基于相变的无热化红外光学镜筒的制作方法与流程

本发明属于红外光学镜筒的无热化制作方法，具体应用在有高温环境的红外镜头优化设计中。

背景技术：

高温环境是红外镜头设计需要注意的关键条件之一，随着工作时间的延长，红外镜筒的温度会逐渐增加，镜筒尺寸会不断加长，微米量级的变化会使镜头产生一定量的离焦，严重时会使红外成像受到较大干扰。同时，由于镜筒温度的升高，镜筒内壁的热辐射会参与到红外光路中，为成像带来杂散光干扰。

通常红外镜筒的无热化设计是通过复杂的光学设计来补偿的，通过非球面镜片、特殊牌号的红外玻璃等，整体光学设计难度极大，且装调精度要求较高，镜头的成品率较低，因此有环境需求的红外镜头的无热化设计成本远远大于常规红外镜头设计。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于相变的无热化红外光学镜筒的制作方法，用于解决上述现有技术的问题。

本发明一种基于相变的无热化红外光学镜筒的制作方法，其中，包括：a)制作镜筒本体；b)确定工作时间和环境温度，以及相变材料的相变点；c)确定相变材料的重量；d)将镜筒壁开孔；e)将熔融的相变材料通过注蜡孔注入镜筒壁孔中固化；f)清理注蜡孔密封。

根据本发明的相变的无热化红外光学镜筒的制作方法的一实施例，其中，相变材料的相变点为50℃。

根据本发明的相变的无热化红外光学镜筒的制作方法的一实施例，其中，根据△m＝qst/l计算确定相变材料的重量，其中△m为相变材料质量，q代表环境对镜筒外壁的热流密度，s为镜筒外表面积，t为工作时间，l为相变材料相变潜热。

根据本发明的相变的无热化红外光学镜筒的制作方法的一实施例，其中，将镜筒壁开孔的空间体积为石蜡体积的1.2倍，镜筒壁开孔的位置和封孔压板通过扩散焊焊接。

根据本发明的相变的无热化红外光学镜筒的制作方法的一实施例，其中，注蜡孔用高温硅橡胶密封。

本发明提供了一种基于相变的无热化红外光学镜筒的结构，通过相关材料的相变潜热吸收热量，保证镜筒温差变化较小，从而达到无热化设计的目的。

附图说明

图1为基于相变的无热化红外光学镜筒的正剖图；

图2为基于相变的无热化红外光学镜筒的侧剖图；

具体实施方式

为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

图1为基于相变的无热化红外光学镜筒的正剖图；图2为基于相变的无热化红外光学镜筒的侧剖图；如图1以及图2所示，本发明的相变的无热化红外光学镜筒的制作方法具体的实施步骤如下：

a)根据常规红外镜头制作方法设计镜筒本体；

b)确定工作时间和环境温度，以及相变材料的相变点(比如50℃)；

c)根据△m＝qst/l计算确定相变材料的重量，其中△m为相变材料质量，q代表环境对镜筒外壁的热流密度，s为镜筒外表面积，t为工作时间，l为相变材料相变潜热；

d)将镜筒壁开孔，空间体积约为石蜡体积的1.2倍，并和封孔压板通过扩散焊焊接，保证焊接的密封性；

e)将熔融的相变材料通过注蜡孔注入镜筒壁孔中固化；

f)清理注蜡孔，用高温硅橡胶密封。

本发明通过对镜筒壁均匀布孔，经过相变材料(如石蜡)填充后，将注蜡孔用高温胶密封，然后再进行镜组的装配。

本发明按照常规红外玻璃材料、常规红外镜头制作方法设计出红外光学镜头。根据红外镜头的常规使用环境和高温使用环境，对镜筒进行温度计算，按照工作时长和常温高温温差，结合镜头自身重量，计算相应的相变材料使用量，将相变材料均匀封存在镜筒壁中，当环境温度辐射使得镜头到达相变温度点时，相变材料开始固液相转变，同时吸收大量的相变潜能，保证镜筒在设计时间内维持在相变温度点，保证镜筒不会由于大温差而产生尺寸变化。同时克服了镜头的无热化设计和杂散光干扰难题。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

技术特征：

1.一种基于相变的无热化红外光学镜筒的制作方法，其特征在于，包括：

a)制作镜筒本体；

b)确定工作时间和环境温度，以及相变材料的相变点；

c)确定相变材料的重量；

d)将镜筒壁开孔；

e)将熔融的相变材料通过注蜡孔注入镜筒壁孔中固化；

f)清理注蜡孔密封。

2.如权利要求1所述的相变的无热化红外光学镜筒的制作方法，其特征在于，相变材料的相变点为50℃。

3.如权利要求1所述的相变的无热化红外光学镜筒的制作方法，其特征在于，根据△m＝qst/l计算确定相变材料的重量，其中△m为相变材料质量，q代表环境对镜筒外壁的热流密度，s为镜筒外表面积，t为工作时间，l为相变材料相变潜热。

4.如权利要求1所述的相变的无热化红外光学镜筒的制作方法，其特征在于，将镜筒壁开孔的空间体积为石蜡体积的1.2倍，镜筒壁开孔的位置和封孔压板通过扩散焊焊接。

5.如权利要求1所述的相变的无热化红外光学镜筒的制作方法，其特征在于，注蜡孔用高温硅橡胶密封。

技术总结
本发明涉及一种基于相变的无热化红外光学镜筒的制作方法，其中，包括：a)制作镜筒本体；b)确定工作时间和环境温度，以及相变材料的相变点；c)确定相变材料的重量；d)将镜筒壁开孔；e)将熔融的相变材料通过注蜡孔注入镜筒壁孔中固化；f)清理注蜡孔密封。本发明能够保证镜筒在设计时间内维持在相变温度点，保证镜筒不会由于大温差而产生尺寸变化。同时克服了镜头的无热化设计和杂散光干扰难题。

技术研发人员：杨建国;庒嘉兴
受保护的技术使用者：天津津航技术物理研究所
技术研发日：2019.12.17
技术公布日：2020.04.17