Simulation der Auskühlung

    Hallo zusammen,


    da bei mir gerade die ganze Testumgebung aufgebaut ist, hatte ich den Spiegel eben mal eine halbe Stunde im Kühlschrank um die Auskühlung im Winter zu simulieren. Danach war er gerade noch so eben beugungsbegrenzt (Lambda 4.11).
    Was mich aber sehr gewundert hat ist die Tatsache, dass er unterkorrigiert war. Hätte er nicht eigentlich überkorrigiert sein müssen, weil ja immer dazu geraten wird den Spiegel etwas unterkorrigiert zu lassen, um den Abkühlungseffekt auszugleichen?
    Haben das auch schon andere ausprobiert?
    Liegt bei mir evtl. ein Denkfehler vor?


    Ciao, Heiner

    Hallo Heiner !


    Ist ganz logisch.
    Du hast hier den umgekehrten Weg gemacht.
    Du hast den kalten Spiegel während der Erwärmugszeit gemessen.
    Am Abend bei fallender Temperatur wird der warme Spiegel immer kälter und das am Rand mehr als in der Mitte. Deshalb wird der Rand etwas flacher und das geht in Richtung Überkorrektur.
    Ich habe einmal einen Spiegel aus BK7 im Freien gemmessen.
    Der ging von Lambda / 4 Strehl 0,91 , auf Lambda /9 und Strehl 0,98 hinauf.
    Ist also immer schon im beugungsbegränzten Bereich. Also Super !!
    In etwa so dürfte das bei deinen Spiegel auch sein.
    Das ist je nach Material und Spiegelgröße dann etwas verschieden, aber wenn du mir die Spigelgröße, Dicke , Radius und das Material bekannt gibst, dann können ich und auch andere Teilnehmer dir eine Schätzung schreiben.
    Vielleicht kannst du sogar selber eine Messung im Freien machen, das wäre das Beste.
    Zum Vergleich noch. Während meiner Messzeit war ein Temperaturabfall von 2° pro Stunde.


    Viele Grüße

    Hallo Alois,


    der Spiegel hat einen Durchmesser von 250mm, ist 25.4mm dick, hat nach allerneusen Messungen auf der Achse eine Brennweite von 1355mm (f/5.42) und ist aus Borosilikat.


    Vermutlich hast du recht, ich habe auch schon versucht mir das so zu erklähren. Andererseits war der Spiegel nach einer halben Stunde im Kühlschrank sicher noch nicht ausgekühlt, der Messvorgang hat höchstens 10 Minuten gedauert (eine zweite Messung war nicht möglich, weil der Spiegel dann völlig beschlagen war). Außerdem war der Spiegel durch den Stand und die Coudermaske einigermaßen isoliert.


    Eine realistische Messung ist wohl trotzdem nur möglich, wenn man im Kalten mist.


    Ciao, Heiner

    Hallo Heiner !


    Es geht nicht darum ob der Spiegel im Kühlschrank genug ausgekühlt wurde und auch nicht so um die kalte Umgebung, sondern es geht darum das am Abend und in der Nacht die Temperatur sinkt und der Spiegel daher immer in einer aber langsamen Abkühlfase ist.
    Deshalb ist zwischen seinen Rand und der Mitte immer ein kleiner Temperatur Unterschied und es geht nur um diesen kleinen Betrag der Materialveränderung.
    Deshalb kannst du auch jetzt deinen Messversuch machen.
    Ist der Spiegel in einem konstanten Temperaturbereich, dann erhält und behaltet er seine ursprüngliche Form.


    Gruß
    Alois

    Hallo Roman,


    ich glaube inzwischen auch, dass der Versuchsaufbau nicht besonders glücklich war. Ich dachte mir, dass der Spiegel nach einer halben Stunde im Kühlschrank etwa halb ausgekühlt und damit voll deformiert währe. Dann wollte ich schnell diesen Zustand messen. Natürlich hat Alois aber Recht - beim Messen erwärmt sich der Spiegel schon wieder.
    Der Spiegel lag im Kühlschrank flach mit beiden Seiten auf je einer Tupperdose.
    Gemessen habe ich mit dem Foucault-Test und einer 4-Zonen Couder-Maske. (Anhand der Schnittweitendifferenzen der Zonen kann man den Fehler berechnen).


    Ciao, Heiner

    Hallo Romann !


    Ich habe den Prüfstand am Abend im Freien aufgebaut und in der Zeit von 21 Uhr
    bis 24 Uhr habe ich die Messungen gemacht.
    Zwischen 22 Uhr und 23 Uhr 30 war der stärkste Temperaturabfall von 2° pro Stunde
    und da kam der Spiegel auf L/9 und Strehl 0,98.



    Viele Grüße
    Alois

    Weil es immer wieder falsch verstanden wird, hier nochmal mit anderen Worten, was der Alois ja schon geschreiben hat:


    1. Ein Spiegel Schrumpft und wächst in seinen Abmessungen in Abhängigkeit von der absoluten Temperatur. Damit ändert sich auch die Brennweite des Spiegels. Seine Form bleibt jedoch erhalten, solange er sich im thermischenen Gleichgewicht befindet (überall im Körper dieselbe Temperatur). Ein Spiegel der bei 25°C genau parabolisch poliert wurde, bleibt es auch bei -10°C, wenn er genügend lange Zeit zum temperieren hatte und die -10°C im gesamten Spiegel herrschen. Es ist also absoluter Unsinn, von einer Auslegungstemperatur eines Spiegels zu sprechen.


    2. Ein Spiegel deformiert sich durch Spannungen, die durch Temperaturunterschiede innerhalb des Glaskörpers auftreten. Dies geschieht während der Abkühlphase, wo das Glas seine Wärme über die Oberfläche abgibt und infolge dessen die oberflächennahen Stellen schneller abkühlen als das Innere. Da der Rand auch zur Seite hin Wärme abgeben kann, also prozentual gesehen mehr Oberfläche hat, kühlt er schneller aus als die Mitte, schrumpft daher schneller und erzeugt eine temporäre Überkorrektur. Nur während dieser Abkühlphase ist also die Form gestört. Der Effekt ist ums so stärker, je dicker der Spiegel ist.


    (==>)Heiner:
    Ich glaube kaum, dass man bei denem dünnen Spiegel aus dem Kühlschrank, der auch noch aus Borosolikat ist, einen so großen Fehler von Lambda/4 erhält. Ich vermute, dass da noch Messungenauigkeiten im Spiel waren. Bedenke, dass du die Zonenmessungen auch schnell durchführen musst, da sich der Spiegel ja recht schnell anpasst. Alois hat den Vorteil, da er ja gegen einen Planspiegel sofort die gesamte Oberfläche erfassen kann (ohne zeitaufwändige Zonenmessungen). Sein Planspiegel ist ja soweit ich weiss aus Zerodur und hat kein eigenes Temperatureverhalten.


    Ich glaube übrigens, dass die Spiegeldeformation bei der Abkühling etwas überbewertet wird. Jedenfalls ist bei den dünnen Spiegeln aus Boroasilikatglas (Pyrex) die ich verwende, der Effekt beim sonst so empfindlichen Sterntest kaum zu sehen. Ist der Spiegel noch warm, so kocht er sowieso derart vor sich hin, dass man das Bisschen Überkorrektur kaum sieht. Bei dem Geblubber ist es völlig egal, ob er nun 92 oder 98% Strehl hat. Ist er genügend temperiert, dass man saubere Beugungsringe sehen kann, dann ist zumindest ein dünner Spiegel auch ausreichend gut in seine entgültige Form gerückt.

    Alois, ich habe dein Bild lange angeschaut. Meine Frage hast Du leider nicht bantwortet. Noch einmal, wie hast du dem lambda wert ermittelt? Nicht wie lang du gemessen hast, und wie die tempertur gesunken ist, wie du auf l/9 und den strehl wert kommen bist, interessiert mich !


    Roman

    Hallo Stathis,


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Ich glaube übrigens, dass die Spiegeldeformation bei der Abkühling etwas überbewertet wird. Jedenfalls ist bei den dünnen Spiegeln aus Boroasilikatglas (Pyrex) die ich verwende, der Effekt beim sonst so empfindlichen Sterntest kaum zu sehen.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    früher ging der Auskühleffekt bei meinem 8"f/6 BK7 Spiegel auch im Tubusseeing unter.
    Jetzt im zwangsbelüfteten Tubus sieht das allerdings anders aus.
    Erstens wird das Tubusseeing schnell beseitigt,der Sterntest dadurch leicht durchfürbar,und zweitens baut sich ein größerer Temperaturgegensatz zwischen Rand und Kern des Spiegels auf,so daß nun sehr deutlich eine Überkorrektur des Spiegels beim Sterntest sichtbar ist.


    Der Spiegel kann ja seinen Temperaturüberschuß zum einen über Infrarotstrahlung abgeben,zum anderen über konfektive Luftströmung.
    Beide Effekte haben bei großen Temperaturdifferenzen größere Beträge und werden umso kleiner,je geringer der Temperaturunterschied des Spiegels zu seiner Umgebung wird.


    Bei Zwangsbelüftung hingegen bleibt trotz geringem Temperaturunterschied die Temperaturabgabe des Spiegels an die Luft relativ groß.
    Und daher baut sich der Randeffekt dann im weiteren schnell wieder ab und der Spiegel kommt dann relativ schnell in ein Temperaturgleichgewicht mit der Umgebungsluft.


    Das konnte ich am Stern recht gut nachvollziehen.


    MfG,Karsten

    Hallo Roman !
    -------------
    wie hast du dem lambda wert ermittelt?
    -------------


    Da habe ich dich wohl falsch verstanden.
    Ich verwende auch so ein Interferometer wie der Wolfgang Rohr und
    das Auswert-Programm von Philipp Keller das er für uns gemacht hat.
    Natürlich kann es nicht so viel wie das von Zygo und Wyko aber
    ich bin erstaunt wie nahe man mit seinem Auswert-Programm kommen kann.


    Viele Grüße
    Alois

    Alois, du hast also mit einem interferrometer garbeitet. Hast du auch bilder davon? Kann ich mir anschauen die bilder, die wo du gemacht hast und auch bilder vom interferometer? Kannst du sagen wie groß der unterschied zu Zygo oder Wyko isst? Kann ich ein interferometer auch haben, was meinst du? Schreibe bitte privat.
    Roman

    Hallo Roman !
    Ich habe dir sofort eine Private Nachricht gesendet und noch keine Antwort bekommen.
    Ist was schief gelaufen?
    Hier meine E-Mail Adresse. ( alois.ortner(==&gt;)vol.at ) Das äth hat es mir hier nicht angenommen. Das kannst du selber richtig einsetzen.
    Vielleicht geht dann.
    Gruß
    Alois

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