专利名称：多功能像增强器强光自动保护装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种可输出直流电压的、适应于各代像增强器的多功能像增强器强光自动保护装置。
二背景技术：
强闪光对像增强器的荧光屏和光电阴极都会造成损害。一方面，像增强器荧光屏只能承受最大约10～200W/mm2的电子束流功率密度，而战场上强闪光进入系统时，屏上产生的电子束流功率密度却远大于这个值，从而造成荧光屏的温度急剧升高而被灼伤。另一方面，强光射到光电阴极上，会使光电阴极在极短时间内发出过多的光电子而产生疲劳甚至永久性的破坏。
对于上述问题，不同代的像增强器采用了不同的解决办法，但都还存在一定的问题。第一代像增强器中，采用的是散焦法和降压法。散焦法是在光电阴极和阴极内筒之间串接100MΩ保护电阻，当有强闪光时光电流达5到10微安，保护电阻上的压降达2到4千伏，从而使光电阴极附近电场明显变化而暂时破坏了聚焦成像特性，使得电子束到达荧光屏时的成像面积扩大，荧光屏所承受的电子束功率密度减少，从而保护了荧光屏不受灼伤。降压法则是在荧光屏与高压电源的正输出端之间串接一个高阻值电阻R，当像增强器的光电流随入射照度的增加而增加时，电阻R上的压降将随之上升，使供给像增强器的工作电压随之下降。适当选择电阻R的值，会使在强光作用下电阻上的压降足够大，从而使打在荧光屏上的电子束流功率密度下降而起到保护荧光屏的作用。同时，由于像增强器工作电压的急剧下降，光电阴极发射的电子不能被正常加速，而是停留在光电阴极附近形成一个负电荷区，从而阻挡了电子的继续发射，起到了保护光电阴极的作用。第二代像增强器中，由于MCP电子倍增器具有高电子流自动防护作用，在MCP两端加电压时，只提供有限的输出饱和电流，当强光照射时像增强器的荧光屏也不会受到永久性破坏。
上述各种方法存在的问题如下一代像增强器中，散焦法只能保护荧光屏，而对光电阴极则起不到保护作用；降压法对荧光屏和光电阴极虽然都能起到保护作用，但它是通过负反馈进行的，无法防止强光在开始的一瞬间对像增强器的损伤。二代像增强器中，微通道板电子倍增器的高电子流自动防护作用对像增强器的荧光屏有保护作用，但对光电阴极却不能直接起到应有的保护作用。
三
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种通用于各代像增强器，能有效防止强光对光电阴极和荧光屏的损伤，同时可以给像增强器提供一个稳定的且能根据实际需要进行调节的直流工作电压的多功能像增强器强光自动保护装置。
实现本实用新型目的的技术方案是一种多功能像增强器强光自动保护装置，硬件电路包括光探测器、光控电源、开关调整，其连接关系为光探测器外壳固定在微光夜视仪上，其光轴与夜视仪光学系统的光轴相平行，其输出端子C、B、E通过信号线分别与光控电源板的C、B、E输入端相连；光控电源板的+12V输入端子对(+12V，GND)分别与系统直流电源的输出端及地相连，其输出端子对分别接像增强器的输入和地，其信号输出端子排(GND，+12V，CZ，CO，AK，CL，AO)分别与开关调整板上的对应端子连接。
本实用新型的工作原理是光探测器将夜视仪光轴方向的光信号转换为电信号，送光控电源板处理。当光强在保护阈值电平以下时，光控电源板输出稳定的+3V(由像增强器的工作参数决定)直流电压，使得像增强器正常工作。一旦光强超过设定的阈值，+3V输出立即切断，使得像增强器脱电，从而彻底保护了像增强器的光电阴极和荧光屏不受损害。当外界强光减弱到保护阈值之下时，光控电源板的+3V输出又会自动打开，使像增强器处于正常工作状态。光控电源板对光信号的放大倍数可以通过开光调整板的电位器RC1来调节，而强光保护阈值电平则可以通过开关调整板的电位器RC2来调节。紧急状态下，可以通过切换开关调整板上的S1开关来关掉强光保护功能，使得像增强器一直处于正常工作状态。开关调整板上的测试端子TEST1，TEST2可以分别用来测量放大后光信号的大小，以及强光保护阈值电平的高低。端子TEST3，TEST4为地。
本实用新型与现存技术相比，其显著优点是1、适应于各代的微光像增强器；2、能利用系统+12V电源，为微光像增强器提供稳定可靠的直流工作电压，且该电压可以根据像增强器的具体技术指标进行调整；3、可以彻底防止强光对荧光屏和光电阴极的损害，且强光保护的阈值可以根据实际情况进行设定。
四
图1是本实用新型的多功能像增强器强光自动保护装置的构成框图。
图2是本实用新型的光探测器的结构示意图。。
图3是本实用新型的多功能像增强器强光自动保护装置的电路原理图。
五具体实施方式
以下结合附图详细说明本实用新型提出的具体装置在微光夜视仪中应用的细节。
根据图1，本实用新型提出的多功能像增强器强光保护装置的电源来自于微光视频系统的+12V电池组，其+3V输出端接像增强器的输入端。通电开始工作后，若光探测器感受到环境光强度低于设定的保护阈值，该装置即输出稳定的+3V电压，使像增强器正常工作。当环境光强高于这个阈值，+3V输出立即被切断，从而使像增强器停止工作，免受强光的损害。一旦光强降低到保护阈值之下，+3V输出又立即恢复，系统重新正常工作。
结合图1、图2、图3，本实用新型的多功能像增强器强光自动保护装置包括光探测器、光控电源板、开光调整板。光探测器由有机玻璃外壳1、光敏三极管2、填充硅胶3构成。光敏三极管采用3DUOC和定位套胶合在一起。光敏三极管的C、B、E三个极通过不同颜色的信号线引出，这些导线须有外屏蔽层。光探测器的作用是通过光敏三极管3DUOC感应系统光轴方向的光强及其变化，并将其转换为电信号送入光控电源板处理。光控电源板由运算放大器LM358、以及带开关控制的DC-DC变换器MAX1659等组成。其工作过程为LM358的第一级运放(IC1A)接收并放大来自光探测器的电信号，其放大倍数可以通过开关调整板上的电位器RC1来调整。LM358的第二级运放(IC1B)将上述放大后的信号与通过RC2(位于开关控制板上)设定的保护阈值电平作比较，其输出结果通过开关调整板上的拨动开关S1接到回到光控电源板的IC2即MAX1659的控制端/SHDN。当该端为低电平时，IC2的OUT输出为0V；为高电平时，IC2的OUT输出为+3.3V。该+3.3V电压可以通过电位器RC3来调整。开关调整板由拨动开关SW、增益电位器(RC1)、强光保护阈值电位器(RC2)以及放大后的光信号和强光保护阈值电平测试端子TS1-4等组成。
光探测器应安装在与夜视仪主光轴平行的方向上。其输出端子b、e、c应通过屏蔽线与光控电源板的相应端子连接。开关调整板的放置须保证生产和使用过程中能方便地调节相应的开关和电位器。光控电源板和开关调整板之间的对应信号须经扁平电缆牢固连接。
从光控电源板输出的+3V直流电压，须经过测试调整后才能与微光像增强器的直流输入端子接在一起。具体调试方法为(1)将光控电源板的+3V输出端子及地分别接万用表的红黑表笔；(2)将开关调整板上的拨动开关SW打在非光控状态，调整光控电源板的电位器RC1，使得输出电压为+3V(或其它，由具体微光像增强器的直流工作电压参数决定)。该电压调整好后，须把光控电源板上的电位器RC1胶封起来，以防由于震动等造成电压的偏离。然后关掉电源，将光控电源板的+3V输出端及地与像增强器的对应端子连接好。所有的连线接好之后，须在小孔成像的条件之下，分别通过光控电源板的RC1和RC2电位器来调节装置的光放大倍数和强光保护阈值电平(注意此时开关调整板的拨动开关SW应打在光控状态)。调好之后，装置即可正常工作。
对于红外夜视仪，可以将光探测器中的光敏三极管更换为红外型光敏管即可实现所有的功能。
权利要求1.一种多功能像增强器强光自动保护装置，其特征是硬件电路包括光探测器、光控电源、开关调整，其连接关系为光探测器外壳固定在微光夜视仪上，其光轴与夜视仪光学系统的光轴相平行，其输出端子C、B、E通过信号线分别与光控电源板的C、B、E输入端相连；光控电源板的输入端子对分别与系统直流电源的输出端及地相连，其输出端子对分别接像增强器的输入和地，其信号输出端子排(GND，+12V，CZ，CO，AK，CL，AO)分别与开关调整板上的对应端子连接。
2.根据权利要求1所述的多功能像增强器强光自动保护装置，其特征在于光控电源板的+12V输入端子对(+12V，GND)分别与系统+12V直流电源的输出端及地相连，其+3V输出端子对(+3V，GND)分别接像增强器的+3V输入和地。
3.根据权利要求1或2所述的多功能像增强器强光自动保护装置，其特征在于光探测器由有机玻璃外壳[1]、光敏三极管[2]、填充硅胶[3]构成。
专利摘要本实用新型涉及一种多功能像增强器强光自动保护装置。它包括光探测器、光控电源、开关调整，光探测器外壳固定在微光夜视仪上，其光轴与夜视仪光学系统的光轴相平行，其输出端子通过信号线分别与光控电源板的输入端相连；光控电源板的输入端子对分别与系统直流电源的输出端及地相连，其输出端子对分别接像增强器的输入和地，其信号输出端子排分别与开关调整板上的对应端子连接。本实用新型适应于各代的微光像增强器，能利用系统电源，为微光像增强器提供稳定可靠的直流工作电压，且该电压可以根据像增强器的具体技术指标进行调整，彻底防止强光对荧光屏和光电阴极的损害，且强光保护的阈值可以根据实际情况进行设定。
文档编号H04N5/00GK2590305SQ0225796
公开日2003年12月3日 申请日期2002年10月24日 优先权日2002年10月24日
发明者李武森, 迟泽英, 陈文建, 魏殿修, 游明俊, 王兴龙 申请人:南京理工大学