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Dreidimensionale Fehleranalyse des zur Formüberwachung von Radioteleskopflächen konzipierten Sensorsystems LGT der Firma Metronom.

Dreidimensionale Fehleranalyse des zur Formüberwachung von Radioteleskopflächen konzipierten Sensorsystems LGT der Firma Metronom.
Typ:Diplomarbeit
Datum:1998
Betreuer:

Aufgabensteller:
Prof. Dr.-Ing. R. Jäger
Prof. Dr.-Ing. G. Schmitt
Betreuer:
Prof. Dr.-Ing. R. Jäger
Prof. Dr. rer. nat. K. Dürrschnabel

Bearbeiter:Funk, F.
Zusatzfeld:

IBNr: 811

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Parabolspiegel von Radioteleskopen werden aufgrund ihrer Größe leicht durch Umwelteinflüsse wie Wärmeeinstrahlung, Wind und unterschiedliche Schwereeinwirkungen deformiert. Um die hohen Anforderungen der Radioastronomie an die Geometrie von Teleskopoberflächen zu erfüllen, werden zunehmend aktive Optiken eingesetzt, d. h. Optiken, die ihre Geometrie selbst korrigieren.

Um Deformationen der Oberfläche aufdecken zu können, wurde das Sensorsystem "Light Globe Tracker" (LGT) entwickelt. Auftretende Deformationen werden dann über Weggeber (Aktuatoren) zurückgestellt.

Der hier untersuchte Parabolspiegel hat einen Durchmesser von 50 m und eine Brennweite von 17.5 m. Er ist aus 127 sechseckigen Segmenten von jeweils 5 m Größe zusammengesetzt. Im Zentrum jedes Segments befindet sich eine Videokamera, die auf eine Kugel vor dem Sekundärspiegel ausgerichtet ist. Aus Änderungen der Kugelpositionen im Bild werden pro Kamera zwei Winkel bestimmt, über die auf Formänderungen des Parabolspiegels geschlossen wird. Da diese Meßelemente nicht ausreichen, die Form hypothesenfrei zu bestimmen, muß die Sensorik um weitere Beobachtungen erweitert werden. Die sich daraus ergebende Genauigkeitssituation wird mit Hilfe der spektralen Analyse genauer untersucht.

Zum Beseitigen der Deformationen über die Aktuatoren können die Verstellwege über ausgleichende Paraboloide minimiert werden. Für mechanische Konstruktionen werden heutzutage standardmäßig Finite Elemente Methoden (FEM) eingesetzt. Es bietet sich an, die Empfindlichkeit der Sensorik bezüglich numerisch ermittelter Deformationen für bestimmte Lastfälle zu testen. Bei nachfolgenden Untersuchungen empfiehlt es sich, die Sensorik mit den Möglichkeiten der klassischen Netzplanung weiter zu optimieren.