严寒条件下光学仪器技术管理浅谈

引言：

随着科学技术的不断进步，越来越多的光学仪器、设备以及光学配套等产品在军队得到应用，并且在逐渐发挥重要作用，但在低温环境中，对光学仪器的性能稳定性与可靠性构成严重威胁。光学仪器元件易出现镜面结霜、材料冷脆变形，机械传动部件因润滑失效卡顿，电子控制系统因低温性能衰减，这些问题不仅影响观测精度，甚至导致仪器功能完全丧失。然而，当前光学仪器技术管理研究多注重在常规环境，对严寒条件下技术管理探索仍存在空白。本文立足严寒环境的特殊性，主要从管理和使用方面提出浅显看法，旨在为严寒条件下光学仪器使用效果和保证可靠性情况下提供一些借鉴。

1 严寒条件下对光学仪器的主要影响

1. 当气温低于 -30^∘C 时，仪器内部的润滑油脂变稠，甚至凝固，机械转动部分易发生涩滞，转动不灵活。磁针摆动不灵敏，长时间不容易归北。水准气泡游动迟缓，难于居中。

2. 光学系统部分由于严寒镜体容易出现结霜、起雾等现象，镜片及密封部位易出现开胶、开裂等现象。

3. 电池受低温影响会降低电池内部电解质的活性，离子迁移速度变慢，导致电池可用容量大幅缩减（尤其是锂电池更为明显），影响使用。低温条件下，也会造成电池的物理结构变化，部分电池电解液可能结冰，导致电池外壳膨胀甚至破裂，影响密封性和安全性。

4. 仪器橡胶柔韧性变差，脆性增大。

5. 积雪落在仪器上，易结冰，严重时会损坏机器。

6. 由于土质受冻，仪器不易架牢。操作使用时易滑动，稳定性差，易造成摔损和影响测量精度。

2 严寒条件下光学仪器保管保养注意事项

1. 光学仪器保管要控制环境温度，不要发生温度急剧变化。标准温度是10% 至 16°C ，野战条件下可在 0℃左右。

2. 用保管箱时，应将带盒的仪器放入箱内，搬至寒处或暖处，经一定时间后再取出擦拭或使用。擦拭镜面时应先用绒布、镜片纸或脱脂棉吸去水珠，然后再作擦拭。

3. 无保管箱时，如果仪器是放置在取暖的房间内，当仪器由室内携至室外操作时，一般应过 10min～15min 后打开仪器箱（盒），再取出擦拭使用。当仪器由室外拿到温度较高的室内时，仪器的表面会结霜“出汗”，应在经过1h～2h 后打开仪器从箱（盒），取出进行擦拭。

4. 仪器放在取暖的房间中，仪器与取暖设备的距离不应小于 1.5m 。在室内存放时，仪器应尽量避开热源，因高温易使仪器密封剂溶化，镜片生霉，脚架变形。因此，严禁将仪器置于火炉旁或热炕上，应放在干燥的地方。

5. 保管经常使用的仪器室内不应生火取暖，以防仪器受冷热骤变的影响。如发现该机受冷热骤变的影响造成动作困难时，应当慢慢地转动几下，待转动灵活后再使用，切勿强转硬扳。

6. 野外条件下，在阵地、坑道、工事内保管激光仪器时，应将主机和测角机构分别装在盒内，放入背负箱中，盒内和箱内多放一些干燥剂，尽量选择地势较高、较干燥的地方放置，在箱子下面垫防潮物，并离开地面适当高度（ 0.3m 以上），上面用布遮盖。

7. 野外保管激光仪器时，应用棉套包裹或采取防冻措施，但要离开火源或取暖设备。电池应从主机电池筒中取出，放在 5% 至 25°C 左右的地方，以防电池容量降低影响使用。

8. 操作后，应在撤收前擦去机体表面上的霜雪、尘沙后装入盒内。

9. 当使用交流适配器给 BBG-107 型非致冷手持热像仪供电时，若锂电池在热像仪电池的仓内将自动对电池进行充电。工作温度低于 -10% 时，要将锂电池取出。

10.1983 年式地炮激光测距观测仪电池组在 -20% 至 0^c 的环境下充电，电池最高电压不得高于 17.5V 。

11. 在房间内管理时，如果湿度超出 35% 至 80% 范围时，还就进行加湿或除湿，如果使用加湿器进行加湿时，还要定期对加湿器进行清洁和消毒。湿度过大时要进行通风或者利用除湿机进行除湿。12. 在清洁过程中，要注意防止静电的产生，可使用防静电布或防静电手套，避免在干燥的环境中清洁光学仪器。

3 严寒条件下光学仪器使用注意事项

1. 仪器放置在取暖的房间，当仪器由室内携至室外操作时，一般应过10min～15min 后再打开仪器箱（盒），取出擦拭使用。当仪器由室外拿到温度较高的室内时，仪器的表面会结霜“出汗”，再经过 1h～2h 后打开仪器从箱（盒），取出进行擦拭。2. 光学仪器使用前，仪器橡胶部分（如橡胶昼光罩、眼罩、接额器等），应适当涂些甘油，防止橡胶脆化。3．架设光学仪器器时，先在现场挖三个小坑，将三脚架尖放入坑内，并固定确实防止其滑倒。4. 在雪天使用仪器时，应设法遮盖仪器，或不断打扫掉镜体上的雪花，特别应除尽机构缝隙中的霜雪，不要使雪融化成水流入仪器内；若雪水流入仪器内，要及时擦干净，但严禁火烤（仪器受冷热骤变的影响，轻者起雾结霜，重者各部件变形失调，造成机械部分动作困难和三轴平行性改变，影响测距性能）。5. 使用仪器进行观察瞄准时，应短暂的停止呼吸，以免呼出的热气附在仪器外表结霜。6. 在雪地里操作时，可戴上滤光镜，避免雪光刺目。当使用激光仪器时，应特别小心，以防雪的表面可能产生危险的反射。对近距离目标发射激光时，不能在镜外用肉眼观察目标方向，但允许在瞄准镜内观察。7. 开始操作时，要缓慢地转动转螺，待机件转动灵活后，再转入正常操作。正常操作的动作不能太大过猛。暂停操作时，用保温材料将器材转动部位罩住或每隔 5～10min 转动一下各部件，防止结冻而出现机件动作困难。操作完毕时，应擦去仪器上的霜、雪、土，再装入箱（盒）内。8. 当仪器转动涩滞时，应查明原因。如果气温低，润滑油变稠，可向缝隙中注入少许仪表油或二号防护油，切忌掺入煤油、汽油等腐蚀性溶剂和强力拧转，以防损坏。9. 环境温度低于 -30^∘C 时， 应给激光仪器套上棉布制作的简易保护套，防止激光发射窗、接收窗结霜。10. 使用外接电池组（盒）供电时，应将电池组（盒）放入使用者的大衣内进行保温，以增加电池组的使用次数。对于Y/GW92-200 型二代微光瞄准镜、1965 年式 82mm 无坐力炮微光瞄准镜、85 式机枪微光瞄准镜在低于 -20% 的气温条件下，必须使用外接电源盒。

参考文献：

[1] 杭凌侠. 普通物理实验3 光学部分第4 版. 国防工业出版社.2003（5）

[2] 姚多舜. 光学仪器设计手册. 国防工业出版社出版.1971（10）

作者简介：王志海（1972-）男，汉，辽宁朝阳，高级工程师，研究生，研究方向：机械工程