Szokás szerint minden fontos dolog gyökerei így vagy úgy az ókori Görögországba nyúlnak vissza - a hőképalkotás ebben a helyzetben sem kivétel. Titus Lucretius Carus volt az első, aki azt sugallta, hogy vannak olyan "hősugarak", amelyek az emberi szem számára láthatatlanok, de a dolog nem lépte túl a spekulatív következtetéseket. Emlékeztek a hősugárzásra a gőztechnika fejlődésének korában, és az elsők között volt Karl Scheele svéd vegyész és Johann Lambert német fizikus. A "Vegyi értekezés a levegőről és a tűzről" című művében az első teljes fejezet melegséget érdemelt - ez az esemény 1777 -ben történt, és két évvel később Lambert által írt "Pirometria" könyv elődje lett. A tudósok megállapították a hősugarak terjedésének egyenességét, és talán a legfontosabbat határozták meg - intenzitásuk fordítottan csökken a távolság négyzetével. De a legszembetűnőbb élményt a melegséggel Marc Auguste Pictet tette 1790 -ben, amikor két homorú tükröt állított egymással szemben, és az egyik középpontjában egy fűtött labdát helyezett el. A tükrök hőmérsékletének mérésével Pictet valami meglepőt talált az adott korszakra - a tükör melegebbnek bizonyult, amelynek középpontjában egy forró labda állt. A tudós tovább ment, és a fűtött testet hógolyóra cserélte - a helyzet pontosan az ellenkezője alakult ki. Így fedezték fel a hősugárzás visszaverődésének jelenségét, és a "hideg sugarak" fogalma örökre a múlté lett.
A hőképalkotás történetének következő jelentős személye az Uránusz és műholdjainak felfedezője, William Herschel angol csillagász volt. A tudós 1800 -ban fedezte fel a látható spektrumon kívül elhelyezkedő "legnagyobb fűtőteljesítményű" láthatatlan sugarak létezését. Ez sikerült neki egy üvegprizma segítségével, amely a fényt alkotóelemeire bontja, és egy hőmérővel, amely a látható piros fénytől jobbra rögzítette a maximális hőmérsékletet. Mint Newton korpuszkuláris tanításainak követője, Herschel szilárdan hitt a fény és a sugárzó hő azonosságában, azonban a láthatatlan infravörös sugarak törésével végzett kísérletek után a hite meglehetősen megrendült. De minden történetben nem teljes a tudomány mérvadó okos emberei nélkül, akik hamis sejtéseikkel rontják a képet. Ezt a szerepet John Leslie Edinburgh -i fizikus játszotta, aki kijelentette a fűtött levegő létezését, ami valójában a "mitikus hősugarak". Nem volt lusta megismételni Herschel kísérletét, erre kitalált egy speciális differenciális higanyhőmérőt, amely a látható vörös spektrum zónájában rögzítette a maximális hőmérsékletet. Herschelt szinte sarlatánnak nyilvánították, rámutatva a kísérletek elégtelen előkészítésére és a következtetések hamisságára.
Az idő azonban másként ítélt - 1830 -ra a világ vezető tudósainak számos kísérlete bizonyította a "Herschel -sugarak" létezését, amelyeket Becquerel infravörösnek nevezett. A különböző testek tanulmányozása az ilyen sugárzás átvitelének (vagy nem továbbításának) képességére vezette a tudósokat, hogy megértsék, hogy a szemgolyót kitöltő folyadék elnyeli az infravörös spektrumot. Általában éppen a természet ilyen tévedése teremtette meg a hőkamera feltalálásának szükségességét. De a 19. században a tudósok csak a hőt hordozó és láthatatlan sugárzás természetét ismerték meg, minden árnyalatba belemenve. Kiderült, hogy a különböző hőforrások - forró vízforraló, forró acél, alkoholos lámpa - eltérő minőségi összetételűek az "infravörös pite" -nél. Ezt az olasz Macedonio Melloni kísérletileg bizonyította az egyik első hőt rögzítő eszköz-egy bizmut-antimon termoszlop (thermomultiplicateur)-segítségével. Az infravörös sugárzás interferenciája lehetővé tette ennek a jelenségnek a kezelését - 1847 -ben ennek segítségével először szabványosították az 1,94 mikron hullámhosszúságú spektrumot.
1881 -ben pedig a kísérleti fizika segítségére volt egy bolométer - az egyik első eszköz a sugárzó energia rögzítésére. Ezt a csodát Adolf-Ferdinand Svanberg svéd matematikus és fizikus találta fel, miután egy rendkívül vékony, feketére borított lemezt telepített az infravörös sugárzás útjára, amely hő hatására képes megváltoztatni elektromos vezetőképességét. Egy ilyen sugárzásdetektor lehetővé tette az akkor elérhető maximális hullámhossz elérését akár 5,3 mikronig, és 1923 -ra már 420 mikron volt kimutatható egy kis elektromos oszcillátor sugárzásában. A 20. század elejét az előző évtizedek elméleti kereséseinek gyakorlati megvalósítását érintő ötlettömeg megjelenése jellemzi. Így megjelenik egy tallium -szulfid fotorezisztor, amelyet oxigénnel (tallium -oxiszulfid) kezelnek, és amely képes megváltoztatni elektromos vezetőképességét az infravörös sugarak hatására. A német mérnökök ezek alapján tallophid vevőket hoztak létre, amelyek megbízható kommunikációs eszközzé váltak a csatatéren. 1942 -ig a Wehrmachtnak sikerült titokban tartania rendszerét, amely akár 8 km távolságban is képes működni, amíg el nem szúrták El Alameinben. Az evaporográfok az első igazi hőképalkotó rendszerek, amelyek többé -kevésbé kielégítő termogramokat kapnak.
A készülék a következő: a kamrában vékony membrán található, amely túltelített alkohol-, kámfor- vagy naftalingőzöket tartalmaz, és a belső hőmérséklet olyan, hogy az anyagok párolgásának sebessége megegyezik a páralecsapódás sebességével. Ezt a termikus egyensúlyt megzavarja az optikai rendszer, amely a hőképet a membránra fókuszálja, ami a párolgás felgyorsulásához vezet a legmelegebb területeken - ennek eredményeként hőkép alakul ki. Az evaporográfban végtelen tíz másodperc telt el egy kép kialakításával, amelynek kontrasztja sok kívánnivalót hagyott maga után, a zaj néha mindent beárnyékolt, és nem volt mit mondani a mozgó tárgyak magas színvonalú továbbításáról. A jó 10 Celsius fokos felbontás ellenére a hátrányok kombinációja nem hagyta el a párologtatót a tömegtermelésben. A Szovjetunióban azonban megjelent egy kis méretű EV-84 eszköz, Németországban-EVA, és kísérleti kereséseket végeztek Cambridge-ben. Az 1930 -as évek óta a mérnökök figyelmét a félvezetők és az infravörös spektrumhoz fűződő különleges kapcsolatuk hívja fel. Itt a hatalom gyepje a katonaságra hárult, amelynek vezetésével megjelentek az első ólom -szulfidon alapuló hűtött fotorezisztorok. Megerősítést nyert az a gondolat, hogy minél alacsonyabb a vevő hőmérséklete, annál nagyobb az érzékenysége, és a hőkamerákban lévő kristályokat szilárd szén -dioxiddal és folyékony levegővel fagyasztani kezdték. És a háború előtti évekre már meglehetősen csúcstechnológiával, amelyet a Prágai Egyetemen fejlesztettek ki, az érzékeny réteg vákuumban történő permetezésének technológiáját. 1934 óta a nulla generációs elektro-optikai átalakító, ismertebb nevén a "Holst-üveg" számos hasznos technológia őse lett-a tankok éjszakai vezetésére szolgáló eszközöktől az egyes mesterlövész-látnivalókig.
Az éjszakai látás fontos helyet kapott a haditengerészetben - a hajók teljes sötétségben tudtak navigálni a part menti övezetben, fenntartva az elsötétítési módot. 1942 -ben a flotta éjszakai navigáció és kommunikáció területén szerzett tapasztalatait kölcsönözte a légierő. Általánosságban elmondható, hogy a britek voltak az elsők, akik 1937 -ben az infravörös jel alapján észlelték a repülőgépet az éjszakai égbolton. A távolság természetesen szerény volt - körülbelül 500 méter, de ekkor kétségtelenül sikeres volt. A klasszikus értelemben vett hőkamerához legközelebb 1942 -ben került sor, amikor szupravezető bolométert kaptak, amely tantálon és antimonon alapul, folyékony héliumhűtéssel. Ennek alapján a német „Donau-60” hőérzékelők lehetővé tették a nagy tengeri hajók felismerését akár 30 km távolságban. A negyvenes évek a hőképalkotó technológia egyfajta útkereszteződésévé váltak - az egyik út a televízióhoz hasonló rendszerekhez vezetett, mechanikus letapogatással, a második pedig a szkennelés nélküli infravörös videókhoz.
A hazai katonai termikus képalkotó berendezések története a hatvanas évek végére nyúlik vissza, amikor a Novoszibirszk Műszergyárban megkezdődtek a munkálatok az "Evening" és az "Evening-2" kutatási projektek keretében. Az elméleti részt a moszkvai alkalmazott fizika vezető kutatóintézete irányította. A soros hőkamera akkor még nem működött, de a fejlesztéseket felhasználták a "Lena" kutatómunkában, melynek eredménye az első felderítő 1PN59 hőkamera volt, "Lena FN" fotodetektorral felszerelve. 50 fényérzékeny elem (mindegyik 100x100 mikron méretű) egy sorba került, 130 mikronos lépéssel, és biztosította a készülék működését a 3-5 mikronos MWIR (középhullámú infravörös) spektrális tartományban, célfelismerési tartományban 2000 m -ig magas nyomás lépett be a fotodetektor mikrohőcserélőjébe, lehűtötte -194 ° C -ra, majd visszaállította a kompresszort. Ez az első generációs eszközök jellemzője - a magas érzékenység alacsony hőmérsékletet igényel. Az alacsony hőmérséklet pedig nagy méreteket és lenyűgöző 600 wattos fogyasztást igényelt.
Telepítette az 1PN59-et a PRP-4 "Nard" belföldi felderítő járműre, a BMP-1 bázis segítségével.
1982-re a hazai mérnökök úgy döntöttek, hogy a hőképalkotó készülékek működési spektrális tartományát 8-14 mikronra (hosszú hullámhosszú LWIR-Long Wave Infrared) változtatják, ebben a szegmensben a hősugárzás atmoszférájának jobb "áteresztőképessége" miatt. Az 1PN71 index alá tartozó termék egy hasonló tervezési munka eredményeként jött létre a "Manual-2" irányába, amelynek kadmium-higany-tellurid (CdHgTe vagy MCT) fotodetektorja "mindent látó szem".
Ezt az érzékeny elemet "Weightlessness-64" -nek hívták, és … helyesen, 64 MCT kristálya volt, 50x50 méretű, 100 mikronos lépéssel. Szükség volt még a "Zero Gravity" fagyasztására - akár -196, 50 ° C -ig, de a termék súlya és méretei jelentősen csökkentek. Mindez lehetővé tette a 3000 méteres 1PN71 távollátás elérését és a felhasználó előtti kép jelentős javítását. A hőkamerát a PRP-4M "Deuteriy" tüzérségi mobil felderítő állomáson szerelték fel, amely az 1PN71 eszközön kívül pulzáló éjjellátó készülékkel, radarral és lézeres távolságmérővel van felszerelve. Az orosz hadsereg egyik ritka faja-a BRM-3 "Lynx" termikus képalkotó berendezéssel van felszerelve a Novoszibirszk Műszergyár felderítésére. Az 1PN126 "Argus-AT" hőkamerát, amelyet 2005-ben fejlesztett ki a Tochpribor Központi Tervező Iroda, és a bizonyított CdHgTe 30x30 mikron méretű, mikroszkopikus érzékeny elemeivel szerelték fel, hogy változtassa meg ezt a technikát a csapatokban. A 126. hőkamera igazi fénypontja egy forgó oktaéderes germániumprizma, amely átlátszó az infravörös sugárzásnak. Ez a szkenner generál két képkockát egy fordulattal a fotodetektoron a megfigyelt objektum termikus aláírásának rögzítési módjában. Összehasonlításképpen - az 1PN71 -ben ezt a szerepet egy lapos tükör játszotta - a Szovjetunióban nem voltak olcsó technológiák a germániumüvegek előállításához. A PRP-4A elülső szélének felderítő platformját, vagy ahogy gyakran nevezik, "a háború istenének mindent látó szemét" készítették az új hazai hőkamera számára. A számos optikai felderítő lencsével söpörő gép meglehetősen hasonlít az ókori görög többszemű óriáshoz, amelyről el is nevezték.
