Ջերմային պատկերի ոսպնյակ: IR ոսպնյակներ

Ինֆրակարմիր (IR) ոսպնյակների մշակումը, հաշվարկը և արտադրությունը ջերմային պատկերման համակարգերի համար, որոնք գործում են 3… 5 և 8… 12 մկմ միջակայքում, ինչպես նաև IR տիրույթում գործող օպտիկական սենսորների համար, ընկերության կարևոր ոլորտն է։ գործունեություն։ Ընկերությունը նախագծում և արտադրում է ինֆրակարմիր (IR) ոսպնյակներ (ներառյալ ջերմային ոսպնյակներ), ինչպես սերիական, այնպես էլ ստանդարտ դիզայնով և ըստ հաճախորդի բնութագրերի, ինչպես նաև հաշվարկում և արտադրում է այլ օպտիկական հավաքներ IR սարքավորումների համար, ներառյալ.

• Ջերմային պատկերման ոսպնյակներ չսառեցված ջերմային պատկերող տեսախցիկների համար, որոնք հիմնված են 8 ... 12 մկմ միջակայքի միկրոբոլոմետրիկ մատրիցների վրա: Սա համակարգերի ամենատարածված տեսակն է ջերմային պատկերների փոխանցման արդյունավետ սպեկտրային տիրույթի, հովացման և սառը դիֆրագմայի չպահանջող մատրիցային ընդունիչների օպտիմալ գործնականության, ինչպես նաև նման սարքի գների համեմատաբար ցածր մակարդակի շնորհիվ: ;
• ջերմային պատկերման ոսպնյակներ սառեցված ջերմային պատկերման տեսախցիկների համար, որոնք գործում են 3 ... 5 միկրոն սահմաններում: Նման համակարգերի հիման վրա ջերմային պատկերները ստեղծվում են բնութագրերի և դիզայնի պահանջների ավելացված համակցությամբ: Սա ինֆրակարմիր համակարգերի ամենաբարդ տեսակն է, բայց միևնույն ժամանակ այն ունի դիտարկման օբյեկտները հայտնաբերելու և նույնականացնելու լավագույն հնարավորությունները.
• IR ոսպնյակներ մեկ և մի քանի տարրով սենսորների համար, որոնք գործում են միջին և մոտ IR տիրույթներում, հիմնականում 3 ... 5 մկմ: Սովորաբար դրանք պարզ համակարգեր են, որոնք ներառում են պարզ IR օպտիկա և սենսոր, որի հիմնական խնդիրն ազդանշան ստեղծելն է, այլ ոչ թե պատկեր փոխանցելը։

Ինֆրակարմիր ոսպնյակներ օգտագործվում են տարբեր դասերի ջերմային պատկերման համակարգերում.

• պաշտպանություն (շարժական և անշարժ ջերմային պատկերներ, ջերմային պատկերման տեսարժան վայրեր, օպտիկական տեղակայման կայաններ, թիրախների նշանակման սարքեր և վերգետնյա տրանսպորտային միջոցների տեսարժան վայրեր);
• տեխնոլոգիական (ջերմային կառավարման սարքեր տեխնոլոգիական և շինարարական նպատակների համար, պիրոմետրեր);
• անվտանգությունն ապահովելու համար (ջերմային տեսախցիկներ պարագծային հսկողության համար, սահմաններ, հակահրդեհային համակարգեր):

Կախված առաջադրանքներից՝ մենք մշակում ենք բոլոր նշված դասերի ինֆրակարմիր (IR) ոսպնյակներ, որոնց թվում առանձնանում են թերմալ IR ոսպնյակները։ Միջին և երկարաժամկետ հեռահարության ջերմային պատկերիչների IR օպտիկան ունի իր առանձնահատկությունը, որն արտահայտվում է օգտագործվող օպտիկական նյութերի ջերմաօպտիկական բնութագրերի առանձնահատկություններով, ինչպիսիք են գերմանիումի, սիլիցիումի, պոլիբյուրեղային սելենիդի և ցինկի սուլֆիդի միաբյուրեղները, միաբյուրեղները: մետաղական ֆտորիդներ. Շատ դեպքերում IR ոսպնյակը պարունակում է ոսպնյակներ՝ պատրաստված գերմանից, որն ունի բեկման ինդեքսի բարձր և ոչ գծային ջերմաստիճանի գործակից: Հաշվի առնելով այս հանգամանքը, IR օպտիկան ենթակա է ապակենտրոնացման, երբ ջերմաստիճանը փոխվում է, և խնդրի լուծումներից մեկը ջերմաստիճանով փոխհատուցվող դիզայնն է, որը տեղափոխում է ոսպնյակը կամ ոսպնյակների խումբը ստացողի նկատմամբ՝ կախված ջերմաստիճանից: Քիչ ընկերություններ առաջարկում են ջերմային ոսպնյակներ բարդ դիզայնի պատճառով, որոնք հաճախ օգտագործվում են կոշտ մեխանիկական և ցնցող միջավայրերում: Ձեր հանձնարարականի համաձայն՝ մենք պատվերով կհաշվարկենք և կմշակենք ջերմային IR ոսպնյակ: Ջերմային պատկերի օպտիկան նախագծված և արտադրված է տարբեր ձևավորումներով՝ օգտագործելով լրացուցիչ կոշտ պաշտպանիչ ծածկույթներ, OEM դիզայն, թեթև դիզայնով:

Արդյո՞ք ինձ անհրաժեշտ են լրացուցիչ ոսպնյակներ ջերմային պատկերահանողի համար:

Ջերմապատկեր գնելիս յուրաքանչյուրն իրեն տալիս է այս հարցը և ինքն է պատասխանում՝ առաջնորդվելով առկա տեղեկություններով։ Մենք մեր կողմից կփորձենք ընդլայնել այս տեղեկատվության ծավալը, որպեսզի գնորդի ընտրությունն ավելի խելամիտ լինի։

Այսպիսով, ինչու են ձեզ անհրաժեշտ լրացուցիչ ոսպնյակներ / ոսպնյակներ:
Պատկերի որակը կախված է մի քանի պարամետրերից, բայց առաջին հերթին ջերմային պատկերման մատրիցայի որակից, զգայունությունից և չափից, ինչպես նաև ոսպնյակի պարամետրերից:
Առաջին հերթին ջերմային պատկերման մատրիցայի և ոսպնյակի տեխնիկական բնութագրերն են, որոնք որոշում են պատկերի որակը: Որպես կանոն, հնարավոր չէ մատրիցը փոխել մեծի, ուստի մնում են միայն փոխարինելի կամ լրացուցիչ ոսպնյակներ, որոնք բարձրացնում են պատկերի որակը։ Ես բավականին թերահավատորեն եմ վերաբերվում այն ​​պնդումներին, որ մատրիցայի և ոսպնյակի թերությունները կարելի է լուծել լրացուցիչ ծրագրային մշակման օգնությամբ, և այդպիսով ստանալ ավելին, քան հնարավոր է սարքաշարից:

Օրինակ:
20⁰ օբյեկտով 384x288 մատրիցան ապահովում է 0,91 mrad տարածական լուծում: Նույն 20⁰ ոսպնյակով 160x120 մատրիցան ապահովում է 2,2 mrad թույլատրելիություն:
Այլ կերպ ասած, 100 մետր հեռավորության վրա 384x288 մատրիցով ջերմային պատկերիչը կարող է տարբերակել 9,1x9,1 սմ չափի առարկա, մինչդեռ 160x120 մատրիցայի համար նվազագույն օբյեկտը պետք է ունենա առնվազն 22x22 սմ չափսեր:
9x9 սմ լուծաչափի հասնելու հնարավորությունը շատ լավատեսական է հնչում, չնայած այն հանգամանքին, որ բնօրինակի, նույնիսկ հարյուրավոր պատկերների որակը 22x22 սմ-ից ոչ լավն է։
Ակնհայտ է, որ «գերլուծման» տարբերակը կարող է փոքր-ինչ բարելավել նկարի որակը, հատկապես «բնական» ձեռքի սեղմման դեպքում, սակայն բանաձեւը կրկնապատկելով հրաշք գործելու հնարավորությունը առնվազն կասկածի տակ է մնում։

Սա թողնում է մեկ բնական միջոց՝ ընդլայնելու արդյունավետ տիրույթը կամ տեսադաշտը՝ լրացուցիչ ոսպնյակներ: Ստանդարտ ոսպնյակն առաջարկվում է ընտրովի երկու ոսպնյակներով՝ լայնանկյուն և նեղ անկյուն:

Լայնանկյուն ոսպնյակՍովորաբար օգտագործվում է, երբ դուք պետք է համեմատաբար կարճ հեռավորությունից նկարահանեք մեծ տարածք: Ոչ այնքան տարածված, որքան նեղ անկյունայինը, քանի որ դուք միշտ կարող եք համատեղել ստանդարտ կադրերի շարքը համայնապատկերի մեջ, հատկապես, որ լայնանկյուն ոսպնյակը ընդլայնում է նկարահանման տարածքը՝ կրճատելով մանրամասները, և դա քչերին է սազում:

Նեղ անկյունային (հեռաֆոտո) ոսպնյակօգտագործվում է այն դեպքում, երբ բարձր դետալները կարևոր են պատշաճ հեռավորության վրա գտնվող համեմատաբար փոքր օբյեկտի համար: Այստեղ ոչ մի ծրագրային հնարք չի կարող լուծել խնդիրը՝ ձեզ հարկավոր է հատուկ ոսպնյակ: Իմ պրակտիկայում եղել է դեպք, երբ անհրաժեշտ է եղել հետազոտել TEC5 խողովակը (բարձրությունը 200 մ-ից ավելի), այս դեպքում նման ոսպնյակ ուղղակի անհրաժեշտ է եղել։

Շինություն (հեռավորությունը մոտ 150 մետր)	Ջերմային պատկերիչ Ti175	Ջերմային պատկերիչ Ti175
	Ջերմային պատկերիչ Ti395	Ջերմային պատկերիչ Ti395 մատրիցով (384x288), նեղ անկյունային ոսպնյակ 45 մմ
Տանիք (հեռավորությունը մոտ 50 մետր)	Ջերմային պատկերիչ Ti175 մատրիցով (160x120), ստանդարտ ոսպնյակ	Ջերմային պատկերիչ Ti175 մատրիցով (160x120), նեղ անկյունային ոսպնյակ 45 մմ
	Ջերմային պատկերիչ Ti395 մատրիցով (384x288), ստանդարտ ոսպնյակ	Ջերմային պատկերիչ

Ինֆրակարմիր ճառագայթումը առաջանում է էլեկտրական լիցքերի տատանումներից, որոնք կազմում են ցանկացած նյութ, որը կազմում է կենդանի և անկենդան բնույթի առարկաներ, մասնավորապես էլեկտրոններ և իոններ: Նյութը կազմող իոնների թրթռումները համապատասխանում են ցածր հաճախականության ճառագայթմանը (ինֆրակարմիր ճառագայթմանը)՝ թրթռացող լիցքերի զգալի զանգվածի պատճառով։ Էլեկտրոնների շարժման արդյունքում առաջացող ճառագայթումը կարող է ունենալ նաև բարձր հաճախականություն, որը ճառագայթում է ստեղծում սպեկտրի տեսանելի և ուլտրամանուշակագույն շրջաններում։

Էլեկտրոնները ներառված են ատոմների բաղադրության մեջ և պահվում են իրենց հավասարակշռության դիրքի մոտ (մոլեկուլների կամ բյուրեղային ցանցի բաղադրության մեջ) զգալի ներքին ուժերով։ Շարժման ժամանակ նրանք ունենում են անկանոն դանդաղում, և նրանց ճառագայթումը ստանում է իմպուլսների բնույթ, այսինքն. բնութագրվում է տարբեր ալիքների երկարությունների սպեկտրով, որոնց թվում կան ցածր հաճախականության ալիքներ, մասնավորապես ինֆրակարմիր ճառագայթում:

Ինֆրակարմիր ճառագայթում - էլեկտրամագնիսական ճառագայթում, որը զբաղեցնում է տեսանելի լույսի կարմիր շրջանի վերջի միջև ընկած սպեկտրային շրջանը (ալիքի երկարությամբ (λ) հավասար է 0,74 մկմ և միկրոալիքային ռադիոյի արտանետում 1 ... 2 մմ ալիքի երկարությամբ:

Ինֆրակարմիր տիրույթում կան տարածքներ, որտեղ ինֆրակարմիր ճառագայթումը ինտենսիվորեն կլանում է մթնոլորտը՝ դրանում ածխածնի երկօքսիդի, օզոնի և ջրի գոլորշու առկայության պատճառով։

Միևնույն ժամանակ գոյություն ունեն այսպես կոչված «թափանցիկ պատուհաններ» (օպտիկական ճառագայթման ալիքի երկարության միջակայքը, որում միջավայրի կողմից ինֆրակարմիր ճառագայթման ավելի քիչ կլանում է այլ տիրույթների համեմատ)։ Շատ ինֆրակարմիր համակարգեր (ներառյալ գիշերային տեսողության որոշ սարքեր և ջերմային պատկերներ) արդյունավետ են հենց այդպիսի «թափանցիկ պատուհանների» առկայության պատճառով։ Ահա որոշ միջակայքեր (ալիքների երկարությունները նշվում են միկրոմետրերով)՝ 0,95… 1,05, 1,2… 1,3, 1,5… 1,8, 2,1… 2,4, 3,3… 4,2, 4,5… 5, 8… 13:

Մթնոլորտային միջամտությունը (մառախուղ, մառախուղ, ինչպես նաև ծխի, մշուշի հետևանքով մթնոլորտի անթափանցիկությունը) տարբեր կերպ է ազդում ինֆրակարմիր ճառագայթման վրա սպեկտրի տարբեր մասերում, սակայն ալիքի երկարության աճով այդ միջամտության ազդեցությունը նվազում է։ . Դա պայմանավորված է նրանով, որ ալիքի երկարությունը համեմատելի է դառնում մառախուղի կաթիլների և փոշու մասնիկների չափերի հետ, հետևաբար, տարածվող ճառագայթումը ավելի քիչ է ցրվում խոչընդոտներից և դիֆրակցիայի պատճառով թեքվում է դրանց շուրջը: Օրինակ, 8 ... 13 միկրոն սպեկտրային տիրույթում մառախուղը լրջորեն չի խանգարում ճառագայթման տարածմանը

Ցանկացած տաքացած մարմին արձակում է ինֆրակարմիր ճառագայթման հոսք, այսինքն՝ օպտիկական ճառագայթում, որի երկարությունը մեծ է տեսանելի ճառագայթման ալիքի երկարությունից, բայց միկրոալիքային ճառագայթման ալիքի երկարությունից փոքր:

Օրինակ.Մարդու մարմնի ջերմաստիճանը 36,6 ° С է, նրա սպեկտրային ճառագայթումը գտնվում է 6 ... 21 մկմ միջակայքում, մինչև 300 ° С տաքացված մետաղական ձողն արտանետվում է ալիքի երկարության 2-ից 6 մկմ միջակայքում: Միևնույն ժամանակ, մինչև 2400 ° C ջերմաստիճանի ջեռուցվող վոլֆրամի թելի պարույրը ունի 0,2 ...

1. մկմ՝ դրանով իսկ ազդելով սպեկտրի տեսանելի հատվածի վրա, որն արտահայտվում է որպես վառ փայլ։

Ջերմապատկերի քաղաքացիական կիրառման ոլորտները

Քաղաքացիական օգտագործման ջերմային պատկերման սարքերը պայմանականորեն բաժանվում են երկու մեծ խմբերի՝ դիտորդական սարքերի և չափիչ սարքերի: Առաջինը ներառում է անվտանգության համակարգերի և հրդեհային անվտանգության սարքավորումներ, տրանսպորտային անվտանգության ջերմային պատկերման համակարգեր, որսորդական ջերմային պատկերման սարքեր և տեսարժան վայրեր, դատաբժշկական փորձաքննության մեջ օգտագործվող ջերմային պատկերներ և այլն: Ջերմային չափիչ սարքերն օգտագործվում են բժշկության, էներգետիկայի, մեքենաշինության և գիտական ​​գործունեության մեջ:

Որոշ օրինակներ. Ըստ վիճակագրության, որը ճիշտ է զարգացած տրանսպորտային ցանց ունեցող տարածաշրջանների մեծ մասի համար, մահացու ելքով պատահարների կեսից ավելին տեղի է ունենում գիշերը, մինչդեռ վարորդների մեծ մասը ցերեկը մեքենա է օգտագործում: Պատահական չէ, որ վերջին տարիներին մեքենաները ջերմային տեսախցիկով համալրելու պրակտիկան մեծ տարածում է գտել՝ մեքենայի դիմաց երթևեկության իրավիճակի ջերմաստիճանային պատկերը փոխանցելով սրահում տեղադրված դիսփլեյին։ Այսպիսով, ջերմային պատկերը լրացնում է վարորդի ընկալումը, որը անկատար է բազմաթիվ պատճառներով (մթություն, մառախուղ, լուսարձակների մոտեցող լույս) գիշերը: Նույն կերպ ջերմային տեսախցիկները օգտագործվում են տեսահսկման մեջ՝ թվային գիշերային տեսախցիկների հետ զուգահեռ (հիբրիդային տեսահսկման համակարգ), ինչը շատ ավելի ամբողջական պատկերացում է տալիս կադրում գտնվող առարկաների բնույթի և վարքի մասին։ Արտակարգ իրավիճակներ Նախարարության ծառայությունները հրդեհների դեպքում օգտագործում են ջերմանկարահանող տեսախցիկներ. ծխով լցված սենյակում ջերմապատկերիչը օգնում է հայտնաբերել մարդկանց և այրման աղբյուրները: Հաղորդալարերի ստուգումը թույլ է տալիս հայտնաբերել կապի թերությունը: Անտառային տարածքների օդային ջերմային պատկերման սկանավորումն օգնում է բացահայտել հրդեհի աղբյուրը:

Ի վերջո, շարժական կրելի ջերմային պատկերները հաջողությամբ օգտագործվում են որսի մեջ (կենդանիների հայտնաբերում, առանց շան վիրավոր կենդանիների արդյունավետ որոնում), անասունների քանակական հաշվում և այլն: Հետագայում մենք կդիտարկենք հիմնականում որսորդական ուղղության դիտորդական սարքերի խմբի ջերմապատկերները:

Ինչպես է աշխատում ջերմային պատկերիչը

Ինժեներական պրակտիկայում գոյություն ունեն օբյեկտ և ֆոն հասկացությունները: Օբյեկտը սովորաբար հայտնաբերման և հետազոտման կարիք ունեցող առարկաներ են (մարդ, տրանսպորտային միջոցներ, կենդանիներ և այլն), ֆոնն այն ամենն է, որը չի զբաղեցնում դիտարկման օբյեկտը, տարածությունը սարքի տեսադաշտում (անտառ, խոտ, շենքեր և այլն)

Ջերմապատկերման բոլոր համակարգերի աշխատանքը հիմնված է «օբյեկտ/ֆոն» զույգի ջերմաստիճանի տարբերությունը ֆիքսելու և ստացված տեղեկատվությունը աչքի համար տեսանելի պատկերի վերածելու վրա։ Շրջապատի բոլոր մարմինների անհամաչափ տաքացման շնորհիվ ձևավորվում է ինֆրակարմիր ճառագայթման բաշխման որոշակի պատկեր։ Եվ որքան մեծ լինի առարկաների մարմինների և ֆոնի ինֆրակարմիր ճառագայթման ինտենսիվության տարբերությունը, այնքան ավելի տարբերվող, այսինքն՝ կոնտրաստային կլինի ջերմային տեսախցիկով ստացված պատկերը։ Ժամանակակից ջերմային պատկերման սարքերը կարող են հայտնաբերել 0,015… 0,07 աստիճան ջերմաստիճանի հակադրություն:

Մինչդեռ գիշերային տեսողության սարքերի ճնշող մեծամասնությունը, որոնք հիմնված են պատկերի ուժեղացուցիչ խողովակների (պատկերի ուժեղացուցիչի խողովակների) կամ CMOS / CCD մատրիցների վրա, ֆիքսում են ինֆրակարմիր ճառագայթումը 0,78 ... 1 մկմ ալիքի երկարությամբ, որը միայն մի փոքր բարձր է մարդու աչքի զգայունությունից, Հիմնական Ջերմային պատկերման սարքավորումների աշխատանքային միջակայքը 3 ... 5,5 մկմ է (միջին ալիքի ինֆրակարմիր տիրույթ կամ MWIR) և 8 ... 14 մկմ (երկար ալիքի ինֆրակարմիր տիրույթ կամ LWIR): Այստեղ է, որ մթնոլորտի մակերևութային շերտերը թափանցիկ են ինֆրակարմիր ճառագայթման համար, իսկ դիտվող օբյեկտների արտանետումը -50-ից + 50 ° C ջերմաստիճաններով առավելագույնն է:

Ջերմային պատկերիչը էլեկտրոնային դիտորդական սարք է, որը ստեղծում է տիեզերքի դիտարկվող տարածքում ջերմաստիճանի տարբերության պատկերը: Ցանկացած ջերմային պատկերի հիմքը բոլոմետրիկ մատրիցն է (սենսորը), որի յուրաքանչյուր տարր (պիքսել) չափում է ջերմաստիճանը բարձր ճշգրտությամբ։

Ջերմային պատկերների առավելությունն այն է, որ դրանք չեն պահանջում արտաքին լուսավորության աղբյուրներ. ջերմային պատկերիչի սենսորը զգայուն է առարկաների ներքին ճառագայթման նկատմամբ: Արդյունքում, ջերմային պատկերները հավասարապես լավ են աշխատում ցերեկը և գիշերը, ներառյալ բացարձակ մթության մեջ: Ինչպես նշվեց վերևում, եղանակային վատ պայմանները (մառախուղ, անձրև) չեն ստեղծում ջերմային պատկերման սարքի անհաղթահարելի միջամտություն, միևնույն ժամանակ գիշերային տեսողության սովորական սարքերը լիովին անօգուտ են դարձնում:

Պարզեցված՝ բոլոր ջերմային պատկերիչների աշխատանքի սկզբունքը նկարագրված է հետևյալ ալգորիթմով.

• Ջերմային պատկերիչի ոսպնյակը սենսորի վրա ձևավորում է տեսադաշտում դիտարկվող ամբողջ տարածքի ջերմաստիճանի քարտեզը (կամ ճառագայթման հզորության տարբերության քարտեզը):
• Միկրոպրոցեսորը և կառուցվածքի այլ էլեկտրոնային բաղադրիչները կարդում են տվյալները մատրիցից, մշակում դրանք և սարքի էկրանի վրա ձևավորում պատկեր, որն այդ տվյալների տեսողական մեկնաբանությունն է, որը դիտորդը դիտում է ուղղակիորեն կամ ակնաբույժի միջոցով:

Ի տարբերություն էլեկտրաօպտիկական փոխարկիչների վրա հիմնված գիշերային տեսողության սարքերի (եկեք դրանք անվանենք անալոգային), ջերմային պատկերիչները, ինչպես թվային գիշերային տեսողության սարքերը, թույլ են տալիս իրականացնել օգտվողի մեծ թվով կարգավորումներ և գործառույթներ: Օրինակ՝ կարգավորել պայծառությունը, պատկերի կոնտրաստը, փոխել պատկերի գույնը, մուտքագրել տարբեր տեղեկություններ տեսադաշտում (ընթացիկ ժամանակ, մարտկոցի ցածր ցուցում, ակտիվացված ռեժիմների պատկերակներ և այլն), հավելյալ թվային խոշորացում, նկարի մուտքագրում։ նկարի գործառույթը (թույլ է տալիս առանձին ցուցադրել փոքր «պատուհանում» օբյեկտի լրացուցիչ պատկերն ամբողջությամբ կամ դրա որոշ մասի, ներառյալ ընդլայնվածը, տեսադաշտում, ժամանակավորապես անջատելով էկրանը (էներգիա խնայելու և դիմակավորել դիտորդին՝ բացառելով գործող էկրանի փայլը):

Դիտարկվող օբյեկտների պատկերը գրավելու համար տեսաձայնագրիչները կարող են ինտեգրվել ջերմային պատկերող սարքերի մեջ: Դուք կարող եք իրականացնել այնպիսի գործառույթներ, ինչպիսիք են անլար (ռադիոալիք, WI-FI) տեղեկատվության փոխանցումը (լուսանկար, վիդեո) արտաքին ընդունիչներ կամ սարքի հեռակառավարում (օրինակ՝ շարժական սարքերից), լազերային հեռաչափերի հետ ինտեգրում (ներածման միջոցով): տեղեկատվություն սարքի տեսադաշտում գտնվող հեռաչափերից), GPS սենսորներ (դիտարկման օբյեկտի կոորդինատները ֆիքսելու ունակություն) և այլն:

Որսի համար նախատեսված «անալոգային» գիշերային տեսարժան վայրերի հետ կապված ջերմային պատկերազարդման տեսարժան վայրերը նույնպես ունեն մի շարք տարբերակիչ առանձնահատկություններ: Դրանցում նպատակային նշանը սովորաբար «թվային» է, այսինքն. Տեսաազդանշանի մշակման ժամանակ նշանի պատկերը դրվում է էկրանի վրա նկատվող պատկերի վերևում և շարժվում է էլեկտրոնային եղանակով, ինչը հնարավորություն է տալիս տեսողության շրջանակից բացառել անալոգային գիշերվա կամ ցերեկային շտկումների մուտքագրման մեխանիկական միավորները։ օպտիկական տեսարժան վայրեր և պահանջում են բարձր ճշգրտություն այդ ագրեգատների մասերի արտադրության և հավաքման գործում: Բացի այդ, սա վերացնում է պարալաքսի ազդեցությունը, քանի որ Դիտարկման օբյեկտի պատկերը և նպատակային ցանցի պատկերը գտնվում են նույն հարթության վրա՝ ցուցադրման հարթությունում:

Թվային և ջերմապատկերային տեսարժան վայրերում կարող է իրականացվել տարբեր կոնֆիգուրացիաներով և գույներով մեծ թվով ցանցերի հիշողության մեջ պահեստավորում, հարմար և արագ զրոյացում՝ օգտագործելով «զրոյացում մեկ կրակոցում» կամ «զրոյացում սառեցման ռեժիմում» գործառույթները, ավտոմատ գործառույթը: Ուղղումների մուտքագրում կրակոցի հեռավորությունը փոխելիս, մի ​​քանի զենքի համար տեսողության կոորդինատների անգիր, տեսողության թեքության (շրջափակման) նշում և շատ ավելին:

Ջերմապատկերման սարք։

Տեսապակի.Ջերմային պատկերման սարքերի համար ոսպնյակների արտադրության ամենատարածված, բայց ոչ միակ նյութը մոնոբյուրեղային գերմանիումն է: Այս կամ այն ​​չափով շափյուղան, ցինկի սելենիդը, սիլիցիումը և պոլիէթիլենը նույնպես ունեն հզորություն MWIR և LWIR տիրույթներում: Խալկոգենիդային ակնոցները նույնպես օգտագործվում են ջերմային պատկերման սարքերի ոսպնյակների արտադրության համար:

Օպտիկական գերմանիան ունի բարձր փոխանցման հզորություն և, համապատասխանաբար, ցածր կլանման գործակից 2 ... 15 մկմ միջակայքում: Հարկ է հիշեցնել, որ այս տեսականին ընդգրկում է երկու մթնոլորտային «թափանցիկ պատուհաններ» (3 ... 5 և 8 ... 12 մկմ): Քաղաքացիական ջերմային պատկերման սարքերում օգտագործվող սենսորների մեծ մասը գործում է նույն տիրույթում:

Գերմանիումը թանկարժեք նյութ է, ուստի նրանք փորձում են օպտիկական համակարգեր պատրաստել գերմանիումի բաղադրիչների նվազագույն քանակից: Երբեմն ոսպնյակի դիզայնի արժեքը նվազեցնելու համար օգտագործվում են գնդաձև կամ ասֆերիկ մակերեսներով հայելիներ: Արտաքին օպտիկական մակերեսները արտաքին ազդեցություններից պաշտպանելու համար օգտագործվում է ադամանդի նման ածխածնի (DLC) կամ անալոգների վրա հիմնված ծածկույթ:

Դասական օպտիկական ապակին չի օգտագործվում ջերմային պատկերման սարքերի ոսպնյակների արտադրության համար, քանի որ այն չունի թողունակություն 4 միկրոնից ավելի ալիքի երկարությամբ:

Ոսպնյակի դիզայնը և դրա պարամետրերը զգալի ազդեցություն ունեն ջերմային պատկերման որոշակի սարքի հնարավորությունների վրա: Այսպիսով, ոսպնյակի կիզակետային երկարությունըուղղակիորեն ազդում է սարքի խոշորացման վրա (որքան մեծ է ֆոկուսը, այնքան ավելի մեծ է, այլ հավասար են, մեծացումը), տեսադաշտը (նվազում է ֆոկուսի ավելացումով) և դիտման տիրույթը: Ոսպնյակի բացվածք, որը հաշվարկվում է որպես ոսպնյակի լուսավոր տրամագծի գործակիցը դեպի կենտրոնացումը, բնութագրում է էներգիայի հարաբերական քանակությունը, որը կարող է անցնել ոսպնյակի միջով: Դիֆերայի հարաբերակցությունը ազդում է ջերմային պատկերման սարքի զգայունության, ինչպես նաև ջերմաստիճան-լուծաչափի վրա։

Վիզուալ էֆեկտները, ինչպիսիք են վինետավորումը և նարցիսի էֆեկտը, նույնպես վերագրելի են ոսպնյակների ձևավորմանը և քիչ թե շատ տարածված են ջերմային պատկերման բոլոր սարքերի համար:

Սենսոր.Ջերմային պատկերման սարքի լուսազգայուն տարրը ֆոտոդետեկտորների երկչափ բազմատարր զանգվածն է (FPA), որը պատրաստված է տարբեր կիսահաղորդչային նյութերի հիման վրա: Կան բազմաթիվ տեխնոլոգիաներ ինֆրակարմիր զգայուն տարրերի արտադրության համար, այնուամենայնիվ, քաղաքացիական օգտագործման ջերմային պատկերման սարքերում կարելի է նշել բոլոմետրերի (միկրոբոլոմետրերի) ճնշող գերազանցությունը:

Միկրոբոլոմետրը ինֆրակարմիր ճառագայթման էներգիայի ընդունիչ է, որի գործողությունը հիմնված է զգայուն տարրի էլեկտրական հաղորդունակության փոփոխության վրա, երբ այն տաքացվում է ճառագայթման կլանման պատճառով: Միկրոբոլոմետրերը բաժանվում են երկու ենթադասերի՝ կախված նրանից, թե որ IR զգայուն նյութը՝ վանադիումի օքսիդ (VOx) կամ ամորֆ սիլիցիում (α-Si), է օգտագործվում։

Զգայուն նյութը ներծծում է ինֆրակարմիր ճառագայթումը, որի արդյունքում, էներգիայի պահպանման օրենքի համաձայն, միկրոբոլոմետրի պիքսելի զգայուն տարածքը (մատրիցում մեկ ֆոտոդետեկտոր) տաքանում է: Նյութի ներքին էլեկտրական հաղորդունակությունը փոխվում է, և այդ փոփոխությունները գրանցվում են: Վերջնական արդյունքը գործիքի էկրանի վրա ջերմաստիճանի օրինաչափության մոնոխրոմ կամ գունավոր պատկերացումն է: Պետք է նշել, որ գույնը, որով ջերմաստիճանի օրինաչափությունը ցուցադրվում է էկրանին, ամբողջովին կախված է ջերմային պատկերման սարքի ծրագրային մասի աշխատանքից:

Նկարի վրա. Ulis ընկերության միկրոբոլոմետրիկ զանգված (սենսոր):

Միկրոբոլոմետրիկ մատրիցների արտադրությունը գիտատար, բարձր տեխնոլոգիական և թանկ գործընթաց է: Աշխարհի սահմանափակ թվով ընկերություններ և երկրներ կարող են իրենց թույլ տալ պահպանել նման արտադրությունը։

Ջերմային պատկերի սենսորների (միկրոբոլոմետրերի) արտադրողները սենսորների որակը կարգավորող իրենց փաստաթղթերում ընդունում են ինչպես առանձին պիքսելների, այնպես էլ դրանց կլաստերների (կլաստերների) սենսորի առկայությունը, որոնք ունեն ելքային ազդանշանի շեղումներ նորմալ շահագործման ժամանակ, այսպես կոչված: մեռած» կամ «կոտրված» պիքսելներ ... «Կոտրված» պիքսելները բնորոշ են ցանկացած արտադրողի սենսորներին։ Նրանց առկայությունը բացատրվում է տարբեր շեղումներով, որոնք կարող են առաջանալ միկրոբոլոմետրի արտադրության ժամանակ, ինչպես նաև այն նյութերում, որոնցից պատրաստված են զգայուն տարրերը, օտար կեղտերի առկայությամբ: Երբ ջերմային պատկերման սարքը գործում է, պիքսելների ներքին ջերմաստիճանը բարձրանում է, և պիքսելները, որոնք անկայուն են ջերմաստիճանի բարձրացման համար («կոտրված») սկսում են ազդանշան արտադրել, որը կարող է շատ անգամ տարբերվել ճիշտ աշխատող պիքսելների ազդանշանից: Ջերմային պատկերման սարքի էկրանին նման պիքսելները կարող են հայտնվել որպես սպիտակ կամ սև կետեր (առանձին պիքսելների դեպքում) կամ տարբեր կոնֆիգուրացիայի, չափի (կլաստերների դեպքում) և պայծառության (շատ պայծառ կամ շատ մութ) բծեր: Նման պիքսելների առկայությունը ոչ մի կերպ չի ազդում սենսորի ամրության վրա և չի հանդիսանում դրա պարամետրերի վատթարացման պատճառ, քանի որ այն հետագայում օգտագործվում է: Իրականում սա ընդամենը կերպարի «կոսմետիկ» թերություն է։

Ջերմային տեսախցիկների արտադրողները օգտագործում են տարբեր ծրագրային ալգորիթմներ թերի պիքսելներից ազդանշանի մշակման համար՝ նվազագույնի հասցնելու դրանց ազդեցությունը պատկերի որակի և տեսանելիության վրա: Մշակման էությունը թերի պիքսելից ազդանշանը փոխարինելն է հարևան (մոտակա) նորմալ գործող պիքսելից կամ մի քանի հարևան պիքսելների միջինացված ազդանշանով: Նման մշակման արդյունքում արատավոր փիքսելները, որպես կանոն, գրեթե անտեսանելի են դառնում պատկերում։

Դիտարկման որոշակի պայմաններում դեռ հնարավոր է տեսնել շտկված թերի պիքսելների (հատկապես կլաստերների) առկայությունը, օրինակ, երբ տաք և սառը առարկաների միջև սահմանը մտնում է ջերմային պատկերող սարքի տեսադաշտը, և, հետևաբար, երբ այս սահմանը ճիշտ է։ ընկնում է թերի պիքսելների կլաստերի և սովորաբար աշխատող պիքսելների միջև: Երբ այս պայմանները բավարարվում են, թերի պիքսելների կլաստերը դիտվում է որպես մի կետ, որը փայլում է սպիտակ և մուգ գույներով, և ամենից շատ նման է պատկերի մեջ հեղուկի կաթիլին: Կարևոր է նշել, որ նման էֆեկտի առկայությունը ջերմային պատկերող սարքի թերության նշան չէ:

Էլեկտրոնային մշակման միավոր:Սովորաբար, էլեկտրոնային մշակման միավորը բաղկացած է մեկ կամ մի քանի տախտակներից (կախված սարքի դասավորությունից), որոնց վրա տեղակայված են մասնագիտացված միկրոսխեմաներ, որոնք մշակում են սենսորից ընթերցված ազդանշանը և ազդանշանը փոխանցում էկրանին, որտեղ պատկերված է ջերմաստիճանի բաշխման պատկերը: ձևավորվում է դիտարկվող տարածքը. Սարքի հիմնական հսկիչները տեղադրված են տախտակների վրա, ինչպես նաև իրականացվում է էլեկտրամատակարարման միացում, ինչպես սարքի համար որպես ամբողջություն, այնպես էլ շղթայի առանձին սխեմաների համար:

Միկրոդսփլեյ և ակնոց:Շնորհիվ այն բանի, որ միկրոէկրանները օգտագործվում են որսորդական ջերմային պատկերների մեծ մասում, պատկերը դիտարկելու համար օգտագործվում է ակնաբույժ, որն աշխատում է որպես խոշորացույց և թույլ է տալիս հարմարավետորեն դիտել պատկերը խոշորացմամբ:

Ամենից հաճախ օգտագործվող փոխանցման տիպի հեղուկ բյուրեղյա (LCD) էկրանները (հետևի մասում էկրանը լուսավորվում է լույսի աղբյուրով) կամ OLED էկրաններ (երբ էլեկտրական հոսանք է անցնում, էկրանի նյութը սկսում է լույս արձակել):

OLED էկրանների օգտագործումը մի շարք առավելություններ ունի՝ սարքը ավելի ցածր ջերմաստիճանում գործելու հնարավորություն, պատկերի ավելի բարձր պայծառություն և հակադրություն, ավելի պարզ և հուսալի դիզայն (ցուցասարքի հետևի լուսավորության աղբյուր չկա, ինչպես LCD էկրաններում: ): Բացի LCD և OLED էկրաններից, կարող են օգտագործվել LCOS (Liquid Crystal on Silicone) միկրո էկրաններ, որոնք ռեֆլեկտիվ տիպի հեղուկ բյուրեղային դիսփլեյներ են։

ՋԵՐՄԱՊԱՏԿԵՐԱՍԱՐՔԵՐԻ ՀԻՄՆԱԿԱՆ ՊԱՐԱՄԵՏՐՆԵՐԸ

ԱՃ.Բնութագիրը ցույց է տալիս, թե քանի անգամ է սարքում նկատվող առարկայի պատկերն ավելի մեծ՝ համեմատած օբյեկտի անզեն աչքով դիտարկման հետ։ Չափման միավոր - անգամ (նշանակում«X», օրինակ, «2x» - «երկու կրատ»):

Ջերմային պատկերման սարքերի համար բնորոշ խոշորացումները 1x-ից 5x են: Գիշերային տեսողության սարքերի հիմնական խնդիրն է հայտնաբերել և ճանաչել առարկաները ցածր լույսի և վատ եղանակային պայմաններում: Ջերմային պատկերման սարքերում խոշորացման ավելացումը հանգեցնում է սարքի ընդհանուր լուսավորության զգալի նվազմանը, ինչի արդյունքում օբյեկտի պատկերն ավելի քիչ հակապատկեր կլինի ֆոնի նկատմամբ, քան ավելի ցածր խոշորացում ունեցող նմանատիպ սարքում: Աճող խոշորացումով պայծառության անկումը կարող է փոխհատուցվել օբյեկտի օպտիկական տրամագծի մեծացմամբ, բայց դա, իր հերթին, կհանգեցնի սարքի ընդհանուր չափերի և քաշի ավելացմանը, օպտիկայի բարդացմանը, ինչը նվազեցնում է կրելի սարքերի ընդհանուր օգտագործման հնարավորությունը և զգալիորեն բարձրացնում է ջերմային պատկերման սարքի գինը: Սա հատկապես կարևոր է շրջանակների համար, քանի որ օգտվողները պետք է լրացուցիչ զենք պահեն իրենց ձեռքերում: Բարձր խոշորացման դեպքում դժվարություններ են առաջանում նաև դիտարկման օբյեկտը գտնելու և հետևելու հարցում, հատկապես, եթե օբյեկտը շարժման մեջ է, քանի որ մեծացման հետ մեկտեղ տեսադաշտը նվազում է:

Խոշորացումը որոշվում է ոսպնյակի և ակնոցի կիզակետային երկարություններով, ինչպես նաև խոշորացման գործակիցով (K), որը հավասար է էկրանի և սենսորի ֆիզիկական չափերի (անկյունագծերի) հարաբերակցությանը.

որտեղ:

զմասին- ոսպնյակի կիզակետային երկարությունը

զլավ- աչքի կիզակետային երկարությունը

ԼՀետ- սենսորի անկյունագծի չափը

Լդ- էկրանի անկյունագծի չափը:

ԿԱԽՎԱԾՈՒԹՅՈՒՆՆԵՐ.

Որքան երկար է ոսպնյակի կիզակետային երկարությունը, էկրանի չափը, այնքան ավելի շատ աճ:

Որքան մեծ է ակնաբույժի կիզակետային երկարությունը, սենսորի չափը, այնքան աճն ավելի քիչ է։

ՏԵՍԱՆՔԻ ԳԻԾ.Այն բնութագրում է տարածության չափը, որը կարող է միաժամանակ դիտվել սարքի միջոցով: Սովորաբար սարքերի պարամետրերում տեսադաշտը նշվում է աստիճաններով (ներքևում գտնվող նկարում տեսադաշտի անկյունը նշանակված է որպես 2Ѡ) կամ մետրերով (L) դիտարկման օբյեկտից որոշակի հեռավորության համար (գծային): Նկարում տեսադաշտը նշանակված է որպես A):

Թվային գիշերային տեսողության սարքերի և ջերմային պատկերման սարքերի տեսադաշտը որոշվում է ոսպնյակի ֆոկուսով (ֆոբ) և սենսորի ֆիզիկական չափերով (B): Սովորաբար տեսադաշտը հաշվարկելիս լայնությունը (հորիզոնական չափը) վերցվում է որպես սենսորի չափ, արդյունքում անկյունային տեսադաշտը ստացվում է հորիզոնական.

Իմանալով սենսորի չափը ուղղահայաց (բարձրությունը) և անկյունագծով, կարող եք նաև հաշվարկել սարքի տեսադաշտը ուղղահայաց կամ անկյունագծով:

Կախվածություն:

Որքան մեծ է սենսորը կամ որքան փոքր է ոսպնյակի կիզակետը, այնքանավելի մեծ տեսադաշտ:

Որքան մեծ է սարքի տեսադաշտը, այնքան ավելի հարմարավետ է այն դիտել առարկաները. կարիք չկա անընդհատ շարժել սարքը՝ հետաքրքրող տարածքի հատվածը զննելու համար։

Կարևոր է հասկանալ, որ տեսադաշտը հակադարձ համեմատական ​​է աճին. սարքի բազմակի աճով նրա տեսադաշտը նվազում է: Սա նաև պատճառներից մեկն է, թե ինչու չեն արտադրվում բարձր խոշորացում ունեցող ինֆրակարմիր համակարգեր (մասնավորապես ջերմային պատկերներ): Միևնույն ժամանակ, դուք պետք է հասկանաք, որ տեսադաշտի մեծացման դեպքում տեղի կունենա հայտնաբերման և ճանաչման հեռավորության նվազում:

ՇՐՋԱՆԱԿՆԵՐԻ ԹԱՐՄԱՑՄԱՆ ՏԱՐԱՊԵՏԸ:Ջերմային պատկերման սարքի հիմնական տեխնիկական բնութագրերից մեկը կադրի թարմացման արագությունն է: Օգտագործողի տեսանկյունից դա էկրանի վրա ցուցադրվող կադրերի քանակն է մեկ վայրկյանում։ Որքան բարձր է կադրի թարմացման արագությունը, այնքան ավելի քիչ է նկատելի «լագի» էֆեկտը ջերմային պատկերող սարքի կողմից ստեղծված պատկերի վրա իրական տեսարանի նկատմամբ: Այսպիսով, 9 կադր/վրկ թարմացման արագությամբ սարքով դինամիկ տեսարաններ դիտելիս պատկերը կարող է մշուշոտ երևալ, իսկ շարժվող առարկաների շարժումները՝ հետամնաց, «կտրուկներով»: Ընդհակառակը, որքան բարձր է թարմացման արագությունը, այնքան ավելի հարթ կլինի դինամիկ տեսարանների ցուցադրումը:

ԹՈՒՅԼԱՏՎՈՒԹՅՈՒՆ. ԼՈՒԾՄԱՆ ՎՐԱ ԱԶԴԵՑ ԳՈՐԾՈՆՆԵՐ.

Բանաձևը որոշվում է սարքի օպտիկական տարրերի, սենսորի, էկրանի պարամետրերով, սարքում ներդրված սխեմաների լուծումների որակով, ինչպես նաև ազդանշանի մշակման կիրառական ալգորիթմներով: Ջերմապատկերի սարքի (լուծաչափը) լուծաչափը բարդ ցուցիչ է, որի բաղադրիչներն են ջերմաստիճանը և տարածական թույլտվությունը։ Դիտարկենք այս բաղադրիչներից յուրաքանչյուրը առանձին:

Ջերմաստիճանի լուծում(զգայունություն; նվազագույն հայտնաբերվող ջերմաստիճանի տարբերություն) դիտարկվող օբյեկտի ազդանշանի սահմանային հարաբերակցությունն է ֆոնի ազդանշանին` հաշվի առնելով ջերմապատկերային տեսախցիկի զգայող տարրի (սենսորի) աղմուկը: Բարձր ջերմաստիճանի լուծաչափը նշանակում է, որ ջերմային պատկերող սարքը կարող է ցուցադրել որոշակի ջերմաստիճանի առարկա նույն ջերմաստիճան ունեցող ֆոնի վրա, և որքան փոքր է օբյեկտի և ֆոնի ջերմաստիճանի տարբերությունը, այնքան բարձր է ջերմաստիճանի լուծաչափը:

Տարածական լուծումբնութագրում է սարքի կարողությունը՝ առանձին պատկերելու երկու սերտորեն բաժանված կետեր կամ գծեր: Սարքի տեխնիկական բնութագրերում այս պարամետրը կարող է գրվել որպես «լուծաչափ», «լուծաչափի սահման», «առավելագույն լուծում», որոնք, սկզբունքորեն, նույնն են:

Ամենից հաճախ սարքի լուծաչափը բնութագրվում է միկրոբոլոմետրի տարածական լուծմամբ, քանի որ սարքի օպտիկական միավորները սովորաբար ունենում են լուծաչափի սահման:

Որպես կանոն, լուծաչափը նշվում է հարվածներով (գծերով) մեկ միլիմետրով, բայց այն կարող է նշվել նաև անկյունային միավորներով (վայրկյան կամ րոպե):

Որքան բարձր է թույլատրելիությունը հարվածներով (գծերով) մեկ միլիմետրով և որքան փոքր է անկյունային արժեքներով, այնքան բարձր է լուծաչափը: Որքան բարձր է սարքի թույլտվությունը, այնքան ավելի պարզ է պատկերը դիտորդի կողմից:

Ջերմապատկերների թույլտվությունը չափելու համար օգտագործվում է հատուկ սարքավորում՝ կոլիմատոր, որը ստեղծում է հատուկ թեստային օբյեկտի՝ գծված ջերմային աշխարհի պատկերի իմիտացիա։ Հաշվի առնելով սարքի միջոցով փորձարկվող օբյեկտի պատկերը, դատվում է ջերմային պատկերի լուծումը. որքան փոքր են աշխարհի գծերը միմյանցից առանձին, այնքան բարձր է սարքի լուծաչափը:

Պատկեր՝Ջերմային աշխարհի տարբեր տարբերակներ (դիտում ջերմային պատկերման սարքում)

Սարքի լուծաչափը կախված է օբյեկտի և ակնոցի լուծումից: Ոսպնյակը սենսորի հարթությունում կազմում է դիտարկման օբյեկտի պատկերը, իսկ ոսպնյակի անբավարար լուծաչափի դեպքում սարքի լուծաչափի հետագա բարելավումն անհնար է։ Նմանապես, անորակ ակնաբույժը կարող է «փչացնել» էկրանի վրա գործիքի բաղադրիչներից ձևավորված ամենապարզ պատկերը:

Սարքի լուծաչափը կախված է նաև էկրանի պարամետրերից, որոնց վրա ձևավորվում է պատկերը։ Ինչպես սենսորի դեպքում, էկրանի լուծաչափը (պիքսելների քանակը) և դրանց չափը որոշիչ գործոններ են: Էկրանի վրա պիքսելների խտությունը բնութագրվում է այնպիսի ցուցիչով, ինչպիսին է PPI-ը (կարճ՝ «պիքսել մեկ դյույմ» բառից)՝ չափում, որը ցույց է տալիս պիքսելների քանակը մեկ դյույմ տարածքի վրա:

Պատկերն ուղղակիորեն (առանց մասշտաբի) սենսորից էկրան տեղափոխելու դեպքում երկուսի լուծաչափը պետք է լինի նույնը։ Այս դեպքում բացառվում է սարքի լուծաչափի նվազումը (եթե էկրանի լուծաչափը պակաս է սենսորի լուծաչափից) կամ թանկարժեք էկրանի չհիմնավորված օգտագործումը (եթե էկրանի լուծաչափը ավելի բարձր է, քան սենսորինը):

Սենսորային պարամետրերը մեծ ազդեցություն ունեն սարքի լուծման վրա: Առաջին հերթին սա բոլոմետրի լուծաչափն է՝ պիքսելների ընդհանուր թիվը (սովորաբար նշվում է որպես տողում և սյունակում պիքսելների արտադրյալ) և պիքսելների չափը: Այս երկու չափանիշները տալիս են բանաձեւի հիմնական գնահատականը։

Կախվածություն:

Որքան մեծ է պիքսելների թիվը և որքան փոքր է դրանց չափը, այնքան բարձր էբանաձեւը։

Այս հայտարարությունը ճիշտ է նույն ֆիզիկական չափի համարսենսորներ. Սենսոր, որն ունի պիքսելային խտություն մեկ միավորի տարածքի վրաավելին, այն ունի նաև բարձր լուծում:

Ջերմային պատկերման սարքերը կարող են նաև օգտագործել ազդանշանի մշակման տարբեր ալգորիթմներ, որոնք կարող են ազդել սարքի ընդհանուր լուծման վրա: Խոսքը նախևառաջ «թվային խոշորացման» մասին է, երբ մատրիցով ձևավորված պատկերը թվային մշակվում և որոշ խոշորացումով «փոխանցվում» է էկրանին։ Այս դեպքում սարքի ընդհանուր թույլտվությունը նվազում է: Նմանատիպ էֆեկտ կարելի է նկատել թվային տեսախցիկներում՝ թվային խոշորացման ֆունկցիան օգտագործելիս:

Վերոնշյալ գործոնների հետ մեկտեղ հարկ է նշել ևս մի քանիսը, որոնք կարող են նվազեցնել սարքի թույլտվությունը։ Նախ, դրանք տարբեր տեսակի «աղմուկներ» են, որոնք աղավաղում են օգտակար ազդանշանը և, ի վերջո, վատթարացնում պատկերի որակը: Կարելի է առանձնացնել աղմուկի հետևյալ տեսակները.

Մութ ազդանշանի աղմուկ... Այս աղմուկի հիմնական պատճառը էլեկտրոնների ջերմային արտանետումն է (էլեկտրոնների ինքնաբուխ արտանետումը սենսորային նյութի տաքացման արդյունքում): Որքան ցածր է ջերմաստիճանը, այնքան ցածր է մութ ազդանշանը, այսինքն. ավելի քիչ աղմուկ, այս աղմուկը վերացնելու համար է, որ օգտագործվում է կափարիչ (վրան) և միկրոբոլոմետրի չափաբերում:

Ընթերցման աղմուկ... Երբ սենսորային պիքսելում պահվող ազդանշանը դուրս է գալիս սենսորից, վերածվում լարման և ուժեղանում է, յուրաքանչյուր տարրում հայտնվում է լրացուցիչ աղմուկ, որը կոչվում է ընթերցման աղմուկ: Աղմուկի դեմ պայքարելու համար օգտագործվում են տարբեր ծրագրային պատկերների մշակման ալգորիթմներ, որոնք հաճախ կոչվում են աղմուկի նվազեցման ալգորիթմներ։

Ի լրումն աղմուկի, լուծաչափը կարող է զգալիորեն կրճատվել սարքի դասավորության սխալներից (տպագիր տպատախտակների և միացնող լարերի, մալուխների հարաբերական դիրքը սարքի ներսում) կամ տպագիր տպատախտակների երթուղման սխալների պատճառով (հարաբերական դիրք) առաջացող միջամտությամբ հաղորդիչ ուղիների, պաշտպանիչ շերտերի առկայությունը և որակը): Նաև սարքի էլեկտրական սխեմայի սխալները, տարբեր ֆիլտրերի ներդրման համար ռադիոէլեմենտների սխալ ընտրությունը, սարքի էլեկտրական սխեմաների միացումում սնուցումը կարող է հանգեցնել միջամտության: Հետևաբար, էլեկտրական սխեմաների մշակումը, ազդանշանի մշակման համար ծրագրակազմ գրելը, հետագծման տախտակները կարևոր և բարդ խնդիրներ են ջերմային պատկերման սարքերի նախագծման մեջ:

ԴԻՏԱՐԿՄԱՆ ՇՐՋԱՆԱԿ.

Ջերմապատկերի սարքով օբյեկտի դիտարկման տիրույթը կախված է մեծ թվով ներքին գործոնների (սենսորի պարամետրեր, սարքի օպտիկական և էլեկտրոնային մասեր) և արտաքին պայմանների (դիտարկվող օբյեկտի տարբեր բնութագրեր, ֆոն, մաքրություն) համակցությամբ։ մթնոլորտի մասին և այլն):

Դիտորդական տիրույթը նկարագրելու առավել կիրառելի մոտեցումը դրա բաժանումն է հայտնաբերման, ճանաչման և նույնականացման միջակայքերի, որոնք մանրամասն նկարագրված են տարբեր աղբյուրներում, այսպես կոչված, սահմանված կանոնների համաձայն: Ջոնսոնի չափանիշը, ըստ որի՝ դիտման տիրույթն անմիջականորեն կապված է ջերմային պատկերման սարքի ջերմաստիճանի և տարածական լուծաչափի հետ։

Թեմայի հետագա զարգացման համար անհրաժեշտ է ներդնել դիտարկման օբյեկտի կրիտիկական չափի հայեցակարգը։ Կրիտիկական չափը համարվում է այն չափը, որով վերլուծվում է օբյեկտի պատկերը՝ պարզելու նրա բնորոշ երկրաչափական հատկանիշները: Օբյեկտի նվազագույն տեսանելի չափը, որի երկայնքով կատարվում է վերլուծությունը, հաճախ ընդունվում է որպես կրիտիկական: Օրինակ՝ վայրի վարազի կամ եղջերուի համար կրիտիկական չափ կարելի է համարել մարմնի բարձրությունը, մարդու համար՝ հասակը։

Այն տիրույթը, որում դիտարկման որոշակի օբյեկտի կրիտիկական չափը տեղավորվում է ջերմային պատկերի ցուցիչի 2 կամ ավելի պիքսելների մեջ, համարվում է. հայտնաբերման միջակայք... Հայտնաբերման փաստը պարզապես ցույց է տալիս այս օբյեկտի առկայությունը որոշակի հեռավորության վրա, բայց չի տալիս պատկերացում դրա բնութագրերի մասին (թույլ չի տալիս ասել, թե դա ինչ առարկա է):

Փաստ ճանաչելովօբյեկտը ճանաչում է օբյեկտի տեսակը որոշելու ունակությունը: Սա նշանակում է, որ դիտորդը կարողանում է տարբերել, թե ինչ է նկատվում տվյալ պահին՝ մարդ, կենդանի, մեքենա և այլն։ Ընդհանուր առմամբ ընդունված է, որ ճանաչումը հնարավոր է պայմանով, որ օբյեկտի կրիտիկական չափը համապատասխանում է սենսորի առնվազն 6 պիքսելին:

Որսի կիրառման տեսակետից ամենամեծ գործնական օգտակարությունն է նույնականացման միջակայք... Նույնականացում նշանակում է, որ դիտորդը կարողանում է գնահատել ոչ միայն առարկայի տեսակը, այլև հասկանալ դրա բնորոշ գծերը (օրինակ՝ արու վայրի վարազը՝ 1,2 մ երկարությամբ և 0,7 մ բարձրությամբ): Որպեսզի այս պայմանը կատարվի, օբյեկտի կրիտիկական չափը պետք է ծածկված լինի սենսորի առնվազն 12 պիքսելով:

Կարևոր է հասկանալ, որ այս բոլոր դեպքերում մենք խոսում ենք տվյալ մակարդակի օբյեկտ հայտնաբերելու, ճանաչելու կամ նույնականացնելու 50% հավանականության մասին։ Որքան շատ պիքսելներ համընկնեն օբյեկտի կրիտիկական չափի վրա, այնքան մեծ է հայտնաբերման, ճանաչման կամ նույնականացման հավանականությունը:

ԵԼՔԻ ԱՇԱԿԵՐՏԻ ՀԱՆՈՒՄակնաչափի վերջին ոսպնյակի արտաքին մակերեսից մինչև դիտորդի աչքի բիբի հարթությունը հեռավորությունն է, որի դեպքում դիտարկվող պատկերը կլինի ամենաօպտիմալը (առավելագույն տեսադաշտ, նվազագույն աղավաղում): Այս պարամետրը ամենակարևորն է այն շրջանակների համար, որոնցում աշակերտի ելքի հեռավորությունը պետք է լինի առնվազն 50 մմ (օպտիմալը՝ 80-100 մմ): Այսքան մեծ հեռավորությունը դեպի ելքի աշակերտն անհրաժեշտ է, որպեսզի նա չվնասվի կրակողին տեսադաշտի կողմից հետադարձ ժամանակ: Որպես կանոն, գիշերային տեսողության սարքերում և ջերմային պատկերող սարքերում ելքի աշակերտի հեռավորությունը հավասար է ակնագնդի երկարությանը, որն անհրաժեշտ է գիշերը ցուցադրման փայլը քողարկելու համար:

ՋԵՐՄԱՊԱՏԿԵՐԱՍԱՐՔԵՐԻ ՍԵՆՍՈՐԻ ԿԱԼԻԲՐԱՑՈՒՄ

Ջերմային պատկերման սարքի չափաբերումը բաժանվում է գործարանային և օգտագործողի չափորոշման: Չսառեցված սենսորների վրա հիմնված ջերմապատկերման սարքերի արտադրության գործընթացը նախատեսում է սարքի (ոսպնյակ-սենսոր զույգ) գործարանային տրամաչափում հատուկ սարքավորումների միջոցով:

Դուք կարող եք ծանոթանալ PULSAR ջերմապատկերների նոր մոդելներին և կատարել տեղեկացված ընտրություն: