Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Mekanisk integration av en IR-detektor i en Stirlingkylare
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Machine Design (Dept.).
2008 (Swedish)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Mechanical Integration of an IR-detector in a Micro Cooler (English)
Abstract [en]

The master thesis “Mechanical Integration of an IR-detector in a Micro Cooler” has been

performed at FLIR Systems AB in Danderyd. FLIR Systems is a world leader in the design,

manufacture and marketing of thermal imaging camera systems.

The thesis project is divided into to two areas, Production Method and Noise.

The Production Method concerns the positioning of a detector on the cold finger within the IRcamera.

The detector has to be positiond with very high accuracy at the center of the cold finger,

so it can be placed in line with the optical axis to avoid movement of the picture during zooming.

The positioning of the detector is at present done with the help of specially designed guides on a

plate on top of the cold finger. The design workes well but the special machining needed for this

plate is very expensive.

The goal concerning the production method was to derive a new more cost effective method for

the assembling and positioning of the detector on the cold finger by replacing the guides on the

plate with a reusable equipment or some other alignement operation.

Several concept ideas have been generated with the help of concept generation methods in the

form of concept classification trees and concept combinational tables. Two of these concepts

were selected to be further refined. The selection was done with the help of a concept scoring

method and a concept evaluation meeting. In the first concept the detector is positioned with the

help of a microscope and in the second with the help of an external fixture. A prototype of the

fixture has been manufactured and an evaluation was done concerning function and price

aspects. This showed that the positioning of the detector will be good and the assemblers were

positive towards the fixture and the handling of it. The investment of the fixture will be returned

compared to the plate with the guides after only four assembled detectors.

The Noise part of the thesis concerns a disturbance that sometimes can be seen in the picture.

This disturbance, here called flicker, seem to be generated by the Stirling micro cooler since the

frequency of the flicker follows the frequency of the cooler. The cause of this flicker is unknown

despite numerous of studies. The goal concerning the noise was to do studies in order to confirm

or refute some hypothesis. Experiments, simulations and calculations have been done to analyse

the deformations in the detector caused by pressure pulsations and the effects on the detector by

vibrations of the cold finger caused by the Stirling micro cooler. However these studies did not

give a clear conclution to the cause of the flicker and therefore further studies have to be done.

Abstract [sv]

Examensarbetet ”Mekanisk integration av en IR-detektor i en Stirlingkylare” har utförts på FLIR

Systems AB i Danderyd. FLIR Systems designar, tillverkar och säljer värmekamerasystem.

Examensarbetet är uppdelat i två delar, Produktionsmetod och Störningar.

Produktionsmetoden rör positioneringen av en detektor på det så kallade kalla fingret, som ingår

i IR-kameran. Detektorn måste positioneras mycket noggrant så att den sedan kan placeras med

centrum i den optiska axeln, vilket gör att bilden ligger stilla under zoomning. Positioneringen av

detektorn görs idag med hjälp av specialdesignade styrningar som sitter på en platta på toppen av

det kalla fingret. Denna metod fungerar bra, men det är mycket dyrt att tillverka dessa plattor.

Målet för detta examensarbete med avseende på produktionsmetoden var att ta fram en ny mer

kostnadseffektiv metod med vilken man kan montera och positionera detektorn på det kalla

fingret.

Ett flertal konceptidéer togs fram med hjälp av olika konceptgenereringsmetoder så som

klassificeringsträd och kombinationstabeller. Två av dessa koncept valdes ut för att

vidareutvecklas. Valet av dessa koncept gjordes med hjälp av en konceptvalsmetod och ett

konceptutvärderingsmöte. Det ena konceptet går ut på att positionera detektorn med hjälp av

bland annat ett mikroskop. Det andra konceptet är en extern fixtur på vilken det finns styrytor att

positionera detektorn efter. En prototyp av fixturen har tagits fram och utvärderats med avseende

på funktion och kostnad. Detta visade att positioneringen av detektorn blev god. Fixturen och

handhavandet av denna fick även ett positivt utlåtande av montörerna. Fixturen tjänas

prismässigt in, i jämförelse med dagens platta, efter endast fyra detektormonteringar.

Den andra delen av examensarbetet behandlar de störningar som ibland uppträder i bilden. Dessa

störningar, här kallade flicker, tycks genereras av Stirlingkylaren då frekvensen hos flickret

följer kylmaskinens frekvens. Orsaken till detta flicker är ännu okänt trots flertalet

undersökningar. Målet för examensarbetet med avseende på störningarna var att genomföra ett

par studier för att kunna avfärda eller bekräfta några av teorierna bakom uppkomsten av

störningarna.

Experiment, simuleringar och beräkningar har gjorts för att undersöka deformationerna i

detektorn som en följd av tryckpulsationer i det kalla fingret och vibrationer i detta orsakade av

Stirlingkylaren. Dessa studier kunde inte entydigt påvisa orsaken till flickret utan vidare

undersökningar måste göras.

Place, publisher, year, edition, pages
2008.
Series
MMK 2008:28 MCE 154
National Category
Engineering and Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-100217OAI: oai:DiVA.org:kth-100217DiVA: diva2:543077
External cooperation
FLIR Systems AB,Dan Bergstedt
Uppsok
Technology
Supervisors
Examiners
Available from: 2012-08-06 Created: 2012-08-06 Last updated: 2012-08-06Bibliographically approved

Open Access in DiVA

Camilla Gibson(3996 kB)507 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 3996 kBChecksum SHA-512
8c7828265318ad5ef78b18160aabad397288aa55e8213c1a762ecf8006d74448a7719bc806968ffd0a09fd1e35e106cf333359ebe691137b30db0e3f7d9f7cf1
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Machine Design (Dept.)
Engineering and Technology

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 507 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 82 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf