تصميم الهيكل البصري الميكانيكي لنظام تصوير مسح صفيفي بالأشعة تحت الحمراء الموجة الطويلة للسيارات

HUANG Jiangqing ,  

YU Yang ,  

DING Xuezhuan ,  

JIAN Yi ,  

ZHANG Chenghong ,  

LI Zheng ,  

摘要

نظرًا لمتطلبات نظام البصريات الكهروضوئية على السيارات بالنسبة لمسافة العمل والتكيف البيئي، تم تصميم نظام تصوير مسح صفيفي بالأشعة تحت الحمراء الموجة الطويلة. استنادًا إلى متطلبات الكشف البصري وقيود مواد الأشعة تحت الحمراء، تم اعتماد خطة بصرية انعكاسية مع نافذة حماية، إلى جانب مجموعة عدسات تصحيحية لتحقيق تصحيح الانحراف البصري والتركيز الديناميكي، مما يسمح للنظام بالعمل بشكل طبيعي في نطاق درجة حرارة من -40 إلى 60 درجة مئوية. تم اقتراح هيكل مكون نافذة مرن من البلاستيك الهندسي، لتحقيق تقليل الوزن وتعزيز الختم ومقاومة الاهتزاز في الوقت ذاته؛ وتم بناء هيكل بصري رئيسي مركب يجمع بين غرفة المرآة الرئيسية المصنوعة من الألومنيوم وقضيب الدعم من الفولاذ المقاوم للصدأ، مما يحد بفعالية من التشوه الحراري الناتج عن تغيرات درجة الحرارة الواسعة؛ تم تصميم آلية تعديل للمرآة الثانوية متعددة درجات الحرية، لتلبية دقة التجميع والكفاءة الهندسية. أظهرت نتائج تحليل العناصر المحدودة أن الكتلة الكلية للجهاز تبلغ 28.3 كجم، وتردد الرنين من الدرجة الأولى هو 204 هرتز، وأقصى إجهاد تحت حمل الاهتزاز المقدر هو 53.9 ميجا باسكال، حيث تلبي الصلابة الديناميكية والقوة الهيكلية متطلبات الاستخدام على السيارات. من خلال الاختبارات المخبرية، يظهر النظام صورة واضحة للهدف وتساوي الفرق الحراري المعادل للضوضاء (NETD) بقيمة 40 مللي كلفن؛ وفي الاختبارات الميدانية، يظل النظام قادرًا على التصوير المستقر في درجة حرارة منخفضة تبلغ -30 درجة مئوية بعد تعرضه لبيئة اهتزازية، مما يثبت أن هيكل البصريات الميكانيكي يتمتع بتكيف بيئي ممتاز وقابلية تطبيق هندسية.

关键词

سيارات;انعكاسية;كاشف صفيف خطي;تصوير مسحي;هيكل بصري ميكانيكي

阅读全文