一種用于真空懷特池的光程調節(jié)機構的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于真空懷特池的光程調節(jié)機構，包括真空罐體、凹球面鏡A1、凹球面鏡A2、凹球面鏡B和懷特池內機架，其特征在于：在所述真空罐體上靠近凹球面鏡A1、凹球面鏡A2的一側安裝兩組法蘭式實心軸磁流體密封件，并在其軸外端各安裝一個調節(jié)旋鈕（1），所述每組法蘭式實心軸磁流體密封件上均設置有曲柄滑塊機構，所述曲柄滑塊機構中，與懷特池內機架構成移動副的構件為滑塊，凹球面鏡A1的旋轉中心為O1，繞O1旋轉的部件上設置以O2為中心的轉動副，兩轉動副中心部分O1O2即為曲柄，連接曲柄和滑塊鉸鏈的部分為連桿。本發(fā)明結構簡單、調節(jié)方便、調節(jié)范圍及精度靈活。
【專利說明】一種用于真空懷特池的光程調節(jié)機構
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于光學精密機械裝調【技術領域】，可用于真空懷特池光程的調節(jié)。
【背景技術】
[0002]1942年，John U.White利用三塊共焦的凹球面鏡設計了一種吸收池--壞特池。
懷特池是目前最常用的吸收式氣體傳感器，其結構如圖1所示。凹球面鏡ApA2與B具有相同的曲率半徑，B的曲率中心落在A1、A2兩鏡之間的a點，A1、A2的曲率中心分別落在B鏡中心附近。當入射光從B的一側入射時，經過A1發(fā)射到B形成點I，再經A2反射到B上形成點2，依次類推。最后光線從B的一側射出。其光程L與鏡面B上的光點數目N及懷特池基本長度7之間的關系為:
L=2(#+l)7
從上式可以看出，懷特池的光程L可通過改變其基本長度I和系統(tǒng)中光線傳播次數#進行調節(jié)，而對于某一特定的吸收池，其基本長度7 —定，#為唯一能改變的量。實驗發(fā)現，改變反射次數#最簡單的辦法是改變入射光束第一次落在A1上的位置，同時配合調整ApA2的偏轉角度。
[0003]一般情況下，通過調節(jié)光源可方便的改變入射光束的位置，對于偏轉角的調節(jié)，普通懷特池結構簡單，可直接微調方便的改變偏轉角度，但在真空懷特池系統(tǒng)中，由于系統(tǒng)自身的密封性，這一過程難以實現。針對這一問題，本發(fā)明提出了一種用于真空懷特池的光程調節(jié)機構。

【發(fā)明內容】

[0004]針對現有技術中存在的不足，本發(fā)明所要解決的技術問題是在真空懷特池的真空罐外，便捷地調節(jié)懷特池的光程。
[0005]為了實現發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術方案為:一種用于真空懷特池的光程調節(jié)機構，包括真空罐體、凹球面鏡A1、凹球面鏡A2、凹球面鏡B和懷特池內機架，其特征在于: 1、在真空罐體上靠近凹球面鏡A、A2的一側安裝兩組法蘭式實心軸磁流體密封件，并在其軸外端各安裝一個調節(jié)旋鈕I。
[0006]2、設置兩組獨立、對稱的曲柄滑塊機構，如圖2所示。每組機構中，與懷特池內機架構成移動副的構件為滑塊，凹球面鏡的旋轉中心為O1，繞O1旋轉的部件上設置以O2為中心的轉動副，兩轉動副中心部分O1O2即為曲柄，連接曲柄和滑塊鉸鏈的部分為連桿。當滑塊由O3運動到(V時，連桿另一端O2'將處于以O2O3為半徑、(V為圓心的圓上，同時由于曲柄的運動軌跡是以O1為圓心、O1O2為半徑的圓，所以O2'的位置即為兩圓的交點，偏轉角則為O1O2與O1O2'之間的夾角。
[0007]3、在真空罐內，用可伸縮萬向節(jié)將法蘭式實心軸磁流體密封件與帶動滑塊運動的絲桿連接，共兩組。
[0008]4、當需調節(jié)光程時，在真空罐外配合轉動兩個旋鈕1，扭矩通過萬向節(jié)傳遞給絲桿，再轉化為滑塊的移動，使與之對應的凹球面鏡繞其旋轉中心運動，實現了凹球面鏡的偏轉角的調整，光程也隨之發(fā)生改變。
[0009]與現有技術相比，本發(fā)明具有以下的優(yōu)點:
1、結構簡單。采用簡單的機械原理進行設計。
[0010]2、調節(jié)方便。只需在真空罐外轉動旋鈕即可完成調節(jié)。
[0011]3、調節(jié)范圍及精度靈活。通過改變絲桿的螺距、長度即可實現。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為懷特池結構原理圖。
[0013]圖2為真空懷特池光程調節(jié)機構原理圖。
[0014]1:調節(jié)旋鈕；
2:法蘭式實心軸磁流體密封件；
3:真空罐體；
4:可伸縮萬向節(jié)；
8:滑塊；
9:連桿；
12:曲柄。
[0015]圖3為真空懷特池光程調節(jié)機構機械圖。
[0016]1:調節(jié)旋鈕；
2:法蘭式實心軸磁流體密封件；
3:真空罐體；
4:可伸縮萬向節(jié)；
5:懷特池內機架；
6:絲桿；
7:旋轉中心O2 ；
8:滑塊；
9:連桿；
10:凹球面鏡安裝板；
11:旋轉中心O:。
【具體實施方式】
[0017]以下結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0018]圖2為真空懷特池光程調節(jié)機構原理圖，在真空罐體3上靠近凹球面鏡ApA2的一側安裝兩組法蘭式實心軸磁流體密封件2，并在其軸外端各安裝一個調節(jié)旋鈕I。設置兩組獨立、對稱的曲柄滑塊機構，每組機構中，與懷特池內機架5構成移動副的構件為滑塊8，凹球面鏡的旋轉中心為O1，繞O1旋轉的部件上設置旋轉中心為O2轉動副，兩轉動副中心部分O1 O2即為曲柄12，連接曲柄和滑塊鉸鏈的部分為連桿9。當滑塊由O3運動到(V時，連桿另一端O2'將處于以O2O3為半徑、O3'為圓心的圓上，同時由于曲柄的運動軌跡是以O1為圓心、O1O2為半徑的圓，所以O2,的位置即為兩圓的交點，偏轉角則為O1O2與O1O2'之間的夾角。
[0019]如圖3所示，為真空懷特池光程調節(jié)機構機械圖:
首先，在真空罐體一側安裝兩組法蘭式實心軸磁流體密封件2，并在其軸外端分別安裝調節(jié)旋鈕I ;
其次，設置兩組獨立、對稱的曲柄滑塊機構，其中與懷特池內機架5構成移動副的構件為滑塊8，滑塊8沿機架上的絲桿6移動，凹球面鏡下方安裝板10的旋轉中心11對應圖2中的轉動中心O1，其上方轉動副7對應以O2旋轉中心的轉動副，二者連線部分可看成曲柄12，通過連桿9與滑塊8相連；
再次，選用合適伸縮長度的可伸縮萬向節(jié)4，將其一端與法蘭式實心軸磁流體密封件2連接，另一端與絲桿6連接；
最后，在真空罐體外轉動需調節(jié)的凹球面鏡調節(jié)旋鈕，使其繞旋轉中心轉動，改變其偏轉角，實現光程調節(jié)。
[0020]雖然本發(fā)明已以較佳實施例公開如上，但實施例和附圖并不是用來限定本發(fā)明，任何熟悉此技藝者，在不脫離本發(fā)明之精神和范圍內，自當可作各種變化或潤飾，同樣屬于本發(fā)明之保護范圍。因此本發(fā)明的保護范圍應當以本申請的權利要求保護范圍所界定的為準。
【權利要求】
1.一種用于真空懷特池的光程調節(jié)機構，包括真空罐體、凹球面鏡A1、凹球面鏡A2、凹球面鏡B和懷特池內機架，其特征在于:在所述真空罐體上靠近凹球面鏡A1、凹球面鏡A2的一側安裝兩組法蘭式實心軸磁流體密封件，并在其軸外端各安裝一個調節(jié)旋鈕(I )，所述每組法蘭式實心軸磁流體密封件上均設置有曲柄滑塊機構，所述曲柄滑塊機構中，與懷特池內機架構成移動副的構件為滑塊，凹球面鏡A1的旋轉中心為O1，繞O1旋轉的部件上設置以O2為中心的轉動副，兩轉動副中心部分O1O2即為曲柄，連接曲柄和滑塊鉸鏈的部分為連桿。
2.根據權利要求1所述的光程調節(jié)機構，其特征在于:當滑塊由O3運動到O3'時，連桿另一端O2'將處于以O2O3為半徑、O3'為圓心的圓上，同時由于曲柄的運動軌跡是以O1為圓心、O1O2為半徑的圓，所以O2,的位置即為兩圓的交點，偏轉角則為O1O2與O1O2'之間的夾角。
3.根據權利要求1或2所述的光程調節(jié)機構，其特征在于:兩組曲柄滑塊機構獨立、對稱設置。
4.根據權利要求3所述的光程調節(jié)機構，其特征在于:在真空罐體內，用可伸縮萬向節(jié)將法蘭式實心軸磁流體密封件與帶動滑塊運動的絲桿連接，共兩組。
5.根據權利要求4所述的光程調節(jié)機構，其特征在于:當需調節(jié)光程時，在真空罐外配合轉動兩個調節(jié)旋鈕(1)，扭矩通過可伸縮萬向節(jié)傳遞給絲桿，再轉化為滑塊的移動，使與之對應的凹球面鏡繞其旋轉中心運動，實現了凹球面鏡的偏轉角的調整，光程也隨之發(fā)生改變。
【文檔編號】G02B26/08GK103792189SQ201410059825
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年2月24日 優(yōu)先權日:2014年2月24日
【發(fā)明者】張露, 畢勇, 馬驥, 穆永吉 申請人:中科院南京天文儀器有限公司