CN112630920B - 一种宽温自适应光学窗口 - Google Patents

一种宽温自适应光学窗口 Download PDF

Info

Publication number
CN112630920B
CN112630920B CN202011414542.5A CN202011414542A CN112630920B CN 112630920 B CN112630920 B CN 112630920B CN 202011414542 A CN202011414542 A CN 202011414542A CN 112630920 B CN112630920 B CN 112630920B
Authority
CN
China
Prior art keywords
ring
shell
optical glass
pressing ring
rigid compensation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202011414542.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112630920A (zh
Inventor
张振华
孟凡强
周立媛
程大林
乔海岩
安红印
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hebei Hanguang Heavy Industry Ltd
Original Assignee
Hebei Hanguang Heavy Industry Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hebei Hanguang Heavy Industry Ltd filed Critical Hebei Hanguang Heavy Industry Ltd
Priority to CN202011414542.5A priority Critical patent/CN112630920B/zh
Publication of CN112630920A publication Critical patent/CN112630920A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112630920B publication Critical patent/CN112630920B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/007—Pressure-resistant sight glasses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/008—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements with means for compensating for changes in temperature or for controlling the temperature; thermal stabilisation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/24—Structural elements or technologies for improving thermal insulation
    • Y02A30/249—Glazing, e.g. vacuum glazing
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B80/00—Architectural or constructional elements improving the thermal performance of buildings
    • Y02B80/22—Glazing, e.g. vaccum glazing

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

本发明公开了一种宽温自适应光学窗口。本发明在壳体和压圈间增加刚性补偿环，光学玻璃和压圈间不再安装弹性垫圈，在全温工作范围内实现了光学窗口各组成零件尺寸变化量的差值为零，避免光学玻璃出现松动，无需对弹性垫圈进行选型、控制其变形量和涂胶加固。此外，光学玻璃和压圈间无需安装非金属弹性垫圈，整体刚性连接，避免了在冲击和振动过程中因弹性垫圈受力变形导致光学玻璃产生位移，抗冲击和抗振特性好。

Description

一种宽温自适应光学窗口
技术领域
本发明涉及光学仪器技术领域，具体涉及一种宽温自适应光学窗口。
背景技术
光学窗口一般由壳体、光学玻璃和连接件所组成，通常是把光学玻璃装入带有螺纹的壳体中，然后用制有螺纹的压圈拧入壳体，将光学玻璃压紧，由于光学窗口各组成零件的厚度尺寸和线膨胀系数不同，在高低全温工作范围下光学窗口各组成零件尺寸变化量不相等，为避免光学玻璃出现松动，通常在光学玻璃和螺纹压圈间增加弹性垫圈，补偿全温工作范围下光学窗口各组成零件尺寸变化量的差值。在光学玻璃和螺纹压圈间增加弹性垫圈，虽然避免了光学玻璃出现松动，但由于要满足全温工作要求，弹性垫圈要选择适合厚度，且在安装时要严格控制压缩量，压缩量既要大于各组成零件尺寸变化量的差值，又不能超过其弹性极限压缩尺寸，且为避免弹性垫圈因变形从光学玻璃和螺纹压圈间隙挤出，有时还要在弹性垫圈和螺纹压圈间涂胶加固。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种宽温自适应光学窗口，在壳体和压圈间增加刚性补偿环，光学玻璃和压圈间不再安装弹性垫圈，在全温工作范围内实现了光学窗口各组成零件尺寸变化量的差值为零，避免光学玻璃出现松动，无需对弹性垫圈进行选型、控制其变形量和涂胶加固。
本发明的宽温自适应光学窗口，包括外壳、光学玻璃、压圈和刚性补偿环；其中，光学玻璃通过压圈安装在外壳内部的内端面上；补偿环位于外壳的外端面处，并位于压圈和外壳之间；补偿环通过压圈紧固在外壳上；
外壳、光学玻璃、压圈和补偿环的尺寸和线膨胀系数满足如下关系：
(L1×A1)+(L4×A4)-(L2×A2)-(L3×A3)＝0
其中，L1为外壳内端面和外端面之间的距离；L2为光学玻璃的厚度；L4为补偿环的厚度；L3为压圈与补偿环的接触面与压圈与光学玻璃的接触面之间的距离；A1、A2、A3、A4分别为外壳、光学玻璃、压圈和补偿环的线膨胀系数。
较优的，外壳内壁为圆筒形，光学玻璃为圆形，补偿环为环形结构；压圈由一个圆环和一个圆筒组成，所述圆筒外圆面与外壳内圆面配合安装，圆筒端面与光学玻璃接触；圆环与补偿环接触。
较优的，采用螺钉紧固压圈、补偿环和外壳。
较优的，在螺钉与压圈之间还设有平垫圈和弹垫圈。
较优的，光学玻璃为非金属材料；外壳、压圈和补偿环为金属材料；补偿环材料与外壳和压圈的材料不一样；外壳和压圈的材料可以一样也可以不一样。
较优的，所述外壳和压圈为铁碳合金或有色金属合金，补偿环为铁碳合金或有色金属合金。
较优的，光学玻璃采用氟化镁或石英材料，外壳、压圈采用铝合金、镁合金、钢或不锈钢材料，补偿环采用钛合金材料。
有益效果：
(1)在外壳和压圈间增加刚性补偿环，在全温工作范围内实现了光学窗口各组成零件尺寸变化量的差值为零，避免光学玻璃出现松动；
(2)光学玻璃和压圈间无需安装弹性垫圈，无需对弹性垫圈进行选型、控制其变形量和涂胶加固。
(3)光学玻璃和压圈间无需安装非金属弹性垫圈，整体刚性连接，避免了在冲击和振动过程中因弹性垫圈受力变形导致光学玻璃产生位移，抗冲击和抗振特性好。
附图说明
图1为本发明宽温自适应光学窗口结构示意图。
其中，1-外壳，2-光学玻璃，3-压圈，4-补偿环，5-螺钉。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
本发明提供了一种宽温自适应光学窗口，如图1所示，包括外壳1、光学玻璃2、压圈3和补偿环4。其中，外壳1内壁为圆筒形，外壳1有两个端面，一个端面与光学玻璃2接触，另一个端面与补偿环4接触；外壳1的两个端面平行且距离为L1；光学玻璃2为圆形结构，光学玻璃2有两个端面，一个端面与外壳1接触，另一个端面与压圈3接触；光学玻璃2的两个端面平行且距离为L2；光学玻璃2通过压圈3安装在外壳1内，并用螺钉5、平垫圈和弹垫圈将压圈3紧固在外壳1上；压圈3由一个圆环和一个圆筒构成；压圈3圆筒端面与光学玻璃2接触，压圈3圆筒外圆面与外壳1内圆面配合安装；压圈3圆环一个端面与补偿环4接触；压圈3圆筒端面到压圈3与补偿环4的接触面之间的距离为L3；补偿环4为环形结构，补偿环4有两个端面，一个端面与外壳1接触，另一个端面与压圈3接触，补偿环4的两个端面平行且距离为L4；补偿环被压圈紧固在外壳上。
外壳1、光学玻璃2、压圈3、补偿环4的尺寸和线膨胀系数满足如下关系：
(L1×A1)+(L4×A4)-(L2×A2)-(L3×A3)＝0(1)
其中，A1、A2、A3、A4分别为外壳1、光学玻璃2、压圈3和补偿环4的线膨胀系数。
从式(1)可得，外壳1、光学玻璃2的尺寸与线膨胀系数乘积之和，与压圈3、补偿环4的尺寸与线膨胀系数乘积之和相等，上述四者的尺寸与线膨胀系数相互匹配，且上述四者的尺寸与线膨胀系数乘积相互抵消为零。单位温度变化下外壳1、光学玻璃2、压圈3、补偿环4尺寸变化量相互抵消为零，在高低全温工作范围下光学窗口各组成零件尺寸变化量的差值为零，避免光学玻璃出现松动。
其中，光学玻璃2为可透光波的非金属材料，优选氟化镁或石英材料。
外壳1、压圈3为金属材料，可选铁碳合金或有色金属合金，优选铝合金、镁合金、钢或不锈钢材料；外壳和压圈的材料可以一样也可以不一样。
补偿环4为金属材料，补偿环材料与外壳和压圈的材料不一样；可选铁碳合金或有色金属合金，优选钛合金材料。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种宽温自适应光学窗口，包括外壳（1）、光学玻璃（2）和压圈（3）；其特征在于，还包括刚性补偿环（4）；光学玻璃（2）通过压圈（3）安装在外壳（1）内部的内端面上；刚性补偿环（4）位于外壳（1）的外端面处，并位于压圈（3）和外壳（1）之间；刚性补偿环（4）通过压圈（3）紧固在外壳（1）上；
外壳（1）、光学玻璃（2）、压圈（3）、刚性补偿环（4）的尺寸和线膨胀系数满足如下关系：
（L1×A1）+（L4×A4）-（L2×A2）-（L3×A3）=0
其中，L1为外壳内端面和外端面之间的距离；L2为光学玻璃的厚度；L4为刚性补偿环的厚度；L3为压圈与刚性补偿环的接触面与压圈与光学玻璃的接触面之间的距离；A1、A2、A3、A4分别为外壳（1）、光学玻璃（2）、压圈（3）和刚性补偿环（4）的线膨胀系数；
外壳（1）内壁为圆筒形，光学玻璃（2）为圆形，刚性补偿环（4）为环形结构；压圈（3）由一个圆环和一个圆筒组成，所述圆筒外圆面与外壳（1）内圆面配合安装，圆筒端面与光学玻璃（2）接触；圆环与刚性补偿环（4）接触。
2.如权利要求1所述的宽温自适应光学窗口，其特征在于，采用螺钉（5）紧固压圈、刚性补偿环和外壳。
3.如权利要求1所述的宽温自适应光学窗口，其特征在于，在螺钉（5）与压圈（3）之间还设有平垫圈和弹垫圈。
4.如权利要求1所述的宽温自适应光学窗口，其特征在于，光学玻璃（2）为非金属材料；外壳（1）、压圈（3）和刚性补偿环（4）为金属材料；刚性补偿环（4）材料与外壳（1）和压圈（3）的材料不一样；外壳（1）和压圈（3）的材料相同。
5.如权利要求1或4所述的宽温自适应光学窗口，其特征在于，所述外壳和压圈为铁碳合金或有色金属合金，刚性补偿环为铁碳合金或有色金属合金。
6.如权利要求5所述的宽温自适应光学窗口，其特征在于，光学玻璃（2）采用氟化镁或石英材料，外壳（1）、压圈（3）采用铝合金、镁合金或钢材料；刚性补偿环（4）采用钛合金材料。
CN202011414542.5A 2020-12-07 2020-12-07 一种宽温自适应光学窗口 Active CN112630920B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011414542.5A CN112630920B (zh) 2020-12-07 2020-12-07 一种宽温自适应光学窗口

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011414542.5A CN112630920B (zh) 2020-12-07 2020-12-07 一种宽温自适应光学窗口

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112630920A CN112630920A (zh) 2021-04-09
CN112630920B true CN112630920B (zh) 2023-03-28

Family

ID=75308120

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011414542.5A Active CN112630920B (zh) 2020-12-07 2020-12-07 一种宽温自适应光学窗口

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112630920B (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101957486A (zh) * 2010-08-25 2011-01-26 哈尔滨工业大学 耐高低温光学窗口支撑部件
CN102168960A (zh) * 2011-01-10 2011-08-31 沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司 一种切削加工铝合金零件温度补偿方法
CN103941370A (zh) * 2014-05-04 2014-07-23 中科院南京天文仪器有限公司 一种应用杠杆原理进行温度补偿的方法与设备
CN108760631A (zh) * 2018-05-24 2018-11-06 中国人民解放军陆军沈阳军事代表局驻长春地区军事代表室 一种具有温度自适应功能的光学窗口

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0747870Y2 (ja) * 1987-08-13 1995-11-01 日本電気株式会社 光学窓付き気密容器
JPH06186466A (ja) * 1992-12-15 1994-07-08 Canon Inc 温度補償機能を有した撮影装置
JP3724848B2 (ja) * 1995-07-14 2005-12-07 則夫 岡田 光学用窓
JP2000326354A (ja) * 1999-05-18 2000-11-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光学素子成形型
JP2004147188A (ja) * 2002-10-25 2004-05-20 Fuji Photo Film Co Ltd デジタルカメラ
DE10352820A1 (de) * 2003-11-12 2005-06-23 Carl Zeiss Smt Ag Flanschbaugruppe eines optischen Systems
RU2257600C1 (ru) * 2004-02-06 2005-07-27 Открытое акционерное общество "Лыткаринский завод оптического стекла" Оправа и способ крепления оптических компонентов в оправе
CN201159789Y (zh) * 2008-01-29 2008-12-03 刘德宏 一种图像检测装置
CN101833168A (zh) * 2010-05-06 2010-09-15 中国科学院西安光学精密机械研究所 一种应用反补偿消热设计的红外探测装置
JP2012242728A (ja) * 2011-05-23 2012-12-10 Konica Minolta Advanced Layers Inc 温度補償機能を有するレンズユニット
CN102393093B (zh) * 2011-11-22 2014-07-02 张建城 设置复合消气装置的线聚焦太阳能强化集热管
CN102798956A (zh) * 2012-08-08 2012-11-28 中国科学院上海光学精密机械研究所 大口径组合透镜的镜框结构
CN104199168A (zh) * 2014-09-23 2014-12-10 宁波舜宇红外技术有限公司 长波红外光学机械混合无热化镜头及其装配方法
CN205578754U (zh) * 2016-04-07 2016-09-14 上海累富阀门科技有限公司 硬质合金阀体复合密封结构
CN107272173B (zh) * 2017-08-10 2019-11-15 福建福光股份有限公司 具有视场连续输出功能的强透雾高清变焦摄像镜头
CN107490823B (zh) * 2017-08-30 2019-11-08 武汉光迅科技股份有限公司 一种实现阵列波导光栅双线性温度补偿装置及方法
CN108089277B (zh) * 2017-12-14 2019-10-15 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 光学透镜支撑结构
CN110412712A (zh) * 2019-08-14 2019-11-05 福建福光天瞳光学有限公司 一种长波调焦防水红外镜头及其工作方法
CN210981534U (zh) * 2019-10-17 2020-07-10 常州德尔科机电设备有限公司 含锗玻璃保护装置的热成像摄像仪

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101957486A (zh) * 2010-08-25 2011-01-26 哈尔滨工业大学 耐高低温光学窗口支撑部件
CN102168960A (zh) * 2011-01-10 2011-08-31 沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司 一种切削加工铝合金零件温度补偿方法
CN103941370A (zh) * 2014-05-04 2014-07-23 中科院南京天文仪器有限公司 一种应用杠杆原理进行温度补偿的方法与设备
CN108760631A (zh) * 2018-05-24 2018-11-06 中国人民解放军陆军沈阳军事代表局驻长春地区军事代表室 一种具有温度自适应功能的光学窗口

Also Published As

Publication number Publication date
CN112630920A (zh) 2021-04-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112630920B (zh) 一种宽温自适应光学窗口
US5348267A (en) Apparatus for isolating a sensor
CN100523759C (zh) 压力传感器
EP1031774A2 (en) Metal gasket
CN210800407U (zh) 高耐压性波纹补偿器
US9863496B2 (en) Damping component and structure including the same
US5379155A (en) Axial-symmetric joint of high thermal load capacity
CN106291865A (zh) 基于新型柔性铰链的快速反射镜
JP6825040B2 (ja) 測定バネ支持管と、該測定バネ支持管上にコーティングされた圧力センサとを備えたダイヤフラム圧力センサ
CN103629297B (zh) 设备安装底座宽频动力阻尼减振装置
US4129850A (en) Balanced transducer
CN107615124B (zh) 整体式光学安装元件
US3672223A (en) Pressure transducer
CN112558262B (zh) 一种消除附加内应力的光学窗口
JPH03251730A (ja) 荷重センサ取付構造
JPH0363528A (ja) 振動検出器
CN106015445B (zh) 可调频膜片式吸振器
CN215891510U (zh) 一种法兰式变径伸缩接头
CN114607673A (zh) 一种新型直线气缸及其冲击参数计算方法
CN212225392U (zh) 复合弹性悬臂式燃气轮机涡轮支撑环减振抗冲组件
RU2377515C2 (ru) Датчик давления
CN109281972A (zh) 减振降噪装置
CN209278473U (zh) 一种消除真空室变形影响的柔性密封刚性连接装置
JP2006030086A (ja) 長さ測定装置の弾性固定具及び固定方法
JPH03113188A (ja) 金属製蛇腹管

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant