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研究生:林容生
論文名稱:偵檢器保溫瓶組之熱分析與溫度量測
論文名稱(外文):Temperature measurement and thermal analysis for refrigerated detector unit
指導教授:楊聲震楊聲震引用關係程亞桐
學位類別:碩士
校院名稱:華梵大學
系所名稱:機電工程研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2001
畢業學年度:89
語文別:中文
中文關鍵詞:焦面陣列偵檢器保溫瓶組降溫時間積體式組合史特靈致冷器
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本文針對國內自製量產攜帶式熱像機之偵檢器保溫瓶組的結構、接線等與熱傳導、輻射之關連性做一詳盡的分析。保溫瓶組中的熱來源有三:(1)保溫瓶外殼對冷屏障(cold shield) 之熱輻射;(2)接外導線之熱導傳;(3)焦面陣列(FPA)讀取電路之耗熱。
本實驗用的保溫瓶組,為一圓柱型金屬外殼,直徑30mm高37.2mm,外接導線腳30支,配置RICOR公司型號K508之1/2W循環式史特靈致冷器,做成積體式組合。藉由細小之溫度感測器,實際量測保溫瓶組中各元件之溫度、變化與理論分析做比較,找出改進方案,以達到縮短降溫時間及減少冷卻功率之要求。
實驗結果顯示:無負載時,致冷器冷端降溫到77K僅費時約135秒,當逐件加上冷平台、FPA偵檢器、接外導線、冷濾光片以及冷屏障後,增加了熱輻射、熱傳導影響,降溫時間亦隨之增長到最後的470秒,冷屏障與冷平台間熱傳接合可調控降溫時間。以負載170 mW模擬冷平台上讀取電路之耗熱,降溫時間增到580秒,增加負載至350 mW、500 mW時,除了降溫速率趨緩外,冷平台上溫度無法降到80K。改變冷平台與焦面陣列間熱傳接合結構,使可承受更高負載,與理論分析結果吻合。
目 錄
誌 謝 I
摘 要 II
ABSTRACT III
目 錄 IV
表 錄 VI
圖 錄 VII
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 冷卻偵檢器組合之分析 4
1.3 文獻回顧 9
1.4 研究動機及目的 10
1.5 論文大綱 11
第二章 理論分析 12
2.1 前言 12
2.2 熱輻射分析 16
2.3 熱傳導分析 21
2.3.1 導線之熱傳導分析 24
2.3.2 冷端頭組中各組件本身之熱傳導分析 25
2.3.3 冷端頭組中各組件間之熱傳導分析 28
2.4 熱容量分析 34
第三章 量測實驗 36
3.1 量測目的 36
3.2 量測設備 36
3.3 溫度校正 42
3.4 實驗數據 45
3-4.1 冷卻桿上未加任何元件負載 45
3-4.2 冷卻桿加上A結構負載 48
3-4.3 冷卻桿加上B結構元件負載 57
第四章 實驗分析 67
4.1 B結構RDU熱傳狀態改良 70
4.2 熱傳量改良實驗 72
4.2.1 熱傳量改良前 72
4.2.2 熱傳量改良後 79
4.3 實驗結果分析 87
第五章 結論 88
參考文獻 92
附 錄 94
參考文獻
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