基于多基板拼接的空间深低温超长冷平台热特性研究

作     者：李俊 王小坤 孙闻 曾智江 龚海梅 LI Jun;WANG Xiao-Kun;SUN Wen;ZENG Zhi-Jiang;GONG Hai-Mei

作者机构：中国科学院上海技术物理研究所传感技术国家重点实验室上海200083 中国科学院大学北京100049 

出 版 物：《工程热物理学报》 (Journal of Engineering Thermophysics)

年 卷 期：2021年第42卷第5期

页      面：1268-1274页

核心收录：

学科分类：080701[工学-工程热物理] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 0702[理学-物理学] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(No.61475179) 中国科学院青年创新促进会基金资助项目(No.2014215)。 

主　　题：多基板 精密拼接 超长冷平台 热特性 

摘      要：为了解决空间红外相机的高分辨率、高成品率及可维修性等问题,提出了先将6个线列探测器子模块拼接在一个Z字型的子基板上,再将多个(N≥5)这样的Z字型子基板通过精密拼接的方法以形成空间超长线列红外焦平面探测器。基于由多个子基板拼接形成的超长冷平台与单点冷源耦合以实现热交换的特点,针对超长冷平台温度均匀性小于1 K及其与单点冷源间温度梯度小于5 K的要求,建立了冷量传输通道的热网络模型,分析了影响冷量传输效率的主要因素,提出了优化各部件及不同部件螺接的接触热阻的方法,设计了两个树状柔性冷链实现了冷量向多基板冷平台高效传输。通过对加载不同总焦耳热时超长冷平台的温度均匀性及其与单点冷源间的温度梯度等热特性进行仿真和实验验证,结果表明超长冷平台温度均匀性误差小于0.05 K,温度梯度误差小于0.55 K,验证了由多个子基板拼接而成的超长冷平台与单点冷源间冷量传输模型合理可行,对于后续多基板精密拼接的工程应用提供重要参考。