专利名称：用于脉冲星地面模拟系统的衰减装置的制作方法
技术领域：
本发明属于光衰减技术领域，特别涉及一种光衰减装置，可用于X射线脉冲星地面模拟系统中模拟脉冲星光源的光衰减装置。
背景技术：
X射线脉冲星是一种高速旋转、高度磁化的“极端”天体，其自转周期短，稳定度高，这些特点使得在深空中利用X射线脉冲星进行导航和授时成为可能。但X射线脉冲星距离地球一般在上百到几十万光年，X射线脉冲信号衰减较为严重，X射线探测器技术尚未完全成熟，X射线脉冲星信号的实测试验尚无法进行，因此研究X射线脉冲星信号特点主要是通过X射线脉冲星地面模拟装置进行的。
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在X射线地面模拟装置中可以用X射线源或可见光源模拟X射线脉冲星，然后经光衰减装置对X射线源或可见光源进行大幅度衰减，直至衰减至单光子流，才能符合空间探测器探测到的X射线脉冲星的信号。因此要求该衰减装置能精确控制对X射线源或可见光光源的衰减量，同时能屏蔽外界环境光的干扰，使衰减之后的光子流量与实测的X射线脉冲星信号特性相符。根据已公开的专利申请，在X射线脉冲星地面模拟系统中采用的衰减装置通常有两类( I)对X射线源进行衰减的衰减装置，如“一种用于X射线脉冲星导航的地面模拟方法，授权公告号CN 101782390B”，该专利中衰减装置的材料通常为铝、钛、铬、铁、铜以及钥，并且其真空工作腔的结构对X射线具有强衰减的优点，但这种装置由于其真空工作腔的结构复杂，使其调节较为困难，很难精确模拟不同脉冲星所对应的流量；(2)对可见光进行衰减的衰减装置，如“一种脉冲星信号模拟器，专利申请号200910023383. 3”以及“多脉冲星模拟器，专利申请号200910023707. 3”，该专利申请中采用实际的大气层作为衰减装置，在模拟的真实性上有优势，但环境光复杂多变，无法连续调节，特别是在较强环境光干扰下使得模拟脉冲星的信号完全湮没甚至丢失，给信号分析与处理带来极大不便，严重影响了 X射线脉冲星地面模拟系统的可行性。
发明内容
本发明的目的在于针对上述装置的不足，提出了一种用于脉冲星地面模拟系统的衰减装置，以屏蔽环境光干扰，增大衰减系数的可调范围，提高衰减调节的可操作性，实现对脉冲星模拟光源衰减流量的有效控制。为实现上述目的，本发明的脉冲星地面模拟系统的衰减装置，包括衰减腔、和光子探测器，其特征在于还包括光源腔、光源腔密封塞、衰减部件、脉冲星模拟光源电路板和防水接头。所述的脉冲星模拟光源电路板固定在光源腔密封塞的内壁上，防水接头贯穿在光源腔密封塞内，光源腔密封塞固定在光源腔的光入口端；所述的衰减部件固定在衰减腔的腔体内，它的光入口端和光出口端分别与光源腔的光出口端和光子探测器连接。上述用于脉冲星地面模拟系统的衰减装置，其特征在于所述的光源腔密封塞上设有光源固定柱体和通孔，光源固定柱体用于固定脉冲星模拟光源电路板，通孔22的孔径与标准防水接头7的尺寸一致，标准防水接头7放置在该通孔22内，通过防水接头把脉冲星模拟光源电路板的导线引出腔体外部并防止光渗漏。上述用于脉冲星地面模拟系统的衰减装置，光源腔密封塞与光源腔通过螺纹紧固密封。上述用于脉冲星地面模拟系统的衰减装置，衰减部件包括固定件、压塞、凹槽、导轨和弹簧，固定件上设有中心筒状柱体和固定件通孔，压塞上设有压塞通孔、压塞中心筒状柱体和导轨过孔，凹槽上设有凹槽通孔，该固定件通孔、压塞通孔和凹槽通孔的孔径相同，且中心线均在同一条直线上。
上述用于脉冲星地面模拟系统的衰减装置，导轨穿入压塞上的导轨过孔，使压塞能在导轨上滑动，导轨的两端分别固定在固定件和凹槽上，凹槽内放置有衰减材料。上述用于脉冲星地面模拟系统的衰减装置，固定件中心筒状柱体和压塞中心筒状柱体的外径相同，弹簧的两端分别固定在这两个中心筒状柱体上，使弹簧的弹性力推动压塞把衰减材料紧固在凹槽底部，实现压塞与凹槽的紧配合。上述用于脉冲星地面模拟系统的衰减装置，光源腔上设有光源腔光出口固定板，衰减腔上设有衰减腔光入口固定板和衰减腔光出口固定板；光源腔、衰减腔和衰减部件的中心线均在同一条直线上。上述用于脉冲星地面模拟系统的衰减装置，光源腔固定板与衰减腔光入口固定板通过螺栓和螺母紧固连接，衰减腔光出口固定板与光子探测器通过螺栓和螺母紧固连接。本发明与现有的脉冲星地面模拟系统中的衰减装置相比具有如下优点(I)本发明由于采用了组合式结构，使整个衰减装置易于组装和拆卸，并且有效屏蔽了环境光的干扰；(2)本发明由于采用的组合式的衰减部件结构，能有效控制衰减量，提高衰减系数的可调范围，简化衰减调节的操作。
图I是本发明的结构示意图；图2是图I中的衰减部件结构示意图；图3是图2中的固定件结构图；图4是图2中的压塞结构图；图5是图I中的脉冲星模拟光源电路板示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的实施例作详细说明参照图1，本发明用于脉冲星地面模拟系统的衰减装置包括光源腔I、光源腔密封塞2、衰减腔3、衰减部件4、光子探测器5和脉冲星模拟光源电路板6。其中所述光源腔1，其光入口端内壁上采用内螺纹结构，光源腔I的光出口端的侧面为方形的光源腔光出口固定板11，光源腔光出口固定板11的四角设有螺孔12。所述光源腔密封塞2，其表面采用外螺纹结构，内壁上设有两个中心对称的光源固定柱体21，塞内一侧设有通孔22 ;该表面的外螺纹结构与光源腔I的光入口端内壁的内螺纹结构相匹配；光源固定柱体21采用标准螺栓结构，并设有相匹配的螺母；通孔22的孔径与标准防水接头7的尺寸一致。所述脉冲星模拟光源电路板6,其上设有两个固定孔61,两个固定孔61的位置和距离与光源密封塞2上的两个光源固定柱体21的位置和距离相一致，孔的直径略大于光源密封塞2上的光源固定柱体21直径，如图5所示。所述光子探测器5，选用但不局限于PMTH-S1-R1527P型侧窗型光电倍增管，其侧窗面是方形的光子探测器固定板51，光子探测器固定板51的四角设有螺孔52。所述防水接头7，采用的是标准化的防水接头，其结构易于拆卸和组装，中间设有·通孔，脉冲星模拟光源电路板6的导线可以通过该通孔从光源腔密封塞2的内侧引到外部。所述衰减腔3，其光入口端的内壁上采用内螺纹结构，衰减腔3的光入口端的侧面设有方形的衰减腔光入口固定板31，衰减腔光入口固定板31的四角设有螺孔33，衰减腔3的光出口端的侧面设有方形的衰减腔光出口固定板32，衰减腔光出口固定板32的四角设有螺孔34，其中衰减腔光入口固定板31的尺寸和光源腔光出口固定板11的尺寸相同，衰减腔光入口固定板31上的螺孔33与光源腔光出口固定板11上的螺孔12对应固定；衰减腔光出口固定板32的尺寸与光子探测器固定板51的尺寸相同，衰减腔光出口固定板31上的螺孔34与光子探测器固定板51上的螺孔52对应固定。参照图2、图3和图4，所述衰减部件4，包括固定件41、压塞42、凹槽43、两条导轨44和弹簧45，其中固定件41的直径略大于压塞42和凹槽43的直径，固定件41上设有中心筒状柱体412和固定件通孔411，压塞42上设有压塞通孔421、压塞中心筒状柱体422和两个导轨过孔423，凹槽43上设有凹槽通孔431，其中固定件41是中间设有通孔411、表面为外螺纹结构的圆柱体结构，该通孔411的光出口端是一个圆筒形柱体412，固定件41的外螺纹结构与衰减腔3的光入口端内壁的内螺纹结构相匹配；压塞42采用双层圆筒形塞子结构，其中外层圆筒为塞子，内层为筒状柱体422，两个导轨过孔423对称分布在压塞42的圆形边缘；凹槽43的中间槽为圆形槽，槽的中心设有通孔431，该槽与压塞42的尺寸相匹配，以使压塞42能压入凹槽43内；两条导轨44为两个细长金属圆柱体；弹簧45在自然状态下的长度大于固定件41的底部与凹槽43内之间的距离。导轨过孔423的孔径略大于导轨44的直径，以使两条导轨44穿入两个导轨过孔423后压塞42能在导轨44上稳定滑动；两条导轨44的两端分别垂直固定在固定件41和凹槽43的边缘处；凹槽43内放置衰减材料，如纸张、铝箔，通过调整衰减材料如纸张、铝箔的厚度实现对光衰减量调节；固定件中心筒状柱体412和压塞中心筒状柱体422的内径和外径均相同，弹簧45的内径略大于中心筒状柱体的外径，以保证弹簧两端能稳固套在这两个中心筒状柱体上，固定件通孔411、压塞通孔421和凹槽通孔431的孔径相同且不小于10mm，并且中心线均在同一条直线上，通过弹簧45的弹性力推动压塞42把衰减材料紧固在凹槽43底部，实现压塞42与凹槽43的紧配
八
口 ο整个衰减装置的部件结构关系为光源腔密封塞2上的两个光源固定柱体21分别穿入脉冲星模拟光源电路板6上的两个固定孔61，并采用螺母进行紧固；防水接头7贯穿安装在光源腔密封塞2上的通孔22处，以把脉冲星模拟光源电路板6的导线引出腔体外部并防止光渗漏；光源腔密封塞2通过螺纹旋转进入光源腔I的光入口端进行紧固密封；衰减部件4通过固定件41表面的螺纹旋转进入衰减腔3的腔体内进行固定。光源腔光出口固定板11上的螺孔12与衰减腔光入口固定板31上的螺孔33通过相匹配的螺栓和螺母紧固连接，使光源腔I的光出口端与衰减腔3的光入口端紧固连接在一起；衰减腔光出口固定板32上的螺孔34与光子探测器固定板51上的螺孔52通过相匹配的螺栓和螺母紧固连接，使衰减腔3的光出口端与光子探测器5紧固连接在一起。光源腔I、衰减腔3和衰减部件4的中心线均在同一条直线上。 本实施例仅是对本发明的参考说明，并不构成对本发明内容的任何限制。
权利要求
1.一种用于脉冲星地面模拟系统的衰减装置，包括衰减腔(3)和光子探测器(5)，其特征在于还包括光源腔(I)、光源腔密封塞(2)、衰减部件(4)、脉冲星模拟光源电路板(6)和防水接头(7); 所述的脉冲星模拟光源电路板(6 )固定在光源腔密封塞(2 )的内壁上，防水接头(7 )贯穿在光源腔密封塞(2)内，安装在光源腔密封塞(2)固定在光源腔(I)的光入口端；所述的衰减部件(4 )固定在衰减腔(3 )的腔体内，衰减腔(3 )的光入口端和光出口端分别与光源腔(I)的光出口端和光子探测器(5 )连接。
2.根据权利要求I所述的用于脉冲星地面模拟系统的衰减装置，其特征在于光源腔密封塞(2)上设有光源固定柱体(21)和通孔(22)，光源固定柱体(21)用于固定脉冲星模拟光源电路板(6)，通孔(22)的孔径与标准防水接头(7)的尺寸一致，标准防水接头(7)放置在该通孔(22)内，通过防水接头(7)把脉冲星模拟光源电路板(6)的导线引出腔体外部并防止光渗漏。
3.根据权利要求I所述的用于脉冲星地面模拟系统的衰减装置，其特征在于光源腔密封塞(2)与光源腔(I)通过螺纹紧固密封。
4.根据权利要求I所述的用于脉冲星地面模拟系统的衰减装置，其特征在于衰减部件(4)包括固定件(41)、压塞(42)、凹槽(43)、导轨(44)和弹簧(45)，固定件(41)上设有中心筒状柱体(412 )和固定件通孔(411)，压塞(42 )上设有压塞通孔(421)、压塞中心筒状柱体(422)和导轨过孔(423)，凹槽(43)上设有凹槽通孔(431)，固定件通孔(411)、压塞通孔(421)和凹槽通孔(431)的孔径相同，且中心线均在同一条直线上。
5.根据权利要求4所述的用于脉冲星地面模拟系统的衰减装置，其特征在于导轨(44)穿入压塞(42)上的导轨过孔(423)，使压塞(42)能在导轨(44)上滑动，导轨(44)的两端分别固定在固定件(41)和凹槽(43)上，凹槽(43)内放置有衰减材料。
6.根据权利要求4所述的用于脉冲星地面模拟系统的衰减装置，其特征在于固定件中心筒状柱体(412)和压塞中心筒状柱体(422)的外径相同，弹簧(45)的两端分别固定在这两个中心筒状柱体上，使弹簧(45)的弹性力推动压塞(42)把衰减材料紧固在凹槽(43)底部，实现压塞42与凹槽43的紧配合。
7.根据权利要求I所述的用于脉冲星地面模拟系统的衰减装置，其特征在于光源腔(I)上设有光源腔光出口固定板(11)，衰减腔(3 )上设有衰减腔光入口固定板(31)和衰减腔光出口固定板(32);光源腔(I)、衰减腔(3)和衰减部件(4)的中心线均在同一条直线上。
8.根据权利要求I所述的用于脉冲星地面模拟系统的衰减装置，其特征在于光源腔光出口固定板(11)与衰减腔光入口固定板(31)通过螺栓和螺母紧固连接，衰减腔光出口固定板(32)与光子探测器(4)通过螺栓和螺母紧固连接。
全文摘要
本发明公开了一种用于脉冲星地面模拟系统的衰减装置，主要解决光衰减过程易受环境光干扰、衰减量不能精确控制和衰减调节操作复杂的问题。它包括光源腔(1)、光源腔体密封塞(2)、衰减腔(3)、衰减部件(4)、光子探测器(5)、脉冲星模拟光源电路板(6)和防水接头(7)，脉冲星模拟光源电路板(6)固定在光源腔密封塞(2)的内壁上，防水接头(7)贯穿在光源腔密封塞内，光源腔密封塞固定在光源腔(1)的光入口端；衰减部件(4)固定在衰减腔(3)的腔体内，衰减腔的光入口端和光出口端分别与光源腔(1)的光出口端和光子探测器(5)连接。本发明有效屏蔽了环境光的干扰，增大了衰减系数的可调范围，使衰减量得到了有效控制。
文档编号G01C21/24GK102778231SQ201210245529
公开日2012年11月14日 申请日期2012年7月16日 优先权日2012年7月16日
发明者傅灵忠, 刘彦明, 孙海峰, 方海燕, 李小平, 王京, 薛梦凡, 谢楷 申请人:西安电子科技大学