Инфракрасные системы «смотрящего» типа
УСТРОЙСТВА ОХЛАЖДЕНИЯ И ТЕМПЕРАТУРНОЙ СТАБИЛИЗАЦИИ МАТРИЧНЫХ МНОГОЭЛЕМЕНТНЫХ ПРИЕМНИКОВ
Как уже отмечалось, многие приемники излучения требуют охлаждения чувствительного слоя (а часто и всего ФПУ) для обеспечения их функционирования и достижения требуемой чувствительности. Не менее важно и обеспечение стабильности рабочей температуры чувствительного слоя приемника и других элементов ФПУ. К причинам ее нестабильности и, как следствие, изменения значений параметров и характеристик ФПУ относятся, прежде всего, изменения температуры окружающей среды, а кроме того, изменения температуры самого приемника и элементов схемы считывания, например, за счет выделения джоулевого тепла, о чем также уже говорилось.
В качестве устройств охлаждения и температурной стабилизации МПИ и ФПУ используют различные системы (рис. 7.25).
Наиболее важными параметрами и характеристиками устройств охлаждения являются:
- рабочая температура и стабильность ее поддержания в заданном диапазоне температур окружающей среды;
- холодопроизводительность, оцениваемая мощностью, отводимой от ФПУ при достижении рабочей температуры охлаждения, а иногда количеством тепла, отводимого в единицу времени от ФПУ при его охлаждении;
- холодильный коэффициент или термодинамический КПД - отношение холодо - производительности к потребляемой мощности;
|
} |
|
Недостатки - недостаточно низкие температуры охлаждения |
|
Достоинства - большой срок службы, высокая надежность |
|
На основе эффекта Джоуля - Томсона (замкнутый цикл) |
|
По циклу Брайтона-Клода |
|
Достоинства — малые габариты, достаточно низкие температуры охлаждения |
|
По циклу Джиффорда - Мак-Магона |
|
Недостатки - малая надежность и небольшой срок службы |
|
По циклу Вюлемье |
|
По обратному циклу Стирлинга |
|
Достоинства - высокая надежность, отсутствие движущихся деталей и питания; большой срок службы___________________________ |
|
Г |
|
Теплоотвод за счет излучения в открытый космос |
|
Недостатки - необходимость исключения излучения самого носителя и посторонних излучателей (Солнца, Земли и др.) |
|
|
Достоинства - простота, высокая надежность; возможность работы в качестве нагревателя при изменении полярности; бесшумны. Объем и масса малы |
|
Недостатки — недостаточно низкие температуры охлаждения в одном каскаде |
 |
Охлаждение твердым хладагентом
Охлаждение криогенными жидкостями
На основе газообразных хладагентов и эффекта Джоуля-Томсона
Достоинства - простота, надежность, относительная экономичность
Ч. Недостатки - ограниченное время работы, необходимость иметь большие массо-габариты при увеличением времени этого срока
Рис. 7.25. Краткая обобщенная классификация систем охлаждения
- тепловая масса, определяемая как отношение массы устройства охлаждения (холодильника) к холодопроизводительности;
- время выхода на режим;
- продолжительность работы устройства (минимальная наработка на отказ);
- способ совмещения с приемником излучения.
Очень важно, чтобы устройство охлаждения обладало высокой надежностью, имело малые массу и габариты.
Кратко рассмотрим основные типы устройств охлаждения, представленных на рис. 7.25.
