專利名稱：多功能像增強器強光自動保護裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種可輸出直流電壓的、適應于各代像增強器的多功能像增強器強光自動保護裝置。
二背景技術：
強閃光對像增強器的熒光屏和光電陰極都會造成損害。一方面，像增強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)場上強閃光進入系統(tǒng)時，屏上產生的電子束流功率密度卻遠大于這個值，從而造成熒光屏的溫度急劇升高而被灼傷。另一方面，強光射到光電陰極上，會使光電陰極在極短時間內發(fā)出過多的光電子而產生疲勞甚至永久性的破壞。
對于上述問題，不同代的像增強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筒之間串接100MΩ保護電阻，當有強閃光時光電流達5到10微安，保護電阻上的壓降達2到4千伏，從而使光電陰極附近電場明顯變化而暫時破壞了聚焦成像特性，使得電子束到達熒光屏時的成像面積擴大，熒光屏所承受的電子束功率密度減少，從而保護了熒光屏不受灼傷。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高阻值電阻R，當像增強器的光電流隨入射照度的增加而增加時，電阻R上的壓降將隨之上升，使供給像增強器的工作電壓隨之下降。適當選擇電阻R的值，會使在強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熒光屏的作用。同時，由于像增強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負電荷區(qū)，從而阻擋了電子的繼續(xù)發(fā)射，起到了保護光電陰極的作用。第二代像增強器中，由于MCP電子倍增器具有高電子流自動防護作用，在MCP兩端加電壓時，只提供有限的輸出飽和電流，當強光照射時像增強器的熒光屏也不會受到永久性破壞。
上述各種方法存在的問題如下一代像增強器中，散焦法只能保護熒光屏，而對光電陰極則起不到保護作用；降壓法對熒光屏和光電陰極雖然都能起到保護作用，但它是通過負反饋進行的，無法防止強光在開始的一瞬間對像增強器的損傷。二代像增強器中，微通道板電子倍增器的高電子流自動防護作用對像增強器的熒光屏有保護作用，但對光電陰極卻不能直接起到應有的保護作用。
三
發(fā)明內容
本實用新型的目的在于提供一種通用于各代像增強器，能有效防止強光對光電陰極和熒光屏的損傷，同時可以給像增強器提供一個穩(wěn)定的且能根據(jù)實際需要進行調節(jié)的直流工作電壓的多功能像增強器強光自動保護裝置。
實現(xiàn)本實用新型目的的技術方案是一種多功能像增強器強光自動保護裝置，硬件電路包括光探測器、光控電源、開關調整，其連接關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系統(tǒng)的光軸相平行，其輸出端子C、B、E通過信號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器的輸入和地，其信號輸出端子排(GND，+12V，CZ，CO，AK，CL，AO)分別與開關調整板上的對應端子連接。
本實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轉換為電信號，送光控電源板處理。當光強在保護閾值電平以下時，光控電源板輸出穩(wěn)定的+3V(由像增強器的工作參數(shù)決定)直流電壓，使得像增強器正常工作。一旦光強超過設定的閾值，+3V輸出立即切斷，使得像增強器脫電，從而徹底保護了像增強器的光電陰極和熒光屏不受損害。當外界強光減弱到保護閾值之下時，光控電源板的+3V輸出又會自動打開，使像增強器處于正常工作狀態(tài)。光控電源板對光信號的放大倍數(shù)可以通過開光調整板的電位器RC1來調節(jié)，而強光保護閾值電平則可以通過開關調整板的電位器RC2來調節(jié)。緊急狀態(tài)下，可以通過切換開關調整板上的S1開關來關掉強光保護功能，使得像增強器一直處于正常工作狀態(tài)。開關調整板上的測試端子TEST1，TEST2可以分別用來測量放大后光信號的大小，以及強光保護閾值電平的高低。端子TEST3，TEST4為地。
本實用新型與現(xiàn)存技術相比，其顯著優(yōu)點是1、適應于各代的微光像增強器；2、能利用系統(tǒng)+12V電源，為微光像增強器提供穩(wěn)定可靠的直流工作電壓，且該電壓可以根據(jù)像增強器的具體技術指標進行調整；3、可以徹底防止強光對熒光屏和光電陰極的損害，且強光保護的閾值可以根據(jù)實際情況進行設定。
四
圖1是本實用新型的多功能像增強器強光自動保護裝置的構成框圖。
圖2是本實用新型的光探測器的結構示意圖。。
圖3是本實用新型的多功能像增強器強光自動保護裝置的電路原理圖。
五具體實施方式
以下結合附圖詳細說明本實用新型提出的具體裝置在微光夜視儀中應用的細節(jié)。
根據(jù)圖1，本實用新型提出的多功能像增強器強光保護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)境光強度低于設定的保護閾值，該裝置即輸出穩(wěn)定的+3V電壓，使像增強器正常工作。當環(huán)境光強高于這個閾值，+3V輸出立即被切斷，從而使像增強器停止工作，免受強光的損害。一旦光強降低到保護閾值之下，+3V輸出又立即恢復，系統(tǒng)重新正常工作。
結合圖1、圖2、圖3，本實用新型的多功能像增強器強光自動保護裝置包括光探測器、光控電源板、開光調整板。光探測器由有機玻璃外殼1、光敏三極管2、填充硅膠3構成。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三個極通過不同顏色的信號線引出，這些導線須有外屏蔽層。光探測器的作用是通過光敏三極管3DUOC感應系統(tǒng)光軸方向的光強及其變化，并將其轉換為電信號送入光控電源板處理。光控電源板由運算放大器LM358、以及帶開關控制的DC-DC變換器MAX1659等組成。其工作過程為LM358的第一級運放(IC1A)接收并放大來自光探測器的電信號，其放大倍數(shù)可以通過開關調整板上的電位器RC1來調整。LM358的第二級運放(IC1B)將上述放大后的信號與通過RC2(位于開關控制板上)設定的保護閾值電平作比較，其輸出結果通過開關調整板上的撥動開關S1接到回到光控電源板的IC2即MAX1659的控制端/SHDN。當該端為低電平時，IC2的OUT輸出為0V；為高電平時，IC2的OUT輸出為+3.3V。該+3.3V電壓可以通過電位器RC3來調整。開關調整板由撥動開關SW、增益電位器(RC1)、強光保護閾值電位器(RC2)以及放大后的光信號和強光保護閾值電平測試端子TS1-4等組成。
光探測器應安裝在與夜視儀主光軸平行的方向上。其輸出端子b、e、c應通過屏蔽線與光控電源板的相應端子連接。開關調整板的放置須保證生產和使用過程中能方便地調節(jié)相應的開關和電位器。光控電源板和開關調整板之間的對應信號須經扁平電纜牢固連接。
從光控電源板輸出的+3V直流電壓，須經過測試調整后才能與微光像增強器的直流輸入端子接在一起。具體調試方法為(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)將開關調整板上的撥動開關SW打在非光控狀態(tài)，調整光控電源板的電位器RC1，使得輸出電壓為+3V(或其它，由具體微光像增強器的直流工作電壓參數(shù)決定)。該電壓調整好后，須把光控電源板上的電位器RC1膠封起來，以防由于震動等造成電壓的偏離。然后關掉電源，將光控電源板的+3V輸出端及地與像增強器的對應端子連接好。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電位器來調節(jié)裝置的光放大倍數(shù)和強光保護閾值電平(注意此時開關調整板的撥動開關SW應打在光控狀態(tài))。調好之后，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現(xiàn)所有的功能。
權利要求1.一種多功能像增強器強光自動保護裝置，其特征是硬件電路包括光探測器、光控電源、開關調整，其連接關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系統(tǒng)的光軸相平行，其輸出端子C、B、E通過信號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器的輸入和地，其信號輸出端子排(GND，+12V，CZ，CO，AK，CL，AO)分別與開關調整板上的對應端子連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的多功能像增強器強光自動保護裝置，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)分別接像增強器的+3V輸入和地。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的多功能像增強器強光自動保護裝置，其特征在于光探測器由有機玻璃外殼[1]、光敏三極管[2]、填充硅膠[3]構成。
專利摘要本實用新型涉及一種多功能像增強器強光自動保護裝置。它包括光探測器、光控電源、開關調整，光探測器外殼固定在微光夜視儀上，其光軸與夜視儀光學系統(tǒng)的光軸相平行，其輸出端子通過信號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器的輸入和地，其信號輸出端子排分別與開關調整板上的對應端子連接。本實用新型適應于各代的微光像增強器，能利用系統(tǒng)電源，為微光像增強器提供穩(wěn)定可靠的直流工作電壓，且該電壓可以根據(jù)像增強器的具體技術指標進行調整，徹底防止強光對熒光屏和光電陰極的損害，且強光保護的閾值可以根據(jù)實際情況進行設定。
文檔編號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