一种温度试验箱光学玻璃窗控温装置及使用方法

技术领域

本发明涉及一种控温装置及使用方法，具体涉及一种温度试验箱光学玻璃窗控温装置及使用方法，适用于光机产品地面高低温试验的光学指标测试。

背景技术

依据可靠性试验的要求，光机产品需要在地面进行高低温试验，以考核光机产品在高低温环境下光学指标是否满足设计要求。为了满足光机产品在高低温试验箱内的光学测试需要，一般在温度试验箱的箱壁上的窗口处利用法兰盘(法兰盘内)安装光学测试用光学玻璃，即光学玻璃安装于温度试验箱的箱壁上，然后通过温度试验箱外的地检设备透过光学玻璃窗，对温度试验箱内载物支架上的光机产品进行测试。

当对光机产品进行低温试验时，光学玻璃窗外表面会结霜、结露，影响光学测试。同时，对温度试验箱进行高温或低温试验时，因光学玻璃窗内、外表面温度不同，会带来光学玻璃窗的光学玻璃形变，从而出现轴向温差和径向温差，造成光学玻璃的折射率变化和面形变化，给光机产品的光学测试带来较大的影响。

针对光学玻璃窗低温下结霜、结露问题，常见解决方法有以下两种：

1、向光学玻璃外表面吹干燥空气或氮气，必要时对所吹气体进行加热。但该方法只用于解决光学玻璃结霜、结露的问题，光学玻璃表面存在温度梯度的问题仍无法解决。

2、采用加热膜对光学玻璃外表面进行加热。该方法的缺点是：容易改变光学玻璃的原有镀膜光学参数，只能用于适当改善低温试验时的光学玻璃表面温度控制，而在高温试验下无法实现温度控制。

并且，以上两种方法均无法对光学玻璃内、外表面因温度差引起的面形变化方面提出根本解决方法。因此，有必要对光学玻璃窗的温度控制提出新的方法。

发明内容

本发明的目的是解决现有温度试验箱光学玻璃窗控温装置及使用方法存在采用向光学玻璃外表面吹干燥空气或氮气方法，无法消除光学玻璃表面的温度梯度，采用加热膜对光学玻璃外表面进行加热方法，容易改变光学玻璃的原有镀膜光学参数，无法实现高温试验下的温度控制，并且这两种方法均无法消除光学玻璃内、外表面因温度差引起面形变化的技术问题，提供一种温度试验箱光学玻璃窗控温装置及使用方法，通过控温使得光学玻璃内外表面更接近室温，因温度造成的光学玻璃面形问题得到有效控制，有利于提高光学测试精度。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术解决方案如下：

本发明提供一种温度试验箱光学玻璃窗控温装置，包括光学玻璃；其特殊之处在于：

还包括安装支架、金属波纹管、控温仪、控温回路和主温度传感器；

所述光学玻璃嵌设于光学玻璃法兰中心，光学玻璃法兰安装于安装支架上；

所述金属波纹管的两端带有法兰，一端的法兰连接所述光学玻璃法兰，另一端的法兰连接温度试验箱上自带的窗口法兰；金属波纹管靠近光学玻璃一端的侧壁上开设有通孔，通孔内设有密封塞；

所述控温仪带有加热和液冷功能；所述控温回路包括加热件和液冷件，二者均环绕于金属波纹管的外壁上，加热件和液冷件均连接控温仪；控温回路的长度≤金属波纹管的长度；

所述主温度传感器穿过所述密封塞进入金属波纹管内，设置在靠近光学玻璃内表面位置，主温度传感器的输出端连接控温仪的输入端。

进一步地，还包括辅助温度传感器；

所述辅助温度传感器设置于金属波纹管内壁上与控温回路相对的区域内，辅助温度传感器的输出端连接控温仪的输入端。

进一步地，所述光学玻璃与光学玻璃法兰之间设有密封圈；所述金属波纹管一端法兰与光学玻璃法兰的法兰连接端面上、金属波纹管另一端法兰与窗口法兰的法兰连接端面上均设有密封垫圈。

进一步地，所述辅助温度传感器粘贴于金属波纹管内壁上。

进一步地，所述加热件采用加热丝或加热带。

进一步地，所述液冷件为液冷管路。

本发明还提供一种温度试验箱光学玻璃窗控温装置的使用方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

1)将待测光机产品放置于温度试验箱内自带的载物支架上；

2)通过控温仪控制控温回路，直至主温度传感器获取的温度值达到室温，继续控制控温回路，使得主温度传感器获取的温度值保持在室温；

3)利用地检设备透过光学玻璃对待测光机产品进行光学测试。

本发明还提供一种温度试验箱光学玻璃窗控温装置的使用方法，适用于当光学测试要求光学玻璃的光路不能被温度传感器遮挡时，其特殊之处在于，包括以下步骤：

1)将待测光机产品放置于温度试验箱内自带的载物支架上；

2)通过控温仪控制控温回路，直至主温度传感器获取的温度值达到室温，此时辅助温度传感器获取的温度值为T，将主温度传感器从金属波纹管内取出，并继续控制控温回路，使得辅助温度传感器获取的温度值保持在T；

3)利用地检设备透过光学玻璃对待测光机产品进行光学测试。

本发明相比现有技术具有的有益效果如下：

1、本发明针对安装有光学玻璃窗口的高低温温度试验箱，提供一种简单方便的光学玻璃控温装置及使用方法。利用金属波纹管实现了光学玻璃的外凸设计，不仅在金属波纹管内部形成一个缓冲区，减小了温度试验箱内循环气体在光学玻璃内表面附近的流动，减小了对流的影响，同时，使得较多的工装面积与实验室室温下的空气相接触，光学玻璃的温度相比较温度试验箱内部的温度更接近室温，从而为光学玻璃内表面提供了有利的辐射环境，这两个方面有利于减小温度试验箱和连接法兰温度对光学玻璃的影响。

2、本发明提供的温度试验箱光学玻璃窗控温装置及使用方法，在光学玻璃内表面附近放置可移动的温度传感器，用于监控光学玻璃内表面处的环境温度，实现更高精度的温度控制。

3、本发明提供的温度试验箱光学玻璃窗控温装置及使用方法，采用控温仪和控温回路对金属波纹管进行加热或制冷，将光学玻璃内表面附近空气控制在室温。同时，通过控温，也避免了低温试验时光学玻璃表面结霜、结露的问题。

4、本发明提供的温度试验箱光学玻璃窗控温装置及使用方法，所采用的加热方法不会改变光学玻璃表面的镀膜膜系。

5、本发明提供的温度试验箱光学玻璃窗控温装置及使用方法，能大大减小高低温试验条件下光学玻璃内、外表面的温差，光学玻璃形变量小，有利于减小光学测试的误差。

6、本发明提供的温度试验箱光学玻璃窗控温装置及使用方法，不需要改变现有温度试验箱的结构，安装方便，易于实现。

附图说明

图1为本发明温度试验箱光学玻璃窗控温装置安装于温度试验箱窗口法兰处，且温度试验箱的载物支架上放置了待测光机产品的结构示意图，图中未示出辅助温度传感器；

附图标记说明：

1、光学玻璃、2-安装支架、3-金属波纹管、4-控温仪、5-控温回路、6-主温度传感器、7-待测光机产品、8-载物支架、9-温度试验箱。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步地说明。

本发明提供一种温度试验箱光学玻璃窗控温装置，如图1所示，包括光学玻璃1、安装支架2、金属波纹管3、控温仪4、控温回路5和主温度传感器6；所述光学玻璃1嵌设于光学玻璃法兰中心，光学玻璃法兰安装于安装支架2上(刚性连接)；所述金属波纹管3的两端带有法兰，一端的法兰连接所述光学玻璃法兰，另一端的法兰连接温度试验箱9上自带的窗口法兰；金属波纹管3靠近光学玻璃1一端的侧壁上开设有通孔，通孔内设有密封塞，以对开孔位置做好密封；所述控温仪4带有加热和液冷功能；所述控温回路5包括加热件和液冷件，二者均环绕于金属波纹管3的外壁上，加热件和液冷件均连接控温仪4；所述控温回路5的长度≤金属波纹管3的长度，所述加热件可采用加热丝或加热带；所述液冷件为液冷管路；为了获得更好的温度环境和控温效果，控温回路5的长度可根据具体需要进行设置；所述主温度传感器6穿过所述密封塞进入金属波纹管3内，设置在靠近光学玻璃1内表面位置，主温度传感器6的输出端连接控温仪4的输入端。本发明利用金属波纹管3实现了光学玻璃1的外凸设计，不仅在金属波纹管3内部形成一个缓冲区，减小了温度试验箱9内循环气体在光学玻璃1内表面附近的流动，减小了对流的影响，同时，使得较多的工装面积与实验室室温下的空气相接触，光学玻璃1的温度相比较温度试验箱9内部温度更接近室温，从而为光学玻璃1内表面提供了有利的辐射环境。两个方面有利于减小温度试验箱9和法兰温度对光学玻璃1的影响。为了实现更高精度的温度控制，在光学玻璃1内表面附近放置可移动的温度传感器的，用于监控光学玻璃1内表面的环境温度。采用控温仪4和控温回路5对金属波纹管3进行加热或制冷，将光学玻璃1内表面附近空气控制在室温。同时，通过控温，也避免了低温试验时光学玻璃1表面结霜、结露的问题。

还包括辅助温度传感器；所述辅助温度传感器设置(粘贴)于金属波纹管3内壁上与控温回路5相对的区域内，辅助温度传感器的输出端连接控温仪4的输入端。所述光学玻璃1与光学玻璃法兰之间设有密封圈；所述金属波纹管3一端法兰与光学玻璃法兰的法兰连接端面上、金属波纹管3另一端法兰与窗口法兰的法兰连接端面上均设有密封垫圈，以确保密封良好。

本发明提供一种温度试验箱光学玻璃窗控温装置的使用方法，包括以下步骤：

1)将待测光机产品7放置于温度试验箱9内自带的载物支架8上；

2)通过控温仪4控制控温回路5，直至主温度传感器6获取的温度值达到室温，继续控制控温回路5，使得主温度传感器6获取的温度值保持在室温；

3)利用地检设备透过光学玻璃1对待测光机产品7进行光学测试。

当光学测试要求光学玻璃窗的光路不能被温度传感器遮挡时，本发明还提供一种温度试验箱光学玻璃控温装置的使用方法，包括以下步骤：

1)将待测光机产品7放置于温度试验箱9内自带的载物支架8上；

2)通过控温仪4控制控温回路5，直至主温度传感器6获取的温度值达到室温，此时辅助温度传感器获取的温度值为T，将主温度传感器6从金属波纹管3内取出，并继续控制控温回路5，使得辅助温度传感器获取的温度值保持在T；

3)利用地检设备透过光学玻璃对待测光机产品7进行光学测试。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，对于本领域的普通专业技术人员来说，可以对前述各实施例所记载的具体技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所保护技术方案的范围。