Abstract
In this paper, we propose a mean time to failure (MTTF) to improve the solution for a cryogenic cooler, which is an important part of a cooled thermal device. Common electronic devices have a high possibility of failure due to various environmental factors, such as temperature and humidity. But some special devices (such as thermal devices) are designed to overcome environmental factors. The most affected part of a cooled thermal device's MTTF is the cryogenic cooler. The MTTF of a cryogenic cooler is affected by the device's internal heat. Therefore, if the device's internal heat is reduced, the cryogenic cooler's MTTF increases. From the present device's internal heat simulation, we analyze the improvement method of the device. The proposed improvement method's effectiveness is verified by simulation and MTTF calculation.
본 논문에서는 군용 냉각형 열상장비의 중요한 부품인 냉각기의 MTTF를 개선하기 위한 방법을 제시한다. 일반적인 전자장비는 전자소자의 특성으로 인해 온도, 습도 등 환경요인에 의해 고장발생 가능성이 높다. 그러나 일부 군용과 같이 특수목적용의 장비(열상장비 등)들은 다양한 환경요인들에 노출되어 운용하기 때문에 환경요인을 극복할 수 있도록 설계한다. 다양한 군용 장비 중 지속적으로 사용가능 해야 하는 장비 중 가장 널리 사용되는 장비로 열상장비를 꼽을 수 있다. 특히 화질을 우선시하는 군용의 특성상 냉각형 열상장비를 많이 사용한다. 이러한 군용 냉각형 열상장비는 항시 운용 가능해야 하기 때문에 MTTF는 장비의 중요한 파라미터다. 군용 냉각형 열상장비의 MTTF에 가장 중요한 영향을 미치는 부분은 냉각기 부분이다. 냉각기의 MTTF는 장비 내부 열과 연관이 있으며 열을 저하시켜 MTTF를 증가시킬 수 있다. 이를 위해 기존 장비의 내부열에 대한 시뮬레이션을 수행하였고 이로부터 개선점을 확인할 수 있었으며 내부 구조를 개선하는 방법을 제안하였다. 제안한 개선방법의 효과는 시뮬레이션 및 MTTF계산을 통해 확인한다.