[发明专利]一种具有温度自适应功能的光学窗口

说明书

一种具有温度自适应功能的光学窗口，属于光学检测领域，为了满足现有技术的需求，基础法兰的内环端面沿圆周均匀布置固定三个柔性机构；窗口玻璃的边缘固定在基础法兰的内环上，径向与沿圆周布置的三个柔性机构相切安装；密封盖与基础法兰外环通过螺栓连接；密封盖内侧设有两个同心的环形密封槽，大密封圈和小密封圈分别放置在两个密封槽内；在密封盖上沿圆周均匀设置六个温度传感器，且温度传感器与光学玻璃接触，用于测量光学玻璃的温度；在光学玻璃的径向端面上，每隔60°均匀地胶连六个导热片，三个电加热片和三个制冷片交替设置在相邻的导热片上；温控单元主要包括单片机，其连接六个温度传感器、三个电加热片和三个制冷片。

技术领域

本发明涉及一种具有温度自适应功能的光学窗口，属于光学检测领域。这种具有温度自适应功能采用被动温度补偿和主动温控相结合的技术，能够较好地控制温度变化对光学窗口面形的影响，达到提高光学检测精度的作用。

背景技术

研究表明，温度变化对于光电成像系统的像质有较大影响。光电成像系统都需要具有特定的温度工作范围，特殊情况下，需要在-40℃—50℃的温度环境下正常工作，必须关注温度变化对像质的影响。因此，将光学成像系统置于真实的温度环境下进行像质检测，探索温度变化对像质的影响，为光学成像系统的设计和使用提供依据，是光学检测领域亟需解决的问题之一。

在实验室进行变温环境条件的光电成像系统像质检测，较为可行的方案是将被测光电成像系统置于作为温度模拟装置的高低温试验箱中，用高低温试验箱模拟设备真实的工作环境，在高低温试验箱上与被测光电成像系统的镜头同轴安装光学窗口，将光源和检具置于高低温试验箱外部，透过光学窗口检测被测光电成像系统的像质。光学窗口作为检测光路的一部分，其面形对于检测精度具有直接影响。光学窗口安装在高低温试验箱上，处于温度变化范围较大的环境中，承受着高低温试验箱内外温度不同而带来的应力，且温度分布不均匀。因此，设计过程中必须考虑温度对光学窗口面形的影响，通过温度适应性设计，使窗口玻璃在温度变化范围较大的环境下保持较好的面性，起到提高检测精度的作用。

目前尚未见到此种具有温度自适应功能的光学窗口的相关报道。

发明内容

本发明为了满足现有技术的需求，提供一种具有温度自适应功能的光学窗口，能够适应温度变化范围较大环境下的光学检测要求，该光学窗口能够实现主动温度控制，且采用柔性机构作为温度补偿装置。

本发明的技术方案如下：

一种具有温度自适应功能的光学窗口，其特征是，其主要包括基础法兰、三个柔性结构、窗口玻璃、密封盖、大密封圈、小密封圈、六个温度传感器、六个导热片、三个电加热片、三个制冷片和温控单元；

基础法兰的内环端面沿圆周均匀布置固定三个柔性机构；

窗口玻璃的边缘固定在基础法兰的内环上，径向与沿圆周布置的三个柔性机构相切安装；

密封盖与基础法兰外环通过螺栓连接；密封盖内侧设有两个同心的环形密封槽，大密封圈和小密封圈分别放置在两个密封槽内；

在密封盖上沿圆周均匀设置六个温度传感器，且温度传感器与光学玻璃接触，用于测量光学玻璃的温度；在光学玻璃的径向端面上，每隔60°均匀地胶连六个导热片，三个电加热片和三个制冷片交替设置在相邻的导热片上；

温控单元主要包括单片机，其数据采集接口连接六个温度传感器，其控制接口连接三个电加热片和三个制冷片，传感器采集的温度信号经单片机进行处理后发出控制指令，驱动电加热片和制冷片加热或制冷。

窗口玻璃是光学平板玻璃。

单个温度传感器布点位置应在与其位置最近的电加热片或制冷片与窗口玻璃圆心构成的扇形区域的中轴线上。

在窗口玻璃的径向上，电加热片或制冷片一端与导热片胶连，另一端与基础法兰留有空隙，避免由于接触对窗口玻璃产生应力。