Üksikute soojuspildistajate põhiprobleem mõõteriistade ja vaatluskompleksi osana on ranged nõuded kaalu ja mõõtmete kohta. Maatriksi jahutamiseks vedela lämmastikuga süsteemi on võimatu paigutada, seetõttu tuleb otsida uusi tehnilisi lahendusi. Ja milleks vaeva näha kõige keerulisemas ja kallimas termokaameras, kui üksikute väikerelvade jaoks on juba olemas suurepärased infrapuna -öise nägemise seadmed? Asi on vaenlase maskeerimises, suitsus, atmosfääri sademetes ja valguse interferentsides, see kõik vähendab järsult öise nägemise seadmete efektiivsust isegi kolmanda põlvkonna elektrooptiliste muundurite puhul. Novosibirski keskprojekteerimisbüroo "Tochpribor" toode indeksi 1PN116 all on just sellistes tingimustes töötamiseks loodud ja on vana kooli seadmete esindaja lahinguväljal olevate objektide infrapunakiirguse tuvastamiseks.
1PN116 termilise kujutise sihik oma terava nägemisega näeb kõike inimese suurust ja kuumemat kui 1200 meetrit eespool olev looduslik taust. Seadmel on märkimisväärne mass (3, 3 kg) ja seetõttu paigutatakse see peamiselt SVD -le, kuulipildujatele "Pecheneg" ja "Kord". "Võrkkestana" kasutatakse jahutamata mikrobolomeetrit, mille maatriks on 320x240 pikslit. Vaatame lähemalt jahutamata termopildistamise nippe.
[Keskus]
See tehnika on juba kolmas põlvkond, millel on keeruka ja mitte alati usaldusväärse optilis-mehaanilise skaneerimissüsteemi puudumisel põhimõttelisi erinevusi eelmistest. Selle põlvkonna termopildid põhinevad FPA (Focal Plate Area) tahkismassiivvastuvõtjatel, mis on paigaldatud vahetult läätse tasapinna taha. Selliste vidinate termilise nägemise "keemia" põhineb valdaval enamikul juhtudest vanaadiumoksiidide VOx või amorfse räni α-Si takistuslikel kihtidel. Kuid on ka erandeid, mille puhul soojuspildistajate fotodetektorid või "südamed" põhinevad PbSe -l, püroelektrilistel fotodetektorite massiividel või CdHgTe ühenditel põhinevatel maatriksitel, mis on varustatud termoelektrilise jahutusega. Huvitav on see, et sellist jahutust ei kasutata kõige sagedamini ettenähtud otstarbel, vaid see tagab ainult termilise stabiilsuse muutuvates keskkonnatingimustes. VOx või α-Si seeria mikrobolomeetrid registreerivad elektrilise takistuse muutusi temperatuuri mõjul, mis kuulub termokaamera tööpõhimõtte hulka. Iga selline tahkisandur sisaldab signaali eeltöötluskiipi, mis muudab takistuse väljundpingeks ja kompenseerib taustkiirgust. Mikrobolomeetri oluline nõue on töö vaakumis ja "kuumalt läbipaistev" germaaniumi optika, mis raskendab tõsiselt nii disainerite kui ka tootjate tööd. Ja anduril peab olema usaldusväärne substraat, mis sisaldab germaaniumi või gallium -arseniidi. Mikrobolomeetri töö kõigi nõtkuste mõistmiseks tuleb märkida, et kristallide temperatuuri kõikumised 0, 1 K võrra põhjustavad resistentsuse tillukest muutust 0, 03%võrra, mida tuleb jälgida. Kui kõik muud asjad on võrdsed, on amorfsel ränil vanaadiumoksiidide ees mõned eelised - kristallvõre ühtlus ja kõrge tundlikkus. See muudab pildi kasutaja jaoks kontrastsemaks ja vähem mürarikkaks võrreldes sarnase tehnikaga VOx -is. Iga mikrobolomeetri piksel on omal moel ainulaadne - sellel on oma, analoogidest veidi erinev võimendus ja nihke, mis mõjutavad lõplikku pilti. Suurendades pikslite arvu, vähendades nende vahelist sammu (kuni 9–12 mikronit) ja minimeerides, püüavad disainerid muu hulgas vähendada pildi mürataset. "Halvad" või defektsed pikslid on mikrobolomeetrite tootmisel tõsine probleem, mis sunnib insenere välja töötama tarkvaramehhanisme, et kõrvaldada ekraanil olevad valged või mustad täpid ja virvendavad osakesed. See on tavaliselt korraldatud interpolatsiooni abil, see tähendab, et "katkise" piksli väljuv signaal asendatakse naabrite väärtuse tuletisega. Maatriksi kõige olulisem parameeter on NETD (Noise Equivalent Temperature Difference) väärtus või temperatuur, mille juures mikrobolomeeter eristab signaali mürast. Muidugi peab andur olema kiire, seega on järgmine parameeter ajakonstant või kiirus, millega pildistaja temperatuurimuutustele reageerib. Täitmistegur ehk täitmistegur on maatriksi omadus, mis peegeldab mikrobolomeetri tundlike elementidega täitmise taset, mida suurem see on, seda paremini näeb kasutaja pilti. Kõrgtehnoloogilised maatriksid võivad kiidelda maatriksi 90% ulatuses, pikslite arv ulatub miljonini. Kasutaja saab lahinguvälja jälgida kahes versioonis - ühevärviline ja värvipalett. Sõja- ja turvatooted loovad tavaliselt ühevärvilise pildi, kuna vaenlase figuuride ja varustuse selgus on värvilisest versioonist palju suurem.
Ameerika teadlaste areng seoses grafeeni kasutamisega infrapunaandurina tundub paljulubav. Nad üritavad seda 2D -materjali igal pool kasutusele võtta ja nüüd on kätte jõudnud soojuskujutustehnoloogiad. Arvestades, et 70–80% jahutamata termokaamera maksumusest moodustavad mikrobolomeeter ja germaaniumi optika, on grafeenist termoelektriliste andurite loomise idee väga ahvatlev. Ameeriklaste sõnul piisab ühest kihist suhteliselt odavat grafeeni räninitriidi substraadil ja prototüüp hakkab juba toatemperatuuril inimest eristama.
Nii välismaal kui ka Venemaal pööratakse palju tähelepanu arengutele, mis on seotud termokaamera optiliste süsteemide athermaliseerimisega, see tähendab vastupidavusega äärmuslikele temperatuuridele. Läätsi kasutatakse kalkogeniidmaterjalidest - GeAsSe ja GaSbSe, milles kiirte murdumisnäitajad sõltuvad temperatuurist vähe. LPT ja Murata Manufacturing on välja töötanud meetodi selliste läätsede valmistamiseks kuumpressimise teel, millele järgneb asfääriliste ja hübriidläätsede teemantpööramine. Venemaal on üks vähestest athermal -läätsede tootjatest JSC NPO GIPO - State Institute of Applied Optics, mis kuulub Shvabe holdingusse. Läätsematerjaliks on hapnikuvaba klaas, tsink ja germaaniumi seleniidid ning korpus on valmistatud ülitugevast alumiiniumisulamist, mis lõppkokkuvõttes ei garanteeri moonutusi vahemikus -400C kuni + 500C.
Venemaal on lisaks mainitud 1PN116 firmalt FSUE TsKB Tochpribor (või "Shvabe-seadmed") palju kergem termopildi vaatepilt "Shahin" (JSC TsNII "Cyclone"), mis sai nime "valvsus" röövellike liikide auks pistrik, mida iseloomustab prantsuse Ulisse maatriks 160x120 piksliga (või 640x480) ja 400–500 meetri pikkuse figuuri äratundmisulatus. Viimastel põlvkondadel asendati imporditud mikrobolomeeter kodumaise mudeliga.
Nimekirjas edasi: PT3 termopildinäidik Novosibirskist "Shvabe - Defense and Defense", maatriksi eraldusvõimega 640x480 elementi, mis kaalub 0, 69 kg ja mis on muutunud "kuldstandardiks", kasvunäitaja vahemik 1200 m. Selle vaatepildi pikslite samm ei ole silmapaistev näitaja ja see on 25 mikronit, mis moodustab tagasihoidliku pildi lõpliku eraldusvõime. Muide, majapidamine korraldas sõjaväelisel kujundusel põhineva jahipildi tootmise koodi PTZ-02 all. Kodumaise disainikooli teine esindaja on Shvabe-Photopribori divisjoni Alfa TIGER termopildi sihik, mis näib olevat monopolist, mille mikrobolomeetriline vastuvõtja on vahemikus 7-14 mikronit eraldusvõimega 384x288 pikslit. "TIGRA" operaator töötab monokromaatilise OLED -ekraaniga 800x600 pikslit, millest 768x576 on reserveeritud termopildi kuvamiseks. Oluline erinevus Venemaa termopildi vaatamisväärsuste varasematest mudelitest on suurenenud tööaeg 30 minuti võrra - nüüd saate võidelda infrapunavahemikus 4,5 tundi. Selle modifikatsioonil "Alpha-PT-5" on haruldane elektrilise termilise stabiliseerimisega fotodetektor PbSe. NPO NPZ universaalne sihik PT-1 on spetsiaalse kinnituse ja mälu tõttu võimeline kombineerima mitut tüüpi väikerelvadega, milles ballistika ja võrk on programmeeritud paljude relvade jaoks. Nägemisprillide pigistamine silma lihastega lülitab sisse mikrodisaini ja lahti keerates selle välja - see on selline energiasäästu süsteem, mida rakendatakse PT -1 -s. Termopildiseadmesse on paigaldatud Ameerika mikrobolomeetrid ISPC "Spectrum" "Granite-E" sihtimiseks ja vaatlemiseks. "Laiapolaarse" nägemisega tehnikat esitab ettevõte pika nimega NF IPP SB RAS "KTP PM" indeksi TB-4-50 all ja selle vaateväli on 18 kraadi 13,6 kraadi.
Muide, ettevõte pakub kolme standardsuuruses termopildinäidikut TB-4, TB-4-50 ja TB-4-100, mis on varustatud kaasaegse HPRSC arhitektuuril põhineva pilditöötluse mikroprotsessoriga (High Performance Reconfigurable Superarvutus). Eraldi suund on 1PN97M indeksi all olevad uued Mowgli-2M termopildi sihikud, mis on paigaldatud Strela-2M, Strela-3, Igla-1, Igla, Igla-S tüüpi MANPADSi perekonnale ja uusimale Verbale. Nad arendavad ja komplekteerivad vaatamisväärsusi Peterburi LOMO-s ja need erinevad muidugi tohutu avastamisulatuse 6000 m võrra. Mowgli alternatiiviks võivad olla BELOMO ettevõtte TV / S-02 vaatamisväärsused lähivälismaalt, mis on mõeldud rasked väikerelvad - suure kaliibriga vintpüssid, granaadiheitjad ja tegelikult MANPADS. Massiga kuni 2 kg näitab Valgevene vaatepilt muljetavaldavat inimtegevuse ulatust 2000 meetrit ja 1300 meetri äratundmist.
"Termopildistamise kroonikate" selles osas rääkisime mõnest kodumaisest termilise kujutise üksikust vaatamisväärsusest ja nende kolleegidest lähivälismaalt. Ees on välismaised analoogid, tankide termopildistajad, samuti individuaalsed vaatlus- ja luureseadmed.
