一种在真空热环境下应用的光电测角装置制造方法及图纸

技术编号:20794003 阅读:52 留言:0更新日期:2019-04-06 08:04
本发明专利技术涉及真空热环境下测角技术领域,具体公开了一种在真空热环境下应用的光电测角装置,包括与低膨胀基体固定连接的保护罩、设于保护罩外侧壁上的多层隔热片、设于保护罩内侧壁上的电加热片、位于保护罩内的主体和光学镜筒,以及安装在光学镜筒两端的镜片。本发明专利技术方法解决了真空热环境中微小角度的高精度测量难题,克服了传统的测量设备成本高、应用范围小的缺点。

【技术实现步骤摘要】
一种在真空热环境下应用的光电测角装置
本专利技术属于真空热环境下测角
,具体涉及一种在真空热环境下应用的光电测角装置。
技术介绍
目前国内外针对在真空热环境下采用光电法对微小角度高精度测试技术的研究极少且不成熟,对结构尺寸的非接触测量主要集中在使用摄影测量或视觉测量的方法。真空热环境指真空度优于1.3×10-3Pa,环境温度在-173℃~+50℃。国外针对真空热环境下不同被测对象的特征及不同的测量要求,采用的测量方法比较多:利用全息方法在模拟空间环境下测量天线热变形、利用数字散斑相关方法测量陶瓷材料热变形、利用基于相移原理的测量方法动态测量随时间线性变化的变形量,测量精度不大于±0.1mm等。国内在真空热环境下形变的测量主要是采用摄影测量的方法。但是这些测量方法测量精度不高、往往在实现上较为复杂,并且相关的测量设备成本很高,因此应用范围较为局限,无法满足微小角度变形的高精度测量要求。应用光电测角装置在常温常压下对微小角度测量的方法,测量精度高、测量方法简单易行、技术成熟可靠,应用范围很广。但由于光电测角仪的镜片材料、金属结构材料的不同,其在真空热环境中会出现较大的结构变形,从而引起光学测量系统的结构变化,进而引起测量精度的变化。严重制约光电测角仪在真空热环境中的应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种在真空热环境下应用的光电测角装置,实现在真空热环境下对微小角度的高精度测量。本专利技术的技术方案如下:一种在真空热环境下应用的光电测角装置,包括多层隔热片、电加热片、主体、光学镜筒、保护罩、低膨胀基体和镜片;所述的保护罩与低膨胀基体螺接固定;所述的光学镜筒与主体螺接组成测角单元,所述的测角单元位于由保护罩和低膨胀基体围成的空间内,且与低膨胀基体螺接固定;在所述保护罩的外侧壁上设有多层隔热片,在保护罩的内侧壁上设有电加热片;所述的镜片分别通过压圈压紧固定在光学镜筒两端的内壁上。还包括在所述光学镜筒的内壁上加工有排气孔,以保证在外界环境压力变化时,两镜片之间的气压保持平衡,避免由于气压变化导致镜片位置发生偏移。还包括在所述保护罩的内侧壁上设有热敏电阻。所述主体的材料线膨胀系数与镜片的材料相近,使得在温度发生变化时,两者结构同时发生形变,将两者之间由于温度变化引起的形变量控制在最小。所述的多层隔热片和电加热片能够保证测角单元工作在20±10℃的最佳温度范围内。所述的镜片曲率经过优化后,能够在宽温区范围内自动补偿波相差。所述的镜片选用K9光学玻璃材质,线膨胀系数为7.6×10-6/℃。所述的主体选用钛合金TC4材质,线膨胀系数为7.9×10-6/℃。所述真空热环境的真空度优于1.3×10-3Pa,环境温度在-173℃~+50℃。所述的真空热环境为外太空环境。本专利技术的显著效果在于:本专利技术采用了材料匹配方法,通过对污染物进行控制,并设计有热控装置,将基于光电测角原理的测量装置应用在真空热环境中,解决了真空热环境中微小角度的高精度测量难题,克服了传统的测量设备成本高、应用范围小的缺点。附图说明图1为光电测角装置结构示意图。图中:1-多层隔热片;2-电加热片;3-主体;4-光学镜筒;5-保护罩;6-低膨胀基体;7-镜片;8-压圈;9-排气孔。具体实施方式下面结合附图及具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。如图1所示的一种在真空热环境下应用的光电测角装置,能够适用于外太空环境,包括多层隔热片1、电加热片2、主体3、光学镜筒4、保护罩5、低膨胀基体6和镜片7。所述的保护罩5与低膨胀基体6螺接固定,所述的光学镜筒4与主体3螺接组成测角单元,所述的测角单元位于由保护罩5和低膨胀基体6围成的空间内,且与低膨胀基体6螺接固定。在所述保护罩5的外侧壁上设有多层隔热片1,通过多层隔热片1抑制测角单元向热沉的辐射散热,增大辐射传热热阻,减小辐射换热热量。在所述保护罩5的内侧壁上设有热敏电阻和电加热片2,用于控制测角单元的温度梯度。所述的多层隔热片1和电加热片2能够保证测角单元工作在20±10℃的最佳温度范围内。所述的镜片7选用K9光学玻璃材质,分别通过压圈8压紧固定在光学镜筒4两端的内壁上,形成复合折射式结构,各镜片7曲率经过优化后,能够在宽温区范围内自动补偿波相差。所述的K9光学玻璃耐潮级别小于2级,含氧化钙少,化学性质稳定,线膨胀系数为7.6×10-6/℃。在所述光学镜筒4的内壁上加工有排气孔9,以保证在外界环境压力变化时,两镜片7之间的气压保持平衡,避免由于气压变化导致镜片7位置发生偏移,影响成像质量,进而影响测量精度。所述主体3的材料线膨胀系数与镜片7的材料相近,使得在温度发生变化时,两者结构同时发生形变,将两者之间由于温度变化引起的形变量控制在最小。所述的主体3选用钛合金TC4材质,其线膨胀系数为7.9×10-6/℃,与K9光学玻璃最接近。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在真空热环境下应用的光电测角装置,其特征在于:包括多层隔热片(1)、电加热片(2)、主体(3)、光学镜筒(4)、保护罩(5)、低膨胀基体(6)和镜片(7);所述的保护罩(5)与低膨胀基体(6)螺接固定;所述的光学镜筒(4)与主体(3)螺接组成测角单元,所述的测角单元位于由保护罩(5)和低膨胀基体(6)围成的空间内,且与低膨胀基体(6)螺接固定;在所述保护罩(5)的外侧壁上设有多层隔热片(1),在保护罩(5)的内侧壁上设有电加热片(2);所述的镜片(7)分别通过压圈(8)压紧固定在光学镜筒(4)两端的内壁上。

【技术特征摘要】
1.一种在真空热环境下应用的光电测角装置,其特征在于:包括多层隔热片(1)、电加热片(2)、主体(3)、光学镜筒(4)、保护罩(5)、低膨胀基体(6)和镜片(7);所述的保护罩(5)与低膨胀基体(6)螺接固定;所述的光学镜筒(4)与主体(3)螺接组成测角单元,所述的测角单元位于由保护罩(5)和低膨胀基体(6)围成的空间内,且与低膨胀基体(6)螺接固定;在所述保护罩(5)的外侧壁上设有多层隔热片(1),在保护罩(5)的内侧壁上设有电加热片(2);所述的镜片(7)分别通过压圈(8)压紧固定在光学镜筒(4)两端的内壁上。2.如权利要求1所述的一种在真空热环境下应用的光电测角装置,其特征在于:还包括在所述光学镜筒(4)的内壁上加工有排气孔(9),以保证在外界环境压力变化时,两镜片(7)之间的气压保持平衡,避免由于气压变化导致镜片(7)位置发生偏移。3.如权利要求2所述的一种在真空热环境下应用的光电测角装置,其特征在于:还包括在所述保护罩(5)的内侧壁上设有热敏电阻。4.如权利要求3所述的一种在真空热环境下应用的光电测角装置,其特征在于:所述主体(3)的材料线膨胀系...

【专利技术属性】
技术研发人员:姜云翔刘莎王锴磊汪涛赵天承崔桂利高秋娟
申请(专利权)人:北京航天计量测试技术研究所中国运载火箭技术研究院
类型:发明
国别省市:北京,11

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