Asbob -uskunalar va ko'rish kompleksining bir qismi sifatida individual issiqlik o'lchagichlarning asosiy muammosi og'irlik va o'lchovlarga qo'yiladigan qat'iy talablardir. Matritsani suyuq azot bilan sovutish tizimini joylashtirish mumkin emas, shuning uchun yangi muhandislik echimlarini izlash kerak. Va nima uchun eng murakkab va qimmatbaho termal kamerada to'siq qo'yish kerak? Gap shundaki, dushmanni kamuflyaj qilish, tutun, atmosfera yog'inlari va yorug'lik aralashuvi, bularning barchasi, hatto uchinchi avlod elektro-optik konvertorlari bo'lsa ham, tungi ko'rish qurilmalarining samaradorligini keskin pasaytiradi. Novosibirsk markaziy konstruktorlik byurosi "Tochpribor" 1PN116 indeksi ostida ishlab chiqarilgan mahsulot xuddi shunday sharoitda ishlashga mo'ljallangan bo'lib, jang maydonidagi ob'ektlarning infraqizil nurlanishini aniqlash qurilmalarining eski maktab vakili hisoblanadi.
1PN116 termal ko'rish apparati o'zining aniq ko'rish qobiliyati bilan odamning kattaligidagi hamma narsani va 1200 metr oldidagi tabiiy fondan issiqroq narsani ko'radi. Qurilma katta massaga ega (3, 3 kg), shuning uchun u asosan SVD, "Pecheneg" va "Kord" pulemyotlariga joylashtirilgan. Matritsasi 320x240 piksel bo'lgan sovutilmagan mikrobolometr "to'r pardasi" sifatida ishlatiladi. Keling, sovutilmagan termal tasvirlashning fokuslarini batafsil ko'rib chiqaylik.
[markazda]
Bu usul uchinchi avlod bo'lib, u murakkab va har doim ham ishonchli bo'lmagan optik-mexanik skanerlash tizimi bo'lmaganda oldingilaridan tubdan farq qiladi. Bu avlodda termal o'lchagichlar linzalar tekisligining orqasida o'rnatilgan Fokus Plitalar maydoni (FPA) qattiq holatli qabul qiluvchilarga asoslangan. Bunday gadjetlardagi termal ko'rish "kimyosi" ko'p hollarda VOx vanadiy oksidi yoki amorf kremniy a-Si rezistiv qatlamlariga asoslangan. Ammo istisnolar ham borki, bu erda termodinamiklarning fotodetektorlari yoki "yuraklari" PbSe, piroelektrik fotodetektor massivlari yoki termoelektrik sovutish bilan jihozlangan CdHgTe birikmalariga asoslangan matritsalarga asoslangan. Qizig'i shundaki, bunday sovutish ko'pincha mo'ljallangan maqsadda ishlatilmaydi, faqat o'zgaruvchan ekologik sharoitda termal barqarorlikni ta'minlaydi. VOx yoki a-Si seriyali mikrobolometrlar termal kameraning ishlashining asosiy printsipiga tegishli bo'lgan harorat ta'sirida elektr qarshiligining o'zgarishini qayd qiladi. Har bir bunday qattiq holat sensori qarshilikni chiqish voltajiga o'zgartiradigan va fon nurlanishining o'rnini bosadigan signalni qayta ishlaydigan chipni o'z ichiga oladi. Mikrobolometrning muhim talabi-vakuumda va "issiqlikka shaffof" germaniy optikasida ishlash, bu ham dizaynerlar, ham ishlab chiqaruvchilar ishini jiddiy ravishda murakkablashtiradi. Va sensorning o'zi germaniy yoki galyum arsenidi bo'lgan ishonchli substratga ega bo'lishi kerak. Mikrobolometr ishining barcha nozikliklarini tushunish uchun shuni ta'kidlash kerakki, kristall haroratining 0, 1 K ga tebranishi qarshilikning 0, 03%ga kichik o'zgarishiga olib keladi, uni kuzatish kerak. Hamma narsa teng bo'lsa, amorf silikon vanadiy oksidlariga nisbatan bir qancha afzalliklarga ega - kristall panjaraning bir xilligi va yuqori sezuvchanlik. Bu foydalanuvchi uchun tasvirni VOx -dagi o'xshash texnikaga qaraganda ko'proq kontrast va shovqinga kamroq moyil qiladi. Mikrobolometrning har bir pikseli o'ziga xos tarzda o'ziga xosdir - uning o'ziga xosligi bor, u hamkasblaridan biroz farq qiladi, daromad va ofset, bu yakuniy tasvirga ta'sir qiladi. Dizaynerlar piksellar sonini ko'paytirish, ularning orasidagi masofani (9-12 mikrongacha) kamaytirish va ularni kichraytirish orqali, boshqa narsalar qatorida, tasvirdagi shovqin darajasini kamaytirishga harakat qilmoqdalar. "Yomon" yoki nuqsonli piksellar mikrobolometr ishlab chiqarishda jiddiy muammo bo'lib, muhandislarni ekrandagi oq yoki qora nuqta va miltillovchi zarralarni yo'q qilish uchun dasturiy ta'minot mexanizmlarini ishlab chiqishga majbur qiladi. Bu odatda interpolatsiya yordamida uyushtiriladi, ya'ni "buzilgan" pikseldan chiquvchi signal qo'shnilar qiymatidan hosila bilan almashtiriladi. Matritsaning eng muhim parametri NETD (shovqin ekvivalent harorat farqi) qiymati yoki mikrobolometr signalni shovqindan farq qiladigan haroratdir. Albatta, sensor tez bo'lishi kerak, shuning uchun keyingi parametr - vaqt doimiy yoki tasvirning harorat o'zgarishiga ta'sir qilish tezligi. To'ldirish koeffitsienti yoki to'ldirish koeffitsienti - bu mikrobolometrning sezgir elementlar bilan to'ldirish darajasini aks ettiruvchi matritsa xarakteristikasi, qanchalik katta bo'lsa, operator tasvirni shunchalik yaxshi ko'radi. Yuqori texnologiyali matritsalar matritsaning 90% qamrovi bilan faxrlanishi mumkin, piksellar soni 1 millionga etadi, foydalanuvchi jang maydonini ikkita versiyada - monoxrom va ranglar palitrasida kuzatishi mumkin. Harbiy va xavfsizlik mahsulotlari odatda monoxrom tasvirni yaratadi, chunki dushman figuralari va jihozlarining ravshanligi rangli versiyadan ancha yuqori.
Grafenni infraqizil sensor sifatida ishlatish haqidagi amerikalik olimlarning ishlanmalari umid baxsh etadi. Ular bu 2D materialni hamma joyda joriy etishga urinmoqdalar, endi navbat termal tasvirlash texnologiyalariga keldi. Sovutilmagan termal kamera narxining 70-80% i mikrobolometr va germaniy optikasidan iborat ekanligini hisobga olsak, grafenli termoelektrik datchiklarni yaratish g'oyasi juda jozibali. Amerikaliklarning so'zlariga ko'ra, kremniy nitridli substratda bir barobar arzon grafen qatlami etarli va prototip allaqachon odamni xona haroratida ajrata olish qobiliyatiga ega.
Chet elda ham, Rossiyada ham termal o'lchagichlarning optik tizimlarining atermalizatsiyasi, ya'ni atrof -muhit haroratining haddan tashqari chidamliligi bilan bog'liq ishlanmalarga katta e'tibor qaratiladi. Linzalar xalkogenidli materiallardan - GeAsSe va GaSbSe dan ishlatiladi, bunda nurlarning sinishi indekslari haroratga juda bog'liq emas. LPT va Murata Manufacturing kompaniyalari bunday linzalarni issiq presslash usuli bilan ishlab chiqarishdi, so'ngra asferik va gibrid linzalarni olmos bilan burishdi. Rossiyada atermik linzalarni ishlab chiqaruvchi sanoqli ishlab chiqaruvchilardan biri "Shvabe" xolding tarkibiga kiruvchi NPO GIPO - Davlat amaliy optika instituti hisoblanadi. Ob'ektiv materiali kislorodsiz shisha, sink va germaniy selenidlari bo'lib, korpus yuqori quvvatli alyuminiy qotishmasidan qilingan bo'lib, natijada -400C dan + 500C gacha bo'lgan buzilishlarni kafolatlamaydi.
Rossiyada, FSUE TsKB Tochpribor (yoki "Shvabe-qurilmalari") tomonidan ko'rsatilgan 1PN116-dan tashqari, "Shohin" ("TsNII" Tsiklon "OAJ) termal tasvirli ko'rinishi ancha yirtqichlar sharafiga" hushyorlik "nomi bilan atalgan. lochin, 160x120 pikselli (yoki 640x480) frantsuz Ulisse matritsasi va balandligi 400-500 metr bo'lgan taniqli diapazon. Oxirgi avlodlarda import qilingan mikrobolometr o'rnini mahalliy model egalladi.
Yana ro'yxatda: Novosibirskdan olingan "Shvabe - mudofaa va mudofaa" PT3 termal tasviri 640x480 o'lchamli matritsali, og'irligi 0, 69 kg va "oltin standart" ga aylangan, o'sish ko'rsatkichining aniqlanish diapazoni. 1200 m. Ushbu tasvirning piksel balandligi ajoyib ko'rsatkich emas va 25 mikronni tashkil etadi, bu tasvirning oddiy aniqligini beradi. Aytgancha, xolding PTZ-02 kodi bo'yicha harbiy dizaynga asoslangan ov manzarasini ishlab chiqarishni tashkil qilgan. Mahalliy dizaynerlik maktabining yana bir vakili-bu 384x288 pikselli 7-14 mikron diapazonidagi mikrobolometrik qabul qilgichga ega bo'lgan, Shvabe-Photopribor bo'linmasining Alfa TIGER termal tasvirlash apparati. "TIGRA" da operator 800x600 pikselli monoxromatik OLED mikro displey bilan ishlaydi, shundan 768x576 termal tasvirni ko'rsatish uchun ajratilgan. Rossiyaning termal tasvirli diqqatga sazovor joylarining dastlabki modellaridan muhim farq - bu ish vaqtining 30 daqiqaga ko'payishi - endi siz infraqizil diapazonda 4,5 soat davomida kurashishingiz mumkin. Uning "Alpha-PT-5" modifikatsiyasida elektr termal stabilizatorli nodir PbSe fotodetektori mavjud. NPO NPZ-dan PT-1 universal ko'rinishi maxsus qurol va xotira tufayli ko'plab turdagi o'qotar qurollar bilan birlasha oladi, bunda ballistik va retikulyar qurollarning keng assortimenti uchun dasturlashtirilgan. Ko'zni mushaklari bilan ko'zoynakni siqish mikro displeyni ochadi va ochish o'chadi - bu PT -1da energiya tejaydigan tizim. Amerika mikrobolometrlari "Spektr" ISPC "Granit-E" ni nishonga olish va kuzatish uchun termal tasvir qurilmasiga o'rnatiladi. "Keng qutbli" ko'rish texnikasi TB-4-50 indeksi ostida NF IPP SB RAS "KTP PM" nomli kompaniya tomonidan taqdim etilgan va 18 graduslik 13,6 darajali ko'rish maydoniga ega.
Aytgancha, kompaniya HPRSC arxitekturasi asosida tasvirni qayta ishlash uchun zamonaviy mikroprotsessor bilan jihozlangan TB-4, TB-4-50 va TB-4-100 termal ko'rish moslamalarining uchta standart o'lchamli assortimentini taklif etadi (High Performance Reconfigurable Super hisoblash). Alohida yo'nalish-StPNA-2M, Strela-3, Igla-1, Igla, Igla-S tipidagi MANPADS oilasi va eng yangi Verba-ga o'rnatilgan 1PN97M indeksi ostida yangi Mowgli-2M termal tasvirlari. Ular Sankt-Peterburgdagi LOMO ko'rgazmalarini yig'adilar va yig'adilar va ular, albatta, 6000 m masofada joylashgan katta masofadan farq qiladi, Mowgliga muqobil BELOMO kompaniyasining yaqin xorijdagi TV / S-02 diqqatga sazovor joylari bo'lishi mumkin. og'ir o'qlar - katta kalibrli miltiqlar, granatalar va MANPADS. Og'irligi 2 kg dan oshmagan Belorussiya ko'rishi odamlarni 2000 metr va 1300 metrni aniqlashning ta'sirchan diapazonini namoyish etadi.
"Issiqlik tasviri yilnomalari" ning bu qismida biz mahalliy termal tasvirning individual diqqatga sazovor joylari va yaqin xorijdan kelgan hamkasblari haqida gaplashdik. Oldinda chet el analoglari, tank termal kameralari, shuningdek individual kuzatuv va razvedka qurilmalari turibdi.
