CN105549653A - 用于太阳望远镜主镜镜面视宁度效应控制的高效温控装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于太阳望远镜主镜镜面视宁度效应控制的高效温控装置，包括主镜、镜面温度传感器、制冷机组、制冷机外循环冷却***、表冷器、抽运泵、风机、电加热器、密封箱、控制器和环境温度测量装置；该温控装置目标是实现对主镜表面进行温度控制，使镜面温度传感器的测量值与环境温度测量装置的测量值一致，从而达到控制镜面视宁度效应的目的。具体通过控制器控制电加热器的功率和制冷机组的冷媒制冷温度实现对主镜镜面的温度控制。本发明通过表冷器增大冷媒的接触面积，通过风机吹风增大热交换效率，通过密封箱减少冷量和热量损失，极大的提高了对主镜表面温度的控制响应效率。
Description
技术领域
本发明属于大口径望远镜温控技术领域，具体涉及一种用于太阳望远镜主镜镜面视宁度效应控制的高效温控装置。
背景技术
随着天体物理学的发展和工程技术的不断进步，科研人员对望远镜观测的分辨力提出了更高的要求，这也意味着需要建立更大口径望远镜来不断提高对各种天体的观测能力。然而，随着望远镜口径的不断增大，其设计及建造的复杂度和难度也明显上升，其中最为困难的问题之一便是主镜镜面视宁度效应的控制。对于地基大口径望远镜而言，即使主镜镜面温度升高一个非常小量，也都会引起非常高的镜面视宁度效应。
对于太阳望远镜而言，主镜镜面视宁度效应则表现的更为明显。太阳望远镜直接观测太阳，主镜镜面接收太阳辐射，其辐射功率超过1000W/m2，最高可以高达1300W/m2左右，将会加热主镜镜面，使得镜面升温，从而引起镜面视宁度效应，严重制约太阳望远镜的成像质量。按口径划分，当前太阳望远镜已发展到米级。一般1米及1米以下口径的太阳望远镜为了避免主镜及其他部件的热效应，均采用真空式镜筒，即将所有主要光学元器件均放置于真空环境中，避免由于光学元件升温引起的镜面视宁度效应。采用这种结构的太阳望远镜如位于西班牙特里弗岛上的德国太阳望远镜VTT(JStaiger，Ontheco-alignmentofsolartelescopes.Anewapproachtosolarpointing，JournalofPhysics，440:012004，2013)，瑞典1米太阳望远镜SST(G¨oranB.Scharmera，KlasBjelksj¨o，etal.The1-meterSwedishsolartelescope，SPIE，4852-27，2002)以及位于中国云南抚仙湖畔的1米新真空太阳望远镜NVST(Z.LiuandJ.Xu，1-meternear-infraredsolartelescope，ASIConferenceSeries，Vol.2，pp9-17，2011).不同于小口径太阳望远镜普遍采用真空式镜筒，由于大口径封窗制造困难以及易引发压力双折射效应等问题，大口径太阳望远镜放弃了真空式镜筒而采用开放式镜筒，即光学元件均暴露于空气中。采用这种结构的太阳望远镜一般口径在一米以上，如位于西班牙特里弗岛的德国1.5米太阳望远镜GREGOR(R.Volkmer，O.vonderL¨uhe1，etal.，GREGORsolartelescope:Designandstatus，Astron.Nachr.，331(6):624-627，2010)，位于美国大熊湖畔的1.6米太阳望远镜NST(C.Denker，P.R.Goode，Progressonthe1.6-meterNewSolarTelescopeatBigBearSolarObservatory，SPIE，6267:62670A，2006)，以及欧盟和美国分别正在筹建的2台4米级太阳望远镜EST(J.Sánchez-Capuchino，M.Collados，etal.Currentconceptforthe4mEuropeanSolarTelescope(EST)opticaldesign，SPIE，7773，777336，2010)和ATST(StephenL.Keil，ThomasRimmele，DesignandDevelopmentoftheAdvancedTechnologySolarTelescope，SPIE，4853，240，2003).在中国，中国科学院光电技术研究所正在研制我国2米级太阳望远镜CLST(ChanghuiRao，NaitingGu，etal.，1.8mSolarTelescopeinChina-TheCLST，SPIE，9148-80，2014，underpress).这些已经建成或正在建设的大口径太阳望远镜无一例外的采用开放式的结构，各光学元器件表面与空气直接接触，因此镜面上方的空气对镜面温度非常敏感，容易形成不稳定湍流，产生镜面视宁度效应。
由于大口径太阳望远镜会安装热视场光阑，其将限制大部分能量进入次镜及中继光学***，因此相比较而言，主镜是太阳望远镜所有光学元器件中口径最大、接收太阳功率密度最高的光学元件，也最容易形成镜面视宁度效应。为了控制大口径太阳望远镜主镜镜面视宁度效应，必须为太阳望远镜主镜配备主动温控***，用于控制主镜镜面温度，使其保持与周围环境空气温度一致，避免镜面视宁度效应以及其给太阳望远镜成像质量带来的影响。德国1.5米太阳望远镜GREGOR为其主镜建立一套主动冷却装置(P.Emde，J.Kühn，etal.ThermaldesignfeaturesofthesolartelescopeGREGOR，SPIE，5495:238，2004)，而美国和欧盟的四米太阳望远镜DKIST和EST则尚未发表主镜主动温控***的具体控制方式。而GREGOR太阳望远镜主镜主动温控***是通过调整主镜背部风机的频率以及***独立制冷机的温度来调整主镜背部热交换系数，并进而实现对主镜镜面温度的调节。这种调节方式存在以下几个问题：
1、***独立制冷机距离主镜一般有较长的距离，需要通过冷媒输送管道进行输送和回收，而这个过程会导致冷量损耗严重，一般损耗在90％以上，制冷机制冷功率利用率极低，这对制冷机的研制提出了苛刻的要求。
2、***独立制冷机距离主镜一般有较长的距离，这使得主镜温度控制的响应速度受到严重制约。一般主镜温度信号和控制器的控制信号传输速度远高于冷媒传输速度，等待制冷机冷媒输送至主镜后端表冷器端时，主镜镜面温度和环境温度均已发生较大变化，造成控制相应速度过慢甚至控制错误。
3、风机一般是安装在主镜背部的，与主镜连接为一体，因此其振动将会引起太阳望远镜各光学元器件的装配误差，降低成像质量。而风机的振动一般发生在变频或变转速的时候，因此，通过改变风机转速改变主镜背部热交换系数的方法往往导致光学***的振动，引起太阳望远镜成像质量的下降。
4、对于太阳望远镜而言，其观测周期是一整天，环境空气温度呈先上升后下降的过程。因此，当环境空气温度上升过快时，往往需要根据二者温差降低制冷量，甚至需要进行加热才能准确跟踪周围环境温度
发明内容
本发明要解决的技术问题是：主镜是大口径太阳望远镜中最为重要的光学元器件，由于其收到太阳直接辐射，其温度会不断升高，改变主镜镜面周围温度场分布，形成局部湍流，引起镜面视宁度效应，严重制约太阳望远镜成像质量。
为解决上述技术问题，本发明提供一种用于太阳望远镜主镜镜面视宁度效应控制的高效温控装置，包括主镜1、镜面温度传感器2、制冷机组3、制冷机外循环冷却***4、表冷器5、抽运泵6、风机7、电加热器8、密封箱9、控制器10和环境温度测量装置11；
太阳望远镜主镜1镶嵌覆盖在密封箱9顶端，密封箱9内设计有流量分配箱14，其内部分别通过数个出风管道12对进气流量进行分配，保证均匀吹向主镜1的背部；加热或冷却后的回风通过流量分配箱14中的回风管道13被回收至密封箱9中，进行下一次循环。完成循环的主要动力来源于风机7，风机7内设有表冷器5和电加热器8，分别用于调节风机7出风的温度；表冷器5通过冷媒的冷却提供冷量，且能够增大冷媒的冷量释放效率；冷媒由制冷机组3进行冷却，其温度可通过控制制冷机组3的功率实现；制冷机外循环***4则用于给制冷机组3散热，带走其由于冷却冷媒而产生的热量，其冷却液的循环动力来源于抽运泵6。
控制器10通过信号线与电加热器8、制冷机组3进行连接，且环境温度测量装置11和固定于主镜1表面的镜面温度传感器2的温度测量值也实时传输给控制器10，控制器10通过对比环境温度测量装置11和镜面温度传感器2的测量值，自动控制电加热器8和制冷机组3工作，使两处传感器测量值趋于相等。具体来说，当镜面温度传感器2的测量值低于环境温度测量装置11的测量值，控制器10将加大电加热器8的加热功率，并升高制冷机组3的冷媒温度，完成对主镜1镜面的加热功能，使得二者温度保持一致，降低镜面视宁度效应；反之，控制器10将降低电加热器8的加热功率，并降低制冷机组3的冷媒温度，完成对主镜1镜面的冷却功能，使得二者温度保持一致，降低镜面视宁度效应。
其中，所述风机7为固定频率风机。
其中，所述主镜1为具有单镜面结构的能动薄主镜或者为包含蜂窝荚心层的主镜。
其中，主镜1镜面及镜体材料为超低膨胀玻璃、或微晶玻璃、或熔石英玻璃、或碳化硅材料。
其中，制冷机组3为空气压缩型制冷机或半导体制冷机，且其制冷冷媒温度可以通过控制器10进行调节。
其中，制冷机组3与表冷器5、风机7集成于一体，安装于主镜背后，避免冷媒输送管道的使用，能够极大降低冷量损失，有效提高制冷效率。
其中，电加热器8的加热部件均匀分布于风机7的出风口或入风口。
其中，所述的温度传感器2和环境温度测量装置11的类型为探针式或贴片式。
其中，控制器10接收温度传感器2以及环境温度测量装置11的测量值，根据测量数据分析、计算出对制冷机组3和电加热器8的控制信号，并将控制信号发送至各自执行器件上，完成控制。
其中，所述制冷机外循环冷却***4的主要功能为带走制冷机组3冷却冷媒所产生的热量，其一般放置于主镜1及其附属结构之外。
本发明针对国外传统主镜温控***存在的诸如制冷机冷量利用率低、控制相应慢、振动量大、以及温度上升无法跟踪等劣势，通过采用固定频率风机、集成制冷机组等新的手段，降低风机引起的振动的同时，有效避免了长距离冷媒传输带来的冷量损耗问题，有效提高主镜镜面视宁度效应控制的效率和响应速度。同时，本发明具有如下优点：
1、本发明通过将传统冷机的制冷机组与***冷却***分隔开来，并将制冷机组与风机、电加热器、表冷器等集成于一体安装在主镜背后，这样就从原理上规避了冷媒输送管道的使用，基本杜绝了制冷过程中的冷量损耗，制冷效率提高90％以上。
2、本发明通过将传统冷机的制冷机组与***冷却***分隔开来，并将制冷机组与风机、电加热器、表冷器等集成于一体安装在主镜背后，由于制冷机组与表冷器、风机等距离非常近，从而大大缩短了冷机温度响应传输至主镜镜面温度响应的时间，极大提高了主镜镜面制冷控制响应时间。
3、本发明通过在风机中增加电加热器的方法，能够有效应对周围环境温度过快上升的环境条件，通过电加热器对风机抽运空气的加热，保证主动温控***在环境温度上升过程中主镜镜面温度能够始终跟随周围环境温度，极小化镜面视宁度效应。
4、本发明采用固定频率风机，相对于传统通过改变风机频率或转速来改变主动温控***制冷量或加热量的方式，本发明能够保证风机一直处于稳定、平衡的工作状态，规避了主动温控装置对光学***成像质量的影响。
综合以上描述，本发明明显提高了主镜温控***的控制能力，控制效率也得到极大提高。
附图说明
图1为本发明高效温控装置的结构示意图，其中，1为太阳望远镜主镜；2为镜面温度传感器；3为制冷机组；4为制冷机外循环冷却***；5为表冷器；6为抽运泵；7为风机；8为电加热器；9为密封箱；10为控制器；11为环境温度测量装置；12为出风管道；13为回风管道；14为流量分配箱；
图2为没有使用本发明高效温控***时镜面温度模拟分析结果；
图3为使用本发明高效温控***时镜面温度模拟分析结果；
图4为使用本发明高效温控***时镜面温度控制部分实验结果，其中，图4(a)为温控***实际跟踪过程中的镜面温度和环境温度曲线；图4(b)为图4(a)中两条曲线对应的跟踪误差。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例进一步说明本发明。
如图1所示，一种用于太阳望远镜主镜镜面视宁度效应控制的高效温控装置，包括太阳望远镜主镜1、镜面温度传感器2、制冷机组3、制冷机外循环冷却***4、表冷器5、抽运泵6、风机7、电加热器8、密封箱9、控制器10和环境温度测量装置11；
太阳望远镜主镜1镶嵌覆盖在密封箱9顶端，密封箱9内设计有流量分配箱14，其内部分别通过数个出风管道12对进气流量进行分配，保证均匀吹向主镜1的背部；加热或冷却后的回风通过流量分配箱14中的回风管道13被回收至密封箱9中，进行下一次循环。完成循环的主要动力来源于风机7，风机7内设有表冷器5和电加热器8，分别用于调节风机7出风的温度；表冷器5通过冷媒的冷却提供冷量，且能够增大冷媒的冷量释放效率；冷媒由制冷机组3进行冷却，其温度可通过控制制冷机组3的功率实现；制冷机外循环***4则用于给制冷机组3散热，带走其由于冷却冷媒而产生的热量，其冷却液的循环动力来源于抽运泵6。
主动温控装置的控制对象为主镜1的镜面温度，使之与周围环境温度保持一致，保证成像质量。该装置利用温度传感器2测量主镜1镜面的实际温度T1，利用环境温度测量装置11测量周围环境空气的实际温度T2，通过比较镜面温度T1和环境温度T2的差值，并反馈给控制器10，由控制器10做出加热和制冷的判断以及加热量和制冷量的计算。某一时刻瞬态温差△T可以表示为公式(1)：
△T＝T2-T1(1)
△T的符号决定了对主镜1进行加热或者制冷，△T的值决定了加热量或制冷量。符号与加热或制冷的关系如公式(2)所示：
当△T<0时，主镜1镜面温度T1比周围环境温度T2高，因此需要对主镜1进行冷却。控制器10可以控制制冷机组3的温度，使之逐步降低至低于环境温度△T0，则制冷机组3实际输出冷媒的温度T3可以表示为：
T3＝T2-△T0(3)
冷机输出的低温冷媒直接进入表冷器5中，形成接触面积较大的低温冷却场，用以冷却风机7中的空气，使之能够产生需要的低温空气，并输送至空气分配箱体14中的送风管道12中，冷却主镜1背板的方式降低主镜1镜面的温度。
对于恒定频率的风机7、固定的表冷器5管道面积和吸热面积而言，实际输入主镜的制冷功率Pcold实际上与制冷机组3对液体冷媒的制冷温度与环境温度的温差△T0之间满足一定的函数关系，而Pcold是改变主镜镜面温度的主要因素，其与主镜镜面温度与环境温度之差也存在一定的函数关系，综合以上关系，可以将制冷机组3对液体冷媒的制冷温度与环境温度温差△T0与镜面温度与环境温度温差△T之间满足下式：
△T0＝f1(△T)(4)
这是一个闭环过程，即根据当前时刻温差△T的大小，经过控制器10的判断和控制，调整制冷机组3的冷媒温度的控制，改变液体冷媒与环境温度之间的温差△T0，实现对△T的控制，使之最终趋近于0。制冷机组3对△T0的控制与温差△T之间的关系需要通过实验和实际控制效果不断调整，最终得到最优的控制关系。
另一方面，当△T>0时，主镜1镜面温度T1比周围环境温度T2低，因此需要对主镜1进行加热，实施部件为电加热器8。电加热器8为功率Pwarm可调模式，可以根据加热功率需求调整电加热器8的输出功率Pwarm，加热主镜1使其镜面温度T1上升至与周围环境温度一致。
设电加热器8的加热功率Pwarm与温差△T之间的关系满足下式：
Pwarm＝f3(△T)(5)
这也是一个闭环过程，即根据当前时刻温差△T的大小，经过控制器10的判断和控制，调整电加热器8的加热功率P实现对△T的控制，使之最终趋近于0。电加热器8功率Pwarm和温差△T之间的关系需要通过实验和实际控制效果不断调整，最终得到最优的控制关系。
在整个控制过程中，风机7起到定向加热或冷却以及加速加热或冷却的作用。表冷器5和电加热器8均位于风机7中，当风机7开始工作时，会抽运流量分配箱14中的空气，并使之经过表冷器5和电加热器8，使得空气被表冷器5冷却或被电加热器8加热。被冷却或被加热后的空气经过流量分配箱14的出风管道12后被均匀分配至主镜1底部，实现对主镜1的冷却或加热，同时通过回风管道13保证主镜1镜面温度T1与环境温度T2保持一致。
本发明风机7采用固定流量工作方式，即风机7一经选择后，其控制过程中流量Φ0就为一恒定值，不会发生改变。采用这种控制方式，能够保证主动温控装置在整个运行过程中保持稳定，不会因为风机流量的改变而带来额外的振动和冲击，影响太阳望远镜的成像性能。
流量分配箱14的主要功能是分配风机7抽运的空气，使其能够均匀分布于主镜1的底部，均匀加热或冷却主镜1的镜面，保证镜面温度分布的均匀性。为了提高加热或制冷的效率，本发明采用流量分配箱14与主镜1通过密封箱9密封的方式，这样，流量分配箱14中的空气能够循环利用，大大降低温控***加热空气或冷却空气需要的加热量或制冷量，提高控制效率。
本发明采用液体冷媒和空气冷媒两级制冷方式，采用制冷机组3冷却液体冷媒温度，并通过表冷器5增大液体冷媒与空气的接触面积，增大热交换系数，并进一步冷却主镜下方的空气冷媒，空气冷媒通过风机吹入流量分配箱14的出风管道12，最终实现对主镜1镜面温度的控制，保持与周围环境温度一致。
本发明仅通过单独或同时控制制冷机组3制冷液体冷媒与环境温度差△T0和电加热器8的加热功率Pwarm，即可以实现对主镜1镜面温度T1的控制，并进而控制其与周围环境温度T2的温差△T，具体关系可以表示为下式：
△T＝T2-T1＝f(P，η)→0(6)
本发明采用电加热器8的功率和集成的制冷机组3冷媒温度作为控制主镜1镜面温度的控制参数，相对于传统温控***中通过调整独立制冷机中冷媒温度以及风机流量来控制主镜1镜面温度的方法，具有冷量损耗低、响应速度快、稳定性强等优点，能够达到有效控制主镜镜面视宁度效应的目的。
通过图3和图4的对比可以看出，经过本发明高效温控***后，镜面温度与环境温度之间的温度差得到明显改善，大大降低了镜面视宁度效应。
其中，所述主镜1选用具有较薄的反射面板，一般厚度小于100mm，其可以是具有单镜面结构的能动薄主镜，也可以是包含蜂窝荚心层的主镜，只要其面板不厚于实心主镜，均可以作为本发明的温控对象。
其中，主镜1的镜面及镜体材料可以采用超低膨胀玻璃、微晶玻璃、熔石英玻璃、碳化硅材料以及其他材料。
其中，制冷机组3需要采用能够与风机7、电加热器8、表冷器5等结构集成于一体的结构，而将制冷机外循环冷却***4独立于制冷机组3，放置在望远镜***远端。
其中，制冷机组3需要能够将液体冷媒冷却至与环境保持一定的温差，其可以根据太阳望远镜实际工作环境选择空气压缩型制冷机、半导体制冷机以及其他制冷机，一般在超低气温下选择半导体制冷机，而温度在0℃或以上时，选择空气压缩性制冷机。
其中，电加热器8能够加热周围空气，使之提升至一定温度。电加热器8应能够对其周围空气均匀加热，即其加热部件均匀分布于风机7出风口或入风口，使得最终进入主镜1背面的空气温度均匀分布。其可以采用圆环套管式电加热器，也可以通过增加散热片的方式提高电加热器的均匀性。
其中，冷媒采用具有高散热效率的液体，当制冷机组3制冷温度低于零度时，冷媒还需要具有防冻性能。冷媒一般采用水或水溶剂，如掺杂一定比例乙二醇的水溶液等，其可以根据实际环境特性选择。
其中，流量分配箱14能够对风机7抽运的空气进行合理分配，使其能够均匀分布于主镜1背部，并将完成加热或冷却后的空气回收，以供风机7再次抽运，形成循环。流量分配箱14可以采用铝、不锈钢等材料制作，只要其能够保证对风机7抽运空气进行合理、均匀分配即可。
其中，流量分配箱14和主镜1之间需要采用密封箱9完全密闭的方式进行密封，密封后有助于降低电加热器8和制冷机组3的功率需求，也能够有效提高主动温控效率。密封方式可以采用粘合的方式，也可以采用压力密封的方式。粘合的方式就是通过具有密封作用的胶粘合在接缝处，从而使得流量分配箱14与主镜1之间能够形成密闭空间；压力密封方式是指通过在流量分配箱14和主镜1之间增加具有伸缩性的材料，通过外部施加压力的方式，将二者之间的空隙填满并最终达到密封的目的。
其中，压力密封方式使用的伸缩性材料是指当外部施加压力时，材料本身能够产生相应变形，自动填充两端刚体之间的间隙，达到密封目的。其可以是橡胶、泡沫等单一材料，也可以是充气垫圈等组合材料。
其中，镜面温度传感器2和环境温度测量装置11能够准确测量主镜1镜面或背板的温度，以及镜面周围环境温度，且在完整控制周期内能够保证温度的测量精度。根据实际精度要求以及环境条件的不同，传感器可以选择不同的类型，如探针式、贴片式等。
其中，控制器10接收镜面温度传感器2以及环境温度测量装置11的测量值，根据测量数据分析、计算出对制冷机组3和电加热器8的控制信号，并将控制信号发送至各自执行器件上，完成控制。控制器10一般采用闭环控制的方式，采用逐步逼近的方式限制主镜1镜面温度，保证主镜1镜面温度以较小的温差跟随周围环境温度，极小化镜面视宁度效应。控制器10可以是几个独立的数据采集、数据分析、控制信号处理及发送模块，亦可以集成于一体。
其中，制冷机外循环冷却***4的主要功能为带走制冷机组3冷却液体冷媒产生的热量，其一般防止在主镜1及其附属结构之外，避免其引起望远镜自身的振动等干扰。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可理解到的替换或增减，都应涵盖在本发明的包含范围之内，因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种用于太阳望远镜主镜镜面视宁度效应控制的高效温控装置，其特征在于，该高效温控装置包括太阳望远镜主镜(1)、镜面温度传感器(2)、制冷机组(3)、制冷机外循环冷却***(4)、表冷器(5)、抽运泵(6)、风机(7)、电加热器(8)、密封箱(9)、控制器(10)和环境温度测量装置(11)；其中，
太阳望远镜主镜(1)镶嵌覆盖在密封箱(9)顶端，密封箱(9)内设计有流量分配箱(14)，其内部分别通过数个出风管道(12)对进气流量进行分配，保证均匀吹向主镜(1)的背部；加热或冷却后的回风通过流量分配箱(14)中的回风管道(13)被回收至密封箱(9)中，进行下一次循环；完成循环的主要动力来源于风机(7)，风机(7)内设有表冷器(5)和电加热器(8)，分别用于调节风机(7)出风的温度；表冷器(5)通过冷媒的冷却提供冷量，且能够增大冷媒的冷量释放效率；冷媒由制冷机组(3)进行冷却，其温度可通过控制制冷机组(3)的功率实现；制冷机外循环***(4)则用于给制冷机组(3)散热，带走其由于冷却冷媒而产生的热量，其冷却液的循环动力来源于抽运泵(6)；
控制器(10)通过信号线与电加热器(8)、制冷机组(3)进行连接，且环境温度测量装置(11)和固定于主镜(1)表面的镜面温度传感器(2)的温度测量值也实时传输给控制器(10)，控制器(10)通过对比环境温度测量装置(11)和镜面温度传感器(2)的测量值，自动控制电加热器(8)和制冷机组(3)工作，使两处传感器测量值趋于相等，具体来说，当镜面温度传感器(2)的测量值低于环境温度测量装置(11)的测量值，控制器(10)将加大电加热器(8)的加热功率，并升高制冷机组(3)的冷媒温度，完成对主镜(1)镜面的加热功能，使得二者温度保持一致，降低镜面视宁度效应；反之，控制器(10)将降低电加热器(8)的加热功率，并降低制冷机组(3)的冷媒温度，完成对主镜(1)镜面的冷却功能，使得二者温度保持一致，降低镜面视宁度效应。
2.根据权利要求1所述的高效温控装置，其特征在于，所述风机(7)为固定频率风机。
3.根据权利要求1所述的高效温控装置，其特征在于，所述主镜(1)为具有单镜面结构的能动薄主镜或者为包含蜂窝荚心层的主镜。
4.根据权利要求1所述的高效温控装置，其特征在于，主镜(1)镜面及镜体材料为超低膨胀玻璃、或微晶玻璃、或熔石英玻璃、或碳化硅材料。
5.根据权利要求1所述的高效温控装置，其特征在于，制冷机组(3)为空气压缩型制冷机或半导体制冷机，且其制冷冷媒温度可以通过控制器(10)进行调节。
6.根据权利要求1所述的高效温控装置，其特征在于，制冷机组(3)与表冷器(5)、风机(7)集成于一体，安装于主镜背后，避免冷媒输送管道的使用，能够极大降低冷量损失，有效提高制冷效率。
7.根据权利要求1所述的高效温控装置，其特征在于，电加热器(8)的加热部件均匀分布于风机(7)的出风口或入风口。
8.根据权利要求1所述的高效温控装置，其特征在于，所述的温度传感器(2)和环境温度测量装置(11)的类型为探针式或贴片式。
9.根据权利要求1所述的高效温控装置，其特征在于，控制器(10)接收温度传感器(2)以及环境温度测量装置(11)的测量值，根据测量数据分析、计算出对制冷机组(3)和电加热器(8)的控制信号，并将控制信号发送至各自执行器件上，完成控制。
10.根据权利要求1所述的高效温控装置，其特征在于，所述制冷机外循环冷却***(4)的主要功能为带走制冷机组(3)冷却冷媒所产生的热量，其一般放置于主镜(1)及其附属结构之外。
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