[实用新型]一种车载光学系统环境载荷影响机理分析试验系统

说明书

本实用新型公开了一种车载光学系统环境载荷影响机理分析试验系统，包括多个试验设备，及安装于试验设备中的车载光线系统试件，及粘贴于车载光线系统试件表面的多块应变片，及安装于车载光线系统试件表面的加速度传感器；所述应变片和加速度传感器分别通过多通道信号采集系统电连接至计算机；所述试验设备由振动和冲击试验系统和可程式恒温恒湿试验箱组成；所述振动和冲击试验系统包括试验振动台，及与试验振动台活动安装的力锤；所述力锤传动连接有动力机构；本实用新型的车载光学系统环境载荷影响机理分析试验系统，用以探索车载光学系统内部金属反射镜、玻璃透镜等精密光学元件在振动冲击、高低温等复杂环境载荷下影响规律。

技术领域

本实用新型涉及一种车载光学系统环境载荷影响机理分析试验系统，属于车载光学系统环境载荷影响分析技术领域。

背景技术

车载光学系统是信息化战争中搜索、观察和瞄准目标的精密设备，已经成为武器装备精确瞄准、跟踪与全方位精确打击的关键部件；然而，由于工作环境条件比较恶劣，武器装备性能受环境因素影响日益突出，尤其是高精度光学系统，受到外界环境的影响更加剧烈。

外界振动载荷对车载瞄准镜的瞄准精度具有严重影响，比如随机振动导致的车载光学系统机械结构疲劳损伤，瞬态冲击振动引起的光学系统结构连接处的高强度应变应力；又如，坦克等装甲车辆在行驶过程中发生摔车事故时，瞬间产生巨大的冲击载荷，可能导致光学系统玻璃镜片破碎或产生裂纹等，以及冲击引起车载光学系统内部镜片发生刚性位移，进而影响光学系统的成像质量。

与动态载荷振动相比，温度载荷属于静态载荷，其对光学系统性能的影响不会立刻表现出来，但久而久之温度载荷产生的内应力等对光电系统也具有严重影响，主要体现在以下几个方面：一是由于光学系统结构之间的热膨胀系数存在差异，当环境温度均匀变化时会引起光学元件内部产生应力应变；二是光学玻璃材料导热性能较差，会在光学元件内部形成温度梯度，导致镜片面形等尺寸结构发生变化，进而影响成像质量；总之，温度载荷会使车载光学系统的结构参数发生变化，影响装备的可靠性和环境适应性；因此有必要针对环境载荷对光学系统的影响机理进行深入研究，获得其在振动与温度载荷作用下的影响规律，为车载瞄准镜的结构优化设计及性能评估提供参考，提高车载光学系统的环境适应性和工作可靠性。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提出了一种车载光学系统环境载荷影响机理分析试验系统，用以探索车载光学系统内部金属反射镜、玻璃透镜等精密光学元件在振动冲击、高低温等复杂环境载荷下影响规律，优化车载光学系统结构设计。

本实用新型的车载光学系统环境载荷影响机理分析试验系统，包括多个试验设备，及安装于试验设备中的车载光线系统试件，及粘贴于车载光线系统试件表面的多块应变片，及安装于车载光线系统试件表面的加速度传感器；所述应变片和加速度传感器分别通过多通道信号采集系统电连接至计算机；所述试验设备由振动和冲击试验系统和可程式恒温恒湿试验箱组成；所述振动和冲击试验系统包括试验振动台，及与试验振动台活动安装的力锤；所述力锤传动连接有动力机构，力锤由电动或气动的动力机构进行驱动，分别可对应进行电动振动试验和气动垂直冲击试验，具体包括脉冲波扫频试验、随机振动试验和瞬态冲击试验；所述车载光线系统试件分别通过夹持组件固定于振动和冲击试验系统的试验振动台和可程式恒温恒湿试验箱中，其中，试验台振动台最大负载 50kg，工作台面尺寸500mm×500mm，冲击沿垂直方向，脉冲波形为半正弦、后峰锯齿、梯形，峰值加速度150～5000m/s²，脉冲持续时间40～1.5ms，最大碰撞频次为100次/分；力锤量程为5kN，灵敏度为4pc/N，力锤长度为220mm，输出接头为L5，锤头材质为橡胶；可程式恒温恒湿试验箱温度范围：-40℃～150℃，湿度范围：20％RH～98％RH，温湿度控制精度：±0.5℃；±3％RH，温湿度分布均匀：±2℃；±5％RH，加温时间：从室温至150℃时，约40分钟(无负载状态下)，降温时间：从室温至-40℃时，约65分钟(无负载状态下)，内箱测试区尺寸：50cm×60cm×50cm(W×H×D)，测试箱门：60cm×70cm(W×H)，共1扇。