[实用新型]用于地球同步轨道空间光学遥感器的金属外遮光罩有效

专利信息
申请号: 201621281670.6 申请日: 2016-11-25
公开(公告)号: CN206410721U 公开(公告)日: 2017-08-15
发明(设计)人: 孙丽崴;王战虎;钱婧 申请(专利权)人: 中国科学院上海技术物理研究所
主分类号: G01D11/24 分类号: G01D11/24
代理公司: 上海新天专利代理有限公司31213 代理人: 郭英
地址: 200083 *** 国省代码: 上海;31
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摘要:
搜索关键词: 用于 地球 同步 轨道 空间 光学 遥感 金属 遮光
【说明书】:

技术领域

专利涉及一种用于地球同步轨道空间光学遥感器的金属外遮光罩,具体涉及结构形式和材料,它主要应用于地球同步轨道空间遥感器。从根本上避免了高温真空放气可能对空间载荷的污染,同时该结构具有较好的比刚度,可以通过空间环境考核。。

背景技术

地球同步轨道空间光学遥感器对地观测时要凝视地球,午夜阳光会直接进入光学系统,被结构间吸收产生各种热效应,同时进入光路的部分光线有可能成为杂散光,影响成像质量,严重时烧毁探测器。通常需要在遥感器安装外遮光罩,可以通过遮拦或削弱来自太空环境的杂散光,保证较高的信噪比,并保持光学系统内部及周边的热稳定性。此外,由于轨道特点,外遮光罩的工作环境是高真空、高低温(-100℃~100℃)。光学遥感器对材料的真空放气有如下要求:TML(总质损)≤1%,CVCM(收集的可凝挥发物)≤0.01%,非金属材料难以满足上述要求。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题,本专利提供了一种金属外遮光罩的结构及设计方法,该遮光罩比刚度高,无污染。

金属外遮光罩包括光阑1、筒壁2、外支撑桁架3及安装法兰4,金属外遮光罩的结构材料为铝合金;所述的光阑1和筒壁2之间的连接通过焊接、铆接和粘接的方式,筒壁2和外支撑桁架3通过铆接工艺连接,外支撑桁架3经过轻量化设计,提高薄壁铝结构的刚度;最下方的安装法兰4上有安装用通孔或沉孔,通过铆接或螺纹将整个组件和空间遥感器主体安装,整个遮光罩外表面喷涂无机白漆,内表面喷涂消杂光黑漆。

所述的光阑(1)采用刀口形蜂窝形光阑。

所述的筒壁(2)为圆锥形,采用经钣金成型的铝合金蒙皮结构的筒壁;筒壁(2)形状确定方法如下:

H/A=cosα·cosβ/sin(α-β)(1)

L/A=cosα/sin(α-β)(2)

B/A=sin(α+β)/sin(α-β)(3)

其中:H为遮光罩高度;L为圆锥体母线长度;A为出口宽度;B为入口宽度;α为屏蔽角;β角为观测视场角。

遮光罩内部通光部分轮廓形状由光学系统的观测视场确定,具体尺寸则与包络限制和光轴位置相关,通过中心视轴的外遮光罩内壁尺寸可以用图2表达。

通过分析可以知道,意味着外部杂散光只要偏离超出α角,镜面就不会被外光直接照射到,杂光得到抑制。

本专利的有益效果是:金属外遮光罩从根本上避免了在高真空、高温条件下的有机物挥发问题,在不引入在轨污染的前提下能起到消杂散光作用。

附图说明

图1为外遮光罩结构图,图中:1为光阑,2为筒壁,3为外支撑桁架,4为安装法兰。

图2为外遮光罩内壁尺寸示意图。

图3为外遮光罩筒壁设计实例,图(a)为尺寸示意图,图(b)为结构图。

具体实施方式

下面结合根据上述“发明内容”中具体原理及结构,设计了一台地球同步轨道空间光学遥感器的外遮光罩(如图3)。该遥感器主望远镜口径300mm,前端设有双扫描镜,可实现对地±10°观测视场的探测。

如图2所示,出口宽度A=530mm,遮光罩高度H=963.3mm,得到屏蔽角α=36°,入口宽度B=869.7mm。

光阑采用铝合金蜂窝芯,规格4*0.04mm,面积2.15m2;筒壁采用厚度0.8mm的铝合金围成;外支撑桁架包括两层环带和四根直条,连同安装法兰一起与筒壁铆接。

整个外遮光罩重量10kg,一阶固有频率117.5Hz,满足任务书要求,且通过杂散光测试。

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