一种磁流体微泵和用于杜瓦激活的制冷装置的制作方法

本发明涉及红外探测器，具体涉及一种磁流体微泵和用于杜瓦激活的制冷装置。

背景技术：

1、红外探测器真空寿命主要由杜瓦内部初始真空度、材料放气速率以及吸气剂性能决定。其中，吸气剂性能好坏往往与激活工艺直接相关。由于材料导热率以及成本限制，目前采用性能优异的铜作为固体导热介质。在激活过程中，吸气剂大量发热，主要通过辐射传热的方式将大量的热传递给杜瓦冷指。杜瓦冷指通过热传导的方式将热量传递给芯片。受芯片耐热性能影响，吸气剂激活过程中，即使不考虑成本，采用导热率更优异的金属例如银，也远远达不到芯片散热效果。

2、在多次反复激活过程中受热应力影响，吸气剂主体表面在振动过程中更容易脱落粉末与颗粒状物体，甚至在无振动环境中也会更容易发生自发的老化脱落。由此产生的多余物，不仅影响探测器成像效果，还严重影响杜瓦内部真空寿命的可靠性。

3、目前，探测器真空寿命被提出越来越高的要求。吸气剂数量以及吸气剂材料用量越来越大。不仅如此，杜瓦由于轻量化和小型化的需求，内部空间不断减小；吸气剂到芯片的距离以及冷指气缸受辐射位置到芯片距离急剧压缩。基于以上情况，吸气剂激活时防止芯片散热的难度显著上升。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，提供一种磁流体微泵，解决以上技术问题；

2、本发明的目的还在于，提供一种用于杜瓦激活的制冷装置，解决以上技术问题。

3、本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

4、一种磁流体微泵，包括，

5、套筒；

6、螺旋体，设于所述套筒的内侧或外侧，所述螺旋体的螺旋面朝向所述套筒，与所述套筒形成柱状中空的螺旋管，所述螺旋管靠近底面一端的第一螺旋口和位于所述螺旋管内侧管壁间的中空管连通，所述螺旋管靠近顶部一端的第二螺旋口和外界连通；

7、磁流体液珠，可滑动地设于所述螺旋管内部的螺旋层上；

8、磁体，设于所述螺旋管的管壁外，用于将所述磁流体液珠吸附在所述螺旋管内部靠近所述磁体的管壁上。

9、优选的，所述套筒和所述螺旋体与所述磁流体液珠接触的表面为超疏水表面。

10、优选的，所述螺旋体可转动地设于所述套筒内，所述磁体沿所述螺旋体的长度方向设于所述螺旋体的内侧，所述磁体包括设于所述螺旋管的内侧管壁两侧的第一内磁条和第二内磁条，所述磁流体液珠包括吸附于所述第一内磁条的第一侧液珠和吸附于所述第二内磁条的第二侧液珠；

11、基于所述螺旋体以第一方向转动，所述磁流体液珠沿所述螺旋层的路径朝向所述螺旋管顶部的一侧移动；基于所述螺旋体以第二方向转动，所述磁流体液珠沿所述螺旋层的路径朝向所述螺旋管底面的一侧移动。

12、优选的，所述螺旋体可转动地设于所述套筒内，所述磁体沿所述螺旋体的长度方向设于所述套筒的外侧，所述磁体包括设于所述螺旋管的外侧管壁两侧的第一外磁条和第二外磁条，所述磁流体液珠包括吸附于所述第一外磁条的第一侧液珠和吸附于所述第二外磁条的第二侧液珠；

13、基于所述螺旋体以第一方向转动，所述磁流体液珠沿所述螺旋层的路径朝向所述螺旋管顶部的一侧移动；基于所述螺旋体以第二方向转动，所述磁流体液珠沿所述螺旋层的路径朝向所述螺旋管底面的一侧移动。

14、优选的，包括多个所述第一侧液珠和多个所述第二侧液珠，相邻所述第一侧液珠之间间隔若干层的所述螺旋层，相邻所述第二侧液珠之间间隔若干层的所述螺旋层。

15、优选的，所述螺旋体可转动地设于所述套筒外侧，所述磁体沿所述螺旋管的长度方向设于所述套筒的内侧，所述套筒的一端从所述螺旋体的顶部伸出并设有配重导流片；

16、基于所述螺旋体以第一方向转动，所述磁流体液珠沿所述螺旋层的路径朝向所述螺旋管顶部的一侧移动；基于所述螺旋体以第二方向转动，所述磁流体液珠沿所述螺旋层的路径朝向所述螺旋管底面的一侧移动。

17、优选的，所述螺旋体可转动地设于所述套筒外侧，所述磁体沿所述螺旋管的长度方向设于所述螺旋体的外侧，所述磁体上设有配重导流片；

18、基于所述螺旋体以第一方向转动，所述磁流体液珠沿所述螺旋层的路径朝向所述螺旋管顶部的一侧移动；基于所述螺旋体以第二方向转动，所述磁流体液珠沿所述螺旋层的路径朝向所述螺旋管底面的一侧移动。

19、优选的，所述螺旋管为一体式结构，所述螺旋体和所述套筒固定连接，所述磁体沿所述螺旋管的长度方向上设置，所述磁体设于所述中空管内或设于所述螺旋管的外侧，所述磁体和/或所述螺旋管可转动设置；

20、基于所述螺旋管以第一方向转动和/或所述磁体以第二方向转动，所述磁流体液珠沿所述螺旋层的路径朝向所述螺旋管顶部的一侧移动；基于所述螺旋管以第二方向转动和/或所述磁体以第一方向转动，所述磁流体液珠沿所述螺旋层的路径朝向所述螺旋管底面的一侧移动。

21、优选的，所述磁体为环型磁头，设于所述中空管内或所述螺旋管的外侧，所述磁体连接在一根可沿所述螺旋管长度方向往复移动的杆体上，所述磁流体液珠环绕所述磁体的吸附面形成磁流体液条；

22、基于所述杆体以远离所述螺旋管底面的方向移动带动所述磁流体液条沿所述螺旋层的路径朝向所述螺旋管顶部的一侧移动，基于所述杆体以靠近所述螺旋管底面的方向移动带动所述磁流体液条沿所述螺旋层的路径朝向所述螺旋管底面的一侧移动。

23、一种用于杜瓦激活的制冷装置，包括，

24、热交换箱，所述热交换箱上设有用于导入制冷液的进液口和用于排出热液的出液口；

25、所述的磁流体微泵，所述螺旋管的底面设于杜瓦内，所述螺旋管的顶部和所述热交换箱连通，基于所述磁流体液珠沿所述螺旋层的路径朝向所述螺旋管底面或所述螺旋管顶部的方向往复运动，所述磁流体微泵从所述第二螺旋口或所述中空管的开口泵入所述制冷液以及从所述中空管的开口或所述第一螺旋口泵出所述热液。

26、优选的，还包括，

27、排气台，所述热交换箱和所述杜瓦设于所述排气台上；

28、分流空腔，设于所述热交换箱内，用于将从所述进液口导入的所述制冷液分为流向各个所述杜瓦的冷流；

29、动力装置，设于所述热交换箱内，连接所述磁流体微泵内的动子用于驱动所述动子运动，基于所述动子的运动带动所述磁流体液珠沿所述螺旋层的路径朝向所述螺旋管底面或所述螺旋管顶部的方向往复运动，所述动子为所述套筒、所述螺旋体和所述磁体中的至少一个。

30、本发明的有益效果：由于采用以上技术方案，本发明通过磁流体以螺旋运动的方式对制冷液体进行运输，防止机械部件在运动过程中卡死损伤冷指气缸，可满足吸气剂激活时芯片散热的性能要求。

技术特征：

1.一种磁流体微泵，其特征在于，包括，

2.根据权利要求1所述的磁流体微泵，其特征在于，所述套筒(1)和所述螺旋体(2)与所述磁流体液珠(3)接触的表面为超疏水表面。

3.根据权利要求1所述的磁流体微泵，其特征在于，所述螺旋体(2)可转动地设于所述套筒(1)内，所述磁体(6)沿所述螺旋体(2)的长度方向设于所述螺旋体(2)的内侧，所述磁体(6)包括设于所述螺旋管(4)的内侧管壁两侧的第一内磁条(61)和第二内磁条(62)，所述磁流体液珠(3)包括吸附于所述第一内磁条(61)的第一侧液珠(31)和吸附于所述第二内磁条(62)的第二侧液珠(32)；

4.根据权利要求1所述的磁流体微泵，其特征在于，所述螺旋体(2)可转动地设于所述套筒(1)内，所述磁体(6)沿所述螺旋体(2)的长度方向设于所述套筒(1)的外侧，所述磁体(6)包括设于所述螺旋管(4)的外侧管壁两侧的第一外磁条(63)和第二外磁条(64)，所述磁流体液珠(3)包括吸附于所述第一外磁条(63)的第一侧液珠(31)和吸附于所述第二外磁条(64)的第二侧液珠(32)；

5.根据权利要求3或4所述的磁流体微泵，其特征在于，包括多个所述第一侧液珠(31)和多个所述第二侧液珠(32)，相邻所述第一侧液珠(31)之间间隔若干层的所述螺旋层，相邻所述第二侧液珠(32)之间间隔若干层的所述螺旋层。

6.根据权利要求1所述的磁流体微泵，其特征在于，所述螺旋体(2)可转动地设于所述套筒(1)外侧，所述磁体(6)沿所述螺旋管(4)的长度方向设于所述套筒(1)的内侧，所述套筒(1)的一端从所述螺旋体(2)的顶部伸出并设有配重导流片(95)；

7.根据权利要求1所述的磁流体微泵，其特征在于，所述螺旋体(2)可转动地设于所述套筒(1)外侧，所述磁体(6)沿所述螺旋管(4)的长度方向设于所述螺旋体(2)的外侧，所述磁体(6)上设有配重导流片(95)；

8.根据权利要求1所述的磁流体微泵，其特征在于，所述螺旋管(4)为一体式结构，所述螺旋体(2)和所述套筒(1)固定连接，所述磁体(6)沿所述螺旋管(4)的长度方向上设置，所述磁体(6)设于所述中空管(5)内或设于所述螺旋管(4)的外侧，所述磁体(6)和/或所述螺旋管(4)可转动设置；

9.根据权利要求1所述的磁流体微泵，其特征在于，所述磁体(6)为环型磁头(65)，设于所述中空管(5)内或所述螺旋管(4)的外侧，所述磁体(6)连接在一根可沿所述螺旋管(4)长度方向往复移动的杆体(7)上，所述磁流体液珠(3)环绕所述磁体(6)的吸附面形成磁流体液条；

10.一种用于杜瓦激活的制冷装置，其特征在于，包括，

11.根据权利要求10所述的用于杜瓦激活的制冷装置，其特征在于，还包括，

技术总结
本发明涉及红外探测器技术领域，具体涉及一种磁流体微泵和用于杜瓦激活的制冷装置。磁流体微泵包括，套筒；螺旋体，设于套筒的内侧或外侧，螺旋体的螺旋面朝向套筒，与套筒形成柱状中空的螺旋管，螺旋管靠近底面一端的第一螺旋口和位于螺旋管内侧管壁间的中空管连通，螺旋管靠近顶部一端的第二螺旋口和外界连通；磁流体液珠，可滑动地设于螺旋管内部的螺旋层上；磁体，设于螺旋管的管壁外，用于将磁流体液珠吸附在螺旋管内部靠近磁体的管壁上。本发明通过磁流体以螺旋运动的方式对制冷液体进行运输，防止机械部件在运动过程中卡死损伤冷指气缸，可满足吸气剂激活时芯片的散热性能要求。

技术研发人员：周小棚,石伟杰,程明亮,叶炳毅,熊雄,毛剑宏
受保护的技术使用者：浙江珏芯微电子有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/8/15