一种遮光罩分区温控系统的制作方法

1.本发明属于空间光学系统技术领域，具体涉及一种遮光罩分区温控系统。


背景技术：

2.空间光学系统通常以其支撑为主结构，主镜、准直镜、镜筒或桁架结构直接暴露在复杂多变的空间热环境中，这就不可避免地会产生较大的温度变化。高分辨率空间相机通常要求达到或接近衍射极限，细微扰动都将对相机成像质量产生显著影响，对温度变化非常敏感。一方面，主结构和光学元件的温度波动和温度梯度使相机光学系统的光学表面相对位置发生变化，光学主轴发生倾斜；另一方面，光学元件内部的温度波动和温度梯度使光学元件的表面面形发生变化，透镜内的温度变化还将引起折射率的改变。因此，如何在空间真空热环境条件下实现高精度高稳定性的温度控制是保证相机的成像质量的关键所在。当前，较为有效的措施就是在光学元件外部加装遮光罩，比如：一、专利号为2017111571414所述的一种星敏感器用组合式隔热型遮光罩结构，即是通过罩体和支座的组合，优化了星敏感器遮光罩的结构，抑制了空间轨道杂散光和空间轨道热流；二、专利号为2013105964507公开了一种可展开遮光罩，包括流体回路管路、翅片、隔热组件和温控系统，具备流体控温功能，解决了目前大口径光学遥感器可展开遮光罩的控温问题。前述两个专利，前者不涉及控温问题，后者虽然包括温控系统，但对于精确控温问题，仍不能有效解决。因此，提供一种遮光罩分区温控系统，该系统能够对遮光罩工作部分进行加温、制冷以及工作状态监控，使遮光罩内部的光学元件在精确稳定的温度下工作，仍然是非常有必要的。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种遮光罩分区温控系统，该系统能够对遮光罩工作部分进行加温、制冷以及工作状态监控，使遮光罩内部的光学组件在精确稳定的温度下工作。
4.为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种遮光罩分区温控系统，其特征在于：至少包括若干个遮光罩温控子系统以及显控柜，每个遮光罩温控子系统都至少具备遮光罩单元、制冷单元、加热单元以及传感器单元，并且制冷单元、加热单元以及传感器单元都直接紧贴在遮光罩单元上；若干个遮光罩单元相互联接成为遮光罩组合体，并紧箍在光学组件外表面；以此，通过显控柜的控制，每个遮光罩温控子系统都在制冷单元与加热单元的联合作用下独立运行，有效应对光学组件各区位温度差异，使光学组件在精确稳定的温度下工作。
5.作为优选，所述遮光罩温控子系统还具备护罩，所述护罩可拆卸的固定在遮光罩单元上，并在护罩与遮光罩单元之间形成间隙，便于走线，使得遮光罩分区温控系统整体更加美观、整洁。另外，护罩作为保护罩，将遮光罩单元、制冷单元、加热单元以及传感器单元与环境隔开，降低环境温度对温控子系统的影响，便于控温的稳定性。
6.作为优选，所述遮光罩分区温控系统还具备导热垫，其填充在遮光罩组合体与光学组件之间，提高热传导效率；所述导热垫的材料为硅胶。
7.作为优选，所述遮光罩温控子系统的个数为4个；所述遮光罩组合体的形状为圆筒型，其由4个半圆筒型遮光罩单元组合而成。
8.作为优选，所述遮光罩单元的材料为铝合金，其外周面上布置有若干个凸台。
9.作为优选，所述制冷单元由若干个半导体制冷器组成，半导体制冷器冷端紧贴在凸台上。半导体制冷是在珀尔贴效应基础上发展起来的制冷技术，其利用半导体的热-电效应制取冷量，又称热电制冷器，是比较成熟的现有技术，不再赘述。
10.作为优选，所述遮光罩温控子系统还具备散热器，散热器紧贴在半导体制冷器的散热面上。散热器由铝合金材料制作，用于增大半导体制冷器与环境的辐射散热面积，保证制冷器的正常工作，其结构为常见的散热器结构，不再赘述。
11.作为优选，半导体制冷器与散热器上都开设有通孔，两者通过第一螺钉紧固在遮光罩单元上。
12.作为优选，所述加热单元由若干个加热片组成，加热片上开设有第一避让孔，所述凸台从第一避让孔中探出。所述加热片由聚酰亚胺薄膜包覆康铜片而成，是比较成熟的现有技术，不再赘述。
13.作为优选，所述传感器单元由若干pt100组成，pt100采用胶水粘贴形式贴在遮光罩单元上。
14.根据以上所述，作为优选，为了避免干涉，所述护罩上开设有第二避让孔，散热器从第二避让孔中探出。
15.本发明的优点和积极效果是：所述遮光罩分区温控系统具备多个遮光罩温控子系统，每个遮光罩温控子系统都至少具备遮光罩单元、制冷单元、加热单元以及传感器单元，以此，通过显控柜的控制，每个遮光罩温控子系统都独立运行，有效应对光学组件各区位温度差异，使光学组件在精确稳定的温度下工作。
附图说明
16.图1示出本发明下遮光罩分区温控系统的应用场合及其爆炸结构示意图；
17.图2示出本发明下遮光罩组合体结构示意图；
18.图3示出本发明下遮光罩温控子系统爆炸结构示意图；
具体实施方式
19.下面，基于附图对本发明的实施方式进行说明。
20.如图1、图2所示，为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种遮光罩分区温控系统，其特征在于：至少包括若干个遮光罩温控子系统(100)以及显控柜(200)，每个遮光罩温控子系统(100)都至少具备遮光罩单元(1)、制冷单元(5)、加热单元(6)以及传感器单元(7)，并且制冷单元(5)、加热单元(6)以及传感器单元(7)都直接紧贴在遮光罩单元(1)上；若干个遮光罩单元(1)相互联接成为遮光罩组合体(10)，并紧箍在光学组件(300)外表面；以此，通过显控柜(200)的控制，每个遮光罩温控子系统(100)都在制冷单元(5)与加热单元(6)的联合作用下独立运行，有效应对光学组件(300)各区位温度差异，使光学组件(300)在精确稳定的温度下工作。
21.作为优选，如图1所示，所述遮光罩温控子系统(100)还具备护罩(2)，所述护罩(2)
可拆卸的固定在遮光罩单元(1)上，并在护罩(2)与遮光罩单元(1)之间形成间隙，便于走线，使得遮光罩分区温控系统整体更加美观、整洁。另外，护罩作为保护罩，将遮光罩单元、制冷单元、加热单元以及传感器单元与环境隔开，降低环境温度对温控子系统的影响，便于控温的稳定性。
22.作为优选，如图1所示，所述遮光罩分区温控系统还具备导热垫(8)，其填充在遮光罩组合体(10)与光学组件(300)之间，提高热传导效率；所述导热垫(8)的材料为硅胶。
23.作为优选，如图1、图2所示，所述遮光罩温控子系统(100)的个数为4个；所述遮光罩组合体(10)的形状为圆筒型，其由4个半圆筒型遮光罩单元(1)组合而成。
24.作为优选，如图3所示，所述遮光罩单元(1)的材料为铝合金，其外周面上布置有若干个凸台(1.1)。
25.作为优选，如图3所示，制冷单元(5)由若干个半导体制冷器组成，半导体制冷器冷端紧贴在凸台(1.1)上。半导体制冷是在珀尔贴效应基础上发展起来的制冷技术，其利用半导体的热-电效应制取冷量，又称热电制冷器，是比较成熟的现有技术，不再赘述。
26.作为优选，如图1、图3所示，所述遮光罩温控子系统(100)还具备散热器(3)，散热器(3)紧贴在半导体制冷器的散热面上。散热器(3)由铝合金材料制作，用于增大半导体制冷器与环境的辐射散热面积，保证制冷器的正常工作，其结构为常见的散热器结构，不再赘述。
27.作为优选，如图3所示，半导体制冷器与散热器上都开设有通孔，两者通过第一螺钉(4)紧固在遮光罩单元(1)上。
28.作为优选，如图3所示，所述加热单元(6)由若干个加热片组成，加热片上开设有第一避让孔(6.1)，所述凸台(1.1)从第一避让孔(6.1)中探出。所述加热片由聚酰亚胺薄膜包覆康铜片而成，是比较成熟的现有技术，不再赘述。
29.作为优选，如图3所示，所述传感器单元(7)由若干pt100组成，pt100采用胶水粘贴形式贴在遮光罩单元(1)上。
30.根据以上所述，作为优选，如图3所示，为了避免干涉，所述护罩(2)上开设有第二避让孔(2.1)，散热器(3)从第二避让孔(2.1)中探出。
31.本发明的优点和积极效果是：所述遮光罩分区温控系统具备多个遮光罩温控子系统，每个遮光罩温控子系统都至少具备遮光罩单元、制冷单元、加热单元以及传感器单元，以此，通过显控柜的控制，每个遮光罩温控子系统都独立运行，有效应对光学组件各区位温度差异，使光学组件在精确稳定的温度下工作。
32.本发明不局限于上述实施例，不能一一例举，凡采用本发明已指出的设计方式或者设计思路，均应认为在本发明的保护范围之内。