大口径望远镜的塔台圆顶环控系统的制作方法

本发明涉及望远镜技术领域，尤其涉及一种大口径望远镜的塔台圆顶环控系统。

背景技术：

随着人们对视宁度认识的提高，望远镜的塔台圆顶不再是用来储存望远镜的简单建筑，不仅要求其具有较高的抗地质灾害、抗暴风、暴雨和暴雪等气象灾害的能力，还要求其尽量控制并较少塔台圆顶所导致视宁度对望远镜观测成像产生的影响。

地基大口径望远镜的观测站址通常选在大气视宁度条件好、海拔比较高的高原或者高山地区。这些地方一般昼夜温差较大，当环境温度变化较快时，望远镜及其塔台圆顶由于较高的热惯性而导致的其温度变化滞后于环境的温度，进而产生一系列的圆顶视宁度、主镜视宁度、次镜视宁度等一系列问题，严重影响望远镜的成像质量。

技术实现要素：

鉴于此，有必要提供一种环境温度变化较快时对望远镜成像质量影响较小的大口径望远镜的塔台圆顶环控系统。

一种大口径望远镜的塔台圆顶环控系统，包括升降圆顶、第一空气处理机和第一风机；

所述升降圆顶包括外层圆顶和内层圆顶，所述外层圆顶和所述内层圆顶之间形成有空气循环腔，所述内层圆顶内形成有望远镜安装腔，所述内层圆顶的顶部开设有出风口，所述空气循环腔和所述望远镜安装腔通过所述出风口连通；

所述第一空气处理机设于所述望远镜安装腔内，所述第一空气处理机用于对所述望远镜安装腔内的空气进行温度控制；

所述第一风机设于所述空气循环腔内，所述第一风机用于驱动所述空气循环腔内的空气和所述望远镜安装腔内的空气进行循环。

在一个实施例中，还包括第二空气处理机，所述第二空气处理机用于对所述空气循环腔内的空气进行温度控制。

在一个实施例中，所述第二空气处理机的数量为四个，四个所述第二空气处理机均匀间隔设于所述望远镜安装腔的边缘处，所述第二空气处理机和所述空气循环腔连通。

在一个实施例中，所述第一空气处理机的数量为四个，四个所述第二空气处理机均匀间隔设于所述望远镜安装腔的边缘处，所述第一空气处理机和所述第二空气处理机交替间隔设置。

在一个实施例中，所述外层圆顶包括外层升降围体和外层圆顶顶部，所述外层圆顶顶部设于所述外层升降围体的顶端，所述内层圆顶包括内层升降围体和内层圆顶顶部，所述内层圆顶顶部设于所述内层升降围体的顶端，所述第一风机设于所述外层升降围体和所述内层升降围体形成的空腔的顶端。

在一个实施例中，还包括排风管道和第二风机，所述排风管道设于所述望远镜安装腔的底部，所述排风管道和所述望远镜安装腔连通，所述第二风机设于所述排风管道远离所述望远镜安装腔的一端。

在一个实施例中，所述排风管道包括第一排风管和第二排风管，所述第一排风管的数量为至少两个，两个所述第一排风管间隔布置于所述望远镜安装腔的底部，所有所述第一排风管汇聚至所述第二排风管的一端，所述第二风机设于所述第二排风管远离所述第一排风管的一端。

一种采用如权利要求1所述的大口径望远镜的塔台圆顶环控系统的环控方法，包括以下步骤：

将所述升降圆顶关闭后，采用所述第一空气处理机对所述望远镜安装腔内的空气进行温度控制，将所述望远镜安装腔内的空气的温度控制在预设温度；

采用所述第一风机将所述空气循环腔和所述望远镜安装腔内的空气进行循环。

在一个实施例中，所述预设温度根据望远镜预计工作时的环境温度确定且至少高于露点2℃。

上述大口径望远镜的塔台圆顶环控方法，还包括以下步骤：

将所述升降圆顶开启后，将所述望远镜安装腔内的空气通过第二风机从所述望远镜安装腔的底部排出。

上述大口径望远镜的塔台圆顶环控系统，升降圆顶关闭时，通过第一空气处理器对望远镜安装腔内的空气温度进行控制，从而更好的实现对望远镜的温度控制，通过第一风机驱动空气循环腔内的空气流动，实现望远镜与周围环境的热隔离，有效解决白天由于太阳辐射不均而导致的升降圆顶内的温度不均的问题，从而克服圆顶视宁度、主镜视宁度、次镜视宁度等视宁度问题对望远镜成像带来的影响。减小环境温度变化较快时对望远镜成像质量的影响。

上述大口径望远镜的塔台圆顶环控方法，升降圆顶打开时，将望远镜安装腔内的空气通过第二风机从望远镜安装腔的底部排出，通过合理利用周围环境的空气的流动，使望远镜与周围环境空气充分热交换，以达到与周围环境温度一致的目的，不仅高效而且节能减排。

附图说明

图1为一种实施方式的大口径望远镜的塔台圆顶环控系统的升降圆顶关闭时的剖面结构示意图。

图2为图1所示的大口径望远镜的塔台圆顶环控系统的升降圆顶关闭时的俯视示意图。

图3为图1所示的大口径望远镜的塔台圆顶环控系统的升降圆顶开启时的剖面结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清晰，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。本发明中所说的固定连接，包括直接固定连接和间接固定。

本申请的一种大口径望远镜的塔台圆顶环控系统，主要用于4m级及以上大口径望远镜的塔台圆顶的环控控制。以取得最佳的望远镜观测效果。

为了更好的解决大口径望远镜塔台圆顶的环控问题，塔台圆顶的工作模式为先开后关的模式，具体分为塔台圆顶关闭模式和塔台圆顶打开模式。塔台圆顶关闭模式的环控方案如附图1和图2所示。塔台圆顶开启模式的环控方案如附图3所示。

请参考图1，一实施方式的大口径望远镜的塔台圆顶环控系统，包括升降圆顶10、第一空气处理机20和第一风机30。

升降圆顶10包括外层圆顶12和内层圆顶14，外层圆顶12和内层圆顶14之间形成有空气循环腔16，内层圆顶14内形成有望远镜安装腔18，内层圆顶14的顶部开设有出风口13，空气循环腔16和望远镜安装腔18通过出风口13连通。

第一空气处理机20设于望远镜安装腔18内，第一空气处理机20用于对望远镜安装腔18内的空气进行温度控制。

第一风机30设于空气循环腔16内，第一风机30用于驱动空气循环腔16内的空气和望远镜安装腔18内的空气进行循环。

上述大口径望远镜的塔台圆顶环控系统，升降圆顶10关闭时，通过第一空气处理器20对望远镜安装腔内的空气温度进行控制，从而更好的实现对望远镜的温度控制，通过第一风机30驱动空气循环腔内的空气流动，实现望远镜与周围环境的热隔离，有效解决白天由于太阳辐射不均而导致的升降圆顶内的温度不均的问题，从而克服圆顶视宁度、主镜视宁度、次镜视宁度等视宁度问题对望远镜成像带来的影响。减小环境温度变化较快时对望远镜成像质量的影响。

上述大口径望远镜的塔台圆顶环控系统，望远镜200的温度控制精度可以控制在±0.5℃以内。

如图1所示，望远镜200设于望远镜安装腔18的底部。大口径望远镜升降圆顶关闭时，升降圆顶内空气的流动方向可知，升降圆顶内的空气循环分为两个循环。

第一个循环为第一空气处理机20——望远镜安装腔18内空气——第一空气处理机20，通过第一空气处理机20将望远镜安装腔18内空气的温度控制在预设温度范围内。预设温度一般根据望远镜200预计工作的环境温度确定。将望远镜200的主次镜温度调控到与外界环境温度一致，以减小主镜视宁度、次镜视宁度的影响。同时要综合考虑当地的湿度条件，预设温度要至少高于露点2℃，以防止望远镜的200镜面出现结霜结露的风险。

第二个循环为空气循环腔16内空气——第一风机30——望远镜安装腔18内空气——空气循环腔16内空气。采用空气循环腔16内送风可使空气循环腔16内的空气温度都接近望远镜安装腔18内空气的温度。这样可保证在升降圆顶10落下后，不会由于升降圆顶10蓄热使升降圆顶10和周围空气产生较大温差，从而减少圆顶视宁度的影响。同时采用空气循环腔内送风可使升降圆顶10在不同朝向接受不同太阳能辐射时，使升降圆顶10内各部位空气温度分布均匀，从而实现对望远镜200的更好的温度调解控制。

在一个实施例中，大口径望远镜的塔台圆顶环控系统还包括第二空气处理机40，第二空气处理机40用于对空气循环腔16内的空气进行温度控制。

升降圆顶内空气的流动的第二个循环为：第二空气处理机40——空气循环腔16——第一风机30——出风口13——望远镜安装腔18内空气——第二空气处理机40。通过设置第二空气处理机40可以对空气循环腔16内的空气进行温度控制，从而提高空气的温度控制能力。

在一个实施例中，第二空气处理机40的数量为四个，四个第二空气处理机40均匀间隔设于望远镜安装腔18的边缘处，第二空气处理机40和空气循环腔16连通。通过将第二空气处理机40均匀布置，可以将空气循环腔16内的空气温度进行均匀有效控制。

在一个实施例中，第一空气处理机20的数量为四个，四个第二空气处理机40均匀间隔设于望远镜安装腔18的边缘处，第一空气处理机和第二空气处理机交替间隔设置。

通过将第一空气处理机20均匀布置，可以将望远镜安装腔18内的空气温度进行均匀有效控制。

在一个实施例中，外层圆顶12包括外层升降围体和外层圆顶顶部，外层圆顶顶部设于外层升降围体的顶端。内层圆顶14包括内层升降围体和内层圆顶顶部，内层圆顶顶部设于内层升降围体的顶端。第一风机30设于外层升降围体和内层升降围体形成的空腔的顶端。第一风机30设于外层升降围体和内层升降围体形成的空腔的顶端，可以快速将空气循环腔16内的空气通过出风口排出至望远镜安装腔18内，提高空气循环腔16内的空气循环效率。

请参考图3，在一个实施例中，大口径望远镜的塔台圆顶环控系统还包括排风管道和第二风机70，排风管道设于望远镜安装腔18的底部，排风管道和望远镜安装腔18连通，第二风机70设于排风管道远离望远镜安装腔18的一端。

升降圆顶开启模式的环控方案如图3所示，望远镜200设于望远镜安装腔18的底部。大口径望远镜升降圆顶10开启时，升降圆顶10内空气的流动路线为外界空气——望远镜安装腔18——排风口——排风管道——第二风机70——远离望远镜200的下风口。通过第二风机70在望远镜200周围形成负压，强迫外界环境的空气流入望远镜周围的排风口，通过强迫空气的流动，提升换热效率，使望远镜200快速与环境温度达成一致，从而有效解决望远镜200的温度变化滞后问题，减小圆顶视宁度、主镜视宁度、次镜视宁度等视宁度问题，提高望远镜200成像质量。

上述大口径望远镜的塔台圆顶环控系统，升降圆顶10打开时，合理利用周围环境的空气的流动，使望远镜200与周围环境空气充分热交换，以达到与周围环境温度一致的目的，不仅高效而且节能减排。

在一个实施例中，排风管道包括第一排风管50和第二排风管60，第一排风管50的数量为至少两个，两个第一排风管50间隔布置于望远镜安装腔的底部，所有第一排风管50汇聚至第二排风管60的一端，第二风机设于第二排风管60远离第一排风管50的一端。通过设置至少两个第一排风管50有助于将望远镜安装腔18内的空气进行排放。

此外，还提供一种采用上述大口径望远镜的塔台圆顶环控系统的环控方法，包括以下步骤：

s10、将升降圆顶关闭后，采用第一空气处理机20对望远镜安装腔18内的空气进行温度控制，将望远镜安装腔18内的空气的温度控制在预设温度。

s10中，预设温度根据望远镜预计工作时的环境温度确定，但应至少高于露点2℃，以防止出现结霜结露现象。

s20、采用第一风机30将空气循环腔16和望远镜安装腔18内的空气进行循环。

上述大口径望远镜的塔台圆顶环控方法的s10和s20可以同时进行。也可以先进行s10，再进行s20。可以理解，s10和s20同时进行温度控制会更好。

上述大口径望远镜的塔台圆顶环控方法，将升降圆顶10关闭后，采用第一空气处理机20对望远镜安装腔18内的空气进行温度控制，将望远镜安装腔18内的空气的温度控制在预设温度，并采用第一风机30将空气循环腔16和望远镜安装腔18内的空气进行循环，可以使空气循环腔16内的空气进行流动，实现望远镜200与周围环境的热隔离有效解决白天由于太阳辐射不均而导致的升降圆顶10内的温度不均的问题，从而克服圆顶视宁度、主镜视宁度、次镜视宁度等视宁度问题对望远镜200成像带来的影响。减小环境温度变化较快时对望远镜200成像质量的影响。

在一个实施例中，上述大口径望远镜的塔台圆顶环控方法，还包括以下步骤：

s30、将升降圆顶10开启后，将望远镜安装腔18内的空气通过第二风机70从望远镜安装腔18的底部排出。

上述大口径望远镜的塔台圆顶环控方法，升降圆顶10打开时，将望远镜安装腔18内的空气通过第二风机70从望远镜安装腔18的底部排出，通过合理利用周围环境的空气的流动，使望远镜200与周围环境空气充分热交换，以达到与周围环境温度一致的目的，不仅高效而且节能减排。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。