Основы оптико-электронного приборостроения (стр. 69 )

При испытаниях на повышение или понижение температуры приборы помещают в специальные камеры: термостаты и криостаты (холодильники). В частных технических условиях должны быть указаны режимы испытаний: температуры и скорости изменения, продолжительность испытания при различных значениях температуры, режим последующего изменения температуры до заданной рабочей температуры, значения перепадов температур различных частей приборов и т. п.

Испытания при повышенной температуре проводят в термостатах, повышение температуры в которых обеспечивают электрические, водяные или паровые обогреватели. При этом проверяют функционирование приборов, отсутствие дефектов в оптических узлах, например расклеек, деформаций в кинематических звеньях, состояние электроизоляции, смазочного материала и уплотняющей или герметизирующей замазки.

Испытания при пониженной температуре проводят в холодильных камерах – криостатах, в которых поддерживается необходимая низкая температура. При испытаниях на холодоустойчивость после выдержки при минимальной температуре непосредственно в холодильной камере проверяют функционирование прибора и его выходные характеристики, внешний вид и наличие дефектов в различных узлах прибора.

Испытания при повышенной влажности проводят в камерах теплоты и влаги – гидростатах, в которых влажность можно довести до 98% путем испарения воды, при этом обеспечивается повышение температуры до 35оС. В процессе испытаний проверяют устойчивость приборов к коррозии, качество лакокрасочных покрытий, уплотняющих элементов и электроизоляции. В некоторых случаях после повышения влажности прибор нагревают или его охлаждают и проверяют появление влаги или изморози внутри него.

Иногда ОЭП испытывают на водонепроницаемость в специальных дождевальных камерах, в которых струйки воды направляют на прибор под различными углами. Температура воды в этих случаях должна соответствовать температуре реального дождя. Попадающие на прибор струи искусственного дождя равномерно распределяются по его поверхности. Дождевание обычно продолжается не менее 30 мин.

Устойчивость приборов к воздействию морского тумана или других агрессивных сред проверяют путем распыления соответствующего раствора пульверизатором с последующим контролем качества покрытий и коррозии металлов после воздействия в течение нескольких суток.

Испытания на пылеустойчивость проводят в камерах, через которые со скоростью до 15 м/с продувают смесь частиц песка, мела и глины размером до 50 мкм в течение 1… 2 ч. При этом контролируют давление, создающее воздушную струю, и количество частиц. При статическом воздействии пыли в камере создают определенную запыленность, которую контролируют путем подсчета пылевых частиц в единице объема. После испытаний проводят внешний и внутренний осмотр прибора в целях выявления пылевых частиц внутри прибора и повреждений покрытий, особенно оптических деталей.

Целью термобарических испытаний является определение изменения качественных характеристик приборов и их устойчивости под воздействием изменений давления и температуры. Испытания проводят в термобарокамерах, обеспечивающих повышенное или пониженное давление, броневаннах и бронекамерах. В броневаннах испытывают приборы, погруженные в воду, в бронекамерах - приборы, заполняемые газами. В процессе испытаний в термобарокамерах проверяют функционирование приборов, их герметичность, состояние смазки, уплотнений, качество изоляции. При испытаниях в броневаннах и бронекамерах проверяют в основном прочность уплотнений и герметизации корпусов. В некоторых случаях приборы проверяют на прочность избыточным давлением изнутри, заполняя их водой или газом, например гелием.

Для проверки герметичности приборов можно использовать также вакуумный способ испытаний. В качестве контрольного газа при этом применяют гелий, хорошо проникающий в малые отверстия, содержание которого в атмосфере весьма незначительно, что обеспечивает достоверность испытаний вследствие незначительности влияния на испытания атмосферного гелия. Кроме того, гелий инертен, негорюч и нетоксичен. Для контроля за утечкой гелия используют масс-спектрометрические течеискатели.

К специальным методам испытаний относятся: оптические, электрические, испытания на надежность, устойчивость к солнечной радиации, к воздействию микроорганизмов, ионизирующего и лазерного излучений и некоторых других. В процессе оптических испытаний проверяют качество функционирования ОЭП и их узлов, т. е. их энергетические, спектральные, пространственные, геометрические, фоновые, пространственно-частотные, динамические и некоторые другие характеристики в стабильных нормальных условиях. Их разновидностью являются параметрические оптические испытания, при которых исследуют влияние изменений отдельных параметров на качество функционирования приборов.

Оптические испытания проводят на универсальных и специальных стендах, имитирующих различные характеристики и параметры излучателей, помех и фона.

При электрических испытаниях оценивают помехозащищенность ОЭП и их узлов от воздействия естественного или искусственного электромагнитного поля, электрическую прочность изоляции и электрическое сопротивление изоляции.

Помехозащищенность ОЭП от воздействия электромагнитных полей проверяют в специальных помещениях, экранируемых от неуправляемых электромагнитных полей. Внутри помещения располагают электромагнитные устройства, воспроизводящие электромагнитные помехи заданной интенсивности.

Электрическое сопротивление и прочность изоляции проверяют на специальных стендах при воспроизведении образцов токов и высоких напряжений.

Испытаниям на надежность подвергают многие функциональные узлы ОЭП. В процессе испытаний контролируют основные показатели надежности, например ресурс работы, наработку на отказ. Эти испытания проводят на специальных стендах, имитирующих работу функциональных узлов.

Испытания на устойчивость к воздействию солнечной радиации проводят в специальных камерах, оснащенных имитаторами Солнца на основе газоразрядных ксеноновых ламп в качестве источников излучения, спектральный состав излучения которых близок к спектру солнечного излучения.

Приборы, предназначенные для работы в условиях тропического климата, подвергают испытаниям на грибкоустойчивость в камерах грибкообразования. При температуре +40оС и влажности 90… 95% прибора опрыскивают водной суспензией из спор плесневых грибков и других микроорганизмов, а затем выдерживают в камере до 30 суток. После испытаний приборы осматривают и проверяют их работоспособность.

Контрольные вопросы

1.  Какова общая методика расчета и выбора основных конструктивных параметров ОЭП?

2.  Какова общая методика расчета и выбора основных параметров источника излучения?

3.  Какова общая методика расчета и выбора основных параметров приемника излучения?

4.  Сравните различные виды модуляции с точки зрения получения точности измерений углов и расстояний с помощью ОЭП.

5.  Перечислите виды испытаний, которым должен подвергаться ОЭП геодезического назначения.

Список литературы

1.  Высокоточные угловые измерения / , , и др.; Под ред. . М.: 1987. 480с.

2.  Вычислительная оптика: Справочник / , , и др.; Под общ. ред. . Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1984. 423 с.

3.  , Панков испытания и регулировка оптико-электронных приборов. – Л.: Машиностроение, 1986. -152 с.

4.  , , Якушенков -электронные системы в исследованиях природных ресурсов. М.: Недра, 1984. 215с.

5.  , Свешникова и проектирование оптических систем. Учебник для вузов в 2-х частях. Изд. 2-е, перераб. и доп.- М.: Изд-во МИИГАиК, 2009. –Ч.1-350 с. Ч. 2-258 с.

6.  , Кабанов оптических сигналов в земной атмосфере (в условиях помех). М.: Сов. радио, 1987. 368с.

7.  , Козлов оптического излучения. – С.-Пб.: Политехника, 2009. – 415 с.

8.  , , Челибанов оптического излучения. Учебник для вузов. – С.-Пб.: Папирус, 2004. - 240 с.

9.  Катыс и анализ оптической информации автоматической системой. М.: Машиностроение, 1986. 416с.

10.  Климков лазерная оптика. М.: Машиностроение, 1985. 128с.

11.  Криксунов по основам инфракрасной техники. М.: Сов. радио, 1978.400с.

12.  Мак- Оптика атмосферы. М.: Мир, 1979. 421с.

13.  Мирошников основы оптико-электронных приборов. Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1983. 696с.

14.  Проектирование оптико-электронных приборов: Учебник для вузов. Изд. 2-е, перераб. и доп./, , и др.; Под ред. . М.: Логос, 2000. 488 с.

15.  , , Усольцев квантовой электроники. М.: Радио и связь, 1985. 200с.

16.  Справочник по инфракрасной технике/Под ред. У. Волфа и Г. Цисиса. В 4 т./Пер. с англ. , и . М.:Мир, 1995-1999.

17.  , , Якушенков системы 3-го поколения. – М.: Логос, 2011. – 240 с.

18.  , Якушенков - и многодиапазонные оптико-электронные системы с матричными приемниками излучения. – М.: Университетская книга; Логос. – 2007. -192 с.

19.  , Якушенков системы «смотрящего» типа. – М.: Логос, 2004. – 444 с.

20.  Торшина моделирование оптико-электронных систем первичной обработки информации. – М.: Университетская книга: Логос, 2009. – 248 с.

21.  Якушенков системы фотоэлектрических устройств. – М.: Машиностроение, 1966. – 160 с.

22.  Якушенков и расчет оптико-электронных приборов.-М.: Логос, 2011. – 568 с.

23.  , , Колосов борьбы с помехами в оптико-электронных приборах. М.: Радио и связь, 1981. 180 с.

24.  Fielding K. H., Stanley N. R. 1-f binary joint transform correlator// Optical Engineering, 1990.V.29.№9.P.1082-1087

25.  Hufnagel R. E., Stanley N. R. Modulation transfer function associated with image transmission through turbulent media//JOSA, 1964. V. 54, №1.P.52-61.

26.  Infrared and Electro-Optical System Handbook/ J. S.Accetta and D. L.Shumaker. ERIM, Ann Arbor, Bellingham, SPIE Proc, Vol. PM-10, 1993. 3024 p.

27.  Kaufman Y. J. Atmospheric effect on spatial resolution of surface imagery: errata // Appl. Optics, 1984. V.23,№ 22, P.4164 - 4172.

28.  Sadot D., Kopeika N. S. Forecasting optical turbulence strength on the basis of macroscale meteorology and aerosole: models and validation // Optical Engineering, 1992. V.31,№2,P.200-212.

29.  Wight R. A reprise of perfomance prediction methods // SPIE Proc, V.762. 1988, P.171 - 183.

Издательско-книготорговый дом «Логос»

Электронная почта: *****@***ru

http://logosbook. ru

* Примечание: В настоящем параграфе угловые поля и радиусы сканирования могут иметь размерности как угловых, так и линейных величин, будучи приведенными к какой-либо плоскости, например к фокальной плоскости объектива сканирующей системы. Соответствующие размерности имеют и скорости сканирования.

[1] Коэффициентом яркости поверхности ra по направлению a называется отношение яркости La поверхности в этом направлении к яркости одинаково освещенной (облученной) с ней равнояркой по всем направлениям поверхности, имеющей коэффициент отражения r =1. Для идеально матовой (диффузной) поверхности, частично поглощающей или пропускающей излучение с коэффициентом отражения r¹1, яркость La одинакова для всех направлений, т. е. ra=const=r и L=rE/p, где Е – (облученность), создаваемая падающим извне на эту поверхность излучением.