一种地基密封充气式太阳望远镜

• 摘要：

  本发明提出了一种地基密封充气式太阳望远镜,包括主封窗玻璃(1)、镜筒充气口(2)、镜筒(3)、热光阑进液管(4‑1)、主镜(5)、四通(6)、空气分配箱(7)、进气管(8‑1)、主镜后盖(9)、密封隔热层(10)、镜筒排气口(11)、热光阑出液管(4‑2)、热光阑(12)、气体状态监测模块(13)和次镜(14).本发明采用封闭式镜筒,有效保护了光学器件;惰性气体填充,显著降低了镜筒内外压力差;热控制,极小化了镜面热变形和局部视宁度效应.本发明具有能有效保护光学器件、无显著镜筒内外压力差、无显著热效应、易于维护等优点,明显优于现有太阳望远镜方案,具有很强的创新性和实用性.

• 专利类型：

  发明专利

• 申请/专利号：

  CN201910608506.3

• 申请日期：

  2019.07.08

• 公开/公告号：

  CN110398834A

• 公开/公告日：

  2019-11-01

• 发明人：

  饶长辉 刘洋毅 顾乃庭 王成 饶学军 李程

• 申请人：

  中国科学院光电技术研究所

• 主分类号：

  G02B23/00(2006.01),G,G02,G02B,G02B23

• 分类号：

  G02B23/00(2006.01),G02B23/16(2006.01),G,G02,G02B,G02B23,G02B23/00,G02B23/16

• 主权项：

  1.一种地基密封充气式太阳望远镜,其特征在于:包括镜筒部分、主镜室部分、光学部分、热控部分和密封部分,其中,镜筒部分由主封窗玻璃(1)、镜筒(3)、四通(6)和密封隔热层(10)上表面组成,其中,主封窗玻璃(1)位于镜筒最上端,镜筒(3)位于四通上端,四通(6)位于镜筒(3)和空气分配箱(7)中间;主镜室部分由密封隔热层(10)下表面、主镜(5)和主镜后盖(9)组成,密封隔热层(10)下表面、主镜(5)和主镜后盖(9)刚性连接或紧密接触,形成主镜室部分密闭空间;光学部分由主镜(5)、次镜(14)和热光阑(12)组成,其中,主镜(5)位于四通下端,次镜(14)位于镜筒最上端,热光阑(12)位于主镜(5)和次镜(14)之间,主镜(5)、次镜(14)和热光阑(12)保持相对位置关系以起到折转光束的作用;热控部分由热光阑进液管(4-1)、空气分配箱(7)、热光阑出液管(4-2)组成,起到对主镜(5)和热光阑(12)进行热控制的作用,其中,热光阑进液管(4-1)和出液管(4-2)穿过镜筒(3)直接与热光阑(12)连接,空气分配箱(7)位于四通下端;密封部分由镜筒充气口(2)、镜筒排气口(11)、和气体状态监测模块(13)组成,起到对镜筒内气体进行密封和状态监测的作用,其中,镜筒充气口(2)和镜筒排气口(11)位于镜筒筒身上,气体状态监测模块(13)位于镜筒内; 通过镜筒充气口(2)向镜筒密闭空间填充干燥气体,镜筒内原有气体通过镜筒排气口(11)排出,在气体填充过程中,气体状态监测模块(13)实时显示镜筒内气体压力、湿度、温度信息,待确定镜筒内原有气体被完全置换后,关闭镜筒排气口(11),待镜筒内压力达到要求后,再关闭镜筒充气口(2),即完成充气过程; 地基密封充气式太阳望远镜具备对热光阑和主镜的主动热控功能,主镜(5)采用风冷方式冷却:低温气体从空气分配箱(7)经过喷管吹入主镜(5)各个蜂窝单元内,冷却主镜面板背侧,利用主镜面板热传导特性,对镜面温度进行冷却;热光阑(12)采用液冷方式冷却:低温冷却液通过热光阑进液管(4-1)进入热光阑,利用热光阑(12)的热传导特性,吸收多余热量,对热光阑(12)进行冷却,并从热光阑出液管(4-2)中回流. 2.根据权利要求1所述的一种地基密封充气式太阳望远镜,其特征在于:主镜(5)采用轻质结构,即镜体内存在与外界联通的空心腔体,空心腔体起到减重和冷却的作用. 3.根据权利要求1所述的一种地基密封充气式太阳望远镜,其特征在于:镜筒(3)密闭空间内填充干燥的惰性气体,如氮气、氦气,其特性必须满足望远镜工作温度下不影响镜筒内光机件及其镀膜发生化学反应. 4.根据权利要求1所述的一种地基密封充气式太阳望远镜,其特征在于:主镜(5)室密闭空间内填充主镜冷却用气体,必须保证气体干燥. 5.根据权利要求1所述的一种地基密封充气式太阳望远镜,其特征在于:密封隔热层(10)用于填充主镜(5)与镜筒(3)结构间的间隙,隔离开镜筒密闭空间和主镜室密闭空间,密封隔热层(10)必须具备良好的密封性和隔热性. 6.根据权利要求1所述的一种地基密封充气式太阳望远镜,其特征在于:镜筒充气口(2)和镜筒排气口(11)为可自由开闭的阀门,当阀门关闭时,要求具备良好的气密性. 7.根据权利要求1所述的一种地基密封充气式太阳望远镜,其特征在于:气体状态监测模块(13)安装在镜筒(3)密闭空间内,用于对镜筒(3)密闭空间内气体状态进行实时监测,检测量包含:气体压力、气体温度、气体湿度. 8.根据权利要求1所述的一种地基密封充气式太阳望远镜,其特征在于:所有进入镜筒(3)和主镜(5)室密闭空间内的电子和液体管线均需在镜筒(3)和主镜(5)室结构部分上安装具有良好气密功能的电子和液体管线转接口. 9.根据权利要求1所述的一种地基密封充气式太阳望远镜,其特征在于:当望远镜处于工作状态时,镜筒密闭空间内气体压力应不小于当地大气压力,最佳工作状态为镜筒(3)密闭空间内气体压力相对于当地大气压力始终保持5％以内的正压.