【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光电探测实验设备领域，尤其涉及一种用于测试光电探测球舱性能的深海环境模拟装置。
技术介绍
1、大型中微子望远镜主要用于探测天体及地球大气中核反应过程产生的高能中微子，是探索极端宇宙、解答宇宙射线起源之谜、寻找新物理规律以及研究地球内部结构等重大科学问题的利器。中微子望远镜的核心探测单元是上千个在介质中格点式分布的光电探测球舱(dom)，其外壳为高透光耐高压玻璃球舱，外直径约为17英寸，内部可以搭载多个有单光子探测能力的光电倍增管(pmt)以及其他多种类型的传感器。在dom的研发以及组装过程中，对于其在不同探测距离、不同探测角度的光电响应和探测性能的测试工作至关重要，新一代中微子望远镜将建设于深海环境中。因此需要设计并搭建一套小型化的、能定量模拟深海环境中低温、避光等环境的刻度实验设备，通过引入刻度光源以对于dom进行完备的测试工作。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种用于测试光电探测球舱性能的深海环境模拟装置，解决
技术介绍
中提到的该领域内关于dom刻度实验设备现有技术存在的：1、遮光性及水槽内壁反射率难以达到实验要求，2、水体温度的保温效果，3、未考虑水体可循环净化功能，4、无法精确控制dom在水槽内部的平移、转动以及光电探测球舱在水平移动时可能会左右晃动产生误差的问题。
2、本专利技术采用如下技术方案：
3、本专利技术一种用于测试光电探测球舱性能的深海环境模拟装置，包括外框架，所述外框架内设置有顶部为开口、前后左右四侧面及底部密封结
4、所述水槽内设置有布水器和集水器，所述布水器和所述集水器连接水冷及循环过滤系统，所述水冷及循环过滤系统可以提供0.1度的水温控制精度，模拟深海2～4度的工作环境，并且可以对水体进行循环及过滤。
5、所述水槽内沿着侧壁设置有滑轨，所述滑轨的台面侧壁上设置有毫米级精度的刻度尺，所述滑轨与光电探测球舱位移装置滚动配合。
6、所述水槽的两端面板上设置有法兰窗。
7、所述水槽的底部间隔设置有有底板凹槽，所述底板凹槽下设置有粒子物理实验所使用的塑料闪烁体以及相应的探测器。
8、进一步的，所述光电探测球舱位移装置包括球舱架，所述球舱架与所述外框架一侧上设置的悬臂挂吊配合，所述球舱架内设置有转动电机，所述球舱架下端固定连接球舱舱体，所述球舱舱体与电机转动端连接，所述球舱架两侧设置有滑轮一、滑轮二，所述滑轮一、所述滑轮二与所述滑轨卡放滑动配合，所述球舱架上刻有与所述滑轨的刻度尺对应的指示刻度线，滑动平移过程中，可以整体做到1mm量级的平移精度。
9、进一步的，所述滑轨包括滑轨一、滑轨二，所述滑轨一的横截面为三角形，所述滑轨二的横截面为四边形；所述滑轮一的外周壁上设置有与所述滑轨一配合的三角形的凹槽，所述滑轨二的外周壁上设置有所述滑轨二配合的四边形的凹槽。
10、进一步的，所述悬臂上设置有与所述球舱架配合的悬吊绳与控制悬吊绳的滑轮。
11、进一步的，所述水槽包括保温外板和低反光防水内胆，所述保温外板位于所述低反光防水内胆的外侧，所述保温外板与所述低反光防水内胆密闭连接。
12、进一步的，所述低反光防水内胆包括两侧的低反光防水层，两侧的所述低反光防水层之间设置有蓄水层。
13、进一步的，两侧的所述低反光防水层之间设置有与外界泄露警报器连接的感应探头。
14、再进一步的，所述法兰窗包括窗体，所述窗体与所述水槽密封连接，所述窗体中设置有高透光刚性材料窗口，所述法兰窗的外侧设置设置有可拆卸的遮光封盖，所述遮光封盖内设置有黑色泡沫棉，所述窗体中在所述高透光刚性材料窗口外侧的视窗通道内放置光电倍增管或激光光源，可以配合测定所述水槽内水体的透光度(如吸收长度，散射长度等)，这些测量结果将作为未来测试dom时的环境输入参数，更为精确定量的进行刻度工作，这些参数对于中微子望远镜而言至关重要。在dom的研发的初期阶段，dom还不具备防水功能，无法在水下工作，而这样的法兰视窗设计，可以提前将dom内部的pmt等核心元件放到所述法兰窗视窗通道中进行测试，在隔绝水体的情景下，模拟水下测试。所以，所述法兰窗的设计是整个水槽中非常重要的设计与创新点。
15、与现有技术相比，本专利技术的有益技术效果：
16、本专利技术采用包括所述保温外板、所述低反光防水内胆的所述水槽及具有保温效果的所述遮光盖板作为主要槽体，保证了实验所需的黑暗环境及保温效果；设计了连接水冷及循环过滤系统的所述布水器、所述集水器，保证了水体温度的精确控制以及循环过滤；在所述水槽的两端面板上设置了所述法兰窗及所述高透光刚性材料窗口，可以在隔绝水槽内水体的情况下，在视窗通道内放置pmt或者激光光源等刻度设备进行参数测定及模拟水下测试；两根不同形状的滑轨设计可以更好的降低光电探测球舱位移装置在导轨表面平移时左右晃动的自由度；带有精确刻度尺的所述滑轨与所述光电探测球舱位移装置可以精确控制所述光电探测球舱位移装置在水槽内部的平移与转动。现有技术中大多采用在池塘、游泳池、或者大型的海洋工程装备处进行光电探测球舱探测性能的测试，成本高且实验无法做高精度的环境控制，本专利技术具有结构设计小型化、低成本设计模拟深海工作环境，操作便捷，可进行精确定量控制，能集成多种深海实验环境功能。
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1.一种用于测试光电探测球舱性能的深海环境模拟装置，其特征在于：包外框架(1)，所述外框架(1)内设置有顶部为开口、前后左右四侧面及底部密封结构的水槽(3)，所述水槽(3)的上端设置有可独立拆卸成若干块的遮光盖板(2)，所述遮光盖板(2)与所述水槽(3)密封封盖配合，所述水槽(3)、所述遮光盖板(2)均为保温不透光结构；
2.根据权利要求1所述的一种用于测试光电探测球舱性能的深海环境模拟装置，其特征在于：所述光电探测球舱位移装置(10)包括球舱架(10-4)，所述球舱架(10-4)与所述外框架(1)一侧上设置的悬臂(7)挂吊配合，所述球舱架(10-4)内设置有转动电机，所述球舱架(10-4)下端设置有球舱舱体(10-1)，所述球舱舱体(10-1)与电机转动端连接，所述球舱架(10-4)两侧设置有滑轮一(10-2)、滑轮二(10-3)，所述滑轮一(10-2)、所述滑轮二(10-3)与所述滑轨(8)滚动配合，所述球舱架(10-4)上刻有与所述滑轨(8)的刻度尺对应的指示刻度线。
3.根据权利要求2所述的一种用于测试光电探测球舱性能的深海环境模拟装置，其特征在于
4.根据权利要求2所述的一种用于测试光电探测球舱性能的深海环境模拟装置，其特征在于：所述悬臂(7)上设置有与所述球舱架(10-4)配合的悬吊绳与控制悬吊绳的滑轮。
5.根据权利要求1所述的一种用于测试光电探测球舱性能的深海环境模拟装置，其特征在于：所述水槽(3)包括保温外板(3-1)和低反光防水内胆(3-2)，所述保温外板(3-1)位于所述低反光防水内胆(3-2)的外侧，所述保温外板(3-1)与所述低反光防水内胆(3-2)密闭连接。
6.根据权利要求5所述的一种用于测试光电探测球舱性能的深海环境模拟装置，其特征在于：所述低反光防水内胆(3-2)包括两侧的低反光防水层(3-2-1)，两侧的所述低反光防水层(3-2-1)之间设置有蓄水层(3-2-2)。
7.根据权利要求6所述的一种用于测试光电探测球舱性能的深海环境模拟装置，其特征在于：两侧的所述低反光防水层(3-2-1)之间设置有与外界泄露警报器连接的感应探头。
8.根据权利要求1所述的一种用于测试光电探测球舱性能的深海环境模拟装置，其特征在于：所述法兰窗(4)包括窗体(4-3)，所述窗体(4-3)与所述水槽(3)密封连接，所述窗体(4-3)中设置有高透光刚性材料窗口(4-1)，所述法兰窗(4)的外侧设置有可拆卸的遮光封盖(4-2)，所述窗体(4-3)中在所述高透光刚性材料窗口(4-1)外侧的视窗通道内放置光电倍增管或激光光源。
...【技术特征摘要】
1.一种用于测试光电探测球舱性能的深海环境模拟装置，其特征在于：包外框架(1)，所述外框架(1)内设置有顶部为开口、前后左右四侧面及底部密封结构的水槽(3)，所述水槽(3)的上端设置有可独立拆卸成若干块的遮光盖板(2)，所述遮光盖板(2)与所述水槽(3)密封封盖配合，所述水槽(3)、所述遮光盖板(2)均为保温不透光结构；
2.根据权利要求1所述的一种用于测试光电探测球舱性能的深海环境模拟装置，其特征在于：所述光电探测球舱位移装置(10)包括球舱架(10-4)，所述球舱架(10-4)与所述外框架(1)一侧上设置的悬臂(7)挂吊配合，所述球舱架(10-4)内设置有转动电机，所述球舱架(10-4)下端设置有球舱舱体(10-1)，所述球舱舱体(10-1)与电机转动端连接，所述球舱架(10-4)两侧设置有滑轮一(10-2)、滑轮二(10-3)，所述滑轮一(10-2)、所述滑轮二(10-3)与所述滑轨(8)滚动配合，所述球舱架(10-4)上刻有与所述滑轨(8)的刻度尺对应的指示刻度线。
3.根据权利要求2所述的一种用于测试光电探测球舱性能的深海环境模拟装置，其特征在于：所述滑轨(8)包括滑轨一(8-1)和滑轨二(8-2)，所述滑轨一(8-1)的横截面为三角形，所述滑轨二(8-2)的横截面为四边形；
4.根据权利要求2所述的一种用于测试光电探测球舱性能...
【专利技术属性】
技术研发人员：田玮，张涛，徐东莲，向昕，郑杰，黄惊涛，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：
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