天津修船所參與研制改造中科院宇宙線 τ中微子望遠鏡裝置

天津修船技術(shù)研究所于 2005年受中國科學院高能物理研究所委托參與了我國首臺宇宙線 τ中微子望遠鏡裝置的研制工作,并于 2006年 4月成功運行,達到了定點觀測試驗效果。該裝置運行 4年后已經(jīng)不能滿足后續(xù)試驗要求,中國科學院高能物理研究所于 2009年 12月委托天津修船所對這臺設(shè)備進行升級改造,由原天頂角 0°～60°轉(zhuǎn)動改造成方位角 0°～360°順逆轉(zhuǎn)動,天頂角 0°～90°轉(zhuǎn)動,轉(zhuǎn)動誤差控制在0.2°以內(nèi),裝置的所有執(zhí)行機構(gòu)滿足遠程操作。通過近一年的設(shè)計、制作、調(diào)試,改造后的望遠鏡裝置于2010年 10月在西藏羊八井正式運行。

宇宙線 τ中微子望遠鏡裝置由試驗箱體部分、轉(zhuǎn)動底盤部分、側(cè)支撐部分、加固框架部分、液壓轉(zhuǎn)動執(zhí)行系統(tǒng)和電控系統(tǒng)組成。由于試驗箱體的結(jié)構(gòu)不能改動,轉(zhuǎn)動中心偏離重心較多,造成扭矩較大;通過計算分析、市場調(diào)研,選擇了大扭矩轉(zhuǎn)動平穩(wěn)的液壓擺動油缸作為垂直轉(zhuǎn)動執(zhí)行機構(gòu);選擇液壓馬達減速機作為水平轉(zhuǎn)動執(zhí)行機構(gòu),并在每個執(zhí)行機構(gòu)中增加壓力平衡閥,以保證執(zhí)行機構(gòu)的工作穩(wěn)定;選擇絕對式編碼器作為角度讀取裝置。改造后的裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、性能高、成本低的特點,經(jīng)受住了大風、沙塵、大雨、冬季嚴寒等自然條件的考驗。在電氣、液壓自動控制系統(tǒng)中,按照設(shè)計要求以較低的成本完成了系統(tǒng)的較高性能,現(xiàn)場實際操作證明系統(tǒng)工作準確、性能可靠、設(shè)計合理,滿足了裝置的特殊工作要求。油箱、油缸和管線路的電伴熱系統(tǒng)設(shè)計具有體積小、輸出功率高的特點,能在短時間內(nèi)快速啟動,自動調(diào)控溫度高低和電流大小,保證液壓系統(tǒng)在高原嚴寒地區(qū)正常工作。

天津修船所承接的宇宙線 τ中微子望遠鏡裝置改造的設(shè)計情況比較特殊、性能要求較高,該項目職工克服困難,深入西藏高原兩個多月,頂住身體高原反應(yīng),對裝置進行實地安裝、調(diào)試,完成了裝置的升級改造,達到了預(yù)期的技術(shù)要求,為將來 24臺陣列式望遠鏡裝置的研制打下了良好的基礎(chǔ),得到了中科院高能物理研究所的表揚。