光电经纬仪系统防潮湿、防盐雾、防霉菌设计

　　0　引言

　　光电测量设备的防潮湿、防盐雾、防霉菌性能,直接关系到设备的使用可靠性、使用寿命以及全寿命效用成本,现已成为系统整机重要的指标之一.光电测量设备的工作可靠性及对恶劣环境的适应性,将影响整个系统的功能.对于工作在沿海和海上环境中的光电经纬仪测量设备,要面临高湿、高盐雾、霉菌、太阳辐射等恶劣环境的考验.光电测量设备中的光学元件、金属材料、非金属材料、电子元器件、印刷板组件等会因使用环境影响而发生腐蚀,造成工作出现故障和失效.为保证设备能在各种复杂、恶劣环境中正常工作,采取各种防潮湿、防盐雾、防霉菌措施提高其可靠性已成为不可或缺的重要环节.

　　为此,本文针对在海洋环境下使用的光电经纬仪设备的三防问题展开了研究,详细介绍了三防措施及其具体设计情况,经多年工程实践检验,所介绍的措施和方法能够保证光电经纬仪在海洋气候环境下长期稳定工作.

　　1　光电经纬仪测量系统

　　光电经纬仪是由电影经纬仪发展而来的,是经纬仪与光电探测装置结合的产物.经纬仪机架为三轴(垂直轴、水平轴、视准轴)地平装置,如图1[1].机架三轴相互垂直,水平轴和视准轴可以绕垂直轴在水平面内旋转,光电探测装置装于水平轴上,其主光轴为视准轴,并与水平轴垂直,它可以绕水平轴在垂直平面内旋转.在垂直轴和水平轴分别装有轴角编码器.视准轴绕垂直轴旋转时在垂直轴编码器读出的角度称为方位角Ae,视准轴绕水平轴旋转时在水平轴编码器读出的角度称为俯仰角Ee.这样,只要视准轴瞄准目标就能得到光轴指向目标的方位角和俯仰角.

　　光电经纬仪测量系统主要由经纬仪主机、电子学系统两大部分组成,包括:经纬仪跟踪架、光学系统及图像实时跟踪、实时记录系统、时码钟分系统、伺服分系统、主控计算机分系统、编码器分系统和调光调焦分系统,数据处理及图像处理终端、通信设备、操控台等.

　　测量系统具有实时跟踪和测量功能;具有数字图像实时记录功能,供事后判读;具有试验实况摄录和输出等功能.测量系统可用于识别攻击目标、用于跟踪、观测飞行目标,也可在军舰上担任警戒任务等[2-4].

　　2　潮湿、盐雾、霉菌对光电经纬仪测量系统的腐蚀机理

　　2.1　潮湿对光电经纬仪系统的腐蚀机理

　　电子设备的表面在潮湿的海洋大气中会吸附一层很薄的湿气层,即水膜,当这层水膜达到20~30分子层厚时,就形成化学腐蚀所必需的电解质膜,这种富含盐份的电解质膜对裸露的金属表面具有很高的腐蚀活性.

　　金属表面水膜厚度与大气腐蚀速度的关系可定性地用图2的曲线来表示.在区域I,金属表面只有几个分子层的吸附膜,没有形成连续的电解液膜,它相当于干燥大气腐蚀,即化学腐蚀,其腐蚀速度很小;在区域Ⅱ,金属表面有一层很薄(100A-1μm)的电解液膜,相当于潮湿大气腐蚀,即电化学腐蚀,腐蚀速度随水膜厚度增加而增大;在区域Ⅲ,液膜厚度已达到明显可见的程度,相当于下雨天的大气腐蚀,也为电化学腐蚀;由于液膜厚度增加,氧气在液膜中的扩散距离增大,并受扩散速度控制,因此腐蚀速度反而减小,当液膜进一步变厚时,即区域Ⅳ相当于金属全沉浸于水中的腐蚀,一般大气腐蚀是在区域II、Ill内进行[5].