CN113375908B - 一种用于微光像增强器自动测试的暗箱系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于微光像增强器自动测试的暗箱系统，由安装桌面、垂直光路暗箱组件、暗箱底板组件、升降台组件、测试外壳组件以及电源触钉组件组成，暗箱底板组件和测试外壳组件位于垂直光路暗箱组件内部；垂直光路暗箱组件沿中轴设置有分别位于其底部和顶部的投影光路窗口和探测光路窗口并共同组成测试所需的垂直光路；暗箱底板组件的中心位置安装测试外壳组件、边缘位置安装垂直光路暗箱组件；升降台组件以程控方式升降垂直光路暗箱组件；测试外壳组件用于定位安装像增强器；电源触钉组件用于像增强器的通电连接。通过设计的垂直光路并形成暗箱，使得测试过程不再需要暗室环境，且具有可程控升降的垂直光路暗箱，满足变焦需要。

Description

一种用于微光像增强器自动测试的暗箱系统

技术领域

本发明涉及微光像增强器的性能参数测试领域，尤其涉及一种用于微光像增强器自动测试的暗箱系统。

背景技术

像增强器属于电真空器件，由几种光学器件和金属结构件组成，其性能指标参数主要是指像增强器的光电特性，主要包括灵敏度、分辨力、传函、信噪比、亮度增益、等效背景、视场均匀性、视场疵点疵病、放大率畸变等特性值，能全面综合的反映像增强器的产品功能和性能高低。像增强器的性能参数在对应的测试设备上检测，测试时需要像增强器在暗室环境下的规定精度的辐射图案下工作，通常各个测试工位的光学系统水平布置，主要由光源和光学投影系统、暗箱系统、探测和计量系统等组成。目前涉及的测试过程部分已可实现自动化，比如信噪比在人工安装像增强器并聚焦后能自动完成数据采集和计算的过程，但测试工位均是手工方式操作，主要是因为测试系统的暗箱部分不能满足自动控制的设计要求。

为满足验收规范性能指标要求，每支像增强器的性能参数都需要检测，测试全部性能参数通常需要各种测试设备和测试人员，并且在测试之前，通常涉及人工聚焦清晰，人眼观察和测量，并读出相应数值等过程。

在传统的人工检测方法中，人工聚焦的清晰程度存在主观差异，在人眼观察和测量时也存在一定主观误差，并存在大量估读误差；由于人工操作在暗室内进行，操作、测试、记录等都不方便，操作时间长，测试效率低，易引入质量问题等等。

为提升像增强器的质量控制水平和生产管理水平，对测试过程实施自动化升级是很有必要的，逐步实现测试过程的连续性、标准化、自动化、数字化、信息化和智能化，达到提升产品质量、降低劳动强度、提高生产效率、增加经济效益的目的。

总之，传统的测试方法主要存在以下问题：

1)传统方法用于人工手动测试，需要手动打开和关闭暗箱来取放像增强器；

2)传统方法中人工安装完像增强器后再连接电源线，与测试过程不能并行；

3)产品装在暗箱内，为提高测试精度，测试时还需要暗室环境；

4)人工操作在暗室内进行，操作时间长，测试效率低。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述问题，特别是需要人工操作在暗室暗箱内进行的现状，本发明提供一种高效、高精度、高可靠并且易操作的用于微光像增强器自动测试的暗箱系统，实现对微光像增强器进行自动测试时，用一套系统可以解决：

1)通过设计的垂直光路并形成暗箱，使得测试过程不再需要暗室环境；

2)具有可程控升降的垂直光路暗箱，其可升降范围为0～100mm，可满足像增强器的聚焦调节范围0～50mm；

3)像增强器安装后能自动连接通电；

4)像增强器的夹线与测试过程并行，或在测试之前完成夹线，能在自动流水线测试系统上用气缸气指代替人手进行像增强器的自动上下料，实现自动流水线或自动调度完成测试等。

本发明的用于微光像增强器自动测试的暗箱系统主要由垂直光路暗箱组件、暗箱底板组件、升降台组件、测试外壳组件、电源触钉组件等部分组成。垂直光路暗箱底板组件的中心位置定位安装测试外壳组件、边缘位置定位安装垂直光路暗箱组件，垂直光路暗箱底板组件与垂直光路暗箱组件构成暗箱的主体，升降台组件固定垂直光路暗箱组件并可以程控升降垂直光路暗箱组件，测试外壳组件用于定位安装像增强器，电源触钉组件用于性增强器的通电连接。

垂直光路暗箱组件与暗箱底板组件配合，确保暗箱内杂光照度低于1X10E-7lx，满足测试条件的最高要求；垂直光路暗箱组件上的波纹软管可以折叠伸缩，以满足各种像增强器的聚焦调节范围为0～50mm；垂直光路暗箱组件与升降台组件连接，可程控升降垂直光路暗箱组件，其可升降范围为0～100mm；垂直光路暗箱组件的波纹软管与探测和计量系统连接，满足对像增强器的性能参数测试。暗箱底板组件安装在设备桌面的测试工位位置，与垂直光路暗箱组件及测试外壳组件连接，其上有测试外壳组件的接电电极、磁铁或电磁铁(也可以不使用)、接触开关及其安装位置。测试外壳组件能定位安装像增强器，像增强器的电源线在测试外壳组件的绕线软钩上绕两圈后接到电源触钉组件的鳄鱼夹上；测试外壳组件上安装电源触钉安装座，以供电源触钉组件定位安装；测试外壳组件上开孔以供像增强器上的二维码自动识别；测试外壳组件定位安装在暗箱底板组件的对应位置，其通光孔连接光源和光学投影系统。电源触钉组件通过螺纹安装在测试外壳组件的电源触钉安装座上，另一端用鳄鱼夹连接像增强器电源导线，弹簧的适中弹性可以确保触钉紧密接触到暗箱底板组件的接电电极上。

其中，所述的垂直光路暗箱组件由暗箱本体、单面胶泡棉、波纹软管等组成，当需要在暗箱底板上安装磁铁或电磁铁时，暗箱本体上的对应位置需要安装铁块。暗箱本体上有特殊的凸凹设计，便于与暗箱底板连接；并在暗箱本体和暗箱底板连接的边缘位置粘贴单面胶泡棉，确保暗箱内杂光照度低于1X10E-7lx；波纹软管通过502胶水粘贴在暗箱本体的开口上，波纹软管的特殊设计可以折叠伸缩，以满足各种像增强器的聚焦调节范围为0～50mm；垂直光路暗箱组件的波纹软管与探测和计量系统连接，满足对像增强器的性能参数测试。

其中，所述的升降台组件由三角支架、程控升降台及其控制器等组成，程控升降台连接在暗箱本体的对应位置，两个三角支架支撑连接暗箱本体，使用螺钉连接，垂直光路暗箱组件的程控升降范围为0～100mm。

其中，所述的暗箱底板组件由暗箱底板、接电电极、接触开关及其支撑件组成，当必要时在暗箱底板上安装磁铁或电磁铁。暗箱底板有特殊的凸凹设计，以连接暗箱本体；暗箱底板通过螺钉与设备桌面连接，连接处放置黑色密封橡胶条以保证遮光性；暗箱底板上安装有接电电极，两个电极上有R0.5mm的球形凹坑，以对接电源触钉组件上的触钉，电极的引出线通过两个

的通孔后连接到稳压稳流电源上为像增强器供电；接触开关在暗箱本体合上后接通电路，表示暗箱本体与暗箱底板成功连接；磁铁或电磁铁的设置是为了暗箱底板与暗箱本体的紧密连接，当程控升降台运行到端点时正好使暗箱底板与暗箱本体紧密连接时，可以取消磁铁或电磁铁的使用，但是当不单独使用程控升降台，而是将程控升降台集成到探测和计量系统上，最好使用磁铁或电磁铁以确保暗箱底板与暗箱本体的紧密连接；暗箱底板中心开孔后与测试外壳组件连接，特殊的开孔形状以便测试外壳的定位连接。

其中，所述的测试外壳组件由测试外壳、定位销钉、电源触钉安装座、绕线软钩组成。测试外壳通过定位销钉定位像增强器后安装，定位销钉与测试外壳为紧配合；测试外壳上与定位销钉轴垂直的方向开孔，方便像增强器上的二维码自动识别，像增强器上的开孔位置可以根据二维码的固定位置来做调整；测试外壳上有与暗箱底板连接的形状设计，方便定位，其通光孔连接光源和光学投影系统；测试外壳上有环形槽设计，方便气缸气指定位夹取像增强器进行自动上下料；测试外壳上与定位销钉对应位置的开孔便于像增强器的电源导线引出而不干扰气缸气指的操作，同时也避免导线遮挡光路影响测试；电源触钉安装座通过螺钉固定在测试外壳上，用于安装电源触钉组件后为像增强器通电；绕线软钩通过螺钉固定在测试外壳上，用于像增强器电源导线的缠绕，避免操作时导线的干涉；测试外壳组件定位安装在暗箱底板组件的对应位置，其通光孔连接光源和光学投影系统。

其中，所述的电源触钉组件由触钉、外套、内套、热收缩管、电源导线、弹簧、鳄鱼夹组成。外套通过螺纹固定到电源触钉安装座上，内套与外套紧配合装配，将触钉和弹簧固定在内套和外套形成的空间内；触钉被弹簧压紧后紧贴在外套的限位位置，弹簧的适中弹性可以确保触钉紧密接触到暗箱底板组件的接电电极上；触钉的另一端焊接导线后可连接鳄鱼夹或其他按压接线器，红色鳄鱼夹接正极，黑色鳄鱼夹接负极或地，便于快速连接像增强器导线后通电。

本发明设计的关键结构是程控自动升降暗箱结构，并在暗箱连接处特殊设计以满足杂光要求；暗箱可折叠伸缩，便于适应不同尺寸的像增强器聚焦，并且便于暗箱结构的自动升降；暗箱底板与暗箱本体连接后接触开关接通，安装像增强器测试外壳后自动为像增强器通电，便于实现自动控制；测试外壳的设计便于机械手的气指夹取、像增强器的定位放置及自动扫码识别，便于实现自动化；像增强器的夹线可与测试过程并行，导线的缠绕避免与任何操作和测试过程干涉等。本发明其他特点还包括：

1)金属件表面全部黑化处理，非金属件为黑色材料；

2)接触开关被合上后，暗箱本体与暗箱底板连接成功；

3)暗箱本体与暗箱底板闭合后确保暗箱内杂光照度低于1X10E-7lx；

4)安装带有像增强器的测试外壳组件后，像增强器自动通电，检测其连接电源的电流可以判断电源的连接是否成功。

本发明的工作原理：

发明主要用于微光像增强器自动化连续测试时构成测试所需要的暗箱环境，具体原理为：当人工或机械手气指将定位安装有像增强器并将像增强器的电源线缠绕连接的测试外壳组件定位安装到暗箱底板组件的中心位置时，测试外壳组件上的电源触钉组件接触暗箱底板组件上的接电电极，像增强器自动接通电源；升降台组件被程控向下运行使垂直光路暗箱组件的凸凹结构与暗箱底板组件的对应结构闭合，此时暗箱底板组件上的接触开关接通，升降台组件停止运行，暗箱环境形成；像增强器测试时光源和光学投影系统将目标投影到像增强器的阴极输入面上(可另加上下移动聚焦机构)，探测和计量系统连接在垂直光路暗箱组件的波纹软管上(需另加上下移动聚焦机构)，通过波纹软管的纵向伸缩可实现对不同尺寸或型号像增强器阳极输出图形的探测和计量。

本发明与现有技术比有以下效果：

1)水平光路改为垂直光路，便于操作，节约设备占用空间；

2)特殊的结构设计和信号反馈便于实现自动化操作；

3)特殊的结构设计在只使用暗箱环境时即可满足测试条件要求，测试时不再需要暗室环境；

4)像增强器的夹线可与测试过程并行，提高像增强器流转速度；

5)本发明设计简单，操作方便，定位位置及颜色标识等防错设计使普通人员即能胜任操作。

附图说明

图1：本发明的暗箱系统的组成及结构示意图。

图2：本发明的暗箱系统中的暗箱底板组件布置示意图。

图3：本发明的暗箱系统中的测试外壳组件布置示意图。

图4：本发明的暗箱系统中的电源触钉组件布置示意图。

图5：本发明的暗箱系统中被测试的像增强器安装示意图。

图中：11-安装桌面，12-M4沉头螺钉，13-密封条，2-暗箱底板组件，21-暗箱底板；22-磁铁，23-接触开关，24-支撑件，25-M2螺钉，26-接电电极，

通孔，28-电源导线；3-垂直光路暗箱组件，31-暗箱本体，32-单面胶泡棉，33-502胶，34-波纹软管，35-M3螺钉，36-铁块；4-升降台组件，41-三角支架，42-程控升降台，43-程控升降台控制器；5-投影光路窗口；6-探测光路窗口；7-测试外壳组件，71-测试外壳，72-扫码孔，73-定位销钉；74-电源触钉安装孔，75-电源触钉安装座，76-固定螺钉；77-绕线软钩，78-螺钉孔；8-电源触钉组件，81-触钉；82-外套，83-内套，84-热收缩管，85-接快捷插座或鳄鱼夹，86-电源导线，87-焊点，88-弹簧，89-鳄鱼夹；91-像增强器，92-像增强器电源导线。

具体实施方式

本发明的用于微光像增强器自动测试的暗箱系统主要由安装桌面11，垂直光路暗箱组件3、暗箱底板组件2、升降台组件4、测试外壳组件7以及电源触钉组件8等部分组成。暗箱底板组件2的中心位置定位安装测试外壳组件7、测试外壳组件7黑色阳极氧化处理，暗箱底板组件2的边缘位置定位安装垂直光路暗箱组件3，暗箱底板组件2与垂直光路暗箱组件3均为黑色绝缘塑料，如黑色缩醛树脂，并共同构成暗箱的主体，升降台组件4固定垂直光路暗箱组件3并可以程控升降垂直光路暗箱组件3，测试外壳组件7用于定位安装像增强器91，电源触钉组件8安装在电源触钉安装座75上，用于像增强器91的通电连接。

其中，所述安装桌面11由测试设备自带，在相应检测工位位置加工出暗箱底板组件2的安装孔及其螺钉孔，并使用沉头螺钉和密封条将暗箱底板组件2固定密封在安装桌面11上。

其中，所述的垂直光路暗箱组件3与暗箱底板组件2配合，确保暗箱内杂光照度低于1X10E-7lx，满足测试条件的最高要求；垂直光路暗箱组件3上的波纹软管34可以折叠伸缩，以满足各种像增强器91的聚焦调节范围为0～50mm；垂直光路暗箱组件3与程控升降台4连接，可程控升降垂直光路暗箱组件3，其可升降范围为0～100mm；垂直光路暗箱组件3的波纹软管34与探测和计量系统连接，满足对像增强器91的性能参数测试。暗箱底板组件2安装在安装桌面11的测试工位位置，与垂直光路暗箱组件3及测试外壳组件7连接，其上有测试外壳组件7的接电电极26、磁铁22、接触开关23及其安装位置。测试外壳组件7能定位安装像增强器91，像增强器91的电源线在测试外壳组件7的绕线软钩上绕两圈后接到电源触钉组件的鳄鱼夹上；测试外壳组件7上安装电源触钉安装座75，以供电源触钉组件8定位安装；测试外壳组件7上开孔以供像增强器91上的二维码自动识别；测试外壳组件7定位安装在暗箱底板组件2的对应位置，其底部设置的通光孔连接投影光路窗口5。电源触钉组件8通过螺纹安装在测试外壳组件7的电源触钉安装座75上，另一端用鳄鱼夹连接像增强器电源导线92，弹簧的适中弹性可以确保触钉81紧密接触到暗箱底板组件2的接电电极26上。

其中，所述的垂直光路暗箱组件3由暗箱本体31、单面胶泡棉32、波纹软管34等组成，当需要在暗箱底板21上安装磁铁22时，暗箱本体31上的对应位置需要安装铁块36。暗箱本体31上有特殊的凸凹设计，便于与暗箱底板21连接；并在暗箱本体31和暗箱底板21连接的边缘位置粘贴单面胶泡棉32，确保暗箱内杂光照度低于1X10E-7lx；波纹软管34通过502胶33粘贴在暗箱本体31的开口上，波纹软管34的特殊设计可以折叠伸缩，以满足各种像增强器91的聚焦调节范围为0～50mm；垂直光路暗箱组件3的波纹软管34与探测和计量系统连接，满足对像增强器91的性能参数测试。

其中，所述的升降台组件4由三角支架41、程控升降台42及其控制器43等组成，程控升降台43连接在暗箱本体31的对应位置，两个三角支架41支撑连接暗箱本体31，使用螺钉连接，垂直光路暗箱组件3的程控升降范围为0～100mm。

其中，所述的暗箱底板组件2由暗箱底板21、接电电极26、接触开关23及其支撑件组成，当必要时在暗箱底板21上安装磁铁22(或电磁铁)。暗箱底板21有特殊的凸凹设计，以连接暗箱本体31；暗箱底板21通过螺钉与安装桌面11连接，连接处放置黑色密封橡胶条以保证遮光性；暗箱底板21上安装有接电电极26，接电电极26一般选用黄铜材料，两个电极上有R0.5mm的球形凹坑，以对接电源触钉组件8上的触钉81，接电电极26的引出线通过两个

的通孔后连接到稳压稳流电源上为像增强器91供电；接触开关23在暗箱本体合上后接通电路，表示暗箱本体31与暗箱底板21成功连接；磁铁22(或电磁铁)的设置是为了暗箱底板21与暗箱本体31的紧密连接，当程控升降台42运行到端点时正好使暗箱底板21与暗箱本体31紧密连接时，可以取消磁铁22的使用，但是当不单独使用程控升降台42，而是将程控升降台42集成到探测和计量系统上，最好使用磁铁22以确保暗箱底板21与暗箱本体31的紧密连接；暗箱底板21中心开孔后与测试外壳组件7连接，特殊的开孔形状以便测试外壳71的定位连接。

其中，所述的测试外壳组件7由测试外壳71、定位销钉73、电源触钉安装座75、绕线软钩77组成。测试外壳71通过定位销钉73定位像增强器91后安装，定位销钉73与测试外壳71为紧配合；测试外壳71上与定位销钉73轴垂直的方向开设扫码孔72，方便像增强器91上的二维码自动识别，像增强器91上的开孔位置可以根据二维码的固定位置来做调整；测试外壳71上有与暗箱底板21连接的形状设计，方便定位，其通光孔连接光源和光学投影系统；测试外壳71上有环形槽设计，方便气缸气指定位夹取像增强器91进行自动上下料；测试外壳71上与定位销钉73对应位置的开孔便于像增强器91的电源导线引出而不干扰气缸气指的操作，同时也避免导线遮挡光路影响测试；电源触钉73安装座通过螺钉固定在测试外壳71上，用于安装电源触钉组件后为像增强器通电；绕线软钩通过螺钉固定在测试外壳上，用于像增强器电源导线的缠绕，避免操作时导线的干涉；测试外壳组件定位安装在暗箱底板组件的对应位置，其通光孔连接光源和光学投影系统。

其中，所述的电源触钉组件8由触钉81、外套82、内套83、热收缩管84、电源导线86、弹簧88、鳄鱼夹89等组成。外套82通过螺纹固定到电源的触钉安装座75上，内套83与外套82为绝缘体材料，并紧配合装配固定，将触钉81和弹簧88固定在内套83和外套82形成的空间内；触钉81被弹簧88压紧后紧贴在外套82的限位位置，弹簧88的适中弹性可以确保触钉81紧密接触到暗箱底板组件2的接电电极26上；触钉81的另一端焊接电源导线86后可接快捷插座或鳄鱼夹85(设红色鳄鱼夹接正极、黑色鳄鱼夹接负极或地)或其他按压接线器，使用鳄鱼夹89时可快速连接像增强器91导线的末端后通电。

本实施例使用到的配件还包括：金属胶、502胶、单面胶泡棉、M4沉头螺钉、M3螺钉16颗、M4螺钉等。

Claims (9)

1.一种用于微光像增强器自动测试的暗箱系统，其特征在于，该暗箱系统主要由安装桌面、垂直光路暗箱组件、暗箱底板组件、升降台组件、测试外壳组件以及电源触钉组件组成，所述暗箱底板组件和测试外壳组件位于垂直光路暗箱组件内部；

所述垂直光路暗箱组件沿中轴设置有投影光路窗口和探测光路窗口，其中投影光路窗口位于其底部、探测光路窗口位于其顶部；所述投影光路窗口、探测光路窗口及垂直光路暗箱组件共同组成测试所需的垂直光路；

所述暗箱底板组件的中心位置安装测试外壳组件、边缘位置安装垂直光路暗箱组件，暗箱底板组件与垂直光路暗箱组件构成暗箱的主体；

所述升降台组件上固定垂直光路暗箱组件，所述升降台组件以程控方式升降垂直光路暗箱组件；

所述测试外壳组件用于定位安装像增强器；

暗箱底板组件上有测试外壳组件的接电电极、磁铁、接触开关，所述电源触钉组件通过螺纹安装在测试外壳组件的电源触钉安装座上；电源触钉组件由触钉、外套、内套、热收缩管、电源导线、弹簧、鳄鱼夹组成；外套通过螺纹固定到电源的触钉安装座上，内套与外套为绝缘体材料，并紧配合装配固定，将触钉和弹簧固定在内套和外套形成的空间内；触钉被弹簧压紧后紧贴在外套的限位位置，弹簧的适中弹性可以确保触钉紧密接触到暗箱底板组件的接电电极上；所述电源触钉组件用于像增强器的通电连接。

2.根据权利要求1所述的用于微光像增强器自动测试的暗箱系统，其特征在于：

所述垂直光路暗箱组件包括用于形成暗箱空间的可折叠伸缩的波纹软管。

3.根据权利要求1所述的用于微光像增强器自动测试的暗箱系统，其特征在于：

所述的垂直光路暗箱组件与暗箱底板组件配合，确保暗箱内杂光照度低于测试的要求。

4.根据权利要求1所述的用于微光像增强器自动测试的暗箱系统，其特征在于：

所述垂直光路暗箱组件与程控升降台连接，所述程控升降台能够通过程控方式实现上下升降。

5.根据权利要求1所述的用于微光像增强器自动测试的暗箱系统，其特征在于：

所述暗箱底板组件安装在安装桌面的测试工位位置，并分别与垂直光路暗箱组件及测试外壳组件连接。

6.根据权利要求1所述的用于微光像增强器自动测试的暗箱系统，其特征在于：

所述测试外壳组件用于定位安装待测试的像增强器，所述像增强器的电源线接到电源触钉组件上，并通过鳄鱼夹引出；所述测试外壳组件上安装有电源触钉安装座，以供电源触钉组件定位安装；所述测试外壳组件上设置开孔以供像增强器上的二维码自动识别；所述测试外壳组件定位安装在暗箱底板组件的对应位置，其底部设置的通光孔连接所述投影光路。

7.根据权利要求2所述的用于微光像增强器自动测试的暗箱系统，其特征在于：

所述的垂直光路暗箱组件还包括暗箱本体，该暗箱本体上有凸凹设计，便于与暗箱底板连接；在暗箱本体和暗箱底板连接的边缘位置粘贴单面胶泡棉，使得暗箱内杂光照度满足测试要求；

所述的升降台组件由三角支架、程控升降台及其控制器组成，所述程控升降台连接在暗箱本体的对应位置，两个三角支架支撑连接暗箱本体。

8.根据权利要求6所述的用于微光像增强器自动测试的暗箱系统，其特征在于：

所述的测试外壳组件由测试外壳、定位销钉、电源触钉安装座及绕线软钩组成，所述测试外壳通过定位销钉定位像增强器，定位销钉与测试外壳采用紧配合连接；所述测试外壳上与定位销钉轴垂直的方向开设扫码孔，方便像增强器上的二维码自动识别，像增强器上的开孔位置能够根据二维码的固定位置来做调整。

9.根据权利要求1至8任一项所述的用于微光像增强器自动测试的暗箱系统，其特征在于：

所述垂直光路暗箱组件的程控升降范围为0～100mm，以满足像增强器的0～50mm聚焦调范围需要。

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