CN107966132B - 一种太阳模拟器中心光轴与罐体中轴线夹角的测量装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种太阳模拟器中心光轴与罐体中轴线夹角的测量装置及方法，太阳模拟器的光束方向为水平，光轴在太阳模拟器罐体内与真空罐体中心轴线重合，罐体内设有导轨，导轨上表面为水平基线，罐体外中心光轴以真空罐锥筒中心线为基准，罐体中心线高于导轨1450mm，位于导轨正中间，与导轨平行，罐体外锥筒中心距地面高度2818mm，积分器、小孔挡板设置在太阳模拟器罐体上端边缘一侧，小孔挡板放置在积分器之后，积分器作为点光源，由点光源发出的光经过准直镜变为平行光，由小孔透过的光线经过准直镜变为平行光入射进经纬仪，在经纬仪的视场中可以看到小孔的像。本发明测量过程方便，一人即可快速测量，无损耗部件及成本顾虑。

Description

一种太阳模拟器中心光轴与罐体中轴线夹角的测量装置及 方法

技术领域

本发明涉及一种检测太阳模拟器光轴的方法，具体是一种太阳模拟器及其中心光轴与罐体中轴线夹角的测量方法。

背景技术

太阳模拟器是在室内模拟太阳在不同大气质量条件下光辐照特性的一种试验或定标设备。应用太阳模拟技术研制的太阳模拟器多用于空间飞行器的环境模拟试验，是空间环境模拟设备的主要组成部分，能够为航天器提供与太阳光谱分布相匹配的、均匀的、准直稳定的太阳光辐照。在航天器真空热环境试验中，太阳模拟器是最具真实准确的热流模拟手段，应用太阳模拟器可以高精度的完成航天器热平衡试验，特别是对形状复杂、热耦合关系复杂的航天器的热平衡试验，必须用太阳模拟器来完成。

由于需要使用太阳模拟器模拟太阳光线相对于航天器的入射角度，尤其是在光学试验中，对光线的入射角度要求更加严格，因此需要对太阳模拟器的入射光轴进行精确测量。

目前没有发现同本发明类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。

发明内容

针对在太阳模拟器安装后的光学轴线与罐体中心线存在夹角，且长期使用过程产生形变后与罐体中心线的夹角还会产生变化，本发明提供了一种太阳模拟器及其中心光轴与罐体中轴线夹角的测量方法

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种太阳模拟器中心光轴与罐体中轴线夹角的测量装置，包括太阳模拟器、积分器、准直镜、经纬仪和小孔挡板，所述太阳模拟器的光束方向为水平，光轴在太阳模拟器罐体内与真空罐体中心轴线重合，罐体内设有导轨，导轨上表面为水平基线，罐体外中心光轴以真空罐锥筒中心线为基准，罐体中心线高于导轨1450mm，位于导轨正中间，与导轨平行，罐体外锥筒中心距地面高度2818mm，所述积分器、小孔挡板设置在太阳模拟器罐体上端边缘一侧，太阳模拟器罐体上端边缘设有用于安装所述积分器、小孔挡板安装凹槽，所述积分器作为点光源，由点光源发出的光经过准直镜变为平行光，小孔挡板放置在积分器之后，由小孔透过的光线经过准直镜变为平行光入射进经纬仪，在经纬仪的视场中可以看到小孔的像。

所述小孔挡板是用耐高温黑漆涂覆的不锈钢板，中心小孔位于光路中心，尺寸为Ф3mm，是为了控制经纬仪的入射光通量，避免因进入经纬仪的光照强度过大而无法分辨测量光斑

本发明还提供了一种太阳模拟器中心光轴与罐体中轴线夹角的测量方法，包括如下步骤：

S1、按上述的结构完成测量装置的组装；

S2、调节经纬仪的高度及角度，使得经纬仪焦面能够观测到从积分镜透射过来的光斑，并细微调整经纬仪使得光斑的中心与经纬仪观测镜中的十字线重合，此时，经纬仪光学系统光轴与太模主光轴重合；

S3、调整经纬仪使其处于水平状态，此时经纬仪上的读数即为太模主光轴与水平轴的偏差。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

测量过程方便，利用一台经纬仪，一人可以快速测量；工装可大量重复使用、无损耗部件及成本顾虑。

附图说明

图1为本发明实施例中太阳模拟器布局图；

图2为本发明实施例太阳模拟器光轴测量原理图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

如图1-2所示，本发明实施例提供了一种φ1m太阳模拟器，光束方向为水平，光轴在太阳模拟器罐体内与真空罐体6中心轴线重合，在光路调试时以罐体内导轨3为基准，罐体内导轨3上表面为水平基线，罐体外中心光轴以真空罐锥筒5中心线为基准，罐体6中心线高于罐内导轨3 1450mm，位于导轨3正中间，与导轨3平行。在所述太阳模拟器内，将积分器1当作点光源，由点光源发出的光经过准直镜4变为平行光。将中心有小孔的小孔挡板2放置在积分器1之后，则由小孔透过的光线经过准直镜4变为平行光入射进经纬仪，在经纬仪的视场中可以看到小孔的像。所述小孔挡板2是用耐高温黑漆涂覆的不锈钢板，中心小孔位于光路中心，尺寸为Ф3mm，是为了控制经纬仪的入射光通量，避免因进入经纬仪的光照强度过大而无法分辨测量光斑。

本具体实施使用时，通过以下步骤完成太阳模拟器中心光轴与罐体中轴线夹角的测量：

S1、调节经纬仪的高度及角度，使得经纬仪焦面能够观测到从1-积分镜透射过来的光斑，并细微调整经纬仪使得光斑的中心与经纬仪观测镜中的十字线重合，此时，经纬仪光学系统光轴与太模主光轴重合。

S2、调整经纬仪使其处于水平状态，此时经纬仪上的读数即为太模主光轴与水平轴的偏差，具体测量的数值如下表所示：

表1 太模主光轴偏差

表1中数据可以看出太阳模拟器主光轴俯仰角偏离水平方向30’24”，符号为负表示偏差方向向下。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (3)

1.一种太阳模拟器中心光轴与罐体中轴线夹角的测量装置，包括太阳模拟器、积分器、准直镜、经纬仪和小孔挡板，其特征在于，所述太阳模拟器的光束方向为水平，光轴在太阳模拟器罐体内与真空罐体中心轴线重合，罐体内设有导轨，导轨上表面为水平基线，罐体外中心光轴以真空罐锥筒中心线为基准，罐体中心线高于导轨1450mm，位于导轨正中间，与导轨平行，罐体外锥筒中心距地面高度2818mm，所述积分器、小孔挡板设置在太阳模拟器罐体上端边缘一侧，太阳模拟器罐体上端边缘设有用于安装所述积分器、小孔挡板安装凹槽，所述积分器作为点光源，由点光源发出的光经过准直镜变为平行光，小孔挡板放置在积分器之后，由小孔透过的光线经过准直镜变为平行光入射进经纬仪，在经纬仪的视场中可以看到小孔的像；

所述小孔挡板是用耐高温黑漆涂覆的不锈钢板，中心小孔位于光路中心。

2.如权利要求1所述的一种太阳模拟器中心光轴与罐体中轴线夹角的测量装置，其特征在于，所述中心小孔的尺寸为Ф3mm，能够控制经纬仪的入射光通量，避免因进入经纬仪的光照强度过大而无法分辨测量光斑。

3.一种太阳模拟器中心光轴与罐体中轴线夹角的测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、按权利要求1-2任一项所述的结构完成测量装置的组装；

S2、调节经纬仪的高度及角度，使得经纬仪焦面能够观测到从积分镜透射过来的光斑，并细微调整经纬仪使得光斑的中心与经纬仪观测镜中的十字线重合，此时，经纬仪光学系统光轴与太模主光轴重合；

S3、调整经纬仪使其处于水平状态，此时经纬仪上的读数即为太模主光轴与水平轴的偏差。

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