微光像增强器测试系统的制作方法

本发明涉及光电技术领域，特别涉及一种用于对微光像增强器进行高低温照度测试的微光像增强器测试系统。

背景技术：

微光像增强器主要由高压电源和像增强管两部分构成，属于高压电真空器件，在军事、科研等领域有重要应用。现实中的应用往往要求像增强器能够在极端环境下正常工作且不能出现任何问题，因此需要使用温度可变、照度可变的测试试验系统对像增强器的质量进行测试。

为了检验像增强器及其使用的高压电源的质量可靠性，在实际生产中，通常是先用电源高低温测试系统对高压电源进行高低温测试，若高压电源测试合格，则将该高压电源和像增强管连接而组成像增强器，然后再用像增强器高低温测试系统对该像增强器进行高低温测试。该方法前后使用两套不同的测试系统，因此测试流程可能过于复杂，占用较多资源，另外还可能存在以下的诸多问题：

1.在对高压电源进行输出测试时，由于高压电源输出高达10kv，绝缘处理要求高，同时对湿度非常敏感，在高湿环境中极易发生高压放电。现有的高低温试验箱中，对于高压放电的保护措施大多是将高压电源的高压输出线套上绝缘外皮再通过箱门上的孔洞引出，然后和外部测试系统连接，孔洞处采用软塞密闭。然而，当进行低温试验时，温度有可能低至-55℃以下，此时软塞有可能由于遇冷收缩而无法完全密封孔洞，致使箱体内容易出现雾气、凝露或结霜等现象，此时虽然输出线套有绝缘皮，但也容易发生高压放电，对高压测试产生不利影响。另外，箱内起雾还会严重影响光输入和像增强器荧光屏输出亮度精确测量。

2.像增强器的功能是将微弱的光线进行增强以适应人眼观察，因此测试时需要用光源将外部不同照度的光提供给像增强器阴极，同时需对像增强器输出的光线亮度进行实时监测记录。现有的光源设计一般是将光源模块置于高低温箱外，然后通过一个内嵌于高低温箱箱壁孔洞上的圆柱形的玻璃管道将光传递给增强器阴极。使用该方法，每次只能对一个像增强器进行测试，测试工作效率很低。

3.现有的不同光照强度的输入光线是通过不同衰减的滤光片、遮光片选择出来的，可实现的光照强度范围较窄，且无法做到光照线性变化，不能实现光照随程序设定自动变化，不利于科研摸底试验。另外，原有的输出亮度测试模块是将光电转换测试模块置于高低温箱内，把亮度测试模块与像增强器放在一起进行高低温试验，试验过程中，亮度测试模块受高低温影响较大，测试结果误差相对较大。

4.测试数据记录方面，现有测试系统一般采用针孔打印机记录像增强器的输出光线的亮度。但是针孔打印机故障率高，整个系统复杂庞大，记录深度有限，如对像增强器做几个小时的深度记录就会消耗大量纸张。而且这样的测试系统采样率低，难以捕捉偶发性瞬时故障。测试数据也无法导出，不能对数据进行后续对比分析。

技术实现要素：

为了解决现有的像增强器测试技术中的上述这些问题，本发明提供了一种微光像增强器测试系统，用于对微光像增强器进行性能测试；所述微光像增强器测试系统包括用于容纳被测试的微光像增强器的测试箱、用于给所述被测试的微光像增强器提供工作电源的测试电源组件、用于给所述被测试的微光像增强器提供测试光信号输入的光照组件、以及用于接收由所述被测试的微光像增强器基于所述测试光信号输入而产生的输出光信号，将所述输出光信号转换成测试电信号，并记录所述测试电信号的电压数据的记录组件；所述光照组件包括用于发出测试光信号的发光装置和用于传输测试光信号的导光装置，所述测试电源组件、发光装置和记录组件均设置在所述测试箱之外，所述导光装置设置在所述测试箱内部，用于将所述发光装置发出的测试光信号传输给所述被测试的微光像增强器作为所述测试光信号输入。

优选地，所述测试箱包括用于容置所述被测试的微光像增强器的箱体和可开合地安装在所述箱体上，用于打开及关闭所述箱体的箱门。

优选地，所述箱体设有用于装设风扇的风扇容置口和用于向所述箱体内通入保护气体的通气口。

优选地，所述箱门上设有多组用于将所述发光装置导入所述箱体内部的光线出入部和多组用于将所述电源装置和容置于所述箱体内的所述被测试的微光像增强器电性连接的电气连接部。

优选地，每组所述电气连接部包括设置在所述箱门的外表面上的外插接部、设置在所述箱门的内表面上的内插接部、以及穿过箱门将所述外插接部与所述内插接部电性连接的连接组件。

优选地，所述外插接部包括第一插座和第二插座，其中所述第一插座为插拔式的独立高压接插座，所述第二插座为插拔式的四针耐高压接插座；所述内插接部包括多根与所述第一插座及第二插座相对应，且通过所述连接组件与所述第一插座及第二插座电性连接的耐高压按压式弹簧接线柱。

优选地，每组所述光线出入部包括形成在所述箱门外表面上的进光口和出光口、以及贯通地设置在所述箱门内部的进光通道和出光通道，该进光通道和出光通所述进光通道与所述进光口连通并开口于所述箱门的内表面上，所述出光通道与所述出光口连通并开口于所述箱门的内表面上；所述导光装置包括柔性光纤束，所述柔性光纤束的一端对准所述进光通道在所述箱门的内表面上的开口，用于接收所述发光装置发出的测试光信号，所述柔性光纤束的另一端用于将所述发光装置发出的测试光信号传输给所述被测试的微光像增强器作为所述测试光信号输入。

优选地，所述发光装置包括光源、发光驱动器、发光装置电源和发光控制器，所述发光装置电源经过所述发光驱动器与所述光源建立电性连接，在所述发光驱动器的驱动下给所述光源供电，以使所述光源发出用于形成测试光信号输入的光线；所述发光控制器与所述发光驱动器电性连接，用于调整所述光源的发光强度和发光时段；所述光源被布置成对准所所述进光口。

优选地，所述记录组件包括遮光及调光装置、光电转换装置、放大器单元、电压记录单元以及记录组件电源；所述遮光及调光装置被布置成对准所述出光口以接收由所述被测试的微光像增强器基于所述测试光信号输入而产生的输出光信号；所述光电转换装置、放大器单元、电压记录单元依次电性连接，同时都与所述记录组件电源电性连接以从所述记录组件电源获得电力；所述光电转换装置将所述测试光信号转换成测试电信号；所述放大器单元对所述测试电信号进行放大处理后，将放大的测试电信号传输给所述电压记录单元；所述电压记录单元自动记录测试电信号的电压数据。

优选地，所述箱门还包括设置在所述箱门内表面上的承载板，所述承载板设置在靠近所述进光通道在所述箱门内表面上的开口的下方及所述出光通道在所述箱门内表面上的开口的下方。

依照上述的实施方式，本发明提供的微光像增强器测试系统相比于现有技术可以获得以下的多种有益效果：1.将经过特殊处理的耐高压接头模组(例如上述的)密闭置于测试箱门内用来连接被测试的微光像增强器产品，代替现有的从箱壁穿线的高压测试方法，并在箱体内通入氮气隔绝空气，有效地解决高压放电和箱内结霜的问题。2.将光输入和光输出的传递路径密闭在箱门和箱体内，并集成多个密闭通道，在箱体内部采用柔性光纤束传光，可以对应设置多个光照组件和记录组件，能够同时测量多个像增强器，解决传统测试方式只能逐个测试，工作效率较低的问题。依靠其独特的光传输设计，该套系统可以同时完成像增强器的高低温光照测试和电源高低温测试。3.设计照度可变的光照组件，通过单片机控制光源发光的亮度和时段，获得良好的输入光信号，还可以实现自动调光。记录像增强器输出的记录组件置于测试箱之外，可以消除箱体内的剧烈温度变化带来的测量误差。4.自动化的记录组件解决了测试数据的记录深度问题，采用无纸化记录方式可以保持较高采样率对测试数据进行深度记录，能够捕捉偶发故障，方便数据对比统计分析。

附图说明

图1是本申请的一个较佳实施方式提供的一种微光像增强器测试系统的模块示意图。

图2是图1所示的微光像增强器测试系统的测试箱的结构示意图。

图3是图2所示的测试箱的箱门的外表面的示意图。

图4是图2所示的测试箱的箱门的侧视示意图。

图5是图1所示的微光像增强器测试系统对像增强器进行测试时的工作状态示意图。

图6是图1所示的微光像增强器测试系统的发光组件的发光装置的电路示意图。

图7是图1所示的微光像增强器测试系统的记录组件的电路示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图结合实施例，对本发明进一步详细说明。

请参阅图1，本申请的一个较佳实施方式提供一种微光像增强器测试系统100，可用于对现有的微光像增强器进行性能测试如高低温照度测试。所述微光像增强器测试系统100包括测试箱1、测试电源组件2、光照组件3、以及记录组件4。

请一并参阅图2、图3及图4，所述测试箱1包括箱体11与箱门12，该箱体11及箱门12优选都由遮光且绝缘的材料制成。箱体11的形状大致为一面开口的长方体或正方体状，由顶板11a、底板11b、第一侧板11c、第二侧板11b和第三侧板11e围成，所述顶板11a、底板11b、第一侧板11c、第二侧板11b和第三侧板11e优选均为矩形，其中顶板11a和底板11b平行，第一侧板11c、第二侧板11d和第三侧板11e都与顶板11a及底板11b垂直地连接在顶板11a和底板11b之间，且第二侧板11d还与第一侧板11c及第三侧板11e垂直地连接在第一侧板11c和第三侧板11e之间，这样就使顶板11a、底板11b、第一侧板11c、第二侧板11d和第三侧板11e围成一面开口的长方形或正方形的箱体11。可以理解，所述箱体11优选为一体成型的。在所述第二侧板11d上可以开设有风扇容置口112，在所述风扇容置口112内可以装设压缩机风扇113。在所述第一侧板11c或第三侧板11e上可以开设有通气口114。

所述箱门12的形状优选为矩形板状，优选由遮光且绝缘的材料制成。箱门12可开合地安装在箱体11的开口的一面，从而能够打开或封闭箱体11。箱门12上设置有多组光线出入部12a和多组电气连接部12b，例如图2中示出了四组光线出入部12a和四组电气连接部12b。这些光线出入部12a和电气连接部12b彼此间隔地布置在箱门12上，例如图2所示。可以理解，光线出入部12a和电气连接部12b的布置方式并不受到附图的限制，只要不会妨碍彼此的功能即可。

每组光线出入部12a包括形成在箱门12外表面上的至少一个进光口121和至少一个出光口122、以及贯通地设置在箱门12内部的进光通道123和出光通道124，该进光通道123和出光通道124优选地都为真空导光通道，进光通道123与进光口121连通并开口于箱门12的内表面上，出光通道124与出光口122连通并开口于箱门12的内表面上。优选地，进光口121和出光口122在箱门12的外表面上的开口、以及进光通道123和出光通道124在箱门12的内表面上的开口都封盖有具有高透光性的透明保护盖(图中未示出)，所述透明保护盖优选用玻璃制成。

优选地，箱门12还可以包括优选装设在靠近进光通道123与出光通道124在箱门12内表面上的开口下方的承载板12c，用于承载被测试的像增强器产品或其他需要放置在箱门12内壁附近的设备元件，例如图1及图3中示出了两个承载板12c。显然，承载板12c的数量和布置方式也不受附图的限制。

每组电气连接部12b包括外插接部125、连接组件126和内插接部127，其中外插接部125设置在箱门12的外表面上，内插接部127设置在箱门12的内表面上，连接组件126穿过箱门12将外插接部125与内插接部127电性连接。

具体而言，每个外插接部125优选包括第一插座128和第二插座129，其中第一插座128优选为插拔式的独立高压接插座，专门用于连接测试用高压电源对被测试的像增强器的阳极输出(因为阳极输出通常具有非常高的电压)；第二插座129优选为插拔式的四针耐高压接插座，具有四个插接孔，分别用于连接测试用高压电源(例如所述测试电源组件2)对被测试的像增强器的阴极输出、测试用高压电源对被测试的像增强器的mcp(即微通道板，microchannelplate)的输出、测试用高压电源的供电输入、以及接地。为了提高第一插座128和第二插座129的安装稳固性和安全性，本实施方式中优选将一个或多个第一插座128和/或第二插座129的接线端子用现有固定方式例如螺钉固定到由绝缘材料制成的母板，例如图2所示的两个方形母板130上，然后再用现有固定方式例如螺钉将母板130固定于箱门12上。母板130和箱门12间的缝隙优选用耐高低温及高压的密封胶进行密封处理，密封胶固化后可以确保箱门12和其上的插座128、129的气密性，解决了传统的密封橡胶塞老化变硬后影响气密性的问题。

连接组件126优选包括多根耐高压导线，穿过箱门12将外插接部125与内插接部127电性连接。所述多根耐高压导线在箱门12内外优选采用焊锡焊接的方式与外插接部125及内插接部127进行电连接，并优选在焊接处用耐高压热缩管进行绝缘处理。内插接部127优选包括多根与外插接部125的第一插座128及第二插座129相对应的耐高压按压式弹簧接线柱，这些耐高压按压式弹簧接线柱通过上述耐高压导线分别与第一插座128及第二插座129的接线端子隔着箱门12建立电性连接，用于在测试时接插被测产品的引出线。

测试电源组件2可以是待测试的微光像增强器产品(例如所述微光像增强器200)所需的工作电源，其可以包括现有的测试用高压电源如耐高压线缆组。测试电源组件2设置在测试箱1外部，其连接线与至少一个外插接部125的连接端子结构相互对应，可以从测试箱1外部插接到外插接部125上，从而与箱门12的电气连接部12b建立电性连接。

光照组件3包括发光装置31和导光装置32。请参阅图5及图6，发光装置31包括光源311、发光驱动器312、发光装置电源313和发光控制器314。光源311优选为色温2856k的发光二极管(lightemittingdiode，led)灯珠，其数量优选为多个；发光驱动器312优选为降压式可调光led驱动器；发光装置电源313优选为12v直流电源。发光装置电源313经过发光驱动器312与每个光源311建立电性连接，可以在发光驱动器312的驱动下给每个光源311供电，以使光源311发出用于形成测试光信号输入的光线。发光控制器314优选为单片机，与发光驱动器312电性连接，可以编程控制发光驱动器312产生的驱动信号的脉宽调制(pulsewidthmodulation,pwm)占空比，从而调整每个光源311的发光强度和发光时段。所述光源311中的至少一个被布置成对准箱门12外表面上的一个进光口121。导光装置32优选包括柔性的光纤束，其一端被布置成对准上述与光源311对准的进光口121所对应的进光通道123在箱门12内表面上的开口，优选为固定在该进光通道123在箱门12内表面上的开口处。

请参阅图7，记录组件4包括遮光及调光装置41、光电转换装置42、放大器单元43、电压记录单元44以及记录组件电源45。遮光及调光装置41可以是现有的调焦装置等，优选被布置成对准箱门12外表面上的至少一个出光口122，该至少一个出光口122优选为与具有对准上述导光装置32的一端的开口的出光通道124相应的出光口122。光电转换装置42布置在遮光及调光装置41的出射光路上。光电转换装置42、放大器单元43、电压记录单元44依次电性连接，同时都与记录组件电源45电性连接以从记录组件电源45获得电力。记录组件电源45优选为12v直流电源。

请再次参阅图5，在对本实施方式的微光像增强器测试系统100进行使用时，优选依照以下手段进行操作：

首先打开箱门12，将待测试的微光像增强器产品，例如图4所示的微光像增强器200放置在箱体11内，例如可以放置在承载板12c上，并可以用现有方式进行进一步的固定；将所述微光像增强器200的上述各条引出线连接到内插接部127的耐高压按压式弹簧接线柱上；将所述微光像增强器200的光信号输出端布置成对准一个出光通道124在箱门12内表面上的开口，并将导光装置23的未对准进光通道123在箱门12内表面上的开口的一端布置成对准所述微光像增强器200的光信号输入端。显然，由于导光装置32优选为柔性的光纤束，因此其两端的位置很容易调整到精确地对准相应的位置。可以理解，由于箱门12上设有多组光线出入部12a和电气连接部12b，依照上述方法可以在箱体11内同时装入多个待测试的微光像增强器产品进行测试，只要相应地布置多个导光装置32即可。

在布置好待测试的微光像增强器产品和相应的导光装置12之后，关闭箱门12，通过例如上述的压缩机风扇113将箱体11内的空气抽空，然后通过例如上述的通气口114向箱体11内充入保护气体例如氮气。在箱体11外部，电源装置2连接到和连接有所述微光像增强器200的引出线的内插接部127相对应的外插接部125上，使所述微光像增强器200隔着箱门12和电源装置2建立电性连接。

在完成上述的连接操作之后，即可对待测试的微光像增强器产品例如所述微光像增强器200进行测试。测试时，使用工作电源例如供电装置300通过相应的外插接部125、连接组件126及内插接部127给所述微光像增强器200提供电力，将微光像增强器200开启到工作状态。然后开启所述发光装置31，使用发光控制器314通过发光驱动器312控制光源311按照预设的亮度和时段发出测试光信号。在控制光源311发光时，通过调节发光驱动器312的驱动信号的pwm占空比，可以产生范围很宽的光照强度，可模拟实际使用时照度在亮暗之间的线性变化；另外，控制光源311发光时优选同时控制多个光源311一起发光，这样就能实现瞬间强闪光，尽可能地模拟贴近像增强器的实际使用环境。

光源311发出的测试光信号从正对光源311的进光口121进入，穿过相应的进光通道122传输到导光装置32中，通过导光装置32的光纤束传输到所述微光像增强器200的光信号输入端，从而给微光像增强器200提供测试光信号输入。微光像增强器200依照自身的工作方式对输入的测试光信号进行处理，从而基于所述测试光信号输入在其光信号输出端形成并输出相应的输出光信号。所述输出光信号进入并穿过对准所述光信号输出端的出光通道124，从相应的出光口122射出，然后被记录装置4接收。遮光及调光装置41对输出光信号进行调整以提高其质量，调整后的输出光信号被光电转换装置42接收并依照现有的光电转换原理转换成测试电信号。放大器单元43对测试电信号进行放大处理后，将放大的测试电信号传输给电压记录单元43，由电压记录单元43自动记录测试电信号的电压数据。记录的电压数据可以传输到各类现有的数据处理装置(例如电脑、单片机等)进行分析处理，根据分析结果确定被测试的微光像增强器200的质量是否合格；也可以传输到现有的示波器或其他类似装置进行波形显示，从而实时地监控和检测被测试的微光像增强器200的工作状态；还可以传输到现有的数据存储装置存储起来以备在需要时调用。

相比于现有技术，上述实施方式提供的微光像增强器测试系统100具有如下所述的诸多优势：

1.将经过特殊处理的耐高压接头模组(例如上述的)密闭置于测试箱门内用来连接被测试的微光像增强器产品，代替现有的从箱壁穿线的高压测试方法，并在箱体内通入氮气隔绝空气，有效地解决高压放电和箱内结霜的问题。

2.将光输入和光输出的传递路径密闭在箱门和箱体内，并集成多个密闭通道，在箱体内部采用柔性光纤束传光，可以对应设置多个光照组件和记录组件，能够同时测量多个像增强器，解决传统测试方式只能逐个测试，工作效率较低的问题。依靠其独特的光传输设计，该套系统可以同时完成像增强器的高低温光照测试和电源高低温测试。

3.设计照度可变的光照组件，通过单片机控制光源发光的亮度和时段，获得良好的输入光信号，还可以实现自动调光。记录像增强器输出的记录组件置于测试箱之外，可以消除箱体内的剧烈温度变化带来的测量误差。

4.自动化的记录组件解决了测试数据的记录深度问题，采用无纸化记录方式可以保持较高采样率对测试数据进行深度记录，能够捕捉偶发故障，方便数据对比统计分析。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。