高低温真空光学试验箱制造技术

本发明专利技术公开了一种高低温真空光学试验箱，包括测试窗口1、外壁2、保温层4、内壁5、工作平台12、储温铝片组11和测试真空腔19，所述外壁2、内壁5置于所述保温层4的外侧和内侧，所述测试真空腔19采用铝合金加工制造，所述测试真空腔19内设有加热管7、蒸发器8，所述工作平台12置于所述测试真空腔19内部中心位置，所述储温铝片组11置于所述测试真空腔19的后壁或侧壁。本发明专利技术铝合金的材料选用、系统变温方式和测试模式都有利于提高温度均匀性，可将现有技术的温度均匀性数据从±2℃提升到±1℃；本发明专利技术铝合金真空腔体腔体的用料多，热容量大，加上保温层设计偏厚，所以在系统测试时可关闭所有的动力源来实现静态测试。

High and low temperature vacuum optical test chamber

The invention discloses a high and low temperature vacuum optical test chamber, which comprises a test window 1, an outer wall 2, an insulating layer 4, an inner wall 5, a working platform 12, a temperature storing aluminum sheet group 11 and a test vacuum chamber 19. The outer wall 2 and the inner wall 5 are arranged on the outer side and the inner side of the insulating layer 4. The test vacuum chamber 19 is made of aluminum alloy, and the test vacuum chamber 19 is provided with a heating tube 7 and an evaporator 8. The The working platform 12 is arranged in the inner center of the test vacuum chamber 19, and the temperature storing aluminum sheet group 11 is arranged in the back wall or side wall of the test vacuum chamber 19. The material selection, system temperature change mode and test mode of the aluminum alloy of the invention are all conducive to improving the temperature uniformity, and the temperature uniformity data of the prior art can be increased from \u00b1 2 \u2103 to \u00b1 1 \u2103; the aluminum alloy vacuum cavity of the invention has a large amount of materials, a large heat capacity, and a thick insulation layer design, so all power sources can be closed during the system test to realize the static test.

【技术实现步骤摘要】
高低温真空光学试验箱
本专利技术属于用于光学系统高低温真空测试的装置或设备。
技术介绍
a、现有的高低温真空试验设备能用于光学系统在线测试的就比较罕见，设备上配备的绝大多数窗口面形精度达不到光学测试要求，其窗口功能主要供外部测试人员观察内部情况；b、现有的高低温真空设备其变温原理大多采用内壁热沉辐射传导方式，见图1、图2的热沉结构图，其原理为利用在腔内内壁均匀布置热沉，利用内壁的热传导和辐射作用来实现换热，根据腔体形状，在内壁上布置相互连通的紫铜管，通过泵力使得冷媒(或热油)在管道内循环来实现内壁的对流制冷(热)。其变温效率较低且内部温度均匀性得不到好的保证。c、现有的高低温真空设备内腔的主体材料绝大多数为不锈钢，不锈钢易于焊接加工，但不锈钢的热传导系数较低不利于内部温度均匀性的保证。d、现有的高低温真空设备的内部温度控制大多采用实时闭环控制，即动力源(如泵或压缩机、冷凝器等)随时会启动，动力源的工作会给光学测试带来振动的影响。e、现有的高低温真空设未见有配备光纤接口，不利于复杂光学系统的测试便利性，而内部布置光源或激光器会造成局部热源，影响内部整体的温度均匀性。
技术实现思路
专利技术目的：针对现有高低温真空设备的内部温度均匀性难保证，光学测试的兼容性和便利性差的不足，本专利技术能有效提高高低温真空设备内部温度均匀性，高效的实现光学系统在线高低温真空测试。
技术实现思路
：为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种高低温真空光学试验箱，其特征在于：包括测试窗口1、外壁2、保温层4、内壁5、工作平台12、储温铝片组11和测试真空腔19，所述外壁2、内壁5置于所述保温层4的外侧和内侧，所述测试真空腔19采用铝合金加工制造，所述测试真空腔19内设有加热管7、蒸发器8，所述工作平台12置于所述测试真空腔19内部中心位置，所述储温铝片组11置于所述测试真空腔19的后壁或侧壁。上述的高低温真空光学试验箱，其进一步特征在于：还设有观察镜头3，所述观察镜头3分别设置于所述保温层4上和所述测试真空腔19的箱门18上，所述测试窗口1安装在所述测试真空腔19的两侧壁，光路平行于所述箱门18，在所述测试真空腔19的侧壁上设计有出线孔9、进出气孔10、抽气孔13电出线接口14、光纤出线接口15。所述电出线接口14采用气密封航空插头作为转接件；所述光纤出线接口15通过光纤接口固定板15-2和测试腔光纤接口法兰15-3固定。上述的高低温真空光学试验箱，其进一步特征在于：所述测试真空腔19的后壁和侧壁均安装有所述储温铝片组11。所述测试窗口1采用双层玻璃窗结构，内外窗口之间抽真空，内外镜框之间连接用一层隔热垫隔开。所述测试窗口1由外窗口1-4和内窗口1-8构成，所述外窗口1-4安置于外窗口框1-1上，所述内窗口1-8安置于内窗口框1-9上，所述测试窗口1上设有抽真空用的抽气接口1-10。有益效果：本专利技术的优点体现在三个方面：1>温度均匀性。铝合金的材料选用、系统变温方式和测试模式都有利于提高温度均匀性，可以将现有技术的温度均匀性数据从±2℃提升到±1℃。2>在线静态测试。铝合金真空腔体腔体的用料多，热容量大，加上保温层设计偏厚，所以在系统测试时可以关闭所有的动力源(隔绝振动)来实现静态测试。在1个小时的测试时间内，内部温度变化小，不会对测试结果造成影响。3>接口丰富，能兼容更多的光学系统测试。附图说明图1为现有技术中高低温真空设备的热沉结构图。图2为现有技术中高低温真空设备的热沉结构图。图3为本专利技术的高低温真空光学试验箱的结构示意图。图4为本专利技术的高低温真空光学试验箱的结构示意图。图5为本专利技术实施例的测试窗口的结构示意图。图6为本专利技术实施例的测试窗口的结构示意图。图7为为本专利技术实施例的光纤出线接口的结构示意图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。如图3、图4所示，是本实施例的高低温真空光学试验箱的结构示意图。图中，1-测试窗口2-外壁3-观察镜头4-保温层5-内壁6-风机7-加热管8-蒸发器9-出线孔10-进出气孔11-储温铝片组12-工作平台13-抽气孔14-电出线接口15-光纤出线接口16-照明灯17-传感器固定点18-箱门19-测试真空腔。本实施例的高低温真空光学试验箱，外壁2、内壁5置于保温层4的外侧和内侧，测试真空腔19采用铝合金加工制造，高低温发生装置(加热管7、蒸发器8)和风机6安装在测试真空腔19的后半部(以靠近箱门18为前)，其中风机6转轴采用磁流体密封；测试光路相对靠前，方便测试人员操作；测试窗口1安装在测试真空腔19的两侧壁，光路平行于箱门；测试光路下方安装一块铝合金工作平台，上面打有成排螺孔，方便安装垫高块和待测光学系统；在测试真空腔19的侧壁上设计有光纤出线接口15和电出线接口14(法兰)，方便腔体内外通信(共有1个光纤出线接口、3个电出线接口)；为减少箱体的漏热环节，箱门上没有设计观察窗，而是在腔体侧壁和箱门上分别设计了观察镜头3，通过相机或者目镜来观察室内情况；在腔体的后壁和侧壁均安装了些储温铝片组11，增加腔内的热容量，以减缓测试时的降温速率；顶部照明灯16一盏。本实施例的测试窗口1的结构示意图如图5、图6所示。图中，1-1-外窗口框1-2-压板1-3-密封圈1-4-外窗口1-5-密封圈1-6-隔热圈1-7-测试腔法兰1-8-内窗口1-9-内窗口框1-10-抽气接口。测试窗采用双层玻璃窗结构，内外窗口之间抽真空，内外镜框之间连接用一层隔热垫隔开，避免了单层窗口的漏热率高、存在温度梯度以及在低温试验中结露的问题。测试窗口组件要求严格密封，在此用到橡胶密封来实现。光纤跳线由于其结构的特殊性，无法在接口和保护套上实现密封，为此要实现光纤进出测试腔的密封，必须要将跳线剥至涂覆层，密封接口结构设计见图7所示。图中，15-1-光纤接口15-2-光纤接口固定板15-3-测试腔光纤接口法兰15-4-密封胶15-5-光纤跳线15-6-灌胶孔15-7-保护套。在测试腔光纤接口法兰15-3中准备好用于密封的光纤，此光纤一端通过连接法兰与测试腔内光纤连接，另一端与激光器(或其他设备)连接，事先在光纤适当位置(胶槽位置)剥去保护套15-7，露出涂覆层。通过灌胶孔15-6往预留的胶槽里注入密封胶15-4，固化后起到密封的作用。光纤出线接口15通过光纤接口固定板15-2和测试腔光纤接口法兰15-3固定。本实施例的高低温真空光学试验箱实物制造如下：主箱体与动力源分离，隔离振动；测试窗口位于箱体两侧，变温系统采用蒸发器(加热管)强制对流来实现，相应接口满足设计要求。相关技术指标：内容积：900mm(宽)×800mm(高)×600mm(深)。温度范围：-70℃～120℃。真空度：优于200Pa，漏气率＜1Pa/min。升/降温速率：+20℃～120℃≤100min；+20℃～-70℃≤120min。温度均匀度：优于±1℃。使用方法如下：产品安装于试验箱内工作平台上，测试设备(如干涉仪、平行光管等)置于箱外实验台上，测试光路经过试验箱上的窗口来实现检测，不同产品的检测光路不同，大体有两种方式：两块窗口工作模式和一块窗口工作模式，需要根据具体的待测光学系统来选择。测试一般过程为：常温下搭建完测试光路后，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高低温真空光学试验箱，其特征在于：包括测试窗口(1)、外壁(2)、保温层(4)、内壁(5)、工作平台(12)、储温铝片组(11)和测试真空腔(19)，所述外壁(2)、内壁(5)置于所述保温层(4)的外侧和内侧，所述测试真空腔(19)采用铝合金加工制造，所述测试真空腔(19)内设有加热管(7)、蒸发器(8)，所述工作平台(12)置于所述测试真空腔(19)内部中心位置，所述储温铝片组(11)置于所述测试真空腔(19)的后壁或侧壁。

【技术特征摘要】
1.一种高低温真空光学试验箱，其特征在于：包括测试窗口(1)、外壁(2)、保温层(4)、内壁(5)、工作平台(12)、储温铝片组(11)和测试真空腔(19)，所述外壁(2)、内壁(5)置于所述保温层(4)的外侧和内侧，所述测试真空腔(19)采用铝合金加工制造，所述测试真空腔(19)内设有加热管(7)、蒸发器(8)，所述工作平台(12)置于所述测试真空腔(19)内部中心位置，所述储温铝片组(11)置于所述测试真空腔(19)的后壁或侧壁。2.根据权利要求1所述的高低温真空光学试验箱，其特征在于：还设有观察镜头(3)，所述观察镜头(3)分别设置于所述保温层(4)上和所述测试真空腔(19)的箱门(18)上，所述测试窗口(1)安装在所述测试真空腔(19)的两侧壁，光路平行于所述箱门(18)，在所述测试真空腔(19)的侧壁上设计有出线孔(9)、进出气孔(10)、抽气孔(13)电出线接口(14)、光纤出线接口(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈彧龙，黎发志，
申请(专利权)人：南京英田光学工程股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32