穩(wěn)態(tài)太陽模擬器|儀器百科
更新時間:2023-03-08 點擊次數(shù):951
穩(wěn)態(tài)太陽模擬器是用于衛(wèi)星控制系統(tǒng)中姿態(tài)測量關(guān)鍵部件——太陽敏感器研制中的一種重要的地面模擬試驗與標(biāo)定設(shè)備,其功能是在實驗室內(nèi)模擬真實的太陽輻照度、太陽準(zhǔn)直角、太陽光譜特性、輻照穩(wěn)定性和均勻性等,供星上部件——太陽敏感器在地面進行性能測試和精度標(biāo)定使用。
穩(wěn)態(tài)太陽模擬器采用同軸透射式準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng),主要由組合聚光鏡、短弧氙燈、光學(xué)積分器(場鏡與投影鏡)、光闌、準(zhǔn)直物鏡組成。選取短弧氙燈作為模擬器的光源,將氙燈置于組合聚光鏡的焦點一處,這樣由氙燈發(fā)出的輻射通量會聚到聚光鏡的焦點二處,形成一個呈高斯形式的照度分布,這個分布經(jīng)過光學(xué)積分器的勻光作用后,再經(jīng)視場光闌和準(zhǔn)直物鏡以平行光出射,在輻照面上形成一個輻照度均勻的光斑,從而模擬了太陽光輻照。
穩(wěn)態(tài)太陽模擬器組合聚光鏡:
組合聚光鏡由橢球聚光鏡和球面反光鏡組合而成。要保證聚光鏡光軸與光學(xué)系統(tǒng)光軸一致,就要求聚光鏡能進行水平位置和傾斜角度的調(diào)節(jié)。利用調(diào)整環(huán)上的三個徑向螺釘推動聚光鏡沿x、y方向?qū)崿F(xiàn)±5mm的移動;利用三頂三拉機構(gòu)完成傾斜角度調(diào)整,調(diào)整好位置后由調(diào)整環(huán)的鎖緊螺釘鎖緊。
組合聚光鏡是一個熱量集中的位置,容易產(chǎn)生熱應(yīng)力變形,為了很好地解決其熱變形的問題,在聚光鏡外壁增加環(huán)狀散熱片,可以同時實現(xiàn)聚光鏡的散熱和增強其強度的功能;并在固定組合聚光鏡的圓盤上開數(shù)個通風(fēng)孔,對其進行熱控制。
利用Ansys軟件對組合聚光鏡溫度場進行分析,可以看到在聚光鏡焦點一附近,聚光鏡溫度較高,聚光鏡出瞳口徑由于熱應(yīng)力產(chǎn)生了微小收縮,而其底端開口部位幾乎沒有發(fā)生形變,微小形變不會對其光學(xué)性能產(chǎn)生影響。