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某型红外热像仪结构改进设计研究

高有涛

高有涛. 某型红外热像仪结构改进设计研究[J]. 红外技术, 2022, 44(2): 145-150.
引用本文: 高有涛. 某型红外热像仪结构改进设计研究[J]. 红外技术, 2022, 44(2): 145-150.
GAO Youtao. Structural Improvement Design of an Infrared Thermal Imager[J]. Infrared Technology , 2022, 44(2): 145-150.
Citation: GAO Youtao. Structural Improvement Design of an Infrared Thermal Imager[J]. Infrared Technology , 2022, 44(2): 145-150.

某型红外热像仪结构改进设计研究

详细信息
    作者简介:

    高有涛(1979-),男,工程师,主要从事光电系统结构设计优化。E-mail:gaoyoutao17@126.com

  • 中图分类号: TH745.1

Structural Improvement Design of an Infrared Thermal Imager

  • 摘要: 红外热像仪机械环境可靠性是其结构设计最为重要的指标之一。为保证红外热像仪能够经受服役的振动环境,本文以某型红外热像仪故障闭环为契机开展失效机理及结构改进设计研究。基于动态试验结果对红外热像仪有限元模型进行修正。采用有限元数值方法和随机振动疲劳失效理论相结合对故障的产生机理进行了推测。根据分析结果重新对结构改进优化并通过疲劳失效理论和随机振动试验进行了验证。结果表明故障定位准确、提出的优化改进措施有效。本文的分析思路对单机传感器设计或故障定位、结构改进设计等具有一定参考意义。
  • 图  1  红外热像仪结构模型(左)及安装面示意(右)

    Figure  1.  Sketch map of the model of infrared thermal imager(left) and the mounting surface(right)

    图  2  可靠性试验随机振动谱

    Figure  2.  The random vibration spectrum for reliability test

    图  3  探测器组动态测试结果

    Figure  3.  Dynamic test curve for detector

    图  4  探测器组第1阶模态振型

    Figure  4.  First mode shape of detector

    图  5  随机载荷条件下探测器组件等效应力云图

    Figure  5.  The equivalent stress plot of detector under the excitation of random vibration

    图  6  探测器组改进后结构

    Figure  6.  Detector structure after improved

    图  7  结构改进后第一阶模态振型

    Figure  7.  First mode shape of detector after improved

    图  8  结构改进后幅频响应曲线

    Figure  8.  Dynamic test curve for detector after improved

    图  9  结构改进后探测器组件等效应力云图

    Figure  9.  The equivalent stress plot of detector after structure improved

    图  10  改进前后插针根部加速度功率谱密度

    Figure  10.  Acceleration PSD of pin root before and after improved

    表  1  基于高斯分布的三区间法

    Table  1.   Three interval method based on Gauss distribution

    Range of stress Probability of occurrence Number of cycles n
    [−1σ, 1σ] 68.3% 0.683vt+T
    [(−2σ, −1σ)∪(1σ, 2σ)] 27.1% 0.271vt+T
    [(−3σ, −2σ)∪(2σ, 3σ)] 4.33% 0.043vt+T
    Total 99.73% 0.997vt+T
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-12-15
  • 修回日期:  2021-01-12
  • 刊出日期:  2022-02-20

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