專利名稱：多功能像增強(qiáng)器強(qiáng)光自動(dòng)保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種可輸出直流電壓的、適應(yīng)于各代像增強(qiáng)器的多功能像增強(qiáng)器強(qiáng)光自動(dòng)保護(hù)裝置。
二背景技術(shù)：
強(qiáng)閃光對像增強(qiáng)器的熒光屏和光電陰極都會(huì)造成損害。一方面，像增強(qiáng)器熒光屏只能承受最大約10～200W/mm2的電子束流功率密度，而戰(zhàn)場上強(qiáng)閃光進(jìn)入系統(tǒng)時(shí)，屏上產(chǎn)生的電子束流功率密度卻遠(yuǎn)大于這個(gè)值，從而造成熒光屏的溫度急劇升高而被灼傷。另一方面，強(qiáng)光射到光電陰極上，會(huì)使光電陰極在極短時(shí)間內(nèi)發(fā)出過多的光電子而產(chǎn)生疲勞甚至永久性的破壞。
對于上述問題，不同代的像增強(qiáng)器采用了不同的解決辦法，但都還存在一定的問題。第一代像增強(qiáng)器中，采用的是散焦法和降壓法。散焦法是在光電陰極和陰極內(nèi)筒之間串接100MΩ保護(hù)電阻，當(dāng)有強(qiáng)閃光時(shí)光電流達(dá)5到10微安，保護(hù)電阻上的壓降達(dá)2到4千伏，從而使光電陰極附近電場明顯變化而暫時(shí)破壞了聚焦成像特性，使得電子束到達(dá)熒光屏?xí)r的成像面積擴(kuò)大，熒光屏所承受的電子束功率密度減少，從而保護(hù)了熒光屏不受灼傷。降壓法則是在熒光屏與高壓電源的正輸出端之間串接一個(gè)高阻值電阻R，當(dāng)像增強(qiáng)器的光電流隨入射照度的增加而增加時(shí)，電阻R上的壓降將隨之上升，使供給像增強(qiáng)器的工作電壓隨之下降。適當(dāng)選擇電阻R的值，會(huì)使在強(qiáng)光作用下電阻上的壓降足夠大，從而使打在熒光屏上的電子束流功率密度下降而起到保護(hù)熒光屏的作用。同時(shí)，由于像增強(qiáng)器工作電壓的急劇下降，光電陰極發(fā)射的電子不能被正常加速，而是停留在光電陰極附近形成一個(gè)負(fù)電荷區(qū)，從而阻擋了電子的繼續(xù)發(fā)射，起到了保護(hù)光電陰極的作用。第二代像增強(qiáng)器中，由于MCP電子倍增器具有高電子流自動(dòng)防護(hù)作用，在MCP兩端加電壓時(shí)，只提供有限的輸出飽和電流，當(dāng)強(qiáng)光照射時(shí)像增強(qiáng)器的熒光屏也不會(huì)受到永久性破壞。
上述各種方法存在的問題如下一代像增強(qiáng)器中，散焦法只能保護(hù)熒光屏，而對光電陰極則起不到保護(hù)作用；降壓法對熒光屏和光電陰極雖然都能起到保護(hù)作用，但它是通過負(fù)反饋進(jìn)行的，無法防止強(qiáng)光在開始的一瞬間對像增強(qiáng)器的損傷。二代像增強(qiáng)器中，微通道板電子倍增器的高電子流自動(dòng)防護(hù)作用對像增強(qiáng)器的熒光屏有保護(hù)作用，但對光電陰極卻不能直接起到應(yīng)有的保護(hù)作用。
三
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種通用于各代像增強(qiáng)器，能有效防止強(qiáng)光對光電陰極和熒光屏的損傷，同時(shí)可以給像增強(qiáng)器提供一個(gè)穩(wěn)定的且能根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)節(jié)的直流工作電壓的多功能像增強(qiáng)器強(qiáng)光自動(dòng)保護(hù)裝置。
實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的的技術(shù)方案是一種多功能像增強(qiáng)器強(qiáng)光自動(dòng)保護(hù)裝置，硬件電路包括光探測器、光控電源、開關(guān)調(diào)整，其連接關(guān)系為光探測器外殼固定在微光夜視儀上，其光軸與夜視儀光學(xué)系統(tǒng)的光軸相平行，其輸出端子C、B、E通過信號(hào)線分別與光控電源板的C、B、E輸入端相連；光控電源板的+12V輸入端子對(+12V，GND)分別與系統(tǒng)直流電源的輸出端及地相連，其輸出端子對分別接像增強(qiáng)器的輸入和地，其信號(hào)輸出端子排(GND，+12V，CZ，CO，AK，CL，AO)分別與開關(guān)調(diào)整板上的對應(yīng)端子連接。
本實(shí)用新型的工作原理是光探測器將夜視儀光軸方向的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，送光控電源板處理。當(dāng)光強(qiáng)在保護(hù)閾值電平以下時(shí)，光控電源板輸出穩(wěn)定的+3V(由像增強(qiáng)器的工作參數(shù)決定)直流電壓，使得像增強(qiáng)器正常工作。一旦光強(qiáng)超過設(shè)定的閾值，+3V輸出立即切斷，使得像增強(qiáng)器脫電，從而徹底保護(hù)了像增強(qiáng)器的光電陰極和熒光屏不受損害。當(dāng)外界強(qiáng)光減弱到保護(hù)閾值之下時(shí)，光控電源板的+3V輸出又會(huì)自動(dòng)打開，使像增強(qiáng)器處于正常工作狀態(tài)。光控電源板對光信號(hào)的放大倍數(shù)可以通過開光調(diào)整板的電位器RC1來調(diào)節(jié)，而強(qiáng)光保護(hù)閾值電平則可以通過開關(guān)調(diào)整板的電位器RC2來調(diào)節(jié)。緊急狀態(tài)下，可以通過切換開關(guān)調(diào)整板上的S1開關(guān)來關(guān)掉強(qiáng)光保護(hù)功能，使得像增強(qiáng)器一直處于正常工作狀態(tài)。開關(guān)調(diào)整板上的測試端子TEST1，TEST2可以分別用來測量放大后光信號(hào)的大小，以及強(qiáng)光保護(hù)閾值電平的高低。端子TEST3，TEST4為地。
本實(shí)用新型與現(xiàn)存技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)是1、適應(yīng)于各代的微光像增強(qiáng)器；2、能利用系統(tǒng)+12V電源，為微光像增強(qiáng)器提供穩(wěn)定可靠的直流工作電壓，且該電壓可以根據(jù)像增強(qiáng)器的具體技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行調(diào)整；3、可以徹底防止強(qiáng)光對熒光屏和光電陰極的損害，且強(qiáng)光保護(hù)的閾值可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)定。
四

圖1是本實(shí)用新型的多功能像增強(qiáng)器強(qiáng)光自動(dòng)保護(hù)裝置的構(gòu)成框圖。
圖2是本實(shí)用新型的光探測器的結(jié)構(gòu)示意圖。。
圖3是本實(shí)用新型的多功能像增強(qiáng)器強(qiáng)光自動(dòng)保護(hù)裝置的電路原理圖。
五具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖詳細(xì)說明本實(shí)用新型提出的具體裝置在微光夜視儀中應(yīng)用的細(xì)節(jié)。
根據(jù)圖1，本實(shí)用新型提出的多功能像增強(qiáng)器強(qiáng)光保護(hù)裝置的電源來自于微光視頻系統(tǒng)的+12V電池組，其+3V輸出端接像增強(qiáng)器的輸入端。通電開始工作后，若光探測器感受到環(huán)境光強(qiáng)度低于設(shè)定的保護(hù)閾值，該裝置即輸出穩(wěn)定的+3V電壓，使像增強(qiáng)器正常工作。當(dāng)環(huán)境光強(qiáng)高于這個(gè)閾值，+3V輸出立即被切斷，從而使像增強(qiáng)器停止工作，免受強(qiáng)光的損害。一旦光強(qiáng)降低到保護(hù)閾值之下，+3V輸出又立即恢復(fù)，系統(tǒng)重新正常工作。
結(jié)合圖1、圖2、圖3，本實(shí)用新型的多功能像增強(qiáng)器強(qiáng)光自動(dòng)保護(hù)裝置包括光探測器、光控電源板、開光調(diào)整板。光探測器由有機(jī)玻璃外殼1、光敏三極管2、填充硅膠3構(gòu)成。光敏三極管采用3DUOC和定位套膠合在一起。光敏三極管的C、B、E三個(gè)極通過不同顏色的信號(hào)線引出，這些導(dǎo)線須有外屏蔽層。光探測器的作用是通過光敏三極管3DUOC感應(yīng)系統(tǒng)光軸方向的光強(qiáng)及其變化，并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)送入光控電源板處理。光控電源板由運(yùn)算放大器LM358、以及帶開關(guān)控制的DC-DC變換器MAX1659等組成。其工作過程為LM358的第一級(jí)運(yùn)放(IC1A)接收并放大來自光探測器的電信號(hào)，其放大倍數(shù)可以通過開關(guān)調(diào)整板上的電位器RC1來調(diào)整。LM358的第二級(jí)運(yùn)放(IC1B)將上述放大后的信號(hào)與通過RC2(位于開關(guān)控制板上)設(shè)定的保護(hù)閾值電平作比較，其輸出結(jié)果通過開關(guān)調(diào)整板上的撥動(dòng)開關(guān)S1接到回到光控電源板的IC2即MAX1659的控制端/SHDN。當(dāng)該端為低電平時(shí)，IC2的OUT輸出為0V；為高電平時(shí)，IC2的OUT輸出為+3.3V。該+3.3V電壓可以通過電位器RC3來調(diào)整。開關(guān)調(diào)整板由撥動(dòng)開關(guān)SW、增益電位器(RC1)、強(qiáng)光保護(hù)閾值電位器(RC2)以及放大后的光信號(hào)和強(qiáng)光保護(hù)閾值電平測試端子TS1-4等組成。
光探測器應(yīng)安裝在與夜視儀主光軸平行的方向上。其輸出端子b、e、c應(yīng)通過屏蔽線與光控電源板的相應(yīng)端子連接。開關(guān)調(diào)整板的放置須保證生產(chǎn)和使用過程中能方便地調(diào)節(jié)相應(yīng)的開關(guān)和電位器。光控電源板和開關(guān)調(diào)整板之間的對應(yīng)信號(hào)須經(jīng)扁平電纜牢固連接。
從光控電源板輸出的+3V直流電壓，須經(jīng)過測試調(diào)整后才能與微光像增強(qiáng)器的直流輸入端子接在一起。具體調(diào)試方法為(1)將光控電源板的+3V輸出端子及地分別接萬用表的紅黑表筆；(2)將開關(guān)調(diào)整板上的撥動(dòng)開關(guān)SW打在非光控狀態(tài)，調(diào)整光控電源板的電位器RC1，使得輸出電壓為+3V(或其它，由具體微光像增強(qiáng)器的直流工作電壓參數(shù)決定)。該電壓調(diào)整好后，須把光控電源板上的電位器RC1膠封起來，以防由于震動(dòng)等造成電壓的偏離。然后關(guān)掉電源，將光控電源板的+3V輸出端及地與像增強(qiáng)器的對應(yīng)端子連接好。所有的連線接好之后，須在小孔成像的條件之下，分別通過光控電源板的RC1和RC2電位器來調(diào)節(jié)裝置的光放大倍數(shù)和強(qiáng)光保護(hù)閾值電平(注意此時(shí)開關(guān)調(diào)整板的撥動(dòng)開關(guān)SW應(yīng)打在光控狀態(tài))。調(diào)好之后，裝置即可正常工作。
對于紅外夜視儀，可以將光探測器中的光敏三極管更換為紅外型光敏管即可實(shí)現(xiàn)所有的功能。
權(quán)利要求1.一種多功能像增強(qiáng)器強(qiáng)光自動(dòng)保護(hù)裝置，其特征是硬件電路包括光探測器、光控電源、開關(guān)調(diào)整，其連接關(guān)系為光探測器外殼固定在微光夜視儀上，其光軸與夜視儀光學(xué)系統(tǒng)的光軸相平行，其輸出端子C、B、E通過信號(hào)線分別與光控電源板的C、B、E輸入端相連；光控電源板的輸入端子對分別與系統(tǒng)直流電源的輸出端及地相連，其輸出端子對分別接像增強(qiáng)器的輸入和地，其信號(hào)輸出端子排(GND，+12V，CZ，CO，AK，CL，AO)分別與開關(guān)調(diào)整板上的對應(yīng)端子連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能像增強(qiáng)器強(qiáng)光自動(dòng)保護(hù)裝置，其特征在于光控電源板的+12V輸入端子對(+12V，GND)分別與系統(tǒng)+12V直流電源的輸出端及地相連，其+3V輸出端子對(+3V，GND)分別接像增強(qiáng)器的+3V輸入和地。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多功能像增強(qiáng)器強(qiáng)光自動(dòng)保護(hù)裝置，其特征在于光探測器由有機(jī)玻璃外殼[1]、光敏三極管[2]、填充硅膠[3]構(gòu)成。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種多功能像增強(qiáng)器強(qiáng)光自動(dòng)保護(hù)裝置。它包括光探測器、光控電源、開關(guān)調(diào)整，光探測器外殼固定在微光夜視儀上，其光軸與夜視儀光學(xué)系統(tǒng)的光軸相平行，其輸出端子通過信號(hào)線分別與光控電源板的輸入端相連；光控電源板的輸入端子對分別與系統(tǒng)直流電源的輸出端及地相連，其輸出端子對分別接像增強(qiáng)器的輸入和地，其信號(hào)輸出端子排分別與開關(guān)調(diào)整板上的對應(yīng)端子連接。本實(shí)用新型適應(yīng)于各代的微光像增強(qiáng)器，能利用系統(tǒng)電源，為微光像增強(qiáng)器提供穩(wěn)定可靠的直流工作電壓，且該電壓可以根據(jù)像增強(qiáng)器的具體技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行調(diào)整，徹底防止強(qiáng)光對熒光屏和光電陰極的損害，且強(qiáng)光保護(hù)的閾值可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)定。
文檔編號(hào)H04N5/00GK2590305SQ0225796
公開日2003年12月3日 申請日期2002年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月24日
發(fā)明者李武森, 遲澤英, 陳文建, 魏殿修, 游明俊, 王興龍 申請人:南京理工大學(xué)