大功率CCD焦面组件流体回路温控设计.pdf

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1、52传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2016年第35卷第5期≯。、DOI：10．13873／J．1000-9787(2016)05-0052-04设计与制造、P大功率CCD焦面组件流体回路温控设计彭建伟，丁亚林，刘伟毅(1．中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春1300332．中国科学院大学，北京100049)摘要：为了实现大功率焦面组件的热控制，分析了焦面组件热设计的特点，采用单相流体回路控温系统进行散热。以某大功率拼接CCD为例，给出了具体热设计方案，并通过简化的散热分析模型

2、，计算得出了焦面组件最高温度在26．5℃。应用NX高级仿真模块对回路控温系统进行瞬态仿真分析，结果表明：CCD组件在200S时刻温度达到27℃左右，并维持稳定。所获得的仿真分析结果与理论计算结果吻合较好，最终结果能够满足热控指标要求。关键词：电荷耦合器件；焦面组件；流体回路；热设计；热分析中图分类号：V245．6文献标识码：A文章编号：1000-9787(2016)05-0052-04Fluidlooptemperaturecontroldesignofhigh-powerCCDfocalplanecomponentPENGJian．wei’。，

3、DINGYa．1in，LIUWei．yi(1．ChangchunInstituteofOptics，FineMechanicsandPhysics，ChineseAcademyofSciences，Changchun130033，China；2．UniversityofChineseAcademyofSciences，Beijing100049，China)Abstract：Inordertorealizethermalcontrolofhigh—powerfocalplanecomponent，analyzeoncharacteristicof

4、thermaldesignoffocalplanecomponent，singlephasefluidloopthermalcontrolsystemisadoptedforheatdissipation．Takingahigh—powersplicingCCDasexample，detailthermaldesignschemeisgivenandcalculationresultofthesimplifiedanalysismodelforheatdissipationshowsthatthehighesttemperatureoffocal

5、planecomponentis26．5℃．Transient—statesimulationanalysisoflooptemperaturecontrolsystemiscarriedoutthroughNXadvancedsimulationmodule，andtheresultshowsthatthetemperatureofCCDcomponentmaintainsabout27oCafter200S．SimulationanalysisresultiSwel1coincidewiththeoreticalcalculationresu

6、lt．whichcanmeetdemandforthermalcontrolindex．Keywords：CCD；focalplanecomponent；fluidloop；thermaldesign；thermalanalysis0引言越大。大功率所带来的大热流密度，给CCD组件的散热带焦面组件是电荷耦合器件(CCD)光学遥感器的核心电来巨大压力。通常，空间光学遥感器采用热控涂层、导热填子设备，其主要功能就是完成CCD光学遥感器的图像摄料以及布置热管和散热面来进行CCD的散热J。航空相取，主要包括光电信号转换、存贮和转移输出电信号等。机CCD的

7、散热也借鉴空间相机，但由于飞机的高速飞行和CCD组件对于相机能否传输高质量的图片起着至关重要气流影响，航空相机外部很难像空间相机一样方便地设置的作用。CCD焦面组件对工作环境温度要求非常严格，温散热面。在相机内部安置风扇，进行对流换热是航空相机度水平高低和波动变化会产生暗电流和热噪声，降低CCDCCD散热的常用手段。近年来，相变材料控温在航空相机器件的光电转换能力。一般，CCD组件温度每增加7～8℃上应用较为成功，但随着热载荷增大，相变材料的用量增暗电流密度会增加l倍J。所以，控制好焦平面器件的温多，其极低的导热率成为影响相变散热效率的主要因度，

8、是获得高质量成像的一个重要因素。素。，。随着现代科技和遥测技术的不断发展，CCD光学遥感单相流体回路热控系统是在设定的通道内，强迫流体器