Сборка зеркально-линзового объектива с приемником лучистой энергии (ПЛЭ). Комплесные испытания ЭОС (стр. 2 из 3)

· повышенной и пониженной температуры;

· повышенной влажности;

· испытания на водонепроницаемость и водозащищенность;

· морского (соленого) тумана;

· пылезащищенность и пылеустойчивость;

· воздействие солнечной радиации;

· воздействие пониженного давления.

К механическим испытаниям относятся испытания, в процессе которых имитируются реальные условия эксплуатации при механических воздействиях. К основным видам механических испытаний относят:

· испытания на воздействие вибрации;

· испытания на воздействие удара;

· испытания на воздействие постоянного ускорения;

· испытания на механические воздействия при транспортировке;

· испытания на воздействие акустического шума.

При проведении климатических и механических испытаний различают испытания на прочность и устойчивость к внешнему воздействующему фактору. При испытаниях на прочность внешние факторы воздействуют на ЭОС находящуюся в нерабочем состоянии. После испытаний ЭОС включают и проверяют ее работоспособность и технические параметры и характеристики. Испытания на устойчивость ЭОС проводят в рабочем (включенном) состоянии. С помощью специальной контрольной аппаратуры проверяют способность ЭОС нормально функционировать и обеспечивать заданные параметры и характеристики при воздействии Внешних климатических и механических факторов.

Климатические камеры для нагрева и охлаждения, термобарокамеры.

Испытания ЭОС на воздействие повышенной и пониженной температур проводят в специальных камерах. В простейшем случае такая камера представляет собой замкнутый объем с теплоизоляционными стенками. Полезный объем камеры нагревают электронагревателями, расположенными по стенкам или трубопроводами через которые циркулирует горячая вода или пар, или путем подачи в камеру горячего воздуха. Температуру в камере выравнивают вентиляторами либо за счет конвекции. В некоторых моделях камер температура может доводиться до 200 ° С и более. Более сложные модели камер снабжены системами управления, которые позволяют задавать и контролировать законы изменения температуры в камере в течение всего цикла испытаний. В климатических камерах низких температур полость камеры охлаждают. Чаще всего используются системы охлаждения с компрессорной холодильной установкой. Температура внутри камер может достигать -50.. .-60 ° С.

ЭОА при пониженном давлении испытывают в барокамерах. Корпус барокамеры имеет прочные воздухонепроницаемые стенки и герметично закрывающиеся двери, люки, а также герметичные тоководы и разъемы. Давление воздуха регулируют насосами и автоматически поддерживают на заданном уровне. Контролируют давление при помощи манометров и вакуумметров.

Камеры влаги. Камеры морского тумана.

Камеры влаги представляют собой замкнутый объем внутри которого обеспечивается заданная влажность, степень которой может меняться. Увлажнение полости камеры может производиться испарением воды, впуском в камеру водяного пара, продуванием воздуха через воду, распылением воды. Сушат воздух в камерах при помощи веществ поглощающих влагу. В современных камерах соблюдается заданный режим температуры и влажности в диапазоне относительной влажности от 40 до 100 % и температуры от -10 до + 60 °С.

Камеры морского тумана.

Камеры используются для испытаний ЭОА на воздействие морского (соляного) тумана. Рабочий объем камеры, где поддерживается заданная температура, оборудуется специальной форсункой для распыления соляного раствора, подобного морской воде. Автоматическое устройство поддерживает необходимую концентрацию тумана.

Камеры солнечной радиации.

В качестве источника излучения в таких камерах используются ртутно-кварцевые лампы инфракрасного излучения и лампы ультрафиолетового излучения. Комбинацией ламп обеспечивается излучение требуемой силы со спектральным составом, близким к солнечному. Уровень засветки в камере проверяют фото датчиком, либо химическими средствами

Особенности контроля ЭОП для УФ и ИК спектра

Спектр электромагнитного излучения охватывает огромную область частот — от нескольких герц до

Гц. В середине спектра, от до Гц, находится интервал, называемый оптическим, который охватывает длины воли от ультрафиолетовых до инфракрасных. Внутри оптического диапазона имеется узкая область спектра, в которой человек естественным образом получает большую информацию, чем от всей остальной части. Это область видимою излучения, ограниченная длинами волн от 0,38 до 0,78 мкм. УФ область спектра занимает интервал от 0,1 до 0,38 мкм, и ИК — от 0,78 до 14 мкм. В указанных диапазонах человеческий глаз уже не воспринимает электромагнитное излучение.

В настоящее время ОП, использующие невидимые для глаза области спектра, получили широкое распространение. Это связано как с особенностью ИК и УФ излучения, так и с тем, что многие объекты и процессы обладают собственным излучением в этих областях.

Организация сборки и юстировки таких ОП ничем не отличается от тех процессов, выполняемых для приборов, работающих в видимой области. Здесь также необходимо выполнять фокусировку и центрирование, регулировку масштаба изображения или увеличения и прочие операции. Однако осуществление контроля при этом проводится в других условиях, что связано с необходимостью восприятия УФ и ИК излучения. Особенности контроля, таким образом, непосредственно связаны с особенностями самих приборов, к числу которых относятся:

1) использование невидимого глазом излучения;

2) применение специальных средств «визуализации» невидимого
излучения (ЭОП, электронно-лучевых трубок и т. д.) пли приемников УФ и ИК излучения;

использование специальных материалов для преломляющих
и отражающих элементов ОП;

применение УФ и ИК источников излучения;

изменение некоторых показателей качества например разрешающей способности и т. п.

В качестве материалов в УФ и ИК приборах используются различные марки стекол и ряд кристаллов, многие из которых характеризуются низкой стойкостью к влаге и механическим воздействиям. Это-обстоятельство требует создания особых условий не только. При изготовлении из них оптических деталей, но и при сборке.

Безусловно, основной особенностью таких приборов является использование соответствующих спектральных диапазонов излучения, что приводит к необходимости выбора пригодных для этой цели источников и приемников.

В качестве источников УФ и ИК излучения широкое распространение получили обычные лампы накаливания, которые излучают электромагнитное излучение в широкой области спектра. Для использования УФ и И К областей спектра в этом случае применяются фильтры с различной шириной полосы пропускания, поглощающие излучение ненужных спектральных интервалов. В настоящее время широкое применение нашли источники (ОКГ, светодиоды), излучающие в узкой полосе спектра. Существующие ОКГ излучают и в УФ, и в ИК спектральных областях. Их излучение является монохроматическим, а угол расходимости (для газовых ОКГ) не превышает нескольких угловых минут. Светодиоды имеют излучение от 0,5 до 0,9 мкм с полосой пропускания около 40-100 нм и углом расходимости около 35° (для плоского световода).

Чрезвычайно разнообразны и приемники УФ и ИК излучения. Здесь можно применять приемники с внешним и внутренним фотоэффектом. Из первых наибольшее распространение получили фотоэлектрические умножители, имеющие спектральную область чувствительности от 0,3 до 1,2 мкм, высокую чувствительность до 10 мкА/лм, малый темповой ток от 0,05 до 5 мкА и низкую инерционность до

с, однако для использования их необходимы источники высокого напряжения до 1,7 кВ. Из приемников с внутренним фотоэффектом широкое распространение получили фоторезисторы на основе халькогенидов свинца; интерметаллические германиевые фоторезисторы, работающие эффективно до 60 мкм при охлаждении до -190 °С; германиевые и кремниевые фотодиоды ( мкм); фоторезисторы ( мк:) и др.

Фотодиоды часто объединяются в матрицы и линейки, имеющие свои схемы управления, например приборы с зарядовой связью (ПЗС). В настоящее время, поданным Д. Ф. Барба, разработаны монолитные ПЗС приемника на основе InSb (с использованием SiON в качестве изолятора). Имеются матрицы приемников с числом элементов 16х24, чувствительные элементы которых с площадью

расположены с шагом 66 мкм. Плотность темпового тока при 77° К составляет 100 нА/ , спектральный диапазон — 3-5 мкм. В перспективе предполагается получение матриц с числом элементов 16 х64. Часто в ИК приборах используются электронно-оптические преобразователи ИК излучения в видимое.

Наличие соответствующих приемников излучения в составе прибора позволяет осуществлять окончательную юстировку собранного OП с контролем параметров прибора при помощи собственных приемников.

Основные трудности проявляются в процессе предварительной сборки оптических и оптоэлектронных узлов прибора, когда тракт преобразования информации разорван. В этом случае обычно применяются два различных подхода к контролю качества юстировки: 1) с использованием видимого излучения; 2) юстировка в условиях, аналогичных условиям функционирования узлов, т.е. в УФ и ИК области спектра.