[發明專利]太陽望遠鏡熱分析太陽源模擬方法

有效

• 申請號: 201611250243.6
• 申請日: 2016-12-29
• 公開（公告）號: CN106770444B
• 公開（公告）日: 2019-05-28
• 發明（設計）人: 李福;馬小龍;阮萍;徐廣州;宋延松;楊建峰;賀應紅;閆興濤
• 申請（專利權）人: 中國科學院西安光學精密機械研究所
• 主分類號: G01N25/20
• 分類號: G01N25/20
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 胡樂

本發明提供了一種可以滿足太陽望遠鏡熱分析的模擬太陽源的方法，主要解決了太陽望遠鏡熱分析中的太陽模擬源問題。該太陽望遠鏡熱分析太陽源模擬方法：首先，模擬太陽源目標的實際視場32′，確定模擬太陽源為面光源，根據太陽望遠鏡的通光口徑D和模擬源距入瞳的距離L，計算實際模擬太陽源的直徑；其次，確定模擬太陽源的輻射強度：1)將模擬太陽源的輻射面設置成漫射表面，即模擬太陽源均勻地向半球空間各個方向發出輻射強度；2)將漫射表面的光譜設置成太陽光譜；3)計算輻射角系數4)反推出模擬太陽源的輻射強度。通過上面二個步驟，可以確定最終的模擬太陽源，可用于地面太陽望遠鏡或不同軌道空間太陽望遠鏡熱分析中太陽的模擬。

技術領域：

本發明涉及熱分析中熱源模擬方法，具體涉及太陽望遠鏡熱分析中太陽熱源的模擬。

背景技術

太陽是距離地球最近的恒星，太陽活動嚴重影響了人類的日?；顒樱虼?，對于太陽的研究和人類生活息息相關，地面的太陽望遠鏡觀測受大氣和天氣影響，并且只能在白天進行觀測，因此，為了擺脫這些限制，提出了空間太陽望遠鏡的概念，從而可以實現太陽的連續觀測，不管是地面太陽望遠鏡還是空間太陽望遠鏡，太陽均要求進入觀測視場，因此，太陽望遠鏡的熱分析是非常重要的。

對于一般的望遠鏡來說，在觀測時會避免太陽進入觀測視場，太陽僅僅作為熱源，在熱分析時可以將太陽作為一個無窮遠的點源(平行光)，這對于普通的望遠鏡熱分析精度已經足夠，因此，一般的熱分析軟件中將太陽定義為一個無窮遠的點源；而對于太陽望遠鏡來說，太陽作為觀測目標，是必須進入觀測視場的，此時如果繼續將太陽作為無窮遠的點源進行分析的話，熱分析的誤差就會很大，主要體現在平行光對太陽望遠鏡鏡筒的溫度影響較小，而實際的太陽光視場為32′，對太陽望遠鏡的鏡筒溫度影響明顯，進而通過熱傳遞造成鏡面溫度發生變化，影響太陽望遠鏡的性能，因此，為了解決太陽望遠鏡熱分析中太陽源的模擬特提出了本發明。

發明內容

本發明主要解決太陽望遠鏡熱分析中的太陽模擬源問題，提供一種可以滿足太陽望遠鏡熱分析的模擬太陽源的方法。

本發明的解決方案如下：

該太陽望遠鏡熱分析太陽源模擬方法，包括

步驟一：模擬太陽源目標的實際視場32′

確定模擬太陽源為面光源，根據太陽望遠鏡的通光口徑D和模擬源距入瞳的距離L，按照下式計算實際模擬太陽源的直徑；

Ds＝D+2L×tan(α)

其中，α為16′；

步驟二：確定模擬太陽源的輻射強度

1)將模擬太陽源的輻射面設置成漫射表面，即模擬太陽源均勻地向半球空間各個方向發出輻射強度；

2)將漫射表面的光譜設置成太陽光譜；

3)計算輻射角系數

模擬太陽源的輻射面對太陽望遠鏡入瞳面的角系數X₁₂定義為模擬太陽源的輻射面直接投射到太陽望遠鏡入瞳面上的能量Φ_1→2占模擬太陽源的輻射面輻射能量Φ₁的百分比，即：

其中，A₁為模擬太陽源的面積，A₂為太陽望遠鏡入瞳面面積，r為模擬太陽源微元面dA₁中心與太陽望遠鏡入瞳微元面dA₂中心連線長，θ₁為連線與太陽模擬源微元面法線的夾角，θ₂為連線與太陽望遠鏡入瞳微元面法線的夾角；

4)反推出模擬太陽源的輻射強度

假定太陽常數為S，則反推出模擬太陽源的輻射強度：