环境极限和安铎天文探测器

目前流行的Balor、Marana、iKon-L、iKon-XL等安铎天文探测器的规格表显示了环境温度和湿度的工作范围。

下面是Balor大面积sCMOS平台的一个例子:

• 工作温度:环境温度-30℃~ +30℃
• 相对湿度:<70%(无凝结)

虽然建议探测器在正常使用下在规定的范围内操作，但这封信的目的是进一步解释这些环境范围，并概述在良好控制条件下，经验丰富的操作人员如何超过这些范围。

降低环境温度

环境温度下限一般以FPGA等关键电子器件的正式额定环境温度为准。我们的一些相机已经正式通过了较低温度的测试，这意味着它们已经在环境室的该温度下进行了正式测试，以验证没有电源启动问题(“冷启动”)。如果涉及机械快门，温度下限也可以由该组件决定。例如，iKon-XL CCD平台通过使用特定的快门，可以在零下30°C的温度下使用。

在安多相机规定的低温限制下操作是可行的，但在不符合要求的温度下，可能会有相机无法操作的风险。然而，它不太可能对相机造成无法弥补的损坏。

此外，如果相机已经通电(例如在天文台的白天)，然后环境温度显著下降，相机将在某种程度上自热，因此所有电子设备可能不会经历相同的寒冷环境温度，相机的操作不会受到影响。这些操作条件应该彻底测试和控制，特别是如果相机是在一个偏远的无人驾驶的位置操作。举例来说，我们可以确认其中一台iKon-XL相机已经在南极洲零下88°C的环境中成功使用。在这种极端条件下，相机在-30°C或更高的温度下启动，但随后允许相机在-88°C环境下工作，在此期间继续成功成像。我们不能保证所有型号的安多相机都能在这样的极端温度下工作，但这是一个相关的参考点。

如果使用液冷，在避免冷却液结冰和随后损坏的情况下，还应考虑环境温度较低。建议使用水/乙二醇混合物来降低这种风险。

环境温度

环境温度上限也需要考虑。超出温度范围可能会使传感器难以达到目标冷却设定值，特别是在使用风扇冷却(而不是液体冷却)时。特别是在sCMOS相机中，如果由于环境温度较高而无法达到传感器冷却设定值，则可能会影响图像质量。这是因为sCMOS相机在内存中存储了各种校正映射，用于标准化原始图像中的固定模式噪声源。然而，这些校正图可能与温度有关;因此，来自设定传感器温度的方差会对固定模式噪声校正的程度产生不利影响。

如果环境温度允许超过+50°C，则需要进一步小心，例如，相机中使用的粘合剂可能会开始降解。请注意，我们通常将+50°C作为相机存储的上限，在操作过程中最好不要超过这个温度。

如果我们允许相机超过给定冷却设定点的最高温度会发生什么?安多摄像头内部有一个温度传感器，可以持续监测内部温度——如果达到一定的阈值，就会发出警报蜂鸣器。当蜂鸣器响起时，相机将不再工作，无法获取数据。如果内部热量继续进一步增加，那么相机电源将自动关闭作为安全机制。如果发生这种情况，则需要一个“电源循环”来重新激活相机。如果在一个偏远的无人驾驶的位置，这样的可能性应该通过切断或远程重新连接相机的电源来考虑。

湿度

当使用低于邻近空气露点的冷却液时，上层湿度准则的存在主要是为了降低冷凝的风险。低于露点的流体冷却会导致内部凝结，可能会永久损坏电子设备。避免用液冷造成永久性损坏的关键点，是应在条件上不结露．如果客户充分意识到这些风险并对其进行相应管理，那么无论如何摄像机都可以在超过规定指南的湿度条件下使用。

例如，Andor指定iKon-XL相机在高达70%(非凝结)的环境中的使用情况。

“不凝结”的措辞是非常重要的上下文，可以用来判断您是否可以在湿度超过90%的环境中合理使用相机。简单地说，我们只能说你可以在高达90%的湿度(或更高)下使用相机，如果你仍然能保证不凝结的条件。

图1所示的参考图可作为判断相机元件在不同湿度和环境温度组合下是否有凝结形成风险的指南。所示示例为90%湿度和16°C环境。相应的露点为14.5°C，因此我们建议相机的所有组件至少高于露点2度，因此它们应该是16.5°C或以上。

图1:露点参考图，显示露点作为环境温度和相对湿度的函数。

最后，高湿度的条件会增加窗户上凝结的风险。尽管Andor真空相机在传感器室中没有常规电流，辐射冷却仍然可以导致窗口温度低于环境温度。窗户的湿度会暂时影响观看，但可以通过例如在窗户前创造一个干燥的空气空间来缓解。为了说明，图2中的图表显示了“深度冷却”构造配置中的iKon-XL CCD平台的窗口温度作为环境温度和液体冷却剂温度的函数(该配置仅使用液体冷却剂来散热Peltier冷却器)。

图2:窗口温度(在窗口中心测量)作为的函数环境温度和液体冷却液温度．

结论

我们希望这能进一步阐明如何在严格控制的观测条件下使用Andor相机，并增强其预期用途的灵活性。Andor以生产高性能和高质量的探测器解决方案而自豪，在我们的设计理念中，运行寿命和低维护非常重要，非常愿意与您合作，帮助扩大其适用性。