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)用大大地促進了太陽單色觀測,特別是太陽活動區(qū)的觀測。濾光器中透光晶體材料的折射率對溫度要求敏感,要求工作溫度恒定為42℃,對于要求精度為0.1km/s的視向速度場的測量,最厚的冰洲石級的恒溫精度應(yīng)為0.01℃。三通道濾光器要求內(nèi)部晶體最大溫差不超過0.15℃。
　　 本論文的主要工作對三通道濾光器進行熱分析,根據(jù)分析結(jié)果對濾光器的結(jié)構(gòu)和溫控設(shè)計提出策略,并實現(xiàn)

2、了三通道濾光器的改進后的溫控系統(tǒng)。本論文的主要研究成果如下:
　　 (1)對三通道濾光器在ANSYS中建模進行驗證,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)果對三通道濾光器的結(jié)構(gòu)和溫控的設(shè)計提出了改進意見,并對

3、各種改進策略進行分析和驗證。其中采用對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)存在的問題并提出該進的方法。改進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)還通過串口發(fā)送給上位機,上位機軟件采用LabVIEW開發(fā),在上位機可以非常友好的實時顯示濾光器晶體溫度。模擬溫控實驗表明改進后的濾光器溫控系統(tǒng)的控制