本發明涉及液氮恒溫器，具體而言，涉及一種天文探測用液氮恒溫器及設計方法。

背景技術：

1、目前現有大型天文望遠鏡的前光學系統多為圓柱體，天文探測用液氮恒溫器安裝在前光學系統的尾端，即靠近地面方向。這要求液氮恒溫器的探測器焦面向上接收光學能量。天文觀察時，前光學系統的中軸線與地平面的垂線在兩個平面內成一定角度。這兩個平面內角度定義為俯仰。另外為配合天文望遠鏡前光學系統與恒溫器內焦面的光學配準，需要液氮恒溫器以液氮恒溫器焦面法線為中心可進行360度旋轉。

2、現有技術中的常規液氮恒溫裝置無法匹配大型天文望遠鏡進行俯仰和旋轉使用。

3、因此，有必要提供一種天文探測用液氮恒溫器及設計方法用以解決常規液氮恒溫裝置無法匹配大型天文望遠鏡進行俯仰和旋轉使用的問題。

技術實現思路

1、鑒于此，本發明提出了一種天文探測用液氮恒溫器及設計方法，旨在解決常規液氮恒溫裝置無法匹配大型天文望遠鏡進行俯仰和旋轉使用的問題。

2、一方面，本發明提出了一種天文探測用液氮恒溫器，包括：

3、外殼，為中空結構；

4、儲液內膽，設置在所述外殼內；

5、法蘭，設置在所述外殼的頂部，所述法蘭還位于所述儲液內膽的上部；

6、絕熱輸液頸管，設置有兩個，兩所述絕熱輸液頸管對稱設置在所述儲液內膽上表面，所述絕熱輸液頸管與所述儲液內膽連通，所述絕熱輸液頸管的上部穿出所述法蘭，其中一所述絕熱輸液頸管用于輸送液體，另一所述絕熱輸液頸管用于輸送液氮揮發產生的氣體；

7、杜瓦冷平臺，設置在所述儲液內膽的上部；

8、冷屏，設置在所述杜瓦冷平臺的上部；

9、窗口帽，套設在所述冷屏的外部，所述窗口帽的底部固定在所述法蘭上；

10、吸氣腔，設置在所述儲液內膽的下部；

11、絕熱輔助支撐，至少設置有兩個，兩所述絕熱輔助支撐設置在所述吸氣腔的下部；

12、支撐密封底，設置在所述絕熱輔助支撐的底部，所述支撐密封底還與所述外殼密封連接；

13、連接器，設置在所述外殼的外側壁上。

14、進一步的，所述密封底包括：

15、支撐底，設置在所述絕熱輔助支撐遠離所述吸氣腔的一端；

16、輔助密封底，設置在所述支撐底遠離所述絕熱輔助支撐的一側，所述輔助密封底與所述外殼密封連接。

17、進一步的，所述冷屏上還設置有濾光片。

18、進一步的，所述窗口帽的底部通過旋轉壓塊與所述法蘭連接；

19、所述窗口帽頂端的中部設置有光窗。

20、進一步的，所述杜瓦冷平臺上設置有接線柱。

21、進一步的，所述天文探測用液氮恒溫器還包括：

22、抽氣閥，設置在所述外殼的外側壁上。

23、進一步的，所述絕熱輸液頸管在儲液內膽上表面圓周面內相對上表面圓心等距離布置并呈180度分布；

24、將兩個絕熱輸液頸管4的圓周中軸線布置前光學系統的中軸線與地平面的垂線成俯仰角度較小的平面內，通過改變絕熱輸液頸管到儲液內膽上表面圓周面中心的距離來匹配不同的望遠鏡觀察所需俯仰角度；

25、當需要較大俯仰角度時，將絕熱輸液頸管遠離儲液內膽上表面圓心；當需要較小俯仰角度時，將絕熱輸液頸管靠近儲液內膽上表面圓心。

26、進一步的，兩絕熱輔助支撐設置在所述吸氣腔底部，并與絕熱頸管呈90度設置，以使得承受液氮和所述儲液內膽的重量，保持力學平衡；

27、兩絕熱輔助支撐的圓周中軸線布置前光學系統的中軸線與地平面的垂線成俯仰角度較大的平面內。

28、與現有技術相比，本發明的有益效果在于：本發明在儲液內膽的上表面安裝冷平臺。在儲液內膽的上圓周面外側安裝兩根絕熱輸液頸管，此絕熱輸液頸管在儲液內膽上表面圓周面內相對上表面圓心等距離布置。其中一根在輸液時，作為輸液通道，另外一根作為液氮氣化揮發出氣通道。待液氮輸入完成后，兩根同時作為液氮揮發出氣通道。液氮從上往下輸，滿足了液氮自然揮發的要求，利用內膽壁的固體傳導實現對在內膽上方的杜瓦冷平臺的液氮制冷。適用于地面天文觀察用可見光、近紅外、短波天文探測所需的場合。本發明解決了常規液氮恒溫裝置無法匹配大型天文望遠鏡進行俯仰、旋轉使用的問題。同時可根據天文望遠鏡的俯仰角、接口形式和光學參數，通過改變液氮灌注口位置、內部光學元件參數等，從而達到匹配不同規格天文望遠鏡的目的。

29、另一方面，本申請還提供了一種天文探測用液氮恒溫器設計方法，包括：

30、儲液內膽上蓋中心留有盲孔的杜瓦冷平臺安裝孔，將絕熱輸液頸管穿過法蘭上預留的階梯光孔后與儲液內膽上蓋固定并注膠密封；

31、在儲液內膽底的下方安裝吸氣腔和吸氣材料，在儲液內膽側面開展防輻射的多層包扎處理，再組裝法蘭與外殼，灌膠密封后，在外殼上安裝抽氣閥，并注膠密封；

32、在吸氣腔底依次安裝絕熱輔助支撐柱和支撐底，并注膠固定，最后再螺紋旋入安裝兩個輔助密封底，并膠封；

33、將帶有接線柱和內引線的杜瓦冷平臺通過墊片螺接在儲液內膽上蓋，將杜瓦冷平臺的內引線焊接到連接器，并灌膠密封；

34、旋轉裝入儲液內膽上蓋，并膠封；

35、在杜瓦冷平臺上裝帶濾光片的冷屏，螺釘固定；

36、在儲液內膽上蓋上預留的橡皮圈槽內裝入橡皮圈，通過旋轉壓塊裝好帶窗口的窗口帽。

37、可以理解的是，本申請提供的天文探測用液氮恒溫器及設計方法具有相同的有益效果，在此不再贅述。

技術特征：

1.一種天文探測用液氮恒溫器，其特征在于，包括：

2.根據權利要求1所述的天文探測用液氮恒溫器，其特征在于，所述密封底包括：

3.根據權利要求1所述的天文探測用液氮恒溫器，其特征在于，所述冷屏上還設置有濾光片。

4.根據權利要求1所述的天文探測用液氮恒溫器，其特征在于，所述窗口帽的底部通過旋轉壓塊與所述法蘭連接；

5.根據權利要求1所述的天文探測用液氮恒溫器，其特征在于，所述杜瓦冷平臺上設置有接線柱。

6.根據權利要求1所述的天文探測用液氮恒溫器，其特征在于，所述天文探測用液氮恒溫器還包括：

7.根據權利要求1所述的天文探測用液氮恒溫器，其特征在于，所述絕熱輸液頸管在儲液內膽上表面圓周面內相對上表面圓心等距離布置并呈180度分布；

8.根據權利要求1所述的天文探測用液氮恒溫器，其特征在于，兩絕熱輔助支撐設置在所述吸氣腔底部，并與絕熱頸管呈90度設置，以使得承受液氮和所述儲液內膽的重量，保持力學平衡；

9.一種天文探測用液氮恒溫器設計方法，應用于如權利要求1-8任一項所述的天文探測用液氮恒溫器，其特征在于，包括：

技術總結
本發明涉及液氮恒溫器技術領域，公開了一種天文探測用液氮恒溫器及設計方法，該液氮恒溫器包括：外殼；儲液內膽；法蘭，設置在外殼的頂部，法蘭還位于儲液內膽的上部；絕熱輸液頸管，兩絕熱輸液頸管對稱設置在儲液內膽上表面，絕熱輸液頸管與儲液內膽連通，絕熱輸液頸管的上部穿出法蘭；杜瓦冷平臺，設置在儲液內膽的上部；冷屏，設置在杜瓦冷平臺的上部；窗口帽，套設在冷屏的外部，窗口帽的底部固定在法蘭上；吸氣腔，設置在儲液內膽的下部；絕熱輔助支撐，兩絕熱輔助支撐設置在吸氣腔的下部；支撐密封底，設置在絕熱輔助支撐的底部；連接器。本發明的液氮恒溫器能夠匹配不同規格天文望遠鏡。

技術研發人員：滕圖,鄧春明
受保護的技術使用者：上海久視機光電技術有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/24