如何正确使用微光夜视仪

Small Arms - - 博物博览 - □吴安律 王湘川

由于对微光夜视仪不熟悉,部队使用中经常造成微光夜视仪像增强器损坏。有鉴于此,重庆建设工业(集团)有限责任公司光学专家吴安律、王湘川从基本常识入手,深入浅出地介绍了微光夜视仪的原理、应用及使用中应采取的保护措施,并对一些像增强器损毁及微光夜视仪不能正常使用的的原因进行分析—— 关于微光夜视仪的基础知识

利用微光像增强器实现夜间观察、瞄准的微光观察镜、微光瞄准镜等装置统称为微光夜视仪。正确使用微光夜视仪之前必须掌握基本微光常识,并了解注意事项。

光照强度是一种物理量,指单位面积上所接收可见光的光通量,用于指示光照的强弱和物体表面积被照明的程 度,单位为勒克斯(Lux或Lx)。 在自然界中,夏季太阳直接照射条件下,光照强度可达6万~10万勒克斯, 即6×104~1×105Lx;阴天室外条件下,光照强度可达1万~3万勒克斯,即1×104~3×104Lx;晴朗夏季室内光照强度约100~550勒克斯;夜晚室内光照强度约为50~300勒克斯;室外月光条件下光照强度约为0.01~0.2勒克斯,即1×10-2~2×10-1Lx;晴天夜晚无月光、星光条件下光照强度约为0.001勒克斯,即1×10-3Lx。以上这些光照强度是大自然不可改变的现实条件。

人眼可清晰观察景物、阅读的光照强度为50勒克斯~10万勒克斯,即50~ 1×105Lx。夜间星光照明及月光照明条件下,人眼无法正常观察和发现、识别目标。在每天的正常生活中,都存在着很多光照对人眼的损害和危险因素,比如,直视晴天的太阳超过10分钟或直视电焊的弧光超过5分钟,都会对人眼的视网膜造成不可恢复的烧伤。所以人眼遇到强烈光源时都会自然地躲避或闭眼

来保护视网膜不会被烧伤,这是人的本能。

微光夜视仪通过微光物镜将远处被星光或月光照射的物体和景物成像于微光像增强器的输入面,然后经过1万~10万倍的图像信号增强,在微光像增强器的输出面形成荧光屏图像供人眼观察,微光夜视仪工作的光照强度必须严格控制在0.001勒克斯~1勒克斯,即10-3~ 1Lx。同时也要避免夜间使用微光夜视仪 时长时间(2分钟以上)凝视观察远处的 路灯、发光广告牌、月亮和距离较近的汽车尾灯、LED信号灯,因为微光夜视仪中的微光像增强器输入面(光阴极面)就相当于人眼的视网膜,是极其敏感的,非常容易造成不可逆损坏。

微光夜视仪经历了多代的发展,其 中第一代为三级级联式微光夜视仪(由3个0代光电管串联组成),第二代为微通 道板式微光夜视仪,第三代为|||-V族负电子亲和势光电阴极像增强器微光夜视仪。在第二代向第三代过渡时发展了 一种超二代的光电管,称为二代加,其技术性能仅次于第三代产品。若将微光夜视仪再细分的话,那么就包括0代、1代、2代、2代加、3代,共5个档次。

微光夜视仪发展到今天,技术上已比较成熟,成像质量好,广泛应用于军警领域。

微光夜视仪安全使用保护措施

在设计上,微光夜视仪都会采用物理方法或光电控制方法避免微光像增强器烧毁,这些都是被动的保护方法。

物理方法是在遮光罩上设计有直径为1mm的通光孔(即针孔),在白天或夜间有照明的室内,通过针孔进入微光夜视仪的光照能量足够满足其正常工作条件。另外,针孔也是为了满足微光夜视仪在作战前的工作状态检查需要。千万不能在白天或夜间有照明的室内打开遮光罩并开启电源,使微光夜视仪处 于强光工作状态,否则,会烧毁微光夜视仪的像增强器。

光电控制方法是在微光夜视仪的直视方向安装光电传感器,当外界光照强度总平均量大于1勒克斯时,微光夜视仪的工作电路会自动关闭。但这种方法也有缺陷,如远距离点光源和面光源的光照强度总平均量不到1勒克斯,不会触发光电传感器关闭微光夜视仪工作电路,而直视这种光源会造成微光夜视仪像增强器的局部烧毁,

以上这些方法在实际使用和操作中都无法完全彻底地起到有效保护作用,只有完全熟悉和了解微光夜视仪的正确使用方法,并掌握相关的知识,采用人为主动的保护方法,才是最根本的解决方案。

微光夜视仪发明以后,一直存在像增强器在使用中容易烧毁损坏的问题。由于像增强器的使用环境是在0.001勒克斯~1勒克斯光照强度条件下,早期的像增强器在照明弹或汽车前大灯的照射下,不及时关闭电源就会烧毁。如今超二代以上的像增强器都有短时间的强光自动保护功能,但这种功能无法避免局部点、面光源对像增强器阴极面的局部烧毁,例如黑暗中远处的路灯或近距离的LED指示灯所产生的能量不足于启动像增强器保护电路,但这些光源在阴极面成像为小的光能集中点,即光应力点。光应力点在阴极面上保持2分钟以上,阴极面局部温度会超过200℃,从而造成像增强器局部不可逆烧毁,形成黑斑或暗斑,这个原理就同凸透镜能烧穿纸张一样。大家都知道,用凸透镜将太阳光聚焦在一张白纸上并保持不动, 2~5分钟后白纸会被光应力烧出一个小孔。而如果不断移动白纸,使聚焦点不停留在白纸的固定位置上,即使2~3小时也不会在白纸烧出小孔,因此微光夜视仪在使用过程中遇到强点光源时,应及时改变观察方向,避免凝视强光点就可避免像增强器损坏。

采取人为主动保护是微光夜视仪最有效的安全防护措施。微光夜视仪被烧毁都是在开机状态才会发生,养成良好

的操作习惯是减少和杜绝像增强器损坏的有效措施。操作人员一定要把微光夜视仪像增强器当作自己眼睛的视网膜一样去保护。夜间若突然遇到强光(车辆 灯光、路灯、探照灯、照明弹、枪炮火焰等),应立即采取旋转微光夜视仪方 向、及时盖上遮光罩或关闭微光系统电源这三种保护方式之一,防止微光夜视 仪过长时间(2分钟)凝视强光源,以 避免局部灼伤像增强器阴极面。

操作人员眼睛处于微光夜视仪观察位置之后,才能开启微光系统电源,眼睛停止观察或离开微光夜视仪观察位置时,必须关闭微光系统电源。这是因为人眼遇到强烈有害光线时有疼痛感,会立刻想办法主动躲避,而像增强器烧毁时是悄无声息的。因此保证微光夜视仪的使用光照环境时刻处于人眼的监控之下(即人镜结合),牢记这个原则才能最有效主动地防范微光夜视仪像增强器被烧毁。

夜间使用激光校枪镜校枪时(激 光会在校枪靶上产生一个亮点),校枪 靶必须处于100m之外,校枪工作应在2分钟之内完成。如不能完成,应关闭微光夜视仪电源5分钟,然后再次校枪2分钟,依次循环,这样可以减少光应力,以避免局部灼伤像增强器阴极面。

微光夜视仪长期不使用时,应取出电池,防止电池漏液损害产品。同时每3个月至少通电10分钟以上,有利于延长产品使用寿命。

案例分析

某部队在进行夜间行军训练时,指挥员指挥全连自行火炮车将炮长观察镜 的微光系统处于开机工作状态,当该连车队经过多个村庄后,发现有多台观察镜的像增强器被村庄的路灯烧毁。该案例中微光夜视仪像增强器被烧毁的原因有二:一是行军途中炮长观察镜被行军固定器固定,其观察方向是固定的,当车辆经过路口停车时极容易产生凝视状态;二是行军途中炮长已不再使用观察镜,即处于人镜分离状态,未及时关闭微光系统电源,造成像增强器烧毁。

某部队在进行夜间闭灯驾驶训练时,使用微光夜视仪辅助驾驶,在行军中前后车的间距太近,前车的刹车尾灯将后车的辅助驾驶微光夜视仪像增强器烧毁。该案例中像增强器被烧毁的原因是,不了解近距离微弱灯光也会对微光夜视仪像增强器造成损坏。

某工厂在室内靶道进行微光瞄准镜测试实验时,将微光瞄准镜和枪固定在射击枪架上,并把射击位的灯全部关

闭,只在100m靶板处留有200W白炽灯照明。实验结束后射手忘记关闭微光夜视镜电源,10分钟后,发现像增强器被靶板处的灯光烧伤呈现4块黑色暗斑。该案例中像增强器被烧毁的原因也有两个,一是微光瞄准镜像增强器长时间凝视强光点造成像增强器损坏;二是人眼停止观察或离开微光夜视仪观察位置时,未及时关闭微光系统电源。

我国某外贸公司为非洲某国内务部提供了50套微光夜视头盔镜,该头盔镜设计中采用了光敏电阻作为强光保护电路的传感器,即非全黑环境不能使用。该国用户不了解这个装置,在长达2个月的检测后认为这批产品无法工作,从而将其全部退回。头盔镜既设置了物理保护(针孔镜盖)又设计了光电保护,造成过度保护,这些产品不进入全黑环境中无法工作。同时,使用说明书中没有准确表述使用方法和设计思想,使用户认为产品质量有问题。

前不久在北京举办的第九届中国国际警用装备博览会上,重庆建设工业(集团)有限责任公司展出了两款新型微光瞄准镜,为方便演示,微光瞄准镜的电源处于开启状态。展会的第一天有30多位警员和军事爱好者观看微光瞄准镜时第一个动作就是打开物镜罩,这将使微光瞄准镜处于强光条件下开机状态,像增强器极易被烧毁,幸亏工作人员及时制止才未造成灾难性后果。这说明人们对微光夜视仪的基础知识欠缺。

现代战争中,夜战所占比重越来越高,微光夜视仪因耗电少、体积相对小巧,对夜战的重要性不言而喻。目前一具微光夜视仪的价格高达数万元,但由于缺乏相关知识,目前我们装备的微光夜视仪中有相当比例的产品被烧毁,这种未战先损的现象令人十分惋惜。而 由于怕烧毁,有的单位又甚至不敢使用而出现“消极保安全”现象。这两种非正常现象都是因为未掌握相关知识造成的。

军事科技的对抗无处不在,我们一方面要重视硬科技装备的对抗能力,又不能忽视士兵的技术素养。而在士兵中普及微光夜视仪相关知识,就是提高军队的文化技术素养,从而提高军队的综合实力。

任何高科技产品都应该从理论知识掌握入手,只要知识掌握了,使用起来既可保证产品安全,又可发挥出产品的作战能力,这才是主动解决难题的工作方法。因此,微光夜视仪必须遵循“先培训,后使用”的基本原则,使操作人员了解并熟悉微光夜视仪的工作原理及正确使用方法,才能充分利用微光夜视仪良好的夜间观、瞄能力,又可避免微光夜视仪像增强器在工作中损坏。

M16A1步枪上安装有早期产品——AN/PVS-2星光镜

AN/PVS-4微光夜视瞄准镜属第二代微光产品,主要装备美军,最早出现在海湾战争中,伊拉克战争中也有使用

GPNVG-18全景夜视眼镜使用状态

AN/PVS-7单目夜视观察镜,采用第三代像增强器

美国特种作战司令部装备的AN/PVS15头盔式双目夜视观察镜,同样采用第三代像增强器

微光像增强器严重损毁情况,出现多处暗斑

微光像增强器被灼伤,出现暗斑

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