三通道濾光器熱分析及高精度溫控的研究.pdf

1、三通道雙折射濾光器是研究太陽(yáng)物理的主要光學(xué)儀器,雙折射濾光器的發(fā)明和應(yīng)用大大地促進(jìn)了太陽(yáng)單色觀測(cè),特別是太陽(yáng)活動(dòng)區(qū)的觀測(cè)。濾光器中透光晶體材料的折射率對(duì)溫度要求敏感,要求工作溫度恒定為42℃,對(duì)于要求精度為0.1km/s的視向速度場(chǎng)的測(cè)量,最厚的冰洲石級(jí)的恒溫精度應(yīng)為0.01℃。三通道濾光器要求內(nèi)部晶體最大溫差不超過(guò)0.15℃。
　　 本論文的主要工作對(duì)三通道濾光器進(jìn)行熱分析,根據(jù)分析結(jié)果對(duì)濾光器的結(jié)構(gòu)和溫控設(shè)計(jì)提出策略,并實(shí)現(xiàn)

2、了三通道濾光器的改進(jìn)后的溫控系統(tǒng)。本論文的主要研究成果如下:
　　 (1)對(duì)三通道濾光器在ANSYS中建模進(jìn)行驗(yàn)證,建立了合理完整的三通道濾光器有限元模型;
　　 (2)分析了不同環(huán)境條件對(duì)三通道濾光器內(nèi)部晶體溫度分布的影響,外部環(huán)境的變化要求調(diào)整加熱功率控制內(nèi)部晶體恒定在42℃,但是加熱功率的改變影響了內(nèi)部晶體溫度分布的精度:
　　 (3)根據(jù)濾光器熱分析結(jié)果對(duì)三通道濾光器的結(jié)構(gòu)和溫控的設(shè)計(jì)提出了改進(jìn)意見(jiàn),并對(duì)

3、各種改進(jìn)策略進(jìn)行分析和驗(yàn)證。其中采用對(duì)玻璃座恒溫的控制方法可以提高控制精度0.037℃～0.016℃,可以滿足濾光器的工作要求;
　　 (4)分析原有三通道濾光器溫控系統(tǒng)存在的問(wèn)題并提出該進(jìn)的方法。改進(jìn)后的三通道濾光器溫控系統(tǒng)采用PID控制器,閉環(huán)控制濾光器晶體的溫度。采集的溫度數(shù)據(jù)還通過(guò)串口發(fā)送給上位機(jī),上位機(jī)軟件采用LabVIEW開(kāi)發(fā),在上位機(jī)可以非常友好的實(shí)時(shí)顯示濾光器晶體溫度。模擬溫控實(shí)驗(yàn)表明改進(jìn)后的濾光器溫控系統(tǒng)的控制