一种航天器微振动对光学相机成像质量影响测试装置的制作方法

文档序号:21195003发布日期:2020-06-23 18:38阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种航天器微振动对光学相机成像质量影响测试装置,其特征在于:包括待测模型(1)、第二反射镜(2)、高平行度同轴光源(3)、第三反射镜(4)、第一反射镜(5)和高解析度相机(6);其中,待测模型(1)为中空长方体结构;高平行度同轴光源(3)水平设置在待测模型(1)的侧壁处;待测模型(1)的侧壁对应高平行度同轴光源(3)的位置设置有通孔;实现高平行度同轴光源(3)发射的测试光通过通孔照射入待测模型(1)内;第二反射镜(2)、第三反射镜(4)和第一反射镜(5)设置在待测模型(1)内部;且第一反射镜(5)设置在与高平行度同轴光源(3)相对的待测模型(1)侧壁上,位置与测试光对应;第二反射镜(2)设置在与第一反射镜(5)相对的待测模型(1)侧壁上;第三反射镜(4)设置在待测模型(1)的底板上;高解析度相机(6)竖直设置在待测模型(1)的顶部;且待测模型(1)顶部对应高解析度相机(6)位置设置有通孔;实现测试光依次经第一反射镜(5)反射、第二反射镜(2)反射、第三反射镜(4)反射后,到达高解析度相机(6),高解析度相机(6)实现解析成像。

2.根据权利要求1所述的一种航天器微振动对光学相机成像质量影响测试装置,其特征在于:所述高平行度同轴光源(3)的距地高度为100-200mm;第一反射镜(5)的安装高度与高平行度同轴光源(3)高度对应,第一反射镜(5)与待测模型(1)竖直侧壁的夹角为α;第二反射镜(2)的安装高度为400-800mm,第二反射镜(2)与待测模型(1)竖直侧壁的夹角为β;第三反射镜(4)水平距第二反射镜(2)300-600mm;第三反射镜(4)与待测模型(1)水平底板的夹角为γ;3个夹角的关系满足:β+γ-α=45°;且β>2α。

3.根据权利要求2所述的一种航天器微振动对光学相机成像质量影响测试装置,其特征在于:所述第二反射镜(2)、第三反射镜(4)和第一反射镜(5)为相同尺寸的圆形结构;且第二反射镜(2)、第三反射镜(4)和第一反射镜(5)的镜面上均贴有光吸收膜(7);其中,光吸收膜(7)为弓形形状;光吸收膜(7)的半径与反射镜的半径对应;光吸收膜(7)的弧长为反射镜弧长的1/3。

4.根据权利要求3所述的一种航天器微振动对光学相机成像质量影响测试装置,其特征在于:设定第二反射镜(2)、第三反射镜(4)和第一反射镜(5)的顶部为0°位置;第一反射镜(5)中,光吸收膜(7)贴在第一反射镜(5)的0°-120°圆弧与弦线围成的弓形区域;第二反射镜(2)中,光吸收膜(7)贴在第二反射镜(2)的120°-240°圆弧与弦线围成的弓形区域;第三反射镜(4)中,光吸收膜(7)贴在第三反射镜(4)的240°-360°圆弧与弦线围成的弓形区域。

5.根据权利要求4所述的一种航天器微振动对光学相机成像质量影响测试装置,其特征在于:所述高平行度同轴光源(3)发出的测试光的波长为633nm,光束发散角小于1.7mrad。

6.根据权利要求5所述的一种航天器微振动对光学相机成像质量影响测试装置,其特征在于:高解析度相机(6)的最大分辨率为2560*1920;在待测模型(1)的振动过程中,高解析度相机(6)实现对测试光的高速拍照,满幅采集速度为1600fps,位移测量精度优于1μm。

7.根据权利要求6所述的一种航天器微振动对光学相机成像质量影响测试装置,其特征在于:光吸收膜(7)实现对测试光的吸收;实现反射光照射在光吸收膜(7)位置的光停止继续反射;光吸收膜(7)采用氟化镁材料;吸光率大于99.8%。

8.根据权利要求7所述的一种航天器微振动对光学相机成像质量影响测试装置,其特征在于:所述测试装置的测试过程为:

初始状态,高平行度同轴光源(3)发出平行测试光进入待测模型(1)内部;平行测试光依次经第一反射镜(5)、第二反射镜(2)、第三反射镜(4)反射后到达高解析度相机(6);高解析度相机(6)解析出正常状态下测试光经过光吸收膜(7)后的成像图形;

对待测模型(1)施加振动,高平行度同轴光源(3)发出平行测试光进入待测模型(1)内部;平行测试光依次经第一反射镜(5)、第二反射镜(2)、第三反射镜(4)反射后到达高解析度相机(6);高解析度相机(6)解析出振动状态下测试光经过光吸收膜(7)后的成像图形;

将正常状态下的成像图形与振动状态下的成像图形进行对比,得到振动对光学相机成像质量的影响。

9.根据权利要求8所述的一种航天器微振动对光学相机成像质量影响测试装置,其特征在于:振动过程中,待测模型(1)的振动频率为0.5-1000hz,振动幅度为0.5-500μm。


技术总结
本发明涉及一种航天器微振动对光学相机成像质量影响测试装置,属于航天器成像系统领域;包括待测模型、第二反射镜、高平行度同轴光源、第三反射镜、第一反射镜和高解析度相机;高平行度同轴光源水平设置在待测模型的侧壁处;高平行度同轴光源发射的测试光通过通孔照射入待测模型内;第一反射镜设置在与高平行度同轴光源相对的待测模型侧壁上;第二反射镜设置在与第一反射镜相对的待测模型侧壁上;第三反射镜设置在待测模型的底板上;高解析度相机竖直设置在待测模型的顶部;本发明既可以分析整个成像光路的振动,又可以分析各级反射镜的振动,成像系统具有较高的可设计性,所得图像的振动信息更加丰富。

技术研发人员:王光远;高行素;檀傈锰;吴永胜;王晓姝;王泽宇
受保护的技术使用者:北京空间飞行器总体设计部
技术研发日:2020.04.16
技术公布日:2020.06.23
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