收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

小型化像增强器系统的研制及其制冷性能的研究

曾昊  
【摘要】:微光像增强器是一种微光探测器,同时也是一种成像器件,主要用于微弱光信号和瞬态光信号的观测。其工作原理是通过阴极光电转换、微通道板电子倍增和阳极的电光成像,将被观测物体发出的微弱光信号(通常是不可见,有时是瞬态的)放大为适合肉眼观察的图像。像增强器广泛应用于军事、天文、公安、安防、生物医学等多种领域。随着应用的扩大与深入,便携式小型化以及高灵敏度高分辨率的像增强器已成为国内外发展趋势。研究发现,阴极热噪声占据像增强器总体噪声的绝大部分(约90%),因此,阴极降噪成为发展高性能像增强器的一个研究热点。 本文主要工作是在SJTU第一代像增强器的基础上,开展小型化和阴极制冷降噪的研究。 在小型化方面,本文开展了下列工作:(1)利用半导体制冷具有体积小、反应速率快、控制精度高的优势,采用一级环形半导体制冷片直接对阴极制冷。(2)设计了一种梭型的散热片,采用散热片加风冷却的方式代替水冷却,这样不需采用水泵、冰箱等笨重的设备。(3)把整个像增强器系统设计、制作成驱动机箱和紧凑的腔体两部分。其中驱动机箱提供腔体所需的所有电源,腔体则将其余功能包含在其中,包括:雪崩三极管脉冲电路、高压电路以及制冷散热系统。为了使腔体也尽量小型化,我们定制了体积较小的高压模块,并且将脉冲产生电路设计在一块35mm?35mm的方形电路板上。 在制冷降噪研究中,为了验证一级制冷片在结合梭型散热片工作时能否达到项目所需的低温,本文利用COMSOL软件仿真了该情况下的制冷性能,发现当外界温度为20℃,半导体制冷片工作在6V的时候,阴极温度最低,为-5.91℃,达到了低于常温15℃的要求。实验测试发现:结合所设计的梭型散热片,半导体制冷片最佳工作电压在6V~7V,阴极的温度可以从21℃降至0℃以下,最后稳定在4℃左右,达到了设计要求。最后,通过阴极热噪声测试实验,发现系统噪声抑制能力可达5.87dB。 为了进一步提升系统的制冷性能,本文提出了两级半导体制冷、提高风扇风速以及改进散热片材料和腔体结构三种技术途径。采用COMSOL软件对其制冷性能开展了仿真模拟,发现:当两级制冷片工作电压分别取3.5V和5V时,制冷效果最佳且明显好于一级制冷片,可达-23.81℃;半导体制冷片工作电压越高,提高散热风扇风速对制冷性能提高的影响越明显。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 魏萌萌;;基于单片机控制的冷热杯[J];学周刊;2011年29期
2 王银玲;孙涛;;基于单片机的恒温箱控制系统设计[J];农机化研究;2011年09期
3 秦建飞;蔡云骧;杨高峰;;基于微光夜视系统总分辨力的目标探测概率计算[J];解放军理工大学学报(自然科学版);2011年03期
4 赵云;李迎春;孙华燕;郭惠超;;提高激光主动成像系统性能的匹配设计[J];激光与光电子学进展;2011年07期
5 陈超;杨鸿儒;黎高平;吴磊;俞兵;杨斌;吴宝宁;张博妮;吴李鹏;;基于距离选通成像系统的水下目标探测技术研究[J];应用光学;2011年04期
6 ;[J];;年期
7 ;[J];;年期
8 ;[J];;年期
9 ;[J];;年期
10 ;[J];;年期
11 ;[J];;年期
12 ;[J];;年期
13 ;[J];;年期
14 ;[J];;年期
15 ;[J];;年期
16 ;[J];;年期
17 ;[J];;年期
18 ;[J];;年期
19 ;[J];;年期
20 ;[J];;年期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王之海;付晓伟;荣致斌;;像增强技术在水下微光环境中的应用[A];2004全国测控、计量与仪器仪表学术年会论文集(下册)[C];2004年
2 王泽龙;魏林滨;王强;;基于USB接口的半导体冷热饮杯垫[A];山东制冷空调——2009年山东省制冷空调学术年会“烟台冰轮杯”优秀论文集[C];2009年
3 王吉晖;白廷柱;王霞;;像增强器信噪比测试方法的分析与研究[A];大珩先生九十华诞文集暨中国光学学会2004年学术大会论文集[C];2004年
4 欧阳新萍;王太峰;;一种新型便携式制冷保温容器的试验研究[A];第五届全国低温生物医学及器械学术大会会议论文集[C];2006年
5 王铁军;李彦军;钟根仔;;半导体制冷性能教学实验装置设计[A];制冷空调学科教育教学研究——第五届全国高等院校制冷空调学科发展研讨会论文集[C];2008年
6 龙再川;郑渝;;高速电子快门CCD摄像组件[A];2004全国图像传感器技术学术交流会议论文集[C];2004年
7 王欣怡;;反馈式人体物理降温系统[A];提高全民科学素质、建设创新型国家——2006中国科协年会论文集[C];2006年
8 付志凯;张健;吴丽莹;;半导体制冷横向塞曼稳频激光干涉测量系统[A];高精度几何量光电测量与校准技术研讨会论文集[C];2008年
9 谢剑锋;王英瑞;;微光CCD成像器件性能比较研究[A];2006年全国光电技术学术交流会会议文集(E 光电子器件技术专题)[C];2006年
10 吕华;苏建忠;;无扫描四维激光成像技术研究[A];2007年先进激光技术发展与应用研讨会论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 邱亚峰;微光像增强器荧光屏发光特性及测试技术研究[D];南京理工大学;2008年
2 张辉;微纳米测量环境控制机理及系统研究[D];合肥工业大学;2009年
3 刘宇;微光成像探测优化理论与高性能系统技术研究[D];南京理工大学;2009年
4 刘杰;航天机械泵驱动两相流冷却环路循环特性的研究[D];上海交通大学;2008年
5 黄靖;定量聚合酶链反应热循环系统及荧光检测技术研究[D];浙江大学;2012年
6 张秀达;新型三维主动光学成像理论与系统研究[D];浙江大学;2008年
7 傅文红;MCP扩口工艺的理论、实验与测试技术研究[D];南京理工大学;2006年
8 王智;基于激光主动成像图像的多帧后处理算法研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2006年
9 潘华东;飞行时间法无扫描三维成像摄像机的机理和特性研究[D];浙江大学;2010年
10 靳贵平;紫外探测技术与双光谱图像检测系统的研究[D];中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所);2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 曾昊;小型化像增强器系统的研制及其制冷性能的研究[D];上海交通大学;2011年
2 张现松;昼夜观瞄及激光测距综合技术研究[D];长春理工大学;2006年
3 陈宇;微光夜视摄像系统的研究[D];长春理工大学;2010年
4 向嵘;微光像增强器信噪比测试仪的分析与改进研究[D];南京理工大学;2002年
5 孙秀平;X射线阴极的研究及其在像增强器中的应用[D];长春理工大学;2002年
6 王兴建;微光像增强器荧光屏参数综合测试技术研究[D];南京理工大学;2007年
7 吴侃;像增强器的光学选通特性分析与测试方法研究[D];上海交通大学;2009年
8 杨建敏;风冷散热半导体制冷系统性能分析及实验研究[D];南昌大学;2009年
9 杨琦;紫外像增强器视场缺陷检测技术研究[D];南京理工大学;2011年
10 刘文莉;三代像增器研究[D];南京理工大学;2002年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 洛阳 孙北方;用半导体制冷片给电脑CPU模块及其它IC块制冷散热[N];电子报;2000年
2 ;极度深寒[N];电脑报;2004年
3 广东 刘瑞屏;佳意YSX-B202型冷热饮水机电路与检修实例[N];电子报;2007年
4 赵勇 胡自伟 王招清;微光夜视“视夜如昼”[N];解放军报;2006年
5 王小英;科技之眼化夜为昼光明之旅强军利民[N];中国企业报;2004年
6 福建 谢比豪 傅思;TCK半导体电子冷藏柜电路与故障检修[N];电子报;2009年
7 华光;隐身红外照明弹:夜战魔灯[N];解放军报;2001年
8 广东 黄跃进;单片机控制的家用饮料快速冷热保温机[N];电子报;2003年
9 ;让爱机拥有一套“空调住房”[N];中国电脑教育报;2007年
10 何榉;G36:连射2.5万发子弹不卡壳[N];中国国防报;2006年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978