夜视设备
夜视设备是国防/安全领域的一项关键监控技术。夜视设备在国防领域之外也得到了广泛应用。现代夜视设备主要分为四种基本类型:夜视镜、单目夜视设备、夜视瞄准镜和双目夜视设备。每种夜视设备均可根据其作为核心组件的像增强器类型(代次)进一步细分。
由于历史原因,数十年来,夜视设备测试设备市场一直由军用型、便携式、非计算机化的测试站(手提箱式)主导。这类设备便于运输,可在恶劣环境下的野外条件下使用,但仅具备对小型夜视设备(单目镜、护目镜)的有限测试能力。这些测试站存在人体工学设计欠佳、无法测试/轴对准较大尺寸的夜视设备(瞄准镜、前置镜、潜望镜)以及缺乏计算机存档功能等缺点。
Inframet公司生产的夜视设备测试设备与上述测试站有显著不同。Inframet公司的大多数夜视设备测试站均被设计为通用型测试设备,主要用于实验室/仓库条件。因此,Inframet测试站体积更大、重量更重。不过,Inframet测试站具备更全面的测试能力(可测量的参数更多)、更优化的设计(采用畸变可忽略不计的投影光学系统、模拟的光照条件范围更广),数字化结果归档(计算机化测试站)、部分参数(暗点)测量的自动化、更佳的人体工学设计(台式测试站)以及更高的测试速度。此外,还提供具备基本测试功能的便携式测试站。
Inframet生产的测试站可分为七大类:
- 半自动垂直配置测试站、用于夜视设备半自动测试的台式测试站:NMAG(见图1)。

图1. NMAG测试站
- 用于夜视设备扩展测试的准通用型、计算机化、垂直配置、台式测试站:NIMAX、NICOM(见图 2)。


- 用于夜视设备(NVD)扩展测试/轴对准测试的通用型水平配置台式测试站:NIVIS、NVS(见图3)。


- 用于某些类型夜视设备(NVD)基本测试的移动式、非计算机化、垂直配置测试站:NVT、NV14(见图4)。


- 用于在野外条件下进行基本测试的便携式测试站:NV20、NV10(见图5)。


- 用于测试/轴对准校准特殊类型夜视设备的测试站:NPER、NCLIP(见图6)。


- 夜视设备测试的辅助工具:NIG、FORK、BCC、CCC、NPL、NCER(见图7)。
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NMAG测试站是Inframet公司推出的一款新型测试站,可对夜视设备进行近乎全自动的测试。操作员的任务仅限于定位和对焦待测夜视设备,并点击软件按钮启动自动测试流程。
NIMAX 是一款准通用型、计算机化、符合人体工程学的台式测试站,用于对夜视设备进行扩展测试。它能够测试绝大多数夜视设备:单目镜、护目镜以及光学口径不超过 120 毫米的瞄准镜/双目镜。此前列出的所有重要夜视设备参数均可测量。该测试站采用台式设计理念,既能确保符合人体工学的工作环境,又便于对被测夜视设备进行对准,并能实现高速测试。该测试站采用计算机化设计:可在外部显示器上输出图像,自动计算暗点,提供分辨率/MRC测量的软件支持,提高视场(FOV)和畸变测量的精度,具备测量MTF的能力,可通过计算机读取光源设置,并能对测量结果进行数字化记录。局限性:1)平行光管最大口径为120毫米;2)未采用典型的机械导轨将待测夜视设备稳定地连接至测试站。由此导致的后果:1) 无法测试口径超过 120 毫米的大型夜视瞄准镜;2) 虽然可以测试夜视瞄准镜,但无法测量其相对于参考机械轴的瞄准轴角;3) 无法测试夜视前置镜和潜望镜。因此,当仅需测试单目镜和护目镜时,NIMAX是理想的选择。它也可用于测试夜视瞄准镜,但不包括轴对准测试。
NICOM是NIMAX的简化版本。它可用于测试单目镜、护目镜以及口径不超过约70毫米的小型瞄准镜/双筒望远镜。
NIVIS 是一款通用型(功能最全面)、计算机控制的台式测试站,用于夜视设备的扩展测试和轴对准。它能够测试所有类型的夜视设备:单筒夜视仪、护目镜、瞄准镜、双筒夜视仪、前置镜以及潜望镜,其光学系统口径最大可达 150 毫米。可测量前述夜视设备的所有重要参数。待测夜视设备可通过通用适配器(快速简便的连接)或机械导轨(通常为皮卡汀尼导轨)进行固定,以实现精确定位。该测试站采用计算机化控制,具备与NIMAX或NICOM相同的功能。它可视为NVS、NCLIP和NPER等若干专用测试站的融合体。
NVS 是一款半通用型、非计算机化的水平配置测试站,用于对大多数夜视设备(包括单目镜、护目镜以及光学口径不超过 150 毫米的瞄准镜/双筒望远镜)进行扩展测试和轴对准校准。该测试站采用模块化设计,各模块安装在水平工作台上。其主要优势在于操作简便,符合保守型测试团队偏好的传统操作方式。该测试站既可进行扩展测试,也可进行轴对准(包括对参考机械轴的轴对准)。
NVT 是一款移动式、非计算机化的垂直配置测试站,用于对视场约为 40°(放大倍率等于 1)的单目夜视设备/夜视镜进行基本测试。垂直配置测试站便于快速定位待测夜视设备(重力可帮助保持待测夜视设备稳定)。
NV14 是一款移动式、非计算机化的垂直配置测试站,用于对放大倍率为 1 倍的单目夜视设备/夜视镜以及放大倍率最高约 4 倍的小型瞄准镜(最大光学口径约 60 毫米)进行基本测试。该设备可视为 NVT 的改进版(设计基于更大的内部平行光管),旨在支持对小型光学瞄准镜(口径最大约 60 毫米)的测试。
NV20 是一款便携式测试站,用于在野外条件下对双目夜视镜进行基本检查。与竞争对手的解决方案形成鲜明对比的是,NV20 能够执行在重要任务开始前必须进行的所有关键检查。
NV10是一款小型便携式测试站,专为在重要任务前对夜视设备(单目镜、单目夜视镜、双目夜视镜)进行最基础的测试而优化。
NPER 是一款专为测试夜视潜望镜而优化的专用测试站。适用于两种类型的夜视潜望镜(适用于驾驶员的宽视场双目夜视潜望镜,以及适用于指挥官的窄视场双目/单目夜视潜望镜)。
NCLIP 是一款专门用于夜视前置镜基本轴对准校准和测试的专用测试站:可测量偏转角、旋转角和分辨率。
NIG 是一款便携式测试站,用于测量夜视镜/单目夜视设备的亮度增益,并可选测这些设备的电池耗电量。NIG 测试站还可调节施加于被测夜视设备的电源电压,并在典型电压范围内检查其性能。
FORK 是一款用于测试飞行员夜视镜自动脱落机制的专业测试站。该测试站可将待测夜视镜固定在水平平台上,精确增加作用于夜视镜机械中心的垂直方向力,并测量脱落机制启动时的力值。
BCC测试仪是一款用于为夜视设备供电的轻便、便携式电池测试仪。这款通用测试仪可在恒定功耗条件下测量电池电压。该测量可在实验室条件下,使用常规万用表和夜视设备进行。
CCC测试仪是一款轻便、便携的直流电源,可测量夜视设备的电流消耗。该通用测试仪可在稳压条件下测量电流消耗,模拟夜视设备由电池供电的标准电源。
NPL测试站可对夜视设备进行氮气吹扫、充氮及泄漏测试。在夜视设备的组装、维护和维修过程中,这些功能对于保持内部部件干燥清洁至关重要。
NCER 是一款用于模拟存在准直缺陷的双目夜视镜的简易模拟器,其设计为特殊的光度眼镜形式。
夜视设备的测试通常依据一系列美国国防标准(通常称为军事标准或MIL标准)的指导方针进行。如今,全球范围内的夜视设备制造商、测试实验室和最终用户都至少在一定程度上认可MIL标准。典型的测量参数包括:分辨率(中心、周边、高光照度)、屏幕质量(暗点)、系统增益、视场(FOV)、准直误差、增益差异、畸变、最小可分辨对比度、放大倍率、屈光度范围。关于夜视技术和夜视计量学的详细介绍,请参见“教育”栏目。