干涉式大氣垂直探測儀是氣象衛星上搭載的主要紅外遙感儀器之一。它利用大氣和地球表面的紅外輻射性質，在空間遙感大氣溫度、濕度和大氣成分的垂直分布，能夠實現大范圍、快速、連續和并且長期的氣象測量。
      干涉分光系統是大氣垂直探測儀重要的組成部分之一，主要功能是使輸入的紅外光波產生自調制，并提供動鏡調相位移信號。動鏡支撐系統中的面彈簧是干涉分光系統的關鍵部件，也是要求最高的精密部件，被用來取代軸承對動鏡起支撐和導向作用，彌補了用軸承支撐時存在間隙和磨損的不利因素，是動鏡實現直線往復運動，產生調相位移信號的重要保障。
      本研究根據干涉式大氣垂直探測儀總體要求和面彈簧在干涉系統中的具體功能制定了面彈簧的設計目標：面彈簧在工作過程中需要具有較大剛度比和足夠的軸向行程。利用有限元分析方法對面彈簧進行了優化設計，通過對比不同縫形面彈簧在軸向拉伸過程中的軸向剛度、徑向剛度、剛度比，確定了螺旋縫形是相對最優縫形。
      迄今為止，國內尚無對螺旋縫形面彈簧進行系統研究的報道，國外也僅限于對標準螺旋縫形的研究。本研究通過對螺旋縫形面彈簧的系統分析，得到了螺旋線方程中的基圓半徑r0、旋轉角度θ1、螺距α、指數b等參數在面彈簧軸向拉伸過程中對其軸向剛度、徑向剛度、剛度比的影響，首次提出指數b，擴展了對螺旋縫形面彈簧研究的范圍。有限元分析結果為螺旋縫形面彈簧的設計提供了可靠的依據。
      入射光束經過分束器被分成兩束，一束透射到動鏡上，一束反射到定鏡上，兩光束由動鏡和定鏡反射再經過分束器疊加在一起。由于動鏡沿光線方向直線往復運動使得兩反射光束產生光程差，兩反射光束經分束器合束后發生干涉，干涉光束通過組合場鏡聚焦到紅外探測器上，紅外探測器將光信號轉化成干涉圖電信號，再進行傅里葉變換，最終得到光譜圖。
      兩反射光經分束器合束后的波面要完全重合，才能獲得好的干涉性能，如果有相對傾斜，就會影響干涉信號質量，這就要求動鏡在直線往復運動中保證平動，不能發生傾斜。動鏡在直線往復運動的過程中，受到干擾力(包括直線電機提供的力不嚴格沿電機軸方向，而產生了徑向分力的影響，使得支撐電機軸的兩片面彈簧產生徑向跳動，導致電機軸和動鏡發生傾斜，經動鏡反射的光束也隨之傾斜，這樣通過分束器合束的兩束光不能完全重合，最終導致干涉信號調制度的下降。根據干涉式大氣垂直探測儀總體要求，動鏡運動最大傾斜角度不能超過30°，為了達到這個非常嚴格的指標，必須對面彈簧進行系統的分析與設計。

                                                                                  專業從事機械產品設計│有限元分析│強度分析│結構優化│技術服務與解決方案
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