Az egyes hőkamerák kulcsfontosságú problémája a műszer- és megfigyelőkomplexum részeként a súlyra és a méretekre vonatkozó szigorú követelmények. Lehetetlen elhelyezni egy rendszert a mátrix folyékony nitrogénnel történő hűtésére, ezért új műszaki megoldásokat kell keresni. És miért bajlódik a legbonyolultabb és legdrágább hőkamerával való kerítéssel, ha már vannak kiváló infravörös éjjellátó készülékek az egyes kézi fegyverekhez? A lényeg az ellenség álcázásában, a füstben, a légköri csapadékban és a fény interferenciájában rejlik, mindez drámaian csökkenti az éjjellátó készülékek hatékonyságát, még a harmadik generációs elektro-optikai átalakítók esetén is. A Novoszibirszk Központi Tervező Iroda "Tochpribor" terméke az 1PN116 index alatt csak ilyen körülmények között való működésre lett tervezve, és a csatatéren lévő tárgyak infravörös sugárzásának észlelésére szolgáló eszközök régi iskolájának képviselője.
Az 1PN116 termikus képalkotó látómező éles látásmódjával mindent lát, ami egy ember nagysága, és ami melegebb, mint az 1200 méterre lévő természetes háttér. A készülék jelentős tömege (3, 3 kg), és ezért elsősorban az SVD -re, a "Pecheneg" és a "Kord" géppuskákra helyezik. Hűtés nélküli, 320x240 pixeles mátrixú mikrobolométert használnak "retinaként". Nézzük meg közelebbről a hűtés nélküli képalkotás fortélyait.
[központ]
Ez a technika már a harmadik generáció, amelynek alapvető különbségei vannak a korábbiakhoz képest, ha nincs komplex és nem mindig megbízható optikai-mechanikus szkennelési rendszer. Ebben a generációban a hőkamerák a fókuszlemez-terület (FPA) szilárdtest-vevőegységeken alapulnak, amelyeket közvetlenül a lencse síkja mögé szereltek. Az ilyen készülékek termikus látásának "kémiája" az esetek túlnyomó többségében a vanádium-oxidok VOx vagy az amorf szilícium α-Si ellenálló rétegein alapul. Vannak azonban kivételek is, amelyekben a fotodetektorok vagy a hőkamerák "szívei" PbSe, piroelektromos fényérzékelő tömbökön vagy CdHgTe vegyületeken alapuló, termoelektromos hűtéssel ellátott mátrixokon alapulnak. Érdekes, hogy az ilyen hűtést leggyakrabban nem rendeltetésszerűen használják, hanem csak változó környezeti feltételek mellett biztosít termikus stabilitást. A VOx vagy az α-Si sorozat mikrobolométerei regisztrálják az elektromos ellenállás változásait a hőmérséklet hatására, ami a hőkamera működési alapelvéhez tartozik. Minden ilyen szilárdtest-érzékelő tartalmaz egy jelfeldolgozó chipet, amely átalakítja az ellenállást a kimeneti feszültségre, és kompenzálja a háttérsugárzást. A mikrobolométer fontos követelménye a vákuumban és a "hőátlátszó" germánium optikában végzett munka, ami komolyan megnehezíti mind a tervezők, mind a gyártók munkáját. Az érzékelőnek pedig megbízható aljzatnak kell lennie, germánium- vagy gallium -arzenid zárványokkal. A mikrobolométer munkájának minden bonyolultságának megértéséhez meg kell jegyezni, hogy a kristály hőmérsékletének 0, 1 K -kal való ingadozása az ellenállás apró, 0, 03%-os változásához vezet, amelyet nyomon kell követni. Ha minden más egyenlő, az amorf szilíciumnak van néhány előnye a vanádium -oxidokkal szemben - a kristályrács egyenletessége és a magas érzékenység. Ez a VOx hasonló technikájához képest kontrasztosabbá és kevésbé hajlamossá teszi a képet a felhasználó számára. A mikrobolométer minden egyes képpontja egyedi a maga módján - saját, kissé eltér a társaitól, erősítés és eltolás, amelyek befolyásolják a végső képet. A képpontok számának növelésével, a köztük lévő hangmagasság csökkentésével (akár 9-12 mikronig) és miniatürizálásával a tervezők többek között a képzaj szintjét próbálják csökkenteni. A „rossz” vagy hibás képpontok komoly problémát jelentenek a mikrobolométerek gyártásában, és arra kényszerítik a mérnököket, hogy olyan szoftvermechanizmusokat fejlesszenek ki, amelyek megszüntetik a képernyőn megjelenő fehér vagy fekete pontokat és a villódzó részecskéket. Ezt általában interpoláció segítségével szervezik, vagyis a "törött" pixel kimenő jelét a szomszédok értékéből származó deriváltra cserélik. A mátrix legfontosabb paramétere a NETD (Noise Equivalent Temperature Difference) érték, vagy az a hőmérséklet, amelyen a mikrobolométer megkülönbözteti a jelet a zajtól. Természetesen az érzékelőnek gyorsnak kell lennie, ezért a következő paraméter az időállandó vagy az a sebesség, amellyel a képalkotó reagál a hőmérsékletváltozásokra. A kitöltési tényező vagy kitöltési tényező egy mátrixjellemző, amely tükrözi a mikrobolométer érzékeny elemekkel való feltöltődési szintjét, minél nagyobb, annál jobban látja a kezelő a képet. A hi -tech mátrixok a mátrix 90% -os lefedettségével büszkélkedhetnek, a képpontok száma eléri az 1 milliót. A felhasználó két változatban - monokróm és színpaletta - figyelheti a csatateret. A katonai és biztonsági termékek általában monokróm képet generálnak, mivel az ellenség alakjainak és felszereltségének tisztasága sokkal magasabb, mint a színes változaté.
Az amerikai tudósok fejleményei a grafén infravörös érzékelőként való felhasználásával kapcsolatban ígéretesek. Ezt a 2D -s anyagot mindenhol megpróbálják bevezetni, most pedig a hőképes technológiákon a sor. Tekintettel arra, hogy a hűtés nélküli hőkamera költségeinek 70-80% -át mikrobolométer és germánium optika teszi ki, a grafén termoelektromos érzékelők létrehozásának ötlete nagyon csábító. Az amerikaiak szerint elegendő egy réteg viszonylag olcsó grafén szilícium -nitrid hordozóra, és a prototípus már elsajátítja a személy megkülönböztetésének képességét szobahőmérsékleten.
Külföldön és Oroszországban is nagy figyelmet fordítanak a hőkamerák optikai rendszereinek athermalizációjával, azaz a környezeti hőmérsékleti szélsőségekkel szembeni ellenállással kapcsolatos fejlesztésekre. A lencséket kalkogenid anyagokból - GeAsSe és GaSbSe - használják, amelyekben a sugarak törésmutatói alig függenek a hőmérséklettől. Az LPT és a Murata Manufacturing kifejlesztett egy módszert az ilyen lencsék forró préseléssel történő előállítására, majd aszférikus és hibrid lencsék gyémánt esztergálásával. Oroszországban az athermal lencsék kevés gyártójának egyike a JSC NPO GIPO - State Institute of Applied Optics, amely a Shvabe holding része. A lencse anyaga oxigénmentes üveg, cink és germánium-szelenidek, a tok pedig nagy szilárdságú alumíniumötvözetből készült, ami végső soron garantálja a torzulást a -400C és + 500C között.
Oroszországban az FSUE TsKB Tochpribor (vagy "Shvabe-eszközök") említett 1PN116 mellett egy sokkal könnyebb "Shahin" (JSC TsNII "Cyclone") képalkotó látvány, amelyet "éberségről" neveztek el a ragadozó fajok tiszteletére sólyom, amelyet a francia Ulisse mátrix jellemez 160x120 képpontos (vagy 640x480) felbontással és 400-500 méter magas alak felismerési tartományával. A legújabb generációkban az importált mikrobolométert egy hazai modell váltotta fel.
Tovább a listához: PT3 termikus képalkotó látnivaló Novoszibirszkből "Shvabe - Védelem és védelem", 640x480 elemű mátrix felbontással, súlya 0, 69 kg, és amely az "arany standard" lett, egy növekedési szám észlelési tartománya 1200 m. Ennek a látványnak a képpontja nem kiemelkedő mutató, és 25 mikron, ami szerény végső képfelbontást képez. A gazdaság egyébként vadászati látvány gyártását szervezte katonai tervezés alapján PTZ-02 kód alatt. A hazai tervezőiskola másik képviselője a Shvabe-Photopribor divízióból származó, monopolistanak tűnő Alfa TIGER termikus képalkotó látvány, 7-14 mikron közötti mikrobolometrikus vevővel, 384x288 pixeles felbontással. A "TIGRA" -ban a kezelő 800x600 képpontos monokromatikus OLED -kijelzővel dolgozik, amelyből 768x576 a hőkép megjelenítésére van fenntartva. Fontos különbség az orosz hőképalkotó látnivalók korai modelljeihez képest a 30 perces megnövekedett működési idő - most 4,5 órán keresztül harcolhat az infravörös tartományban. Az "Alpha-PT-5" módosítása ritka PbSe fényérzékelővel rendelkezik, elektromos hőstabilizációval. Az NPO NPZ PT-1 univerzális látómezeje sokféle kézi lőfegyverrel kombinálható a speciális rögzítésnek és memóriának köszönhetően, amelyben a ballisztika és az irányzék a fegyverek széles körére van programozva. Ha a szem izmaival összenyomja a látószemüveget, bekapcsolja a mikrokijelzőt, és kinyitva kikapcsol - ez az a fajta energiatakarékos rendszer, amelyet a PT -1 alkalmaz. Amerikai mikrobolométereket telepítettek a hőképalkotó készülékre a "Granite-E" célzásához és megfigyeléséhez az ISPC "Spectrum" -ból. A "szélespólusú" látást biztosító technikát a társaság az NF IPP SB RAS "KTP PM" hosszú névvel mutatja be a TB-4-50 index alatt, és 18 fokos, 13,6 fokos látómezővel rendelkezik.
A vállalat egyébként három szabványos méretű, TB-4, TB-4-50 és TB-4-100 típusú termikus képalkotó kínálatát kínálja, modern, a HPRSC architektúrán alapuló képfeldolgozó mikroprocesszorral felszerelve (High Performance Reconfigurable Szuper számítástechnika). Külön irány az 1PN97M index szerinti új Mowgli-2M termikus képalkotó látószög, amelyet a Strela-2M, Strela-3, Igla-1, Igla, Igla-S típusú MANPADS családra és a legújabb Verba-ra telepítettek. A szentpétervári LOMO-n fejlesztenek és szerelnek össze látnivalókat, és természetesen hatalmas, 6000 m-es észlelési tartományukban különböznek egymástól. A Mowgli alternatívája lehet a BELOMO cég TV / S-02 látnivalója a közeli külföldről, nehéz kézi fegyverek - nagy kaliberű puskák, gránátvetők és valójában MANPADS. A 2 kg -ot meg nem haladó tömegével a fehérorosz látvány látványos, 2000 méteres emberi észlelési tartományt és 1300 méteres felismerést mutat.
A "Termikus képalkotó krónikák" ezen részében néhány hazai termikus képalkotó egyedi látnivalóról és azok közeli külföldről származó társairól beszéltünk. Előtte külföldi analógok, tartályhőkamerák, valamint egyéni megfigyelő és felderítő eszközök állnak rendelkezésre.
