一种太阳边缘检测仪器制造技术

本申请属于光机电一体化设备技术领域，提供一种太阳边缘检测仪器，依次包括依次滤光片系统、望远镜主镜、望远镜次镜、分割狭缝、探测器、信号处理单元，太阳光经所述滤光片系统变成单色的太阳光辐射，太阳光辐射经所述望远镜主镜、所述望远镜次镜，并由所述分割狭缝将太阳图像分割成若干小区域，成像到所述探测器的像面上，再经所述信号处理单元对探测器内的光信号放大和处理，得到太阳边缘信息和中心位置信息。本申请的检测仪器具有结构简单，所用光电器件的可靠性高，能够精确监测太阳位置变化。化。化。

【技术实现步骤摘要】
一种太阳边缘检测仪器


[0001]本申请涉及光机电一体化设备
，特别是涉及一种太阳边缘检测仪器。

技术介绍

[0002]太阳作为离我们最近的恒星，其运动规律稳定，可见光波段辐射特性稳定，是宇宙空间中很好的参照星体，可以作为指向和运动的参照物体。同时，太阳是地球能源的主要来源，其变化和演变过程对地球影响极大，对太阳的研究也是众多天文、物理学家的重要研究方向，因此，研制恒定不变的精密指向太阳的仪器也是开展太阳观测必不可少的设备。为了准确、有效的对太阳进行长期、高精度的观测，需要提供精密太阳边缘位置信息，计算得到太阳中心位置，为太阳观测数据提供准确的位置信息。
[0003]以往对太阳边缘探测的技术手段不多，且测量精度不高，通常只能采用面阵探测器构成的太阳望远镜测量太阳边缘位置。但是，这种面阵探测器，所采集到的图像不连续，分辨率由探测器的像元尺寸决定，无法获得高精度的边缘信息。另外，利用面阵探测器采集图像的方法，采集到的探测器图像数据量大，获得一幅图像的时间长，无法获得高时间分辨率、大动态范围的太阳边缘图像信息。且使用面阵探测器采集太阳边缘图像方案，图像采集电路复杂，探测器和电子学部分可靠性低，无法满足航天载荷长寿命、高可靠性的使用要求。

技术实现思路

[0004]基于此，本申请提供一种太阳边缘检测仪器，实现对太阳边缘的精确测量，为空间对日指向设备、载荷等提供对日指向精密数据。
[0005]为解决上述技术问题，本申请提供一种太阳边缘检测仪器，包括依次排列的滤光片系统、望远镜主镜、望远镜次镜、分割狭缝、探测器、信号处理单元，太阳辐射光经所述滤光片系统变成单色的太阳辐射光，所述单色的太阳光辐射分别经所述望远镜主镜、所述望远镜次镜、所述分割狭缝，并由所述分割狭缝将太阳图像分割成若干区域，再成像到所述探测器的像面上，所述信号处理单元对所述探测器采集的光信号进行放大等处理，得到太阳边缘信息和中心位置信息。
[0006]优选的，所述分割狭缝为四个长度和宽度均相同的狭缝，所述分割狭缝对称的安装在所述探测器前方，所述分割狭缝覆盖太阳边缘区域。
[0007]优选的，所述望远镜主镜为凸透镜，用于聚焦光斑。
[0008]优选的，所述望远镜次镜为凹透镜，用于发散光斑，将太阳成像到分割狭缝探测器上。
[0009]优选的，所述探测器为四象限光电二极管。
[0010]优选的，所述带狭缝的探测器为线阵光电二极管。
[0011]优选的，所述线阵光电二极管为两个或四个。
[0012]本申请的有益效果：
[0013]本申请根据空间载荷对太阳边缘信息高精度、高频率、大动态范围、大线性范围采集的迫切需求，通过采用分割狭缝和四象限光电二级管或者线阵光电二级管配合构成光电转换组件，实现对太阳边缘做精密位置探测。解决了现有技术中利用面阵探测器采集太阳边缘信号不足的技术问题。
[0014]本申请的检测仪器具有结构简单，所用光电器件的可靠性高，适合空间应用。具有抗干扰能力强、动态范围大，获取太阳边缘位置信息，计算得到高精度太阳位置信息。适合应用到空间载荷，精确监测太阳位置变化。
附图说明
[0015]图1为本申请实施例提供的太阳边缘检测仪器工作原理示意图；
[0016]图2为本申请实施例提供得太阳边缘检测仪器探测器的放大图；
[0017]图3为本申请实施例提供的太阳边缘检测仪器结构组成示意图；
[0018]图4为本申请实施例提供的太阳边缘检测仪器结构示意图；
[0019]图5为本申请实施例提供的太阳边缘检测仪器的四象限探测器结构示意图；
[0020]图6为本申请实施例提供的太阳边缘检测仪器的线阵探测器结构示意图。
[0021]附图中各标号的含义为：
[0022]1、滤光片系统；2、主镜；3、次镜；4、探测器；5、信号处理单元；
[0023]6、四象限光电二极管；7、分割狭缝；8、线阵光电二极管；9、太阳边缘。
具体实施方式
[0024]为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。
[0025]需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
[0026]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。
[0027]实施例1：
[0028]本申请根据空间载荷对太阳边缘信息高精度、高频率、大动态范围、大线性范围采集的迫切需求，通过采用分割狭缝和四象限光电二级管或者线阵光电二级管配合构成光电转换组件，实现对太阳边缘做精密位置探测。解决了现有技术中利用面阵探测器采集太阳边缘信号不足的技术问题。
[0029]一种太阳边缘检测仪器，包括依次排列的滤光片系统1、望远镜系统、分割狭缝、探测器4、信号处理单元5；
[0030]所述望远镜系统包括望远镜主镜2、望远镜次镜3；
[0031]所述望远镜主镜2为凸透镜，用于聚焦光斑。所述望远镜次镜3为凹透镜，用于发散
光斑，将太阳成像到分割狭缝探测器上。
[0032]所述探测器4为四象限光电二极管6或线阵光电二极管8；但不限于四象限光电二极管。
[0033]所述分割狭缝7为四个宽度和长度均相同的狭缝，对称的安装在所述探测器4前方。所述分割狭缝7覆盖太阳边缘区域，所述分割狭缝7分割不同位置的太阳图像，并与所述探测器4构成精密光电转换组件。
[0034]太阳辐射光首先经过滤光片变成单色的太阳辐射光，单色的太阳辐射光透过分割狭缝，再成像到所述探测器4的成像面上，在本申请实施例中，可成像到四象限二极管的各个象限或线阵探测器二极管的不同区域，所述探测器4采集了太阳不同位置的边缘信息，再由信号处理单元5分别将各个象限内或各个区域的光信号放大等处理，得到太阳特定位置的边缘信息，实现对太阳边缘的高精度检测。利用边缘信息进行差分和归一化处理，计算得到太阳中心的位置。
[0035]具体说明如下：
[0036]太阳光平均张角直径为32角分，其辐射经过望远镜成像到像面上，太阳像的大小与望远镜的焦距成正比，与太阳的张角成正比，具体计算公式为：
[0037]D＝f
×
α
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0038]其中D为像面上太阳像的直径，f为望远镜的焦距，α为太阳张角。为了准确测得太阳边缘信息，需要用特定狭缝分割太阳边缘9，只有透过狭缝部分由不同本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种太阳边缘检测仪器，其特征在于，包括依次排列的滤光片系统、望远镜主镜、望远镜次镜、分割狭缝、探测器、信号处理单元，太阳辐射光经所述滤光片系统变成单色的太阳辐射光，所述单色的太阳光辐射分别经所述望远镜主镜、所述望远镜次镜、所述分割狭缝，并由所述分割狭缝将太阳图像分割成若干区域，再成像到所述探测器的像面上，所述信号处理单元对所述探测器采集的光信号进行放大等处理，得到太阳边缘信息和中心位置信息。2.根据权利要求1所述的太阳边缘检测仪器，其特征在于，所述分割狭缝为四个长度和宽度均相同的狭缝，所述分割狭缝对称的安装在所述探测...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈波，王海峰，韩振伟，宋克非，毛石磊，郭权锋，王蕴琦，何玲平，张宏吉，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：