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专利名称：腔体探测器的制作方法
技术领域：
本发明涉及航天遥感仪器，具体涉及一种用于宽波段、大视场辐射探测仪器的腔体形探测器。
背景技术：
在对地遥感辐射探测仪器中，对于能探测来自地球的反射太阳辐射和地球自身辐射的宽波段(0. 2 50微米)探测器，从理论上来说热敏类探测器能实现宽波段辐射探测。 然而由于热敏探测器光敏面表面本身响应不均勻。而且大光学视场要求光敏面有较大的直径，直径约为5毫米以上，热敏探测器无法在如此大面积的光敏面上达到满足仪器要求的探测性能。为此专门设计、研制了双腔体形结构热辐射探测器。探测器采用空腔形腔体作为探测器件，有效地解决了大视场辐射入射时响应均勻性和响应时间常数问题。确保仪器能探测到来自地球的大视场、宽波段范围的辐射。仪器光学探头采用了双腔形探测器，大大提高了仪器的探测精度，减化了探头光学结构，这对减小仪器的体积和重量、提高可靠性具有非常重要的意义。

发明内容
本发明的目的是提供一种能探测来自地球反射太阳辐射和地球自身辐射的大视场、全波段的双腔形腔体探测器。探测器包括一个形状为锥状带尾巴的主腔体，绕上加热丝和测温丝，与一个热阻通过焊接连接，再与紫铜热沉焊接连接；一个形状为锥状带尾巴的辅腔体，绕上加热丝和测温丝与第二个热阻焊接连接，也与紫铜热沉焊接；主腔体中两根测温丝和两根加热丝在空心热阻内走线，穿过紫铜热沉后，再经过与热沉连接的热阻，在热阻上凿一个小孔同时从孔中向外穿过主腔引出的4根走线和辅腔上引出的2根测温丝走线，所有引出走线排序焊接在线路转接板上，再用粗铜丝从线路板上引出走线通到铝热沉外面。再将紫铜热沉用主连接架与铝热沉组装。主腔体与辅腔体绕测温丝、加热丝后表面附着一层金属薄膜。腔体探测器的结构采用两个“圆柱+圆锥”形腔体结构，其中一个主腔体接受辐射，另一个辅腔体用作电功率补偿，腔体内壁均勻喷涂无光黑漆。加热丝无感且均勻地绕在腔体圆锥外上，替代常用的加热薄膜胶贴方法，使腔体热容量的改变大大减少，腔体光电等效性大为改善。实现了从紫外辐射到超长波红外辐射目标的探测。本实用新形包括两个“圆柱+圆锥”并且带尾巴的纯银空腔形锥体、绕在纯银空腔形锥体锥端上的加热丝、绕在纯银空腔形锥体圆柱上的高精度的钼金测温丝、喷涂在带尾巴的纯银空腔形锥体内壁的特制黑漆以及两只支撑空腔形锥体的圆柱形热阻、一个紫铜热沉、一个铝热沉和主连接架构成的腔体形探测器。本实用新形双腔形探测器可大大提高仪器的探测灵敏度。


图1:腔体形状示意图。图2 双腔形探测器结构示意图。
具体实施例方式研制工艺流程制造腔体及热阻模具；腔体及热阻电镀；腔体及热阻脱膜；腔体绕丝；腔体二次镀银；腔体喷黑；腔体、热阻与热沉焊接；双腔体、热阻与热沉组装。从而完成腔体形探测器研制过程。腔体探测器制造工艺流程1.制造腔体及热阻模具根据设计计算确定腔体、热阻的形状和尺寸。采用材料牌号为LY12的铝，制作模具。2.腔体、热阻电镀把腔体、热阻模具通过电镀成形，电镀银层的厚度通过时间长短和电镀时的电流大小来控制。3腔体、热阻脱膜将镀过银层的模具放入浓度为95%的盐酸中。铝模具被腐蚀掉盐酸。留下的银层就是制作探测器的腔体。4腔体绕丝4. 1加热丝加热丝采用直径为0. 05毫米的漆包锰铜丝。绕丝工艺规程如下A)在室温20°C 士2°C时截取一段电阻为300 Ω的锰铜丝。漆包锰铜丝对折为双股。腔体套在模具上以防止腔体绕丝变形。B)将漆包锰铜丝对折处用502胶固定在银锥体的尖端处，凝固后均勻地绕制在锥体上。C)主腔漆包锰铜丝绕到引出线头长70毫米时，锰铜丝直接引出。并用502胶固定在银锥体上。D)参考腔漆包锰铜丝绕到引出线头长15毫米时，锰铜丝直接引出。并用502胶固定在银锥体上。4. 2测温丝4. 2. 1测温丝采用直径为0. 02毫米的钼金丝，先对钼金丝进行表面镀聚脂漆包绝缘处理。4. 2. 2绕丝工艺规程如下Α)用直径为0. 02毫米的漆包钼金丝，在室温20°C时截取一段电阻为700 Ω 士2 Ω
漆包钼金丝并进行漆包钼金丝导通检验。B)为了防止互感漆包钼金丝采取对折双股绕制。在漆包钼金丝对折处用502胶粘结在银腔体的园柱体根部处。漆包钼金丝由园柱体根部处，向锥体方向均勻缠绕，绕到漆包钼金丝与漆包线焊接处，粘上绝缘带，然后0. 1毫米漆包线在银腔体园柱上绕上几圈，绕两圈后用502胶固定。漆包钼金丝太细容易折断，在漆包钼金丝两端线头处，用0. 1毫米漆包线焊接引
出ο5腔体第二层镀银为了提高加温丝的加热速度以及加固测温丝和加热丝，腔体第二层银采用真空镀银的方式。工艺规程如下
A)腔体放在支架的圆周上，均勻分布。使膜层在腔体上的厚度较为均勻。B)腔体在真空罐中至少需真空镀银三罩，使银层牢固地将加热丝和测温丝包裹在银层中间。6腔体喷漆6. 1腔体喷漆准备腔体上绕上加热丝和测温丝后，在腔体入口处的园环后背均勻烫上薄薄的低温焊锡(低温焊锡温度在92-95度之间)。一方面增加园环的机械强度，另一方面当腔体与热阻焊接缩短时间，避免烙铁高温使黑漆发焦而影响黑漆的性能。6. 2腔体发黑腔体发黑采用的是上海有机化学所研制成功的牌号SB-3黑漆，性能(法向吸收率)α s = 0. 93，(有效比辐射率)ε N = 0. 94。工艺规程如下A)用专门制作的支架把腔体支起来以免腔体变形，并将不要喷黑的部分用纸圈遮上。B)将黑漆装入专用的微形喷枪。C)喷枪喷口对准腔体大端口，喷出均勻雾状的黑漆，使表面形成薄而均勻的一层黑漆，多余的黑漆将从腔形锥体小端的毛细管处流出，等黑漆干后将腔体毛细管的端口用钳子夹弯。7探测器组装7. 1探测器组装工艺规程如下A)热阻与紫铜热沉联接，用低温焊锡固定热阻与热沉位置。将热阻与紫铜热沉接触处均勻焊上一圈。B)腔体与热阻与紫铜热沉联接，用成形圆环焊铁，一次压焊使腔体与热阻紧密接。C)主腔(即接受辐射的腔体)测温信号线引出，在引出的过程中，引线多点用胶固定在热沉上。引线经过参考腔(即接受恒定的热沉辐射的腔体)的热阻园柱时，在热阻上用针扎一个针眼，将引线穿过针眼，固定在线路转接板上。D)参考腔热阻与热沉固定后，再将参考腔焊接到热阻上，参考腔的腔体除了引出两根测温信号线之外，还要引出两根加热线，4根引线与主腔的两根引线穿过同一个针孔， 固定在线路转接板上。F)至此探测器初步完成了腔体、热阻、热沉组装并完成了导线的引出。7. 2主腔钼金丝引出线，主腔加热丝引出线及参考腔钼金丝引出线。与接线板连接时引线要安顺序排列，同时用704硅橡胶固定，防止振动折断。
权利要求
1.一种腔体探测器，其特征在于探测器包括一个形状为锥状带尾巴的主腔体，绕上加热丝和测温丝，与一个热阻通过焊接连接，再与紫铜热沉焊接连接；一个形状为锥状带尾巴的辅腔体，绕上加热丝和测温丝与第二个热阻焊接连接，也与紫铜热沉焊接；主腔体中两根测温丝和两根加热丝在空心热阻内走线，穿过紫铜热沉后，再经过与热沉连接的热阻，在热阻上凿一个小孔同时从孔中向外穿过主腔弓丨出的4根走线和辅腔上引出的2根测温丝走线，所有引出走线排序焊接在线路转接板上，再用粗铜丝从线路板上引出走线通到铝热沉外面。再将紫铜热沉用主连接架与铝热沉组装。
2.如权利要求1所述一种腔体探测器，其特征在于所述的主腔体与辅腔体绕测温丝、 加热丝后表面附着一层金属薄膜。
全文摘要
本发明公开了一种腔体探测器。它包括两个“圆柱+圆锥”并且带尾巴的纯银空腔形锥体，绕在银空腔形锥体斜锥面上的加热丝、绕在银空腔形锥体圆柱上的高灵敏度铂金测温丝、喷涂在带尾巴的银空腔形锥体内壁的特制黑漆以及两只支撑空腔形锥体的圆柱形热阻、一个紫铜热沉、一个铝热沉和主连接架构成的双腔体形探测器。双腔形探测器可大大提高仪器的探测灵敏度。
文档编号G01J5/04GK102494783SQ20111035539
公开日2012年6月13日 申请日期2011年11月10日 优先权日2011年11月10日
发明者张韬, 郁蕴健 申请人:中国科学院上海技术物理研究所