RU2540447C1 - Method of monitoring degree of adaptation of lighting equipment and monitoring and testing device - Google Patents

Abstract

FIELD: physics.

SUBSTANCE: method of monitoring the degree of adaptation includes recording and observing, through a light filter, optical radiation flux of a component of lighting equipment in two spectral ranges, in one of which spectral sensitivity of a night vision device is reduced to the visibility curve of the eye of an operator, and in the second to the average relative spectral sensitivity of the night vision device, and the adaptation coefficient is calculated using a mathematical expression. Recording and observation in two spectral ranges is performed using a photodetector with variable gain and two light filters in front of said photodetector, one of which is for the visible spectrum and the other is for simulating spectral sensitivity of the night vision device. The monitoring and testing device has a housing with an input lens, two light filters, an electro-optical converter which is a photodetector, an output eyepiece, a light filter switching mechanism, a built-in electronic unit connected to the electro-optical converter and a control device.

EFFECT: higher accuracy and reliability of measurement, broader functional capabilities.

3 cl, 1 dwg

Description

Изобретения относятся к области измерительной техники, в частности к созданию контрольно-проверочных средств определения степени адаптации светотехнического оборудования кабин транспортных средств к применению приборов ночного видения (далее - ПНВ) на основе электронно-оптических преобразователей (далее - ЭОП) третьего и последующих поколений.The invention relates to the field of measuring equipment, in particular to the creation of control and verification tools for determining the degree of adaptation of lighting equipment of cabs to the use of night vision devices (hereinafter - NVD) based on electron-optical converters (hereinafter - image intensifier tubes) of the third and subsequent generations.

Известна автоматизированная контрольно-проверочная аппаратура (патент RU 2406225, МПК H04B 3/46, G05B 23/02, 29.10.2008). Изобретение относится к области автоматизированной контрольно-проверочной аппаратуры и может использоваться как аппаратура проверки работоспособности многоканальных систем связи и устройств управления авиационными средствами поражения (далее - АСП) летательных аппаратов (далее - ЛА) и их составных частей. Аппаратура содержит ПЭВМ, коммутатор каналов, соединенный с блоками контроля в количестве не менее трех, предназначенными для подключения объекта контроля, а каждый блок контроля состоит из блока управления, многоканального блока сравнения, виртуального эталона, коммутатора нагрузок, управляемой нагрузки, управляемого источника питания выходных цепей, формирователя выходных сигналов, коммутатора, блока нормализации.Known automated test equipment (patent RU 2406225, IPC H04B 3/46, G05B 23/02, 10/29/2008). The invention relates to the field of automated control and verification equipment and can be used as equipment for verifying the operability of multichannel communication systems and control devices for aviation weapons (hereinafter - ASP) of aircraft (hereinafter - LA) and their components. The equipment contains a personal computer, a channel switch connected to control units in an amount of at least three, designed to connect the control object, and each control unit consists of a control unit, a multi-channel comparison unit, a virtual standard, a load switch, a controlled load, a controlled power supply of output circuits , shaper of output signals, switch, normalization block.

Известен способ контроля параметров прицела системы телеориентирования с излучающими каналами на инжекционных лазерах и устройство для его осуществления (патент RU 2234659, МПК 7 F41G 1/54, F41G 3/32, 20.01.2003). Группа изобретений относится к средствам контроля прицелов, предназначенных для телеориентирования в оптическом луче транспортных средств, в частности летательных аппаратов, использующих в качестве источников излучения инжекционные лазеры. Контроль параметров прицела при максимальной дальности управления летательным аппаратом осуществляют с использованием микроскопа, зеркального коллиматора и дополнительной диафрагмы с регистрирующим устройством. При этом прицел с окуляром устанавливают противоположно зеркальному коллиматору на сопряженных осях с микроскопом. Затем через микроскоп наводят перекрестие сетки прицельной марки прицела на зеркальный коллиматор, отраженное изображение сетки прицельной марки прицела совмещают по курсу и вертикали с перекрытием дополнительной диафрагмы, после чего устанавливают защитный кожух с экраном от зеркального коллиматора до прицела, включают излучение прицела, снимают сигнал излучения регистрирующим устройством дополнительной диафрагмы, преобразовывают сигнал в координаты, после чего производят оценку параметров прицела. Способ контроля параметров прицела системы телеориентирования с излучающими каналами на инжекционных лазерах реализуется устройством, содержащим установленные на оптической скамье прицел с окуляром, диафрагму, фотоприемное устройство, кассетницу для светофильтров, электронную и контрольно-измерительную аппаратуру выделения координат. На оптической скамье дополнительно введены микроскоп, который установлен на сопрягаемых осях с окуляром прицела, зеркальный коллиматор, который установлен противоположно прицелу, и диафрагма, которая установлена отверстием в перекрестии в сторону зеркального коллиматора, экран. При этом микроскоп с прицелом установлены и закреплены на платформе, которая состоит из верхней и нижней плит, которые скреплены между собой и столом оптической скамьи через крепежные элементы и элементы качения. Причем верхняя плита имеет привод, выполненный в виде цилиндрической червячной передачи с рукояткой, который корпусом закреплен на нижней плите, а ось червячного колеса скреплена с верхней плитой, которая вращает плиту с прибором и микроскопом вокруг вертикальной оси. Нижняя плита имеет привод, выполненный в виде реечной передачи, который корпусом зубчатого колеса и рукояткой закреплены на нижней плите. При этом привод нижней плиты перемещает нижнюю и верхнюю плиты с микроскопом и прицелом по курсу относительно зеркального коллиматора, а оптическая скамья имеет кожух с экраном, выполненный в виде телескопических П-образных секций. Причем на наружной боковой поверхности с двух сторон первая секция имеет ручки, а все секции имеют элементы качения и продольные направляющие. Вверху каждая секция имеет ограничитель продольных перемещений, который выполнен в виде наружной отбортовки переднего торца и внутренней отбортовки заднего торца в горизонтальной полке секции. При этом элементы качения крайней секции контактируют с оптической скамьей, а элементы качения последующих секций контактируют с направляющими предыдущих секций.A known method of controlling the parameters of the sight of a tele-orientation system with radiating channels on injection lasers and a device for its implementation (patent RU 2234659, IPC 7 F41G 1/54, F41G 3/32, 01/20/2003). The group of inventions relates to means for controlling sights intended for tele-orientation in the optical beam of vehicles, in particular aircraft, using injection lasers as radiation sources. The control of the parameters of the sight at the maximum control range of the aircraft is carried out using a microscope, a mirror collimator and an additional diaphragm with a recording device. In this case, the sight with the eyepiece is installed opposite the mirror collimator on the conjugate axes with the microscope. Then, through the microscope, the crosshairs of the reticle of the sighting mark of the sight are pointed at the mirror collimator, the reflected image of the reticle of the sighting mark of the sight is aligned in direction and vertical with the overlapping of the additional diaphragm, after which the protective casing with the screen from the mirror collimator to the sight is installed, the radiation of the sight is turned on, the radiation signal is recorded device additional diaphragm, convert the signal into coordinates, and then evaluate the parameters of the sight. The method of controlling the parameters of the sight of a tele-orientation system with radiating channels on injection lasers is implemented by a device containing a sight mounted on an optical bench with an eyepiece, a diaphragm, a photodetector, a cassette holder for light filters, electronic and control and measurement equipment for coordinate allocation. An optical microscope is additionally introduced on the optical bench, which is mounted on the mating axles with the eyepiece of the sight, a mirror collimator, which is installed opposite the sight, and a diaphragm, which is installed with a hole in the crosshair towards the mirror collimator, a screen. At the same time, the microscope with the sight is mounted and fixed on the platform, which consists of the upper and lower plates, which are fastened between themselves and the table of the optical bench through fasteners and rolling elements. Moreover, the top plate has a drive made in the form of a cylindrical worm gear with a handle, which is fixed to the bottom plate by the body, and the axis of the worm wheel is fastened to the top plate, which rotates the plate with the device and microscope around a vertical axis. The bottom plate has a drive made in the form of a rack and pinion gear, which is fixed to the bottom plate by the gear housing and handle. In this case, the drive of the lower plate moves the lower and upper plates with a microscope and a sight in the direction relative to the mirror collimator, and the optical bench has a casing with a screen made in the form of telescopic U-shaped sections. Moreover, on the outer side surface on both sides the first section has handles, and all sections have rolling elements and longitudinal guides. At the top, each section has a longitudinal displacement limiter, which is made in the form of an external flanging of the front end and an internal flanging of the rear end in the horizontal shelf of the section. In this case, the rolling elements of the extreme section are in contact with the optical bench, and the rolling elements of the subsequent sections are in contact with the guides of the previous sections.

Известен также способ контроля параметров прицела системы телеориентирования с излучающими каналами на инжекционных лазерах и устройство для его осуществления (Патент RU 2183807, МПК F41G 1/54, 19.04.2000). Группа изобретений относится к средствам контроля прицелов. Их реализация позволит повысить точность снятия энергетических характеристик прицела системы телеориентирования с излучающими каналами на инжекционных лазерах. Сущность изобретений заключается в том, что перед совмещением перекрестия сетки прицельной марки с перекрестием диафрагмы и регистрацией сигнала регистрирующим устройством с преобразованием его в координаты перекрестие диафрагмы подсвечивают в закрытом объеме рассеянным светом, а отверстие фотоприемного устройства защищают от засветки.There is also a method of controlling the parameters of the sight of a tele-orientation system with radiating channels on injection lasers and a device for its implementation (Patent RU 2183807, IPC F41G 1/54, 04/19/2000). A group of inventions relates to means for controlling sights. Their implementation will improve the accuracy of taking the energy characteristics of the sight of the teleorientation system with radiating channels on injection lasers. The invention consists in the fact that before combining the crosshairs of the reticle with the diaphragm crosshair and registering the signal with a recording device and converting it into coordinates, the diaphragm crosshairs are illuminated in a closed volume by diffused light, and the opening of the photodetector is protected from exposure.

Известно устройство для контроля параметров прицела системы телеориентирования с излучающими каналами на инжекционных лазерах (патент RU 2115878, МПК F41G 1/54, 30.12.1996). Изобретение относится к средствам контроля прицелов, предназначенных для телеориентирования в оптическом луче машин и, в частности, летательных аппаратов, использующих в качестве источников излучения инжекционные лазеры. Цель изобретения - создание устройства, обеспечивающего требуемую точность измерения несоосности оптической оси и линии визирования прицела, обладающего при этом высокими технологичностью и эксплуатационными характеристиками. Устройство согласно изобретению содержит излучающие каналы на инжекционных лазерах, включающие объектив и установленную в его фокальной плоскости диафрагму, фотоприемник и электронный блок измерения параметров сигнала, имеет диафрагму в виде перекрестия из двух вертикальной и горизонтальной щелей, центр которого расположен на оптической оси объектива, за диафрагмой установлен светоделитель, на оптически сопряженных осях которого расположены источник света и фотоприемник, а перед объективом в отверстиях, выполненных в непрозрачной перегородке, установлены светофильтры таким образом, что ребро клина, образуемого рабочими поверхностями каждого светофильтра, перпендикулярно телу излучения соответствующего лазера, светофильтры расположены в соответствии с расположением зрачков выхода излучающих каналов прицела, при этом коэффициент пропускания светофильтров выбран из условия уравнивания сигналов, создаваемых разными каналами прицела на фотоприемнике.A device is known for monitoring the parameters of the sight of a tele-orientation system with radiating channels on injection lasers (patent RU 2115878, IPC F41G 1/54, 12/30/1996). The invention relates to means for controlling sights designed for tele-orientation in the optical beam of machines and, in particular, aircraft using injection lasers as radiation sources. The purpose of the invention is the creation of a device that provides the required accuracy of measuring the misalignment of the optical axis and line of sight of the sight, which has high manufacturability and operational characteristics. The device according to the invention contains emitting channels on injection lasers, including a lens and a diaphragm mounted in its focal plane, a photodetector and an electronic unit for measuring signal parameters, has a diaphragm in the form of a crosshair of two vertical and horizontal slits, the center of which is located on the optical axis of the lens, behind the diaphragm a beam splitter is installed, on the optically conjugate axes of which a light source and a photodetector are located, and in front of the lens in holes made in an opaque In the partition, the filters are installed so that the edge of the wedge formed by the working surfaces of each filter is perpendicular to the radiation body of the corresponding laser, the filters are located in accordance with the location of the exit pupils of the emitting channels of the sight, while the transmittance of the filters is selected from the equalization of the signals generated by different channels of the sight on the photodetector.

Несмотря на то что указанные выше источники информации относятся к области контроля систем летательных аппаратов, тем не менее, они не могут быть использованы для определения степени адаптации светотехнического оборудования кабин летательных аппаратов и военной техники в целом.Despite the fact that the above sources of information relate to the control of aircraft systems, nevertheless, they cannot be used to determine the degree of adaptation of lighting equipment of aircraft cabins and military equipment in general.

Задача, требующая технического решения, состоит в том, что специалисты, применяющие технику ночного видения на электронно-оптических преобразователях третьего поколения, сталкиваются с проблемой пригодности к эксплуатации светотехнического (осветительного и светосигнального) и приборного оборудования (далее - СТО). Для решения этой задачи и используются контрольно-проверочные наборы (приборы) степени адаптации СТО кабин транспортных средств, пилоты или водители которых оснащены ГШВ на основе ЭОП III и последующих поколений.A task requiring a technical solution is that specialists using night vision technology on third-generation electron-optical converters face the problem of the suitability for use of lighting (lighting and light-signaling) and instrumentation (hereinafter - STO). To solve this problem, control and test kits (devices) of the degree of adaptation of the service station of the cabs of vehicles are used, the pilots or drivers of which are equipped with GShV based on the image intensifier III and subsequent generations.

Известен способ и контрольно-проверочный набор американской фирмы Hoffman типа «NVG Lighting Conformity Test Kit LM-33-550» (Рекламный проспект LM-33-550, http://WWW.hoffmanengineering.com), в состав которого входят: источник освещенности, цифровой низкоуровневый фотометр с комплектом оптико-электронных адаптеров, рулетка, программы тренировки операторов с контрольными таблицами, упакованные в транспортный контейнер, что резко усложняет работу и существенно увеличивает время проверки.There is a method and control kit of the American company Hoffman type "NVG Lighting Conformity Test Kit LM-33-550" (Brochure LM-33-550, http://WWW.hoffmanengineering.com), which includes: a light source , a low-level digital photometer with a set of optoelectronic adapters, tape measure, operator training programs with checklists packed in a transport container, which greatly complicates the work and significantly increases the test time.

Недостатком контрольно-проверочного набора является его громоздкость, сложность в эксплуатации и необходимость использования в ней дорогостоящих специальных оптических систем.The disadvantage of the test kit is its bulkiness, complexity in operation and the need to use expensive special optical systems in it.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому способу проверки адаптированных под применение СТО транспортных и устройству является контрольно-проверочный прибор американской фирмы Hoffman типа «NVG-104» (Рекламный проспект NVG-104, http://WWW.hoffmanengineering.com), содержащий входной объектив, включающий дополнительный светофильтр, и оптически связанный соответственно с ЭОП и выходным окуляром, а также встроенный электронный блок, соединенный с ЭОП, обеспечивающий электропитание ЭОП, измерение фототока в цепи фотокатода ЭОП и определение показателя, оценивающего степень адаптации тестируемых компонентов СТО, и индикатор.The closest technical solution to the proposed method of testing vehicles adapted to the use of service stations and the device is a test device of the American company Hoffman type “NVG-104” (NVG-104 Brochure, http://WWW.hoffmanengineering.com) containing an input lens including an additional light filter, and optically connected respectively to the image intensifier tube and the output eyepiece, as well as an integrated electronic unit connected to the image intensifier tube, which supplies power to the image intensifier tube, measures the photocurrent in the image intensifier photocathode circuit, and determines For assessing the degree of adaptation of the tested components of SRT, and an indicator.

В этом случае оценка степени адаптации определяется как интеграл от произведения спектральной энергетической яркости тестируемого компонента СТО на относительную спектральную чувствительность прибора ночного видения следующим образом:In this case, the assessment of the degree of adaptation is defined as the integral of the product of the spectral energy brightness of the tested component of the SRT and the relative spectral sensitivity of the night-vision device as follows:

$$NR=G{\left(\lambda \right)}_{\max }{\displaystyle \underset{450}{\overset{930}{\int }}G{\left(\lambda \right)}_{i}N\left(\lambda \right)d\lambda (1)}$$

$$NR=G{\left(\lambda \right)}_{\max }{\displaystyle \underset{450}{\overset{930}{\int }}G{\left(\lambda \right)}_{i}N\left(\lambda \right)d\lambda (\mathrm{one})}$$

где NR - показатель, оценивающий степень адаптации;where NR is an indicator evaluating the degree of adaptation;

G(λ)_max - коэффициент масштабирования, равный отношению нормированного уровня яркости к измеренной яркости тестируемого элемента СТО;G (λ) _max is the scaling factor equal to the ratio of the normalized brightness level to the measured brightness of the SRT element under test;

G(λ)_I - относительная спектральная чувствительность ПНВ;G (λ) _I is the relative spectral sensitivity of the NVD;

- если i=A, то используются данные для ПНВ класса A;- if i = A, then the data for the class A NVD are used;

- если i=B, то используются данные для ПНВ класса B;- if i = B, then the data for class B NVDs are used;

- если i=C, то используются данные для ПНВ класса C (классы A, B, C - по классификации стандарта MIL-STD-3009);- if i = C, then the data for the class C NVD are used (classes A, B, C - according to the classification of the MIL-STD-3009 standard);

N(λ) - спектр излучения тестируемого элемента СТО, измеренный в [Вт/(см²·стр.·нм)];N (λ) is the radiation spectrum of the tested SRT element, measured in [W / (cm ² · p. · Nm)];

dλ - шаг интегрирования, измеряемый в нм.dλ is the integration step, measured in nm.

Недостатком устройства, реализующего данный способ, является определения с помощью данного контрольно-проверочного прибора показателя NR, оценивающего степень адаптации тестируемые компоненты СТО, по измеренной абсолютной величине фототока в цепи фотокатода ЭОП. Учитывая, что основной целью адаптации элементов СТО под применение ПНВ является значительное уменьшение уровня оптического излучения в спектральном диапазоне фоточувствительности ЭОП, то значения показателя NR изменяются от 150 нВт/(см²·стр.·нм) до 0,17 нВт/(см²·стр.·нм), что соответствует изменению фототока от 10^-8 A до 10^-10 A. При таком уровне значений фототока на результаты измерений существенное влияние оказывают собственные шумы электронного тракта, воздействие внешних факторов (температуры, фоновой освещенности фотокатода ЭОП и др.), а также уровень собственных параметров ЭОП, на основе которого создан данный контрольно-проверочный прибор, что в свою очередь требует проведения периодической калибровки прибора.The disadvantage of the device that implements this method is the determination using this test instrument NR indicator, which estimates the degree of adaptation of the tested components of the SRT, by the measured absolute value of the photocurrent in the photocathode circuit of the image intensifier tube. Considering that the main purpose of adapting SRT elements for the application of NVD is to significantly reduce the level of optical radiation in the spectral range of the photosensitivity of the image intensifier tube, the values of the NR indicator vary from 150 nW / (cm ² · p. · Nm) to 0.17 nW / (cm ² · P. · Nm), which corresponds to a change in the photocurrent from 10 ^-8 A to 10 ^-10 A. At this level of photocurrent values, the measurement results are significantly affected by the intrinsic noise of the electron path, external factors (temperature, background illumination of the photocathode of the image intensifier tube, etc. .), and t Also, the level of the own parameters of the image intensifier tube, on the basis of which this test instrument was created, which in turn requires periodic calibration of the instrument.

Техническим результатом изобретения является повышение точности и надежности измерения, расширение функциональных возможностей, увеличение быстродействия прибора при непрерывном наблюдении в ручном режиме с одновременным уменьшением габаритов и обеспечением возможности объективного оперативного контроля степени адаптации элементов СТО кабин транспортных средств под применение ПНВ.The technical result of the invention is to increase the accuracy and reliability of measurement, expanding the functionality, increasing the speed of the device during continuous monitoring in manual mode with a simultaneous reduction in size and providing the possibility of objective operational control of the degree of adaptation of the elements of the STO cabs of vehicles for the use of NVD.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе контроля степени адаптации СТО, включающем визуальное наблюдение тестируемых элементов СТО через светофильтры потока оптического излучения и определение коэффициента адаптации СТО как отношение интегралов от произведения спектральной энергетической яркости компонента СТО на относительную спектральную чувствительность ПНВ, вычисленных в двух спектральных диапазонах, в одном из которых редуцируют спектральную чувствительность фотоприемника контрольно-проверочного прибора к кривой видности глаза оператора, а во втором - к усредненной спектральной чувствительности ПНВ, при этом коэффициент адаптации K_a, определяемый в %, вычисляют по следующему выражению:The specified technical result is achieved by the fact that in the method of controlling the degree of adaptation of the SRT, including visual observation of the tested elements of the SRT through the optical filters of the optical radiation flux and determining the adaptation coefficient of the SRT as the ratio of the integrals of the product of the spectral energy brightness of the SRT component by the relative spectral sensitivity of the NVD, calculated in two spectral ranges, in one of which the spectral sensitivity of the photodetector of the test selection to the visibility curve of the operator’s eye, and in the second, to the averaged spectral sensitivity of the NVD, while the adaptation coefficient K _a , determined in%, is calculated by the following expression:

$$K_a=\frac{{\displaystyle \underset{380}{\overset{950}{\int }}{\tau }_{\Phi }\left(\lambda \right)M_{e,\lambda }^{0,отн}\left(\lambda ,T_{ц}\right)S{}_{ПНВ}{}^{отн}\left(\lambda \right)d\lambda }}{{\displaystyle \underset{380}{\overset{959}{\int }}{\tau }_{\Phi }\left(\lambda \right)M_{e,\lambda }^{0,отн}\left(\lambda ,T_{ц}\right)V\left(\lambda \right)d\lambda }}\cdot 100(2)$$

$$K_a=\frac{{\displaystyle \underset{380}{\overset{950}{\int }}{\tau }_{\Phi }\left(\lambda \right)M_{e,\lambda }^{0,\mathrm{about}tn}\left(\lambda ,T_c\right)S{}_{PN\mathrm{AT}}{}^{\mathrm{about}tn}\left(\lambda \right)d\lambda }}{{\displaystyle \underset{380}{\overset{959}{\int }}{\tau }_{\Phi }\left(\lambda \right)M_{e,\lambda }^{0,\mathrm{about}tn}\left(\lambda ,T_c\right)V\left(\lambda \right)d\lambda }}\cdot \mathrm{one\; hundred}(2)$$

где τ_Φ(λ) - спектральное распределение коэффициента пропускания светофильтра;where τ _Φ (λ) is the spectral distribution of the transmittance of the filter;

$$M_{e,\lambda }^{0,отн}\left(\lambda T_{ц}\right)$$

- относительное спектральное распределение энергетической светимости источника излучения с цветовой температурой Т_ц; $$M_{e,\lambda }^{0,\mathrm{about}tn}\left(\lambda T_c\right)$$

- the relative spectral distribution of the energy luminosity of the radiation source with a color temperature T _c ;

V(λ) - кривая видности глаза, определяемая как относительное спектральное распределение световой эффективности монохроматического излучения для дневного зрения;V (λ) is the eye visibility curve, defined as the relative spectral distribution of the light efficiency of monochromatic radiation for daytime vision;

$$S{}_{ПНВ}{}^{отн}\left(\lambda \right)$$

- относительная спектральная чувствительность ПНВ; $$S{}_{PN\mathrm{AT}}{}^{\mathrm{about}tn}\left(\lambda \right)$$

- relative spectral sensitivity of NVD;

dλ=5 нм - шаг интегрирования.dλ = 5 nm is the integration step.

Для наблюдения в двух спектральных диапазонах и определения коэффициента адаптации K_a используют фотоприемник с изменяемым коэффициентом усиления и двумя светофильтрами, установленными перед фотоприемником, спектр пропускания одного из них соответствует видимому спектральному диапазону, а спектр пропускания второго светофильтра соответствует спектральной чувствительности ПНВ. При этом сначала производят подстройку фототока в видимом диапазоне первого светофильтра путем изменения усиления фотоприемника с фиксацией значения соответствующего коэффициента усиления фотоприемника, а затем устанавливают заслонку и компенсируют темновой ток фотоприемника с фиксацией значения компенсирующего тока. На следующем этапе измерения устанавливают первый светофильтр и фиксируют значения компенсирующего тока, после чего устанавливают второй светофильтр с сохранением характеристик фотоприемника, полученных в результате предыдущих измерений. Таким образом, величина коэффициента адаптации тестируемого компонента СТО определяется по измеряемому значению фототока, выраженному в %.For observation in two spectral ranges and determination of the adaptation coefficient K _a , a photodetector with a variable gain and two filters installed in front of the photodetector is used, the transmission spectrum of one of them corresponds to the visible spectral range, and the transmission spectrum of the second filter corresponds to the spectral sensitivity of the NVD. At the same time, the photocurrent is first tuned in the visible range of the first filter by changing the gain of the photodetector with fixing the value of the corresponding gain of the photodetector, and then the shutter is installed and the dark current of the photodetector is compensated with fixing the value of the compensating current. At the next measurement step, the first filter is installed and the compensation current values are fixed, after which the second filter is installed while maintaining the characteristics of the photodetector obtained as a result of previous measurements. Thus, the value of the coefficient of adaptation of the tested component of the SRT is determined by the measured value of the photocurrent, expressed in%.

Указанный технический результат достигается в контрольно-проверочном приборе ГЕО-КПП, содержащем корпус с входным объективом, включающим светофильтр, и оптически связанном с электронно-оптическим преобразователем, являющимся фотоприемником, и выходным окуляром, а также встроенный электронный блок, соединенный с электронно-оптическим преобразователем, обеспечивающий электропитание и измерение фототока, и индикатор, тем, что в него введены: дополнительный светофильтр, механизм переключения светофильтров и устройство управления, которое контролирует напряжения на фотоприемнике и положение светофильтров, а также измеряет уровни фототока, при этом объектив, механизм переключения светофильтров, фотоприемник, окуляр, электронный блок, устройство управления и индикатор связаны с корпусом жестко, а оптические оси объектива, светофильтров, фотоприемника и окуляра расположены соосно.The indicated technical result is achieved in the GEO-KPP control instrument, comprising a housing with an input lens including a light filter and optically connected to an electron-optical converter, which is a photodetector, and an output eyepiece, as well as an integrated electronic unit connected to the electron-optical converter providing power and measuring the photocurrent, and an indicator, by the fact that the following are introduced into it: an additional filter, a filter switching mechanism and a control device that The second one controls the voltage at the photodetector and the position of the filters, and also measures the levels of the photocurrent, while the lens, the switching mechanism of the filters, the photodetector, eyepiece, electronic unit, the control device and the indicator are rigidly connected to the body, and the optical axes of the lens, filters, photodetector and eyepiece are located coaxially.

На фиг.1 показана функциональная схема устройства контрольно-проверочного прибора ГЕО-КПП.Figure 1 shows the functional diagram of the device control and testing device GEO-CAT.

На фиг.1 приведены позиции:Figure 1 shows the position:

1 - корпус;1 - housing;

2 - входной объектив;2 - input lens;

3 и 4 - сменные светофильтры;3 and 4 - interchangeable filters;

5 - механизм переключения светофильтров;5 - a mechanism for switching light filters;

6 - электронный блок;6 - electronic unit;

7 - устройство управления;7 - control device;

8 - электронно-оптический преобразователь;8 - electron-optical converter;

9 - индикатор;9 - indicator;

10 - выходной окуляр;10 - output eyepiece;

11 - аккумуляторный отсек.11 - battery compartment.

Способ контроля степени адаптации СТО кабин транспортных средств к применению приборов ночного видения на основе электронно-оптических преобразователей третьего поколения основан на измерении фототоков, пропорциональных световому потоку тестируемых источников оптического излучения (ламп накаливания, единичных индикаторов, люминесцентных ламп и др.), в составе светотехнического оборудования в двух спектральных диапазонах. При этом спектральная чувствительность фотоприемника контрольно-проверочного прибора с помощью соответствующих светофильтров в одном спектральном диапазоне редуцируется к кривой видности глаза оператора, во втором диапазоне - к усредненной спектральной чувствительности ПНВ.A way to control the degree of adaptation of the service station of the cabs of vehicles to the use of night-vision devices based on third-generation electron-optical converters is based on measuring photocurrents proportional to the luminous flux of the tested optical radiation sources (incandescent lamps, single indicators, fluorescent lamps, etc.), as part of the lighting equipment in two spectral ranges. In this case, the spectral sensitivity of the photodetector of the test instrument using the appropriate filters in one spectral range is reduced to the visibility curve of the operator’s eye, and in the second range to the average spectral sensitivity of the NVD.

Контрольно-проверочный прибор содержит электронный блок 6, соединенный с электронно-оптическим преобразователем 8 и устройством управления 7, корпус 1, входной объектив 2, светофильтр 3, дополнительный светофильтр 4, механизм переключения светофильтров 5, индикатор 9 и выходной окуляр 10, при этом объектив 2, механизм переключения светофильтров 5, электронный блок 6, устройство управления 7, электронно-оптический преобразователь 8, индикатор 9 и окуляр 10 связаны с корпусом 1 жестко, а оптические оси объектива 2, светофильтров 3 (4), электронно-оптического преобразователя 8 и окуляра 10 расположены соосно. В верхней части корпуса 1 размещен индикатор 9, который осуществляет вывод цифровой информации о результатах измерения.The control and testing device comprises an electronic unit 6 connected to an electron-optical converter 8 and a control device 7, a housing 1, an input lens 2, a light filter 3, an additional light filter 4, a switching mechanism of the light filters 5, an indicator 9 and an output eyepiece 10, the lens 2, the switching mechanism of the filters 5, the electronic unit 6, the control device 7, the electron-optical converter 8, the indicator 9 and the eyepiece 10 are rigidly connected to the housing 1, and the optical axis of the lens 2, filters 3 (4), electron-optical one converter 8 and the eyepiece 10 are disposed coaxially. An indicator 9 is placed in the upper part of the housing 1, which provides digital information on the measurement results.

Конкретная реализация способа и работа контрольно-проверочного прибора ГЕО-КПП осуществляются следующим образом. После включения прибора, ввода светофильтра, воспроизводящего кривую видности глаза, и установления рабочего режима всех электронных узлов прибора производится автоматическая подстройка фототока, пропорционального яркости измеряемого объекта, подсвеченного источником оптического излучения (лампы накаливания, лампы люминесцентные, единичные индикаторы и др.) в видимом диапазоне спектра путем изменения усиления фотоприемника. Значение фототока при этом устанавливается численно равным 100% по индикатору изделия, а значение соответствующего коэффициента усиления фотоприемника фиксируется. Далее, вместо светофильтра, воспроизводящего кривую видности глаза, устанавливается непрозрачный экран и происходит автоматическая компенсация темнового тока фотоприемника с регистрацией значения компенсирующего тока. Затем вновь устанавливается светофильтр, воспроизводящий кривую видности глаза, и происходит автоматическая регистрация значения компенсирующего тока. Далее вместо светофильтра, воспроизводящего кривую видности глаза, устанавливается светофильтр, воспроизводящий относительную спектральную чувствительность ПНВ, при этом значения характеристик, полученные в результате предыдущих измерений, не меняются. В результате значение фототока и соответственно показания на индикаторе будут численно равны отношению светового потока в диапазоне с усредненной спектральной чувствительностью ПНВ к потоку в видимом диапазоне спектра, которое в соответствии с формулой (2) является искомым коэффициентом адаптации K_a . A specific implementation of the method and the operation of the test instrument GEO-KPP are as follows. After turning on the device, entering a light filter that reproduces the visibility curve of the eye, and establishing the operating mode of all electronic components of the device, the photocurrent is automatically adjusted proportionally to the brightness of the measured object illuminated by the optical radiation source (incandescent, fluorescent lamps, single indicators, etc.) in the visible range spectrum by changing the gain of the photodetector. The photocurrent value is then set numerically equal to 100% according to the product indicator, and the value of the corresponding photodetector gain is fixed. Further, instead of a light filter that reproduces the visibility curve of the eye, an opaque screen is installed and the dark current of the photodetector is automatically compensated for with the registration value of the compensating current. Then the filter is installed again, which reproduces the visibility curve of the eye, and the value of the compensating current is automatically recorded. Further, instead of a light filter that reproduces the visibility curve of the eye, a light filter is installed that reproduces the relative spectral sensitivity of the NVD, while the values of the characteristics obtained as a result of previous measurements do not change. As a result, the photocurrent value and, accordingly, the readings on the indicator will be numerically equal to the ratio of the light flux in the range with the average spectral sensitivity of the NVD to the flux in the visible range of the spectrum, which, in accordance with formula (2), is the desired adaptation coefficient K _a .

Пример действий наблюдателя (оператора) приведен ниже.An example of the actions of an observer (operator) is given below.

Перед использованием необходимо установить заряженные аккумуляторы типа НЛЦ-0,9 в аккумуляторный отсек 11 корпуса 1 и закрыть крышку отсека. Выбор объекта контроля (элемента СТО) производится наведением на него объектива 2, фиксацией положения КПП при появлении его изображения на экране электронно-оптического преобразователя 8, которое наблюдается оператором с помощью окуляра 10.Before use, it is necessary to install charged NLTs-0.9 batteries in the battery compartment 11 of housing 1 and close the compartment cover. The choice of the control object (STO element) is done by pointing the lens 2 at it, fixing the position of the gearbox when its image appears on the screen of the electron-optical converter 8, which is observed by the operator using the eyepiece 10.

Подать электрическое питание на прибор нажатием и удерживанием соответствующей кнопки до появления зеленого цвета свечения индикатора (появление желтого цвета свечения индикатора свидетельствует, например, о разряде аккумуляторов). Дождаться окончания мигания крайней левой точки на панели индикатора.Apply electrical power to the device by pressing and holding the appropriate button until the indicator glows green (the yellow indicator light indicates, for example, battery discharge). Wait until the flashing leftmost point on the indicator panel.

Снять защитную крышку с объектива 2 и навести объектив контрольно-проверочного прибора на измеряемый светящийся объект (букву, цифру, символ и т.п.). После появления в поле зрения изображения измеряемого объекта следует дожидаться медленного мигания верхнего крайнего правого сегмента на панели индикатора (до 3÷4 миганий). Мигание нижнего сегмента свидетельствует о недостаточной яркости измеряемого объекта, что не позволит провести корректное измерение. Для проведения измерений необходимо изображение измеряемого объекта следует максимально расфокусировать, используя для этого настроечное кольцо (не показано) объектива 2. Указанная операция позволяет повысить точность измерения и увеличивает срок службы прибора.Remove the protective cover from lens 2 and point the lens of the test instrument to the measured luminous object (letter, number, symbol, etc.). After the image of the measured object appears in the field of view, you should wait for the slow blinking of the upper rightmost segment on the indicator panel (up to 3 ÷ 4 blinks). The flashing of the lower segment indicates insufficient brightness of the measured object, which will not allow for a correct measurement. To take measurements, the image of the measured object must be defocused as much as possible using the lens adjusting ring (not shown) 2. The indicated operation allows to increase the measurement accuracy and increase the life of the device.

Перевести движок каретки (не показана) механизма переключения светофильтров 5 в положение «Темн. ток» и дождаться медленного мигания крайнего левого нижнего сегмента на панели индикатора 9, при этом индикатор должен отображать нулевое значение. Если крайняя левая точка панели индикаторов не перестает быстро мигать, то через несколько минут прибор автоматически отключается. При неудачной первой попытке проведения измерения, ее следует повторить. Вторая неудача свидетельствует о неисправности изделия или о высоком внутреннем сопротивлении элементов питания.Move the carriage engine (not shown) of the filter switching mechanism 5 to the "Dark. current ”and wait for the slow flashing of the far left lower segment on the indicator panel 9, while the indicator should display a zero value. If the leftmost point of the indicator panel does not stop flashing quickly, then after a few minutes the device automatically turns off. If the first attempt to measure is unsuccessful, it should be repeated. The second failure indicates a product malfunction or a high internal resistance of the batteries.

Перевести движок каретки механизма переключения светофильтров 5 в среднее положение «Измер. Ka» и дождаться установления показаний индикатора, после чего считать показания K_a (коэффициент адаптации).Move the carriage engine of the filter switching mechanism 5 to the middle position “Meas. Ka »and wait until the indicator readings are established, then read the readings K _a (adaptation coefficient).

Если движок каретки переключателей светофильтров не перемещается в течение 5÷6 мин, то прибор автоматически отключается.If the engine of the carriage of the filter switches does not move for 5–6 min, the device automatically turns off.

Таким образом, предлагаемым изобретением достигается технический результат в виде повышения точности и надежности измерения, расширение функциональных возможностей, увеличение быстродействия прибора при непрерывном наблюдении в ручном режиме с одновременным уменьшением габаритов и обеспечением возможности объективного оперативного контроля степени адаптации элементов СТО кабин транспортных средств под применение ПНВ.Thus, the proposed invention achieves a technical result in the form of improving the accuracy and reliability of measurement, expanding the functionality, increasing the speed of the device during continuous monitoring in manual mode with a simultaneous reduction in size and providing the possibility of objective operational control of the degree of adaptation of the elements of the service station of the cabs of vehicles for use of NVD.

Кроме того, в приборе обеспечивается дополнительная возможность сохранения цифрового изображения с регистрацией времени съемки и измеренных данных.In addition, the device provides an additional opportunity to save a digital image with recording the shooting time and measured data.

Claims (3)

1. Способ контроля степени адаптации светотехнического оборудования (далее по тексту - СТО) кабин транспортных средств, включающий наблюдение через светофильтр потока оптического излучения, воспринимаемого глазом оператора, и определение коэффициента адаптации СТО как интеграла от произведения спектральной энергетической яркости измеряемого компонента СТО на относительную спектральную чувствительность прибора ночного видения (далее по тексту - ПНВ), отличающийся тем, что регистрацию и наблюдение через светофильтр потока оптического излучения компонента СТО производят в двух спектральных диапазонах, в одном из которых редуцируют спектральную чувствительность фотоприемника контрольно-проверочного прибора к кривой видности глаза оператора, а во втором - к усредненной спектральной чувствительности ПНВ, причем коэффициент адаптации вычисляют по следующему выражению:
$$K_a=\frac{{\displaystyle \underset{380}{\overset{950}{\int }}{\tau }_{\Phi }\left(\lambda \right)M_{e,\lambda }^{0,отн}\left(\lambda ,T_{ц}\right)S{}_{ПНВ}{}^{отн}\left(\lambda \right)d\lambda }}{{\displaystyle \underset{380}{\overset{959}{\int }}{\tau }_{\Phi }\left(\lambda \right)M_{e,\lambda }^{0,отн}\left(\lambda ,T_{ц}\right)V\left(\lambda \right)d\lambda }}\cdot 100(3)$$

где τ_Φ(λ) - спектральное распределение коэффициента пропускания светофильтра;
$$M_{e,\lambda }^{0,отн}\left(\lambda T_{ц}\right)$$

- относительное спектральное распределение энергетической светимости источника излучения с цветовой температурой T_ц;
V(λ) - кривая видности глаза, определяемая как относительное спектральное распределение световой эффективности монохроматического излучения для дневного зрения;
$$S{}_{ПНВ}{}^{отн}\left(\lambda \right)$$

- относительная спектральная чувствительность ПНВ;
dλ=5 нм - шаг интегрирования.1. A way to control the degree of adaptation of lighting equipment (hereinafter referred to as STO) of cabs of vehicles, including observing through a light filter the optical radiation flux perceived by the operator’s eye, and determining the STO adaptation coefficient as an integral of the product of the spectral energy brightness of the measured STO component and relative spectral sensitivity night vision device (hereinafter - NVD), characterized in that the registration and observation through the optical filter of the optical flow radiation of the SRT component is produced in two spectral ranges, in one of which the spectral sensitivity of the photodetector of the test instrument to the visibility curve of the operator’s eye is reduced, and in the second to the average spectral sensitivity of the NVD, and the adaptation coefficient is calculated by the following expression:
$$K_a=\frac{{\displaystyle \underset{380}{\overset{950}{\int }}{\tau }_{\Phi }\left(\lambda \right)M_{e,\lambda }^{0,\mathrm{about}tn}\left(\lambda ,T_c\right)S{}_{PN\mathrm{AT}}{}^{\mathrm{about}tn}\left(\lambda \right)d\lambda }}{{\displaystyle \underset{380}{\overset{959}{\int }}{\tau }_{\Phi }\left(\lambda \right)M_{e,\lambda }^{0,\mathrm{about}tn}\left(\lambda ,T_c\right)V\left(\lambda \right)d\lambda }}\cdot \mathrm{one\; hundred}(3)$$

where τ _Φ (λ) is the spectral distribution of the transmittance of the filter;
$$M_{e,\lambda }^{0,\mathrm{about}tn}\left(\lambda T_c\right)$$

- the relative spectral distribution of the energy luminosity of the radiation source with a color temperature T _c ;
V (λ) is the eye visibility curve, defined as the relative spectral distribution of the light efficiency of monochromatic radiation for daytime vision;
$$S{}_{PN\mathrm{AT}}{}^{\mathrm{about}tn}\left(\lambda \right)$$

- relative spectral sensitivity of NVD;
dλ = 5 nm is the integration step. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для регистрации и наблюдения в двух спектральных диапазонах используют фотоприемник с изменяемым коэффициентом усиления и двумя светофильтрами перед ним, один из которых воспроизводит кривую видности глаза, а второй - воспроизводит относительную спектральную чувствительность ПНВ, при этом первоначально производят подстройку фототока в видимом диапазоне спектра (при установке первого светофильтра) путем изменения усиления фотоприемника и фиксируют значение соответствующего коэффициента усиления фотоприемника, затем экранируют световой поток и компенсируют темновой ток фотоприемника с фиксацией значения компенсирующего тока, повторно устанавливают первый светофильтр и фиксируют значения компенсирующего тока, далее устанавливают второй светофильтр с сохранением характеристик фотоприемника, полученных в результате предыдущих измерений, затем измеряют значение фототока, которое в соответствии с формулой (3) является искомым коэффициентом адаптации K_a.2. The method according to claim 1, characterized in that for registration and observation in two spectral ranges, a photodetector with a variable gain and two filters in front of it is used, one of which reproduces the visibility curve of the eye, and the second reproduces the relative spectral sensitivity of the NVD, this initially adjusts the photocurrent in the visible range of the spectrum (when installing the first filter) by changing the gain of the photodetector and fixes the value of the corresponding gain photodetector, then screen the luminous flux and compensate for the dark current of the photodetector with fixing the value of the compensating current, reinstall the first filter and fix the values of the compensating current, then set the second filter with preserving the characteristics of the photodetector obtained from previous measurements, then measure the value of the photo current, which, in accordance with with formula (3) is the desired adaptation coefficient K _a . 3. Контрольно-проверочный прибор, содержащий корпус с входным объективом, светофильтр, электронно-оптический преобразователь, выходной окуляр, электронный блок и индикатор, отличающийся тем, что в него введен дополнительный светофильтр, механизм переключения светофильтров и устройство управления, при этом электронный блок, входной объектив, механизм переключения светофильтров, устройство управления, выходной окуляр и индикатор связаны с корпусом жестко, а оптические оси входного объектива, светофильтров, электронно-оптического преобразователя и выходного окуляра расположены соосно. 3. A control and testing device comprising a housing with an input lens, a light filter, an electron-optical converter, an output eyepiece, an electronic unit and an indicator, characterized in that an additional light filter, a filter switching mechanism and a control device are introduced into it, while the electronic unit, the input lens, the filter switching mechanism, the control device, the output eyepiece and the indicator are rigidly connected to the housing, and the optical axis of the input lens, filters, electron-optical conversion The indexer and the output eyepiece are aligned.