[发明专利]一种基于共聚焦的航天器结构变形监测系统

说明书

本申请提供一种基于共聚焦的航天器结构变形监测系统，包括用于为被测产品提供高低温环境的高低温试验箱；所述高低温试验箱的两侧对称安装有平行光学玻璃；所述高低温试验箱的外部与两个所述平行光学玻璃相对应的位置分别设有共聚焦测量装置；所述共聚焦测量装置用于向所述被测产品发射入射光，并测量经所述被测产品反射回来的反射光的波长。本申请提供的基于共聚焦的航天器结构变形监测系统，结构简单，操作简便，对光源稳定性要求不高，测量精度可以到微米级，变形测量范围可达几十毫米。

技术领域

本申请涉及航天器测试技术领域，尤其涉及一种基于共聚焦的航天器结构变形监测系统。

背景技术

航天器在轨道运行时处于冷热交变的复杂环境中，正对太阳的一侧温度高达180℃，背对太阳的一侧温度处于零下180℃。在地面研制航天器时，需要模拟高低温环境，并验证航天器的结构是否发生变形。

目前航天器变形监测经常采用的方法有激光干涉测量方法、摄影测量方法以及散斑测量方法等；其中激光干涉测量方法对激光光源的稳定性要求较高，且光路复杂，成本较高；摄影测量方法测量系统简单，但精度较低；散斑测量方法对光照环境被测产品表面材料的要求较高，经常需要在被测物体表面喷涂散斑材料。为此，本申请一种基于共聚焦的航天器结构变形监测系统。

发明内容

本申请的目的是针对以上问题，提供一种基于共聚焦的航天器结构变形监测系统。

本申请提供一种基于共聚焦的航天器结构变形监测系统，包括用于为被测产品提供高低温环境的高低温试验箱；所述高低温试验箱的两侧对称安装有平行光学玻璃；所述高低温试验箱的外部与两个所述平行光学玻璃相对应的位置分别设有共聚焦测量装置；所述共聚焦测量装置用于向所述被测产品发射入射光，并测量经所述被测产品反射回来的反射光的波长。

根据本申请某些实施例提供的技术方案，所述共聚焦测量装置包括复色点光源以及沿所述复色点光源的光线发射方向依次设置的分光器件和线性色散透镜；所述复色点光源和所述线性色散透镜同轴设置；所述分光器件的下方设有波长探测器；所述分光器件用于透射所述复色点光源发出的入射光，并将经所述被测产品反射回来的反射光反射至所述波长探测器。

根据本申请某些实施例提供的技术方案，所述复色点光源发出的入射光的波长范围为550～640nm。

根据本申请某些实施例提供的技术方案，所述复色点光源为光纤光源。

根据本申请某些实施例提供的技术方案，所述分光器件为分光棱镜或偏振棱镜。

根据本申请某些实施例提供的技术方案，所述高低温试验箱包括箱体；所述箱体的内部设有温控板；所述温控板上连接有若干导热丝；所述导热丝的自由端设有导热贴片；所述箱体的外部设有温控主机；所述温控主机通过温控介质管路与所述温控板相连接；所述箱体的内部还设有若干温度传感器；所述温度传感器通过穿舱电缆与所述温控主机相连接；所述箱体的外部还设有与所述箱体内部连通的真空泵；所述箱体上还安装有箱门和透明观察窗。

根据本申请某些实施例提供的技术方案，所述箱门和所述透明观察窗分别采用密封材料与所述箱体密封连接。

根据本申请某些实施例提供的技术方案，所述箱体的侧壁四周和顶壁均设有所述透明观察窗。

与现有技术相比，本申请的有益效果：该基于共聚焦的航天器结构变形监测系统，在使用时将被测产品放置于高低温试验箱中，共聚焦测量装置透过高低温试验箱上的平行光学玻璃将入射光汇聚在被测产品两端，通过高低温试验箱为被测产品进行温度调节，当被测产品尺寸发生变化时，返回的反射光的中心波长也会发生变化，通过反射光中心波长的变化即可计算处被测产品的形变尺寸。该系统结构简单，操作简便，对光源稳定性要求不高，测量精度可以到微米级，变形测量范围可达几十毫米。

附图说明

图1为本申请实施例提供的基于共聚焦的航天器结构变形监测系统的结构示意图；