CN217783351U - 一种高低温模拟系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于激光与物质相互作用领域，具体是涉及到一种高低温模拟系统，包括激光发射装置、真空室和测试靶，测试靶设置在真空室内，真空室上设置有供激光发射装置射入激光的光学窗口，还包括用于对光学窗口外侧喷吹惰性气体的喷吹装置，本实用新型可防止高低温模拟系统中光学窗口外侧会结雾、结露和结霜，喷吹采用惰性气体，可以通过气流吹散光学窗口周围的水汽，降低雾、露和霜的形成可能；由于喷吹的是惰性气体，可以使光学窗口表面处于无氧环境，一定程度上避免光学窗口的光学膜系出现高温氧化，同时惰性气体可以对光学窗口进行降温，避免激光产生高温毁损窗口；能够吹掉吸附在光学膜系上的灰尘颗粒，降低光学膜系被强激光烧灼的可能性。

Description

一种高低温模拟系统

技术领域

本实用新型属于激光与物质相互作用领域，具体是涉及到一种高低温模拟系统。

背景技术

在激光与物质相互作用研究领域中，经常需要对靶目标所处的特殊环境(如气流、高低温等)进行模拟。在高低温模拟系统中，当高低温模拟系统的内部温度低于外部环境温度时，光学窗口的外表面会凝结水雾、甚至结霜。光学窗口结雾或结霜不仅会导致高低温环境模拟系统无法正常使用，还会对光学窗口镜片的膜系造成损伤，必须采取措施消除。

目前，光学窗口防结雾或结霜的方法主要有两种，一种是在光学窗口表面粘贴加热丝或导电薄膜，另一种是向窗口吹扫热风，通过加热窗口消除霜或雾。在光学窗口表面粘贴加热丝或导电薄膜加热镜片来除雾或除霜的技术(例如专利CN205787539U-一种接触式光学窗口镜面除霜系统)，明显不适用于激光与物质相互作用研究领域中的光学窗口防结雾或结霜。现有的热风吹扫技术通常采用盘形电热丝加装鼓风机/风扇或真空泵加装电加热棒来进行(例如专利CN104034027A-一种用于光学窗口的电加热吹风除霜装置；CN103488031B-航空相机分段拼装式光学窗口除霜除雾装置)，设备尺寸通常较大且可能产生较大的震动，进而影响激光辐照效应光路布局；此外，在模拟系统内部温度较低的情况下向光学窗口外表面吹热空气气流，其除雾或除霜效果一般，其气流中的水汽仍可能吸附在光学镜片表面，还可能导致光学镜片内外表面产生较大的温差，进而产生热应力及热变形影响光学镜片的安全使用。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种防结雾、结露和结霜效果好且不会对光学窗口产生不利影响的高低温模拟系统。

本实用新型的内容包括激光发射装置、真空室和测试靶，所述测试靶设置在真空室内，真空室上设置有供激光发射装置射入激光的光学窗口，还包括用于对所述光学窗口外侧喷吹惰性气体的喷吹装置。

更近一步地，所述喷吹装置包括依次连接的惰性气体气瓶、气管和喷嘴，还包括驱动所述喷嘴对光学窗口表面均匀喷吹惰性气体的移动装置。

更近一步地，所述喷嘴为扁平喷嘴或喇叭状喷嘴，所述移动装置为是两轴移动机构。

更近一步地，所述两轴移动机构包括依次设置的移动底座和升降支架，所述喷嘴设置在升降支架背离移动底座一端。

更近一步地，所述喷嘴为风幕喷嘴，所述移动装置为直线移动装置，直线移动装置移动方向与风幕喷嘴的长度方向垂直。

更近一步地，所述惰性气体气瓶为高压惰性气体瓶，所述喷嘴为高压喷嘴。

更近一步地，所述喷吹装置还包括设置在气管上的流量控制阀。

更近一步地，所述惰性气体气瓶设置有多瓶，多瓶惰性气体气瓶通过汇流排与气管连接。

本实用新型的有益效果是，本实用新型通过设置喷吹装置对光学窗口的外侧喷吹惰性气体，防止高低温模拟系统中由于真空室内部温度与外部环境温度差导致光学窗口外侧会结雾、结露和结霜的问题，避免雾、露和霜影响激光从光学窗口射向测试靶的效果；本实用新型通过喷吹惰性气体，第一可以通过气流吹散光学窗口周围的水汽，降低雾、露和霜的形成可能；第二由于喷吹的是惰性气体，可以使光学窗口表面处于无氧环境，一定程度上避免光学窗口的光学膜系出现高温氧化，同时惰性气体可以对光学窗口进行降温，避免激光产生高温毁损窗口；第三能够吹掉吸附在光学膜系上的灰尘颗粒，降低光学膜系被强激光烧灼的可能性。通过上述效果最终改善了光学膜系的使用环境，提高光学窗口的抗激光毁伤能力，相对于接触式或者热空气防霜雾装置而言，其效果更好，且不会出现热空气使光学镜片内外温差过大带来的热变形问题。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

在图中，1-惰性气体气瓶；2-汇流排；3-流量控制阀；4-气管；5-移动装置；6-喷嘴；7-光学窗口；8-真空室；9-测试靶；10-激光；11-激光发射装置。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是物理连接或无线通信连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

如图1所示，本实用新型包括激光发射装置11、真空室8和测试靶9，所述测试靶9设置在真空室8内，真空室8上设置有供激光发射装置11射入激光10的光学窗口7，还包括用于对所述光学窗口7外侧喷吹惰性气体的喷吹装置，本实用新型通过设置喷吹装置对光学窗口7的外侧喷吹惰性气体，防止高低温模拟系统中由于真空室8内部温度与外部环境温度差导致光学窗口7外侧会结雾、结露和结霜的问题，由于真空室8内模拟真空环境，在内部温度高于外部环境温度时，其光学窗口7内部也不会结雾、结露和结霜，因此，在高低温模拟系统中，仅仅在光学窗口7外侧设置喷吹装置即可避免雾、露和霜影响激光10从光学窗口7射向测试靶9的效果；本实用新型通过喷吹惰性气体，第一可以通过气流吹散光学窗口周围的水汽，降低雾、露和霜的形成可能；第二由于喷吹的是惰性气体，可以使光学窗口7表面处于无氧环境，一定程度上避免光学窗口7的光学膜系出现高温氧化，同时惰性气体可以对光学窗口7进行降温，避免激光产生高温毁损窗口；第三能够吹掉吸附在光学膜系上的灰尘颗粒，降低光学膜系被强激光烧灼的可能性。通过上述效果最终改善了光学膜系的使用环境，提高光学窗口的抗激光毁伤能力，相对于接触式或者热空气防霜雾装置而言，其效果更好，且不会出现热空气使光学镜片内外温差过大带来的热变形问题；另外，喷吹方式使得除惰性气体外与光学窗口7为非接触式，不会对光学窗口7产生物理影响。

所述喷吹装置包括依次连接的惰性气体气瓶1、气管4和喷嘴6，其中，惰性气体气瓶1用于存储拟喷吹的惰性气体，从使用安全、获取便利及价格等方面综合考虑，优选无缝钢管制作且具有标准输出口的氮气钢瓶；气管4优选采用可伸缩气管，用于传输喷吹的惰性气体。其中优选地，可伸缩气管选用直径10mm、12mm或14mm硅橡胶软管，便于通过标准转接头延长使用距离或改变气管尺寸；还包括驱动所述喷嘴6对光学窗口7表面均匀喷吹惰性气体的移动装置5，使惰性气体能够对光学窗口7各个位置进行均匀的喷吹，保证光学窗口7各个位置不会结雾、结露和结霜。

在其中一个实施例中，所述喷嘴6为扁平喷嘴，适用于方形的光学窗口7，可提高喷吹效率，降低对光学窗口7以外的部位喷吹气体，导致惰性气体的浪费；喷嘴6也可以是喇叭状喷嘴，适用于圆形的光学窗口，可以在避免惰性气体的浪费的同时保证圆形的光学窗口喷吹的全面性，该实施例中，所述移动装置5为是两轴移动机构，即可以驱动喷嘴6横向和纵向移动，便于对光学窗口7的各个部位进行吹扫。具体地，所述两轴移动机构包括依次设置的移动底座和升降支架，所述喷嘴6设置在升降支架背离移动底座一端，其中移动底座驱动喷嘴6横向移动，升级支架驱动喷嘴6纵向移动，移动底座的设置还便于喷嘴6部分的整体移动，便于将本喷吹装置配置在光学窗口7上，配合升降支架，方便调节喷嘴6的高度和位置。

在另一个实施例中，所述喷嘴6为风幕喷嘴，所述移动装置5为直线移动装置，直线移动装置移动方向与风幕喷嘴的长度方向垂直，即风幕喷嘴可同时对光学窗口7横向或纵向整个进行喷吹，直线移动装置在驱动风幕喷嘴对光学窗口7纵向或横向移动，进而全面喷吹，本实施例中，喷吹效率高，均匀性好，其中直线移动装置可以为设置在移动底座上或者真空室8外侧的直线模组、气缸或液压缸，更具需要进行选择即可。

所述惰性气体气瓶1为高压惰性气体瓶，所述喷嘴6为高压喷嘴，用于喷吹高压的惰性气体，提高喷吹效果。

所述喷吹装置还包括设置在气管4上的流量控制阀3，用于调节惰性气体的流量，流量控制阀优选采用数显流量控制阀，可根据显示值来设定所需的流量值；再次优选地，流量控制阀输出端优选配备气体分配器，且分配器的每个输出端口均配备阀门，本实施例中，可根据实际需求给多个光学窗口7吹气或多路气流同时喷吹一个光学窗口7。

所述惰性气体气瓶1设置有多瓶，多瓶惰性气体气瓶1通过汇流排2与气管4连接，本实施例中，汇流排2用于将多个惰性气体气瓶1输出的气流汇成一股气流，同时还可在不影响试验进度的情况下随时更换已用完的惰性气体气瓶1；其中优选地，惰性气体气瓶1和汇流排2入口选用金属气管连接，保证连接稳定性，另外，惰性气体气瓶1、汇流排2和流量控制阀3放置在不影响激光辐照效应光路布局的位置。

本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (8)

1.一种高低温模拟系统，包括激光发射装置(11)、真空室(8)和测试靶(9)，所述测试靶(9)设置在真空室(8)内，真空室(8)上设置有供激光发射装置(11)射入激光(10)的光学窗口(7)，其特征是，还包括用于对所述光学窗口(7)外侧喷吹惰性气体的喷吹装置。

2.如权利要求1所述的高低温模拟系统，其特征是，所述喷吹装置包括依次连接的惰性气体气瓶(1)、气管(4)和喷嘴(6)，还包括驱动所述喷嘴(6)对光学窗口(7)表面均匀喷吹惰性气体的移动装置(5)。

3.如权利要求2所述的高低温模拟系统，其特征是，所述喷嘴(6)为扁平喷嘴或喇叭状喷嘴，所述移动装置(5)为是两轴移动机构。

4.如权利要求3所述的高低温模拟系统，其特征是，所述两轴移动机构包括依次设置的移动底座和升降支架，所述喷嘴(6)设置在升降支架背离移动底座一端。

5.如权利要求2所述的高低温模拟系统，其特征是，所述喷嘴(6)为风幕喷嘴，所述移动装置(5)为直线移动装置，直线移动装置移动方向与风幕喷嘴的长度方向垂直。

6.如权利要求2-5任一项所述的高低温模拟系统，其特征是，所述惰性气体气瓶(1)为高压惰性气体瓶，所述喷嘴(6)为高压喷嘴。

7.如权利要求2-5任一项所述的高低温模拟系统，其特征是，所述喷吹装置还包括设置在气管(4)上的流量控制阀(3)。

8.如权利要求7所述的高低温模拟系统，其特征是，所述惰性气体气瓶(1)设置有多瓶，多瓶惰性气体气瓶(1)通过汇流排(2)与气管(4)连接。

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