Фото-приборы

© fastdl.org

Термоэлектрические холодильники
Термоэлектрические холодильники применяются в приемниках, не требующих глубокого охлаждения. Современные конструкции термоэлектрических холодильников могут обеспечить охлаждение приемника на 100 градусов относительно температуры окружающей среды. Например, при температуре воздуха 50…60С фотоприемник можно охладить до –40…-50С. Глубина охлаждения, или температура, увеличивается при увеличении числа каскадов охлаждения. Однако увеличивать число каскадов более четырех не имеет смысла, т.к. энергетические затраты на понижение температуры становятся очень велики, с одной стороны, и при понижении температуры горячего спая эффективность термоэлектрического преобразования снижается. Практически достаточно 2-3 каскадов для оптимальной с точки зрения надежности и энергопотребления конструкции охлаждающего устройства.
Приведенная диаграмма позволяет оценить параметры трехкаскадного термохолодильника, точнее, термобатареи, реализующей заданный тепловой режим охлаждения приемника излучения. Нагрузочные характеристики – T и U как f(I) - учитывают конструктивные параметры: сечение ветвей каждого каскада, оптимальный перепад температуры между каскадами, соотношение площадей холодной и горячей граней каскадов. Например, если тепловая нагрузка равна 0.27 Вт, тогда при токе 0.7 А имеем перепад температуры 95 градусов, рабочее напряжение 14.2 В и потребляемую электрическую мощность 9.95 Вт.

Холодильники Джоуля-Томсона
Как известно, при расширении сжатого газа в вакууме происходит его охлаждение – т.н. эффект Джоуля-Томсона. Резкое изменение давления при расширении называется дроселированием. В момент резкого изменения давления газ, охлаждаясь, превращается в жидкость, т.е., ожижается. Устройство охлаждения, использующее указанный принцип понижения температуры тепловой нагрузки, носит название микротеплообменника (МТО), и на практике используют МТО, построенные по т.н. поперечной схеме. МТО-холодильник представляет собой спираль из тонкой металлической трубки, закрепленной на сердечнике. Трубка выполняет роль поперечно-точного теплообменника. Сжатый газ поступает на вход штуцера (начало спиральной трубки), с помощью которого он подсоединяется к баллону со сжатым газом. Выходя из узкого отверстия трубки, газ расширяется, и при этом происходит его охлаждение. Холодильник плотно вставляется в дьюар, и поток сжиженного газа направляется на держатель приемника излучения.. После расширения холодный газ выходит из дьюара, охлаждая при этом газ, проходящий по теплообменнику.
Охлаждение приемников до температур ниже 100К обеспечивают также криогенные машины – устройства для выработки холода механическим путем за счет расширения предварительно сжатого газа. Наибольшее практическое значение имеют холодильники, работающие по циклу Стирлинга (с расщеплением или интегрированные).

Контроль электрофизических и фотоэлектрических характеристик изготовленных приборов. Анализ результатов.

Pages: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22