梁进智，卢加涛，刘宏宇

(华北光电技术研究所，北京100015)

1 引言

随着红外探测器组件在军事领域的广泛应用，对组件性能指标也提出了很高的要求，特别是对于便携式和机载热成像系统，其输入功率、重量和体积、制冷时间以及工作寿命是主要关心的指标［1］。由于总的热负载和制冷时间要求确定了制冷机的制冷功率，间接确定了它的输入功率、体积和重量等，因此探测器组件结构设计的重点就是要降低热负载，同时要保证零件的机械性能、表面状况，满足组件制冷、振动、冲击等环境试验要求。本文根据组件性能指标要求，从理论计算到模拟，设计了一款微杜瓦薄壁冷指结构，并分析了依靠现有设备对其加工，保证其尺寸精度、表面粗糙度等工艺要求，所面临的主要机械加工工艺难点。

2 理论计算及模拟分析

根据组件性能指标要求，在设计过程中主要对零件的热负载、热容、热变形、振动频率、重量等主要参数进行理论计算，然后综合考虑，取其最优。

2.1 热负载计算

在制冷功率要求一定的情况下，探测器组件的热负载增加很容易造成器件达不到所需要的工作温度，甚至出现窗口结雾、结霜，使得组件失效的现象。组件的热负载主要来源于辐射传热、气体和固体传导传热，因此在设计时要充分考虑零件材料特性、结构形式和表面状况对组件热负载的影响。

2.1.1 辐射传导传热

组件的辐射传热主要发生在真空部分两个表面之间，其热负载为: