RU2293959C2 - Laboratory-scale plant for temperature tests of military optoelectronic instruments - Google Patents

Laboratory-scale plant for temperature tests of military optoelectronic instruments Download PDF

Info

Publication number
RU2293959C2
RU2293959C2 RU2005106602/28A RU2005106602A RU2293959C2 RU 2293959 C2 RU2293959 C2 RU 2293959C2 RU 2005106602/28 A RU2005106602/28 A RU 2005106602/28A RU 2005106602 A RU2005106602 A RU 2005106602A RU 2293959 C2 RU2293959 C2 RU 2293959C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
temperature
devices
laboratory
source
optoelectronic devices
Prior art date
Application number
RU2005106602/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2005106602A (en
Inventor
Василий Александрович Пархоменко (RU)
Василий Александрович Пархоменко
Виктор Иванович Алчинов (RU)
Виктор Иванович Алчинов
Евгений Михайлович Устинов (RU)
Евгений Михайлович Устинов
Александр Николаевич Рыбаков (RU)
Александр Николаевич Рыбаков
Павел Владимирович Мрыхин (RU)
Павел Владимирович Мрыхин
Original Assignee
Пензенский Артиллерийский Инженерный Институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Пензенский Артиллерийский Инженерный Институт filed Critical Пензенский Артиллерийский Инженерный Институт
Priority to RU2005106602/28A priority Critical patent/RU2293959C2/en
Publication of RU2005106602A publication Critical patent/RU2005106602A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2293959C2 publication Critical patent/RU2293959C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)
  • Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)

Abstract

FIELD: devices of experimental determination of the characteristics of optoelectronic instruments at simulation of service conditions.
SUBSTANCE: the laboratory-scale plant for temperature tests has a long-focus collimator, optical bench, place for fastening of optoelectronic instruments to be tested, source of temperature actions, temperature recording device, timer, computer.
EFFECT: experimental determination of variations of the characteristics of optoelectronic instruments at temperature actions in the process of functioning or simulation of service conditions.
3 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам экспериментального определения характеристик оптико-электронных приборов (ОЭП) при имитации условий эксплуатации и может быть использовано в военной технике.The invention relates to devices for the experimental determination of the characteristics of optoelectronic devices (OED) in simulating operating conditions and can be used in military equipment.

В соответствии с ГОСТ 16504-81 под испытаниями понимается экспериментальное определение параметров и показателей качества продукции в процессе функционирования или при имитации условий эксплуатации. Испытания проводят с использованием необходимой испытательной аппаратуры и измерительных приборов для изучения определенных зависимостей между предельно допустимыми значениями конструктивных параметров оптико-электронных приборов при температурных воздействиях и значениями режимов их функционирования [3].In accordance with GOST 16504-81, tests are understood as the experimental determination of parameters and quality indicators of products during operation or when simulating operating conditions. Tests are carried out using the necessary test equipment and measuring instruments to study certain dependencies between the maximum permissible values of the design parameters of optoelectronic devices under temperature influences and the values of their functioning modes [3].

Нестабильность работы приборов связана с воздействием на них окружающей среды и с изменениями, происходящими в приборах. На работу ОЭП существенное влияние оказывают климатические факторы: температура, влажность, давление атмосферы, солнечное излучение, ветровая нагрузка. Влияние изменений температуры - один из наиболее существенных дестабилизирующих факторов работы.The instability of the devices is associated with the impact on the environment and with the changes occurring in the devices. The climatic factors have a significant impact on the operation of the EIA: temperature, humidity, atmospheric pressure, solar radiation, wind load. The influence of temperature changes is one of the most significant destabilizing factors of work.

Обычно ОЭП эксплуатируются в интервале температур -50°С...+50°С. В отдельных случаях требуется обеспечение работы приборов в экстремальных условиях. Опыт боевого применения артиллерийских приборов показывает, что диапазон температур, в котором приходится работать ОЭП, весьма широк. В тропических районах температура воздуха достигает +55°С, при прямом воздействии Солнца температура нагретой поверхности может быть значительно выше [5]. Вследствие этого возможен выход характеристик приборов за допустимые пределы, что, в конечном итоге, сказывается на точности стрельбы артиллерии.Typically, EPPs are operated in the temperature range of -50 ° С ... + 50 ° С. In some cases, it is necessary to ensure the operation of devices in extreme conditions. Experience in the combat use of artillery devices shows that the temperature range in which the EIA has to work is very wide. In tropical areas, the air temperature reaches + 55 ° C, with direct exposure to the sun, the temperature of the heated surface can be significantly higher [5]. As a result of this, the characteristics of the devices may go beyond the permissible limits, which, ultimately, affects the accuracy of artillery fire.

Особое место при этом принадлежит температурным воздействиям на приборы. Опыт боевого применения артиллерийских оптико-электронных приборов (ОЭП) в горно-пустынной местности показал, что они имеют ограниченное применение в условиях воздействия экстремальных температур. Так, например, наблюдались отказы квантовых дальномеров 1Д13, расстраиваемость стереоскопических дальномеров ДС-1(М), резко изменялись характеристики приборов.A special place in this case belongs to the temperature effects on the devices. The experience of the combat use of artillery optoelectronic devices (OEDs) in mountainous and desert areas has shown that they have limited use in conditions of exposure to extreme temperatures. So, for example, failures of 1D13 quantum rangefinders, the frustration of DS-1 (M) stereoscopic rangefinders were observed, and the characteristics of the devices changed dramatically.

Температурное воздействие вызывает перемещение плоскости изображения оптической системы, изменение ее фокусного расстояния, а следовательно, и увеличение системы, или масштаба изображения, изменение аберраций.The temperature effect causes a displacement of the image plane of the optical system, a change in its focal length, and, consequently, an increase in the system or image scale, a change in aberrations.

Изменение температуры деталей и устройств прибора вызывается изменениями окружающих прибор условий и выделяющейся в приборе электрической энергии. Разогрев происходит до тех пор, пока не установится тепловое равновесие прибора с окружающей средой. Время установления теплового равновесия характеризует тепловую инерцию прибора.The change in temperature of parts and devices of the device is caused by changes in the conditions surrounding the device and the electrical energy released in the device. Warming up occurs until the thermal equilibrium of the device with the environment is established. The time to establish thermal equilibrium characterizes the thermal inertia of the device.

Существующее приборное оборудование для проведения климатических испытаний и определения изменения характеристик оптико-электронных приборов не позволяет установить зависимость изменения характеристик ОЭП от величины и скорости изменения температурных параметров [3, 5].Existing instrumentation for climate testing and determining changes in the characteristics of optoelectronic devices does not allow to establish the dependence of changes in the characteristics of the EIA on the magnitude and rate of change of temperature parameters [3, 5].

Поэтому экспериментальные исследования температурного воздействия на элементы, компоненты и, как следствие, на характеристики оптико-электронных приборов проводились с целью установления определенных зависимостей между предельно допустимыми значениями конструктивных параметров оптико-электронных приборов и значениями режимов их температурного функционирования - для установления диапазона, допускающего применение прибора по назначению и установлению порогового значения повреждений для принятия решения на отправку прибора в ремонт.Therefore, experimental studies of the temperature effect on elements, components and, as a consequence, on the characteristics of optoelectronic devices were carried out with the aim of establishing certain relationships between the maximum allowable design parameters of optoelectronic devices and the values of their temperature functioning modes - to establish a range that allows the use of the device on the purpose and establishment of the damage threshold value for making a decision on sending the instrument to rem nt.

Задача испытаний (измерения характеристик оптико-электронных приборов) решалась в несколько этапов [2]:The test task (measuring the characteristics of optoelectronic devices) was solved in several stages [2]:

- рассмотрение физических моделей и результатов взаимодействия тепловых воздействий с оптическими (полупроводниковыми) материалами и элементами оптико-электронных приборов;- consideration of physical models and the results of the interaction of thermal effects with optical (semiconductor) materials and elements of optoelectronic devices;

- подбор измерительной аппаратуры и создание лабораторной установки для измерения характеристик оптико-электронных приборов;- selection of measuring equipment and the creation of a laboratory setup for measuring the characteristics of optoelectronic devices;

- проведение исследований и обработка результатов физического моделирования процесса применения приборов.- conducting research and processing the results of physical modeling of the application of devices.

Лабораторная установка для температурных испытаний военных оптико-электронных приборовLaboratory installation for temperature testing of military optoelectronic devices

Назначение лабораторной установки:Purpose of the laboratory setup:

- оценка взаимосвязи основных оптических характеристик приборов с параметрами температурных воздействий;- assessment of the relationship of the main optical characteristics of devices with parameters of temperature effects;

- установление определенных зависимостей между предельно допустимыми значениями конструктивных параметров оптико-электронных приборов и значениями режимов их функционирования.- the establishment of certain relationships between the maximum permissible values of the design parameters of optoelectronic devices and the values of the modes of their functioning.

При подборе измерительной аппаратуры и создании лабораторной установки для измерения характеристик оптико-электронных приборов широко использовалось штатное оборудование оптической скамьи ОСК-3, комплекта аппаратуры УКНП-1 и др.When selecting measuring equipment and creating a laboratory setup for measuring the characteristics of optoelectronic devices, the standard equipment of the OSK-3 optical bench, the UKNP-1 equipment kit, etc. were widely used.

Для измерения общих оптических характеристик ОЭП использовались контрольно-юстировочные приборы общего назначения [2]:To measure the general optical characteristics of the EIA, general-purpose adjustment and adjustment devices were used [2]:

- широкоугольный коллиматор ПЗа - для проверки эксцентриситета центра сетки относительно диафрагмы и величины поля зрения прибора;- wide-angle collimator PZ a - to check the eccentricity of the center of the grid relative to the diaphragm and the magnitude of the field of view of the device;

- зрительная трубка с уровнем УНОА с продольным и поперечным уровнем (цена деления продольного уровня 30'') для юстировка уровня;- a telescope with a UNOA level with a longitudinal and transverse level (division price of a longitudinal level of 30 '') for level adjustment;

- трубка-динаметр ЮДТ-1 - для проверки диаметра выходного зрачка прибора;- tube-dynamometer UDT-1 - to check the diameter of the exit pupil of the device;

- прибор для проверки магнитного момента стрелок ориентир-буссолей Л-76;- a device for checking the magnetic moment of the shooter of landmark-compasses L-76;

- юстировочный гониометр ЮГ - для проверки мертвых ходов механизмов;- adjusting goniometer South - to check the dead moves of mechanisms;

- контрольный уровень типа ПЛ.- control level type submarine.

Поверка КЮ-приборов проводилась 1 раз в 6 месяцев. Состав лабораторной установки (фиг.1):Calibration of KY devices was carried out once every 6 months. The composition of the laboratory setup (figure 1):

1 - испытуемый оптико-электронный прибор;1 - tested optoelectronic device;

2 - длиннофокусный коллиматор с местом для установки тест-объектов (мир), для проверки оптических приборов, устанавливаемый на скамью ОСК вместо коллиматора УКНП-1;2 - telephoto collimator with a place for installing test objects (world), for checking optical instruments, mounted on the OSK bench instead of the UKNP-1 collimator;

3 - тест-объекты (миры);3 - test objects (worlds);

4 - источник некогерентного излучения (некогерентный полихроматический излучатель - прожектор типа Л4-А; источник когерентных излучений - ОКГ);4 - source of incoherent radiation (incoherent polychromatic emitter - type L4-A searchlight; source of coherent radiation - laser);

5 - оптическая скамья;5 - optical bench;

6 - аппаратура (блок) управления;6 - control equipment (block);

7 - вспомогательное оборудование (индикатор-киловольтметр, трубка диоптрийная, трубка бинокулярная, стенд электрических проверок, источник питания электрического тока Б5-47, набор тест-объектов в оправе, люксметр Ю117, фотометр ЯРМ-3, микроскоп автоколлимационный, зеркало контрольное);7 - auxiliary equipment (kilovoltmeter indicator, diopter tube, binocular tube, electric test stand, electric current source B5-47, a set of test objects in the frame, Y117 light meter, YaRM-3 photometer, autocollimation microscope, control mirror);

8 - универсальное место для крепления приборов, так как комплект аппаратуры УКНП-1 рассчитан на крепление ограниченного числа ночных приборов;8 - a universal place for mounting devices, since the set of equipment UKNP-1 is designed to mount a limited number of night devices;

9 - таймер с кнопкой для регистрации времени протекания процессов;9 - a timer with a button for recording the time course of processes;

10 - регистрирующая аппаратура и ЭВМ, используемые для обработки данных согласно предложенной методики.10 - recording equipment and computers used for data processing according to the proposed methodology.

Однако не все оборудование полностью подходило для целей исследований влияния температурных воздействий на приборы, поэтому дополнительно изготовлено или использовано в новом качестве:However, not all equipment was fully suitable for the purpose of studying the influence of temperature effects on devices, therefore it was additionally manufactured or used in a new quality:

11 - источник температурных воздействий - лампа накаливания, мощностью 1000 Вт;11 - a source of temperature effects - an incandescent lamp with a power of 1000 W;

12 - вентилятор;12 - fan;

13 - сотовая решетка, плотно прилегающая к перфорируемой решетке, для создания равномерных скоростей движения температурной среды по сечению (для исключения циркуляции), в котором устанавливается исследуемый прибор;13 - honeycomb lattice, tightly adjacent to the perforated lattice, to create uniform velocities of the temperature medium along the cross-section (to exclude circulation), in which the device under study is installed;

14 - устройство регистрации температуры с датчиками, размещенными на выходе источника температуры, на поверхности и внутри исследуемого прибора, совмещенное с ЭВМ.14 - temperature recording device with sensors located at the output of the temperature source, on the surface and inside the instrument under study, combined with a computer.

Для изучения воздействия на испытываемые приборы источников с разной длиной волны используется ряд (набор) интерференционных фильтров, полосы пропускания которых сопряжены с длинами волн соответствующих ОКГ.To study the effect on sources with different wavelengths on the tested devices, a series (set) of interference filters is used, the passband of which is associated with the wavelengths of the corresponding laser.

Внешний вид лабораторной для исследования характеристик оптических и оптико-электронных приборов и контроля результатов измерений приведен на фиг.2 и 3, соответственно.The appearance of the laboratory for the study of the characteristics of optical and optoelectronic devices and control of measurement results is shown in figure 2 and 3, respectively.

Используемое в настоящее время приборное оборудование для проведения климатических испытаний позволяет измерять характеристики оптико-электронных приборов после окончания температурных воздействий, что не дает возможности установить зависимости изменения характеристик приборов от величины и скорости изменения температурных параметров в масштабе реального времени.The currently used instrumentation for climate testing allows you to measure the characteristics of optoelectronic devices after the end of temperature influences, which makes it impossible to establish the dependence of changes in the characteristics of devices on the magnitude and rate of change of temperature parameters in real time.

Работы на лабораторной установке осуществляются в следующей последовательности:Work on the laboratory installation is carried out in the following sequence:

- для стандартных температурных условий известными методами определяют основные характеристики оптико-электронных приборов, в первую очередь, разрешающая способность (по тест-объектам), точность горизонтирования с помощью пузырьковых уровней, точность измерения горизонтальных и вертикальных углов (величины мертвых ходов), точность измерения магнитных азимутов с помощью магнитной стрелки и др.;- for standard temperature conditions, the well-known methods determine the main characteristics of optoelectronic devices, first of all, the resolution (for test objects), the accuracy of leveling using bubble levels, the accuracy of measuring horizontal and vertical angles (magnitude of dead moves), the accuracy of measuring magnetic azimuths using a magnetic arrow, etc .;

- включают источник температурных воздействий лампу накаливания 11. Одновременно кнопкой запускается таймер 9 для регистрации времени протекания процессов и устройство регистрации температуры 14 с датчиками, размещенными на выходе источника температуры 11, на поверхности и внутри исследуемого прибора 11. Таймер 11 и устройство регистрации температуры 14 совмещено с регистрирующей аппаратурой 10 и ЭВМ, используемой для обработки данных в реальном масштабе времени, согласно предложенной методике, и выдачи данных на дисплей.- turn on the temperature source of the incandescent lamp 11. At the same time, the timer 9 is started by the button to record the time of the processes and the temperature recording device 14 with sensors located at the output of the temperature source 11, on the surface and inside the instrument 11. The timer 11 and the temperature registration device 14 are combined with recording equipment 10 and a computer used to process data in real time, according to the proposed methodology, and display data.

Сравнение характеристик оптико-электронных приборов, измеряемых в стандартных условиях, с характеристиками, полученными в процессе изменений температурных воздействий, позволяет установить новые зависимости для реального масштаба времени между предельно допустимыми значениями конструктивных параметров оптико-электронных приборов и значениями режимов их температурного функционирования, например температурную инерцию прибора или средств защиты (оребрения, термостатических чехлов, средств вентиляции и др.). Сравнение допустимых изменений характеристик приборов с полученными значениями позволяет выработать требования к средствам защиты приборов, к режимам эксплуатации, допускающие применение прибора по назначению и установление порогового значения температурных повреждений для принятия решения на отправку прибора в ремонт.A comparison of the characteristics of optoelectronic devices measured under standard conditions with the characteristics obtained in the process of changes in temperature influences allows us to establish new relationships for the real time scale between the maximum allowable design parameters of optoelectronic devices and the values of the modes of their temperature functioning, for example, temperature inertia device or protective equipment (fins, thermostatic covers, ventilation, etc.). Comparison of permissible changes in the characteristics of devices with the obtained values allows us to develop requirements for the means of protection of devices and operating modes that allow the use of the device for its intended purpose and the establishment of a threshold value for temperature damage to decide on sending the device for repair.

МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ НА ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫЕ ПРИБОРЫMETHOD FOR EVALUATING TEMPERATURE IMPACTS ON OPTICAL-ELECTRONIC INSTRUMENTS

Повышение эффективности стрельбы наземной артиллерии можно достигнуть поддерживанием характеристик оптико-электронных приборов (ОЭП) в заданных пределах. Проведенный в работе [1] анализ позволяет установить допуск изменений основных характеристик оптических приборов, который позволяет обеспечивать стрельбу на основе полной подготовки исходных данных (табл.1).Improving the effectiveness of ground artillery firing can be achieved by maintaining the characteristics of optoelectronic devices (OED) within specified limits. The analysis carried out in [1] allows one to establish the tolerance for changes in the main characteristics of optical devices, which allows for firing based on the complete preparation of the initial data (Table 1).

Таблица 1
Допуск изменений основных характеристик оптических приборов
Table 1
Tolerance of the main characteristics of optical instruments
No. ХарактеристикиCharacteristics Условные обозначенияLegend Допуск измененийTolerance of changes 1one УвеличениеIncrease ГR ±5%Г± 5% G 22 Угловое полеCorner field ±5%2ω± 5% 2ω 33 Диаметр выходного зрачкаExit pupil diameter dвых d out 10%10% 4four Удаление выходного зрачкаExit pupil removal р'R' 10%10% 55 Разрешающая способностьResolution φφ ±20%± 20% 66 Коэффициент светопропусканияLight transmittance ττ 0,150.15

Вследствие прямого солнечного излучения, температуры, влажности, давления атмосферы, ветровой нагрузки и других климатических факторов возможен выход характеристик приборов за пределы допусков, указанных в табл.1, что, в конечном итоге, сказывается на точности стрельбы артиллерии.Due to direct solar radiation, temperature, humidity, atmospheric pressure, wind load, and other climatic factors, it is possible that the characteristics of devices go beyond the tolerances indicated in Table 1, which ultimately affects the accuracy of artillery fire.

Особое место при этом принадлежит температурным воздействиям на приборы, что вызывает перемещение плоскости изображения оптической системы, изменение ее фокусного расстояния, а следовательно, и увеличения системы или масштаба изображения, изменение аберраций.In this case, a special place belongs to the temperature effects on the devices, which causes the image plane of the optical system to move, its focal length to change, and consequently, to increase the system or image scale, and change aberrations.

При изменении температуры показатель преломления оптической среды меняется по закону:When the temperature changes, the refractive index of the optical medium changes according to the law:

n=n0+β(t-t0),n = n 0 + β (tt 0 ),

где n0 - показатель преломления при температуре t0;where n 0 is the refractive index at a temperature t 0 ;

β - коэффициент приращения показателя преломления.β is the increment coefficient of the refractive index.

Линейные параметры оптических деталей (толщины, радиуса кривизны) изменяются как:The linear parameters of optical parts (thickness, radius of curvature) change as:

d=d0[1+α(t-t0)];d = d 0 [1 + α (tt 0 )];

τ=τ0[1+α(t-t0)],τ = τ 0 [1 + α (tt 0 )],

где d0 и τ0 - значение толщины и радиуса кривизны при температуре t0;where d 0 and τ 0 - the value of the thickness and radius of curvature at a temperature t 0 ;

α - коэффициент расширения материала линз.α is the coefficient of expansion of the lens material.

Изменение фокусного расстояния бесконечно тонкой линзы

Figure 00000002
Changing the focal length of an infinitely thin lens
Figure 00000002

Figure 00000003
Figure 00000003

где Δt=t-t0 - разность температур.where Δt = tt 0 is the temperature difference.

Для расчета изменения df', вызванного изменением температуры Δt, можно использовать известные формулы для сложных, но бесконечно тонких оптических систем, описывающие хроматические аберрации положения и увеличения.To calculate the change in df 'caused by the change in temperature Δt, one can use well-known formulas for complex, but infinitely thin optical systems that describe chromatic aberrations of position and magnification.

Для бесконечно тонкого компонента, находящегося в воздухе, справедливы формулы:For an infinitely thin component in the air, the following formulas are valid:

Figure 00000004
Figure 00000004

Figure 00000005
Figure 00000005

где ΔS' - смещение плоскости изображения, вызываемое изменением температуры Δt;where ΔS 'is the displacement of the image plane caused by a change in temperature Δt;

i - номер линзы в комплекте;i is the lens number in the kit;

Δl' - смещение точки перемещения главного луча с плоскостью изображения, вызываемое изменением температуры;Δl 'is the displacement of the point of movement of the main beam with the image plane caused by a change in temperature;

y - высота пересечения главного луча с бесконечно тонким компонентом;y is the height of the intersection of the main beam with the infinitely thin component;

l' - высота пересечения главного луча с плоскостью;l 'is the height of the intersection of the main beam with the plane;

ni - показатель преломления материала, из которого изготовлена линза;n i is the refractive index of the material from which the lens is made;

S' - расстояние от изображения до линзы;S 'is the distance from the image to the lens;

φi=F·Фi - приведенная оптическая сила;φ i = F · Ф i - reduced optical power;

F - фокусное расстояние всей системы;F is the focal length of the entire system;

Фi - оптическая сила i-й линзы.F i - the optical power of the i-th lens.

Отклонение луча ε от первоначального (до изменения температуры) направления определяется формулойThe deviation of the ray ε from the initial (before the temperature changes) direction is determined by the formula

Figure 00000006
Figure 00000006

Радиус кривизны траектории луча R определяется формулойThe radius of curvature of the trajectory of the ray R is determined by the formula

Figure 00000007
Figure 00000007

Результаты расчета, проведенные согласно данной методики, показывают, что при нагревании элементов оптической системы на 60° величина хроматизма положения становится заметной (табл.2).The calculation results carried out according to this technique show that when the elements of the optical system are heated by 60 °, the position chromatism becomes noticeable (Table 2).

Таблица 2
Результаты расчета изменения величины хроматизма положения в оптической системе при изменении температуры
table 2
The results of calculating the change in the value of the chromaticity of the position in the optical system with temperature
Характеристики объектива системыSystem Lens Specifications Изменение температурыTemperature change Изменения величины хроматизма положенияChanges in the position chromatism 1. f'<500 мм;1. f '<500 mm; относительное отверстие 1:10;relative aperture 1:10; марка стекол: К8 (f'=210 мм);glass brand: K8 (f '= 210 mm); Ф1 (f'=-365 мм)F1 (f '= - 365 mm) до 60°up to 60 ° 0,0075 мм0.0075 mm 2. f'<500 мм;2. f '<500 mm; марка стекол: К8glass brand: K8 ТФ1TF1 до 60°up to 60 ° 0,018 мм0.018 mm 3. f'=500 мм;3. f '= 500 mm; марка стекол: ТК17;glass brand: TK17; ТФ4TF4 до 60°up to 60 ° 0,06 мм0.06 mm

Снижение качества изображения связано с градиентом температуры в объеме детали, что приводит к изменению формы поверхностей деталей. Наиболее чувствительными являются отражающие поверхности зеркал и призм и внутренние поверхности линз не склеенных объективов или первых компонентов телеобъективов.The decrease in image quality is associated with a temperature gradient in the volume of the part, which leads to a change in the shape of the surfaces of the parts. The most sensitive are the reflecting surfaces of mirrors and prisms and the inner surfaces of the lenses of non-glued lenses or the first components of telephoto lenses.

Оребрение поверхности корпуса прибораFinning the surface of the instrument housing

Влияние изменения температуры оценивают различными показателями. В оптических системах такой величиной является изменение относительного фокусного расстояния

Figure 00000008
. Величина
Figure 00000009
для различных стекол имеет разный знак.The effect of temperature changes is evaluated by various indicators. In optical systems, this quantity is a change in the relative focal length
Figure 00000008
. Value
Figure 00000009
for different glasses has a different sign.

Оребрение поверхности корпуса - это система с конвективным отбором тепла. Для улучшения отвода тепла от внешней поверхности прибора в окружающую среду в некоторых случаях применяется увеличение площади наружной поверхности прибора за счет ребер охлаждения (такое оребрение применено в дальномере 1Д13).The fin surface of the housing is a system with convective heat removal. To improve heat removal from the external surface of the device to the environment, in some cases, an increase in the area of the external surface of the device due to cooling fins is used (such finning is used in the 1D13 range finder).

Процессы, положенные в основу использования этого способа, отражаются формулой Ньютона - РихманаThe processes underlying the use of this method are reflected by the Newton-Richmann formula

Q=αS(T-T0),Q = αS (TT 0 ),

где α - опытный коэффициент;where α is the experimental coefficient;

Т, Т0 - температура соответственно теплоотдающей поверхности охлаждающей среды;T, T 0 - temperature, respectively, of the heat transfer surface of the cooling medium;

S - теплоотдающая площадь.S is the heat transfer area.

Из формулы следует, что перепад температур между охлаждаемой поверхностью и окружающей средой ΔT=Т-Т0 при постоянном значении отводимого теплового потока Q обратно пропорционален площади поверхности охлаждения, т.е.It follows from the formula that the temperature difference between the cooled surface and the environment ΔT = Т-Т 0 with a constant value of the heat flux Q is inversely proportional to the area of the cooling surface, i.e.

ΔT=Q/αSΔT = Q / αS

Однако на практике эффект от увеличения поверхности охлаждения за счет ребер оказывается меньше ожидаемого. Это происходит по двум причинам:However, in practice, the effect of an increase in the cooling surface due to the fins is less than expected. There are two reasons for this:

- коэффициент теплоотдачи α с единицы оребренной поверхности оказывается тем меньше, чем больше пустоты между ребер;- the heat transfer coefficient α per unit of the fin surface turns out to be the less, the more emptiness between the ribs;

- тепловой поток, отводимый с поверхности ребра, должен преодолеть при этом тепловое сопротивление самого ребра, зависящее от коэффициента теплопроводности его материала.- the heat flux removed from the surface of the rib must overcome in this case the thermal resistance of the rib itself, depending on the thermal conductivity of its material.

Эти две причины, а также увеличение массы прибора за счет оребрения ставят ограничения в использовании данного способа в приборостроении. Но самый значительный недостаток этого способа - это отсутствие защиты от воздействия окружающей среды.These two reasons, as well as an increase in the mass of the device due to fins, put restrictions on the use of this method in instrumentation. But the most significant drawback of this method is the lack of protection from environmental influences.

Из данного анализа можно сделать вывод о том, что наиболее целесообразным способом теплозащиты штатных артиллерийских ОЭП может быть применение легких съемных чехлов или дополнительных теплозащитных пластиковых корпусов.From this analysis, we can conclude that the most appropriate way of thermal protection of regular artillery EIAs can be the use of light removable covers or additional heat-insulating plastic cases.

Источники информацииInformation sources

1. Пархоменко А.В. Теория и расчет артиллерийских оптико-электронных приборов: Учебное пособие. - Пенза: ПАИИ. 1999. - 256 с.1. Parkhomenko A.V. Theory and calculation of artillery optoelectronic devices: a Training manual. - Penza: PAII. 1999 .-- 256 s.

2. Основы теплотехники. Бурлов В.В., Партала С.В., Алчинов В.И. Учебное пособие. - Пенза: ПАИИ. 2003 г. - 231 с.2. The basics of heat engineering. Burlov V.V., Partala S.V., Alchinov V.I. Tutorial. - Penza: PAII. 2003 - 231 s.

3. Общее руководство по ремонту ракетно-артиллерийского вооружения. Часть 4. Ремонт артиллерийских оптических и электронно-оптических приборов. - М.: Воениздат. 1982. - 144 с.3. General guidance for the repair of missile and artillery weapons. Part 4. Repair of artillery optical and electron-optical devices. - M .: Military Publishing. 1982. - 144 p.

4. Справочник конструктора оптико-механических приборов. - М.: Машиностроение, 1980. - 368 с.4. Reference designer of optical-mechanical devices. - M.: Mechanical Engineering, 1980. - 368 p.

5. Проектирование оптико-электронных приборов: Учебник. Изд. 2-е, перераб. / Ю.Б.Парвулюсов и др.; Под ред. Ю.Г.Якушенкова. - М.: Логос, 2000. - 488 с.5. Designing of optoelectronic devices: a Textbook. Ed. 2nd, rev. / Yu.B. Parvulyusov et al .; Ed. Yu.G. Yakushenkova. - M .: Logos, 2000 .-- 488 p.

6. Бегларян В.Х. Климатические испытания аппаратуры и средств измерений. - М.: Машиностроение. 1983. - 160 с.6. Beglaryan V.Kh. Climatic tests of equipment and measuring instruments. - M.: Mechanical Engineering. 1983 .-- 160 p.

7. А.С. 371964 от 12.07.71 г. Опубликовано 01.03.73 г. Бюллетень 13.7. A.S. 371964 dated July 12, 71. Published on March 1, 73. Bulletin 13.

Claims (1)

Лабораторная установка для температурных испытаний военных оптико-электронных приборов, включающая испытуемый оптико-электронный прибор, длиннофокусный коллиматор с местом для установки тест-объектов (мир), оптическую скамью, универсальное место для крепления испытуемых оптико-электронных приборов, отличающаяся тем, что дополнительно введены источник температурных воздействий, выполненный в виде лампы накаливания, вентилятор с сотовой решеткой, которая плотно прилегает к перфорируемой решетке, для создания равномерных скоростей движения температурной среды, устройство регистрации температуры с датчиками, размещенными на выходе источника температурного воздействия, на поверхности и внутри испытуемого оптико-электронного прибора, и таймер с кнопкой, необходимый для регистрации времени влияния температурных воздействий на испытуемый оптико-электронный прибор, совмещенные с ЭВМ, кроме этого, установка содержит вспомогательное оборудование: индикатор - киловольтметр, трубку диоптрийную, трубку бинокулярную, источник питания электрического тока Б5-47, набор тест-объектов в оправе, люксометр Ю117, фотометр ЯРМ-3.Laboratory installation for temperature testing of military optoelectronic devices, including the tested optoelectronic device, telephoto collimator with a place for installing test objects (world), an optical bench, a universal place for attaching the tested optoelectronic devices, characterized in that it is additionally introduced a source of temperature effects, made in the form of an incandescent lamp, a fan with a honeycomb grill that fits snugly against the perforated grill, to create uniform speeds izzhizheniya temperature environment, a temperature recording device with sensors located at the output of the source of temperature exposure, on the surface and inside the tested optoelectronic device, and a timer with a button, necessary for recording the time of influence of temperature effects on the tested optoelectronic device, combined with a computer, in addition, the installation contains auxiliary equipment: an indicator - a kilovoltmeter, a diopter tube, a binocular tube, an electric current source B5-47, a test kit OBJECTS in a frame, the light meter YU117, NMR-3 photometer.
RU2005106602/28A 2005-03-09 2005-03-09 Laboratory-scale plant for temperature tests of military optoelectronic instruments RU2293959C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005106602/28A RU2293959C2 (en) 2005-03-09 2005-03-09 Laboratory-scale plant for temperature tests of military optoelectronic instruments

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005106602/28A RU2293959C2 (en) 2005-03-09 2005-03-09 Laboratory-scale plant for temperature tests of military optoelectronic instruments

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005106602A RU2005106602A (en) 2006-08-20
RU2293959C2 true RU2293959C2 (en) 2007-02-20

Family

ID=37060250

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005106602/28A RU2293959C2 (en) 2005-03-09 2005-03-09 Laboratory-scale plant for temperature tests of military optoelectronic instruments

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2293959C2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU185059U1 (en) * 2018-07-16 2018-11-19 Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (АО "НПО ГИПО") STAND OF MEASUREMENT OF PARAMETERS OF HEAT AND VISION CHANNELS
RU187820U1 (en) * 2018-05-07 2019-03-19 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулёва" Министерства обороны Российской Федерации DEMONSTRATIVE-EDUCATIONAL UNIVERSAL COLLIMATOR OF NIGHT INSTRUMENTS
RU2700722C1 (en) * 2018-11-06 2019-09-19 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МО РФ Method of investigating temperature dependences of optical characteristics of semiconductor materials
RU2767804C1 (en) * 2021-09-21 2022-03-22 Акционерное общество "Завод N9" (АО "Завод N9") Optical stand

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU187820U1 (en) * 2018-05-07 2019-03-19 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулёва" Министерства обороны Российской Федерации DEMONSTRATIVE-EDUCATIONAL UNIVERSAL COLLIMATOR OF NIGHT INSTRUMENTS
RU185059U1 (en) * 2018-07-16 2018-11-19 Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (АО "НПО ГИПО") STAND OF MEASUREMENT OF PARAMETERS OF HEAT AND VISION CHANNELS
RU2700722C1 (en) * 2018-11-06 2019-09-19 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МО РФ Method of investigating temperature dependences of optical characteristics of semiconductor materials
RU2767804C1 (en) * 2021-09-21 2022-03-22 Акционерное общество "Завод N9" (АО "Завод N9") Optical stand

Also Published As

Publication number Publication date
RU2005106602A (en) 2006-08-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Hargather et al. Natural-background-oriented schlieren imaging
US7408653B1 (en) Shim dialer platform and process to compensate for optical variations in components used in the assembly of seeker heads with folded optics for semi-active laser guided cannon launched projectiles
RU2293959C2 (en) Laboratory-scale plant for temperature tests of military optoelectronic instruments
Mohammadi Razi et al. Impacts of the source temperature and its distance on the statistical behavior of the convective air turbulence
CN206019603U (en) A kind of novel photoelectric school axle instrument
Wang et al. 19.3: Evaluation of entrance pupil location in measuring VR\AR eyewear displays: Theoretical and experimental analyses in field of view
Xiao et al. Research on detection system of optical sights triaxial parallelism
CN115901187A (en) Device and method for testing thermal stability of optical axis of infrared sighting device
CN105403384A (en) Mirror face seeing measurement device
Degen An overview on Schlieren optics and its applications: Studies on mechatronics
US4423957A (en) Optical instruments
Kaessinger et al. Utilizing Schlieren imaging to visualize heat transfer studies
Hirose et al. Double-pass imaging background-oriented schlieren technique for focusing on measurement target
Reeves Particle image velocimetry applied to internal combustion engine in-cylinder flows
Emelianov Analysis of thermal conditions of the 6-m BTA telescope elements and the telescope dome space
Chrzanowski Testing surveillance thermal imagers under simulated real work conditions
Özer et al. A method for volumetric visualization of temperature distribution: three-dimensional meshed infrared thermography
Magdy et al. Design of a Schlieren System for Visualization of Heat and Mass Transfer
US2817238A (en) Micromanometer
RU2130576C1 (en) Sighting device
Galeote Ice crystal particle measurement using shadowgraph imaging techniques
US3059522A (en) Range finder height computer
RU2603820C1 (en) Telescope
Xue et al. Athermalization design of dynamic star simulator optical system
Amjad et al. Three-dimensional measurement of density and temperature in a turbulent heated jet

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20070310