一种用于太阳望远镜热光阑的实时测温系统及测温方法

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	一种用于太阳望远镜热光阑的实时测温系统及测温方法
	许方宇; 张雨辰; 黄善杰; 王飞翔
申请（专利权）人	中国科学院云南天文台
专利号	ZL202010363398.0
申请号	CN202010363398.0
	2021-08-13
申请日期	2020-04-30
公开（公告）号	CN111442854A ; CN111442854B
公开日期	2021-08-13
IPC 分类号	G01K7/08
授权国家	中国
专利类型	发明
专利状态	授权
授权日期	2021-08-13
学科领域	天文学 ; 天文学其他学科 ; 电子、通信与自动控制技术
产权排序	1
摘要	本发明提供了一种用于太阳望远镜热光阑的实时测温系统，包括检测系统和计算机处理系统，检测系统包括温差检测装置、温度检测装置、流量计和监视相机；温差检测装置、温度检测装置、流量计和监视相机的检测输出均与计算机处理系统连接，计算机处理系统根据检测输出值与热光阑表面各点待测温度值之间的函数关系，得到热光阑温度场的实时温度。本发明的测温系统结合测温方法为热光阑温控系统提供了测温数据，实现了对于热光阑反光面温度场的实时精确测量。
主权项	1.一种用于太阳望远镜热光阑的实时测温系统，其特征在于：包括检测系统和计算机处理系统，所述检测系统包括温差检测装置、温度检测装置、流量计和监视相机；所述温差检测装置为基于赛贝克热电效应的半导体温差检测装置，该半导体温差检测装置包括冷端和热端，所述冷端置于热光阑冷却系统的冷却液入口处，热端置于热光阑冷却系统的冷却液出口处，由于热端与冷端的冷却液之间存在温度差，会在该半导体两端产生相应电压信号，通过将该电压信号处理得到所述热端与冷端的温差数据；所述温度检测装置对应半导体温差检测装置的冷端，设置在热光阑冷却系统的冷却液入口处，以检测冷端温度；所述流量计设置在热光阑冷却系统的冷却管路中，以获得冷却液流量；所述监视相机对应热光阑设置，以实时拍摄获取太阳光斑在热光阑反光面上的位置；所述温差检测装置、温度检测装置、流量计和监视相机的检测输出均与计算机处理系统连接，所述计算机处理系统根据所述温差检测装置、温度检测装置的检测输出值与待测温度值之间的函数关系，得到热光阑温度场的实时温度；通过实测手段或计算机仿真手段获得，特定流量不同光斑位置处的多个检测值与待测值之间的基础定标函数关系，并将该多个函数关系存储于数据库中,该函数关系为：ki＝ΔTi′÷Δt′，热光阑温度场各位置处的温升ΔTi与冷却液温升Δt近似成正比例关系。 2.根据权利要求1所述的实时测温系统，其特征在于：该热光阑冷却系统的冷却液入口、出口处均设置换热片，所述温差检测装置的半导体热电堆的冷端和热端分别与对应的换热片相接触，当达到热平衡时，半导体热电堆的冷端和热端温差与冷却液温升一致，并在该半导体两端产生相应电压信号。 3.根据权利要求2所述的实时测温系统，其特征在于：所述换热片通过隔热材料包裹。 4.根据权利要求3所述的实时测温系统，其特征在于：所述监视相机的镜头前设置减光片。 5.根据权利要求1所述的实时测温系统，其特征在于：所述计算机处理系统包括数据库和运算系统，所述数据库中存储，由通过实测手段或计算机仿真手段得到的检测值与热光阑待测温度值之间的映射关系，生成的检测值与热光阑待测温度值的函数关系，所述运算系统获取到检测系统输出的检测值，根据该函数关系，输出热光阑温度场的实时温度。 6.如权利要求1至5任一项所述的实时测温系统的测温方法，其特征在于：包括如下步骤： S1、通过实测手段或计算机仿真手段获得，特定流量不同光斑位置处的多个检测值与热光阑待测温度值之间的基础定标函数关系，并将该多个函数关系存储于数据库中；由于热光阑温度场各位置处的温升ΔTi与冷却液温升Δt近似成正比例关系，得到该基础定标函数关系：ki＝ΔTi′÷Δt′； S2、运算系统获取由温差检测装置输出的冷却液温升Δt、温度检测装置输出的冷却液入口温度T0、流量计输出的流量数据和监视相机输出的光斑位置，并根据特定流量的当前光斑位置信息，在数据库中选择对应的ki函数关系，根据该函数关系：ΔTi＝ki×Δt，计算得到ΔTi； S3、通过公式Ti＝ΔTi+T0，计算得到实际工况下的热光阑温度场的当前温度Ti。 7.根据权利要求6所述的测温方法，其特征在于：S1中，通过计算机仿真手段获得基础定标函数关系时，首选通过计算机仿真的灰度图获得Ti′，再通过公式ΔTi′＝Ti′-T′0计算得到热光阑温度场的温升，最后生成ΔTi′与Δt′之间的基础定标函数关系，即：ki＝ΔTi′÷Δt′；其中，T′0为计算机仿真时设定的冷却液初始温度。
语种	中文
专利代理人	韩战涛
代理机构	北京东灵通专利代理事务所（普通合伙）
文献类型	专利
条目标识符	http://ir.ynao.ac.cn/handle/114a53/23556
专题	天文技术实验室
作者单位	中国科学院云南天文台, 云南省昆明市官渡区羊方旺396号
第一作者单位	中国科学院云南天文台
推荐引用方式 GB/T 7714	许方宇,张雨辰,黄善杰,等. 一种用于太阳望远镜热光阑的实时测温系统及测温方法. ZL202010363398.0[P]. 2021-08-13.

条目包含的文件
文件名称/大小	文献类型	版本类型	开放类型	使用许可
CN111442854A-一种用于太阳望（804KB）	专利		开放获取	CC BY-NC-SA	浏览请求全文
CN111442854B-一种用于太阳望（634KB）	专利		开放获取	CC BY-NC-SA	浏览请求全文