维洛斯梯形摄谱仪的精密压力控制

AAT Dome at Siding Spring Observatory, NSW, Australia Angel Lopez-Sanchez (AAO-MQU)

澳大利亚新南威尔士州赛登泉天文台的AAT圆顶——天使洛佩斯-桑切斯(AAO-MQU)

这篇“Alicats in the Wild”博客文章由我们的澳大利亚经销商Duff & Macintosh Pty Ltd提供。James Gilbert博士是澳大利亚国立大学研制Veloce echelle光谱仪的技术负责人,该光谱仪现在安装在澳大利亚新南威尔士州赛德泉天文台3.9米的英澳望远镜上。Veloce集成了一个高度定制的Alicat闭环体积压力控制器,以保持仪器内部的气压稳定。请听詹姆斯·吉尔伯特博士的报道。

建造Veloce主要是为了探测由于一个或多个轨道行星的引力牵引而“摇摆”的恒星。Veloce是基于一种叫做精确径向速度光谱的技术——我们测量星光的光谱含量,并寻找由恒星周期性运动引起的微小的颜色移动(多普勒移动)。
控制仪器的测量误差是非常关键的,因为我们要找的信号非常小。我们正在寻找1/1500像素在我们的图像探测器上的变化,这是一个物理距离,在探测器表面大约10纳米。这相当于径向速度的测量约1米/秒,这意味着我们可以测量恒星的运动速度下降到缓慢的步行速度。这足以探测到与地球相似的行星,这些行星可能位于主恒星的所谓“宜居带”。

Veloce echelle spectrograph interior - James Gilbert (ANU)

室内维洛斯梯形摄谱仪-詹姆斯·吉尔伯特(ANU)

我们感谢Alicat,因为我们需要工业级的可靠性以及科学级的性能。

Anglo-Australian Telescope at Siding Spring Observatory, NSW, Australia Angel Lopez-Sanchez (AAO-MQU)

位于澳大利亚新南威尔威尔州赛丁泉天文台的英澳望远镜——天使洛佩斯-桑切斯(AAO-MQU)

如果仪器内的气压发生变化,那么光学表面的折射率就会发生变化,我们的信号就会完全被淹没。我们决定把仪器始终保持在一个固定的正压力下,使它免受大气压力变化的影响。我们需要一个稳定的5mbar,目标是1mbar,在1800升的容积与重大泄漏。我们接近Alicat,因为我们需要工业级的可靠性以及科学级的性能。Alicat接受了挑战,修改了他们的一个标准产品,为我们的需求提供了一个负担得起的解决方案。这个仪器已经运行了好几个月了,它的内部压力没有冒险超过我们的设定值0.3毫巴,这是惊人的。

Veloce现在已经完全投入使用,并且已经观测了它的第一个行星系统。首先,我们要看看美国宇航局凌日系外行星勘测卫星(TESS)发现的已知候选行星。对于其中一些目标,Veloce目前是世界上最好的仪器,它可能是第一个确认存在并准确测量我们之前不知道存在的行星质量的仪器。
虽然有许多因素使Veloce项目成功,但如果没有Alicat压力控制器提供的严格的压力调节,我们肯定无法实现我们的科学目标。

Alicat通过Duff & Macintosh为Veloce提供了一个双阀压力控制器,可以在5毫秒内检测到与所选压力设定点的最小偏差。一旦检测到这种情况,它就会调整它的双进、出口阀门,使音量在50毫秒内回到设定值,确保Veloce在其1800升的体积内不会看到超过0.3毫巴的总压力偏差。为了防止不必要的热干扰,压力传感器与阀门和流道进行了物理隔离,这样控制器本身就可以安装在光谱仪室外。

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