Termal tasvirlar xronikasi (1 -qism)

Termal tasvirlar xronikasi (1 -qism)
Termal tasvirlar xronikasi (1 -qism)

Video: Termal tasvirlar xronikasi (1 -qism)

Video: Termal tasvirlar xronikasi (1 -qism)
Video: Proletarian Poetry 2024, May
Anonim

Odatdagidek, barcha muhim narsalarning ildizlari qaysidir ma'noda Qadimgi Yunonistonga borib taqaladi - bu holatda termal tasvirlash ham bundan mustasno emas. Titus Lucretius Carus birinchi bo'lib inson ko'ziga ko'rinmas "issiqlik" nurlari borligini taklif qildi, lekin bu masala spekulyativ xulosalar doirasidan tashqariga chiqmadi. Ular bug 'texnologiyasi rivojlangan davrda termal nurlanish haqida eslashdi va birinchi bo'lib shved kimyogari Karl Sheele va nemis fizigi Yoxann Lambert bor edi. Birinchisi, "Havo va olov haqida kimyoviy risola" asarida butun bobning iliqligiga loyiq edi - bu voqea 1777 yilda sodir bo'lgan va ikki yil o'tib Lambert tomonidan yozilgan "Pirometriya" kitobining avvalgisiga aylangan. Olimlar issiqlik nurlarining tarqalishining to'g'riligini aniqladilar va, ehtimol, eng muhim narsani aniqladilar - ularning intensivligi masofaning kvadratiga teskari ravishda kamayadi. Ammo iliqlik bilan eng ajoyib tajribani Mark Avgust Piket 1790 yilda o'tkazgan, u ikkita konkav oynani bir -biriga qarama -qarshi qo'ygan va birining markazida qizdirilgan to'pni qo'ygan. Ko'zgularning haroratini o'lchab, Pictet o'sha davr uchun hayratlanarli narsani aniqladi - ko'zgu issiqroq bo'lib, uning markazida issiq to'p bor edi. Olim yana oldinga bordi va qizib ketgan jasadni qartopga o'zgartirdi - vaziyat aksincha bo'lib chiqdi. Shunday qilib, issiqlik nurlanishining aks etishi hodisasi kashf qilindi va "sovuq nurlari" tushunchasi abadiy o'tmishga aylandi.

Rasm
Rasm

Termal tasvirlash tarixidagi keyingi muhim shaxs Uran va uning yo'ldoshlarini kashf etgan ingliz astronomi Uilyam Xerschel edi. Olim 1800 yilda ko'rinadigan spektrdan tashqarida joylashgan "eng katta isitish quvvatiga ega" ko'rinmas nurlar mavjudligini aniqladi. U bunga nurni tarkibiy qismlarga ajratadigan shisha prizma va ko'zga ko'rinadigan qizil chiroqning o'ng tomonida maksimal haroratni qayd etgan termometr yordamida muvaffaqiyat qozondi. Nyutonning korpuskulyar ta'limotining izdoshi sifatida, Xerschel yorug'lik va nurli issiqlikning o'ziga xosligiga qat'iy ishongan, ammo ko'rinmas infraqizil nurlarining sinishi bo'yicha tajribalardan so'ng, uning imoni juda silkinib ketgan. Ammo har qanday hikoyada, ilmni biladigan, aql bovar qilmaydigan aqlli odamlarsiz, rasmni yolg'on gumonlari bilan buzib tashlagan holda, to'liq bo'lmaydi. Bu rolni Edinburglik fizik Jon Lesli o'ynadi, u qizigan havo borligini e'lon qildi, bu aslida "afsonaviy issiqlik nurlari" dir. U Herschel tajribasini takrorlash uchun dangasa emas edi, buning uchun maxsus qizil simli termometr zonasida maksimal haroratni qayd etuvchi maxsus simob termometrini ixtiro qildi. Herschel deyarli charlatan deb e'lon qilindi, bu tajribalarning etarli darajada tayyorlanmaganligini va xulosalarning yolg'onligini ko'rsatdi.

Biroq, vaqt boshqacha baholandi - 1830 yilga kelib dunyoning etakchi olimlarining ko'plab tajribalari Bekkerel infraqizil deb atagan "Herschel nurlari" mavjudligini isbotladi. Bunday nurlanishni uzatish (yoki bermaslik) qobiliyatini o'rganish uchun turli jismlarni o'rganish olimlarni ko'z qorachig'ini to'ldiruvchi suyuqlik infraqizil spektrni yutishini tushunishga olib keldi. Umuman olganda, aynan shunday tabiat xatosi termal tasvirni ixtiro qilish zaruratini keltirib chiqardi. Ammo 19-asrda olimlar faqat issiqlik o'tkazuvchi va ko'zga ko'rinmas nurlanishning tabiatini bilib, barcha nuanslarga kirib borishdi. Ma'lum bo'lishicha, har xil issiqlik manbalari - issiq choynak, issiq po'lat, spirtli chiroq - "infraqizil pirog" ning boshqa sifat tarkibiga ega. Buni tajribali usulda italiyalik Makedonio Melloni birinchi issiqlik yozish qurilmalaridan biri-vismut-surma termo-kolonasi (termomultiplikator) yordamida isbotladi. Infraqizil nurlanishning aralashuvi bu hodisa bilan kurashishga imkon berdi - 1847 yilda uning yordami bilan to'lqin uzunligi 1,94 mikrongacha bo'lgan spektr standartlashtirildi.

Termal tasvirlar xronikasi (1 -qism)
Termal tasvirlar xronikasi (1 -qism)

Va 1881 yilda bolometr eksperimental fizika yordamiga keldi - nurli energiyani aniqlash uchun birinchi qurilmalardan biri. Bu mo''jizani shved matematik va fizigi Adolf-Ferdinand Svanberg ixtiro qildi, u issiqlik ta'sirida elektr o'tkazuvchanligini o'zgartira oladigan, infraqizil nurlanish yo'liga o'ta nozik qoraygan plastinka o'rnatdi. Bunday nurlanish detektori o'sha paytda maksimal mumkin bo'lgan to'lqin uzunligiga 5,3 mikrongacha etib borishga imkon berdi va 1923 yilga kelib kichik elektr osilatorining nurlanishida 420 mikron aniqlandi. 20 -asrning boshi o'tgan o'n yilliklarning nazariy izlanishlarini amalda tatbiq etishga oid ko'plab fikrlarning paydo bo'lishi bilan ajralib turadi. Shunday qilib, infraqizil nurlar ta'sirida elektr o'tkazuvchanligini o'zgartirishga qodir bo'lgan kislorod (talli oksisulfid) bilan ishlangan talliy sulfidli fotorezistor paydo bo'ladi. Nemis muhandislari ular asosida tallofid qabul qiluvchilarni yaratdilar, ular jang maydonida ishonchli aloqa vositasiga aylandi. 1942 yilgacha Vermaxt 8 kmgacha bo'lgan masofada ishlashga qodir bo'lgan tizimni Al -Alameynda teshilguncha sir saqlay oldi. Evaporograflar ko'p yoki kamroq qoniqarli termogramlarni olish uchun birinchi haqiqiy termal tasvirlash tizimlari hisoblanadi.

Rasm
Rasm

Qurilma quyidagicha: kamerada alkogol, kofur yoki naftalin to'yingan bug'lari bo'lgan yupqa membrana joylashgan va ichidagi harorat shundayki, moddalarning bug'lanish tezligi kondensatsiya tezligiga teng. Bu termal muvozanat optik tizim tomonidan buziladi, bu termal tasvirni membranaga qaratadi, bu esa eng issiq joylarda bug'lanish tezlashishiga olib keladi - natijada termal tasvir hosil bo'ladi. Evapografda son-sanoqsiz soniyalar tasvirni yaratishga sarflandi, uning kontrasti ko'p narsani talab qildi, shovqin ba'zida hamma narsani soyaga solib qo'ydi va harakatlanuvchi jismlarning yuqori sifatli uzatilishi haqida hech narsa aytilmadi. Tselsiy bo'yicha 10 daraja yaxshi aniqlikka ega bo'lishiga qaramay, kamchiliklarning kombinatsiyasi evaporografni ommaviy ishlab chiqarishda joy qoldirmadi. Biroq, SSSRda kichik o'lchamli EV-84 qurilmasi, Germaniyada-EVA paydo bo'ldi va Kembrijda eksperimental qidiruv ishlari olib borildi. 1930 -yillardan boshlab muhandislarning e'tiborini yarimo'tkazgichlar va ularning infraqizil spektr bilan alohida aloqasi qaratdi. Bu erda hokimiyat jilovlari armiyaga o'tdi, uning rahbarligida qo'rg'oshin sulfidiga asoslangan birinchi sovutilgan fotorezistorlar paydo bo'ldi. Qabul qiluvchining harorati qancha past bo'lsa, uning sezgirligi shuncha yuqori bo'ladi degan fikr tasdiqlandi va termal kameralardagi kristallar qattiq karbonat angidrid va suyuq havo bilan muzlay boshladi. Urushdan oldingi yillar uchun Praga universitetida ishlab chiqilgan, sezgir qatlamni vakuumda püskürtme texnologiyasi. 1934 yildan beri "Xolst oynasi" nomi bilan mashhur bo'lgan nol-avlod elektro-optik konvertori ko'plab foydali texnologiyalarning ajdodiga aylandi-tanklarni tunda haydash qurilmalaridan tortib, individual snayperlarning diqqatga sazovor joylariga qadar.

Rasm
Rasm

Dengiz flotida tungi ko'rish muhim o'rin egalladi - kemalar qorong'i rejimda saqlanib, qirg'oq zonasida to'liq qorong'ilikda harakatlanish qobiliyatiga ega bo'ldi. 1942 yilda flotning tungi navigatsiya va aloqa sohasidagi tajribasi havo kuchlari tomonidan olingan. Umuman olganda, inglizlar 1937 yilda infraqizil imzosi bilan tungi osmonda samolyotni birinchi bo'lib aniqlashgan. Albatta, masofa kamtar edi - taxminan 500 metr, lekin bu vaqt uchun bu shubhasiz muvaffaqiyat edi. Klassik ma'noda termal tasvirga eng yaqin 1942 yilda, tantal va surma asosida geliy sovutadigan supero'tkazgichli bolometr olindi. Germaniyaning "Donau-60" issiqlik yo'nalishini topuvchilari 30 kmgacha bo'lgan katta dengiz kemalarini tanib olish imkonini berdi. Qirqinchi yillar termal tasvir texnologiyasi uchun o'ziga xos chorrahaga aylandi - bitta yo'l televizorga o'xshash tizimlarga olib keldi, mexanik skanerlash, ikkinchisi - skanersiz infraqizil vidikonlar.

Mahalliy harbiy termal tasvir uskunalari tarixi 1960-yillarning oxirlarida, "Kechki" va "Kechki-2" tadqiqot loyihalari doirasida Novosibirsk asbobsozlik zavodida ish boshlangan paytdan boshlanadi. Nazariy qism Moskvadagi amaliy fizika bosh ilmiy -tadqiqot instituti tomonidan nazorat qilingan. O'sha paytda ketma -ket termal tasvirlash moslamasi ishlamagan, ammo ishlanmalar "Lena" tadqiqot ishida ishlatilgan, natijada "Lena FN" fotodetektori bilan jihozlangan 1PN59 razvedkasi uchun birinchi termal tasvirlash apparati bo'lgan. 50 ta fotosensitiv elementlar (har birining o'lchami 100x100 mikron) 130 mikronlik qadam bilan bir qatorga joylashtirildi va MWIR (O'rta to'lqinli infraqizil) spektral diapazonida 3-5 mikronli nishonni aniqlash diapazonida qurilmaning ishlashini ta'minladi. 2000 m gacha bo'lgan yuqori bosim fotodetektorning mikro issiqlik almashtirgichiga kirib, -194, 5OS gacha sovutdi va kompressorga qaytdi. Bu birinchi avlod qurilmalarining o'ziga xos xususiyati - yuqori sezuvchanlik past haroratni talab qiladi. Va past haroratlar, o'z navbatida, katta o'lchamlarni va 600 vattli ta'sirchan quvvat sarfini talab qildi.

BMP-1 bazasidan foydalangan holda PRP-4 "Nard" mahalliy razvedka vositasiga 1PN59 o'rnatilgan.

Rasm
Rasm

1982 yilga kelib, mahalliy muhandislar ushbu segmentdagi termal nurlanish atmosferasining yaxshiroq "o'tkazuvchanligi" tufayli termal tasvir asboblarining ishlash spektral diapazonini 8-14 mikronga (uzun to'lqinli LWIR-uzun to'lqinli infraqizil) o'zgartirishga qaror qilishdi. 1PN71 indeksi ostidagi mahsulot "qo'lda-2" yo'nalishidagi shunga o'xshash dizayn ishining natijasi bo'lib, unda kadmiy-simobli telurid (CdHgTe yoki MCT) fotodetektori "hamma ko'radigan ko'z" ga ega.

Rasm
Rasm

Bu sezgir element "Weightlessness-64" deb nomlangan va u to'g'ri … 50 mikronlik 50x50 o'lchamdagi 64 MCT kristalli, qadam 100 mikron edi. "Zero Gravity" ni yanada muzlatish kerak edi - -196, 50C gacha, lekin mahsulotning og'irligi va o'lchamlari sezilarli darajada kamaydi. Bularning barchasi 3000 metrli 1PN71 uzoqni ko'rishga erishishga va foydalanuvchi oldidagi rasmni sezilarli darajada yaxshilashga imkon berdi. Termal o'lchagich PRP-4M "Deuteriy" artilleriya mobil razvedka stantsiyasiga o'rnatildi, u 1PN71 qurilmasidan tashqari, tungi ko'rish moslamasi, radar va lazerli masofali o'lchagich bilan jihozlangan. Rossiya armiyasidagi noyob tur-BRM-3 "Lynx", shuningdek, Novosibirsk asbobsozlik zavodini razvedka qilish uchun termal tasvirlash moslamasi bilan jihozlangan. 2005 yilda Tochpribor markaziy konstruktorlik byurosi tomonidan ishlab chiqilgan va tasdiqlangan CdHgTe dan 30x30 mikronli mikroskopik sezgir elementlar bilan jihozlangan 1PN126 "Argus-AT" issiqlik o'lchagichi qo'shinlarda bu texnikani o'zgartirishga chaqirilgan. 126 -chi termal kameraning haqiqiy diqqatga sazovor joyi - bu infraqizil nurlanish uchun shaffof aylanadigan sakkiz qirrali germaniy prizma. Aynan shu skaner fotodetektorda bitta inqilobda kuzatiladigan ob'ektning termal imzosini yozish rejimida ikkita kadr hosil qiladi. Taqqoslash uchun - 1PN71da bu rolni tekis oyna o'ynagan - Sovet Ittifoqida germaniy ko'zoynaklar ishlab chiqarish uchun arzon texnologiyalar yo'q edi. Yangi uy termal kamerasi uchun PRP-4A old qirg'og'ining razvedka platformasi yoki "urush xudosining ko'radigan ko'zi" deb nomlangan. Ko'p sonli optik razvedka linzalari bilan cho'zilgan mashina qadimgi yunon ko'p ko'zli gigantiga juda o'xshaydi, shundan keyin u shunday nom oldi.

Tavsiya: