В России освоили производство начинки для танковых тепловизоров. Матрица тепловизионная


В России начнут производить матрицы для танковых тепловизоров

Т-90

artleo.com

Российские научно-производственное предприятие «Исток» и центральный научно-исследовательский институт «Циклон» в ближайшее время начнут серийное производство неохлаждаемых микроболометров для различной военной техники. Как пишет газета «Известия», новая тепловизионная матрица является российской разработкой. В рамках серийного производства объем выпуска новых микроболометров составит около десяти тысяч штук в год.

Тепловизоры на основе неохлаждаемых микроболометров будут устанавливаться на перспективные основные боевые танки Т-14 и боевые машины пехоты Т-15 на базе универсальной платформы «Армата», бронетранспортеры проекта «Курганец» и бронемашины семейства «Тайфун». Тепловизоры на основе этих матриц будут ставиться и на переносные зенитные ракетные комплексы «Игла» и «Верба». Технические подробности о новой матрице не уточняются.

В настоящее время в тепловизионных приборах для боевой техники используются микроболометры французского производства и российского выпуска по лицензии — Thales Catherine-FC и Sagem Matiz. На их основе выпускаются тепловизионные комплексы «Эсса» для танков Т-90. Эти приборы могут обнаруживать и распознавать цели в любое время суток на дальности до четырех километров. На включение системы тратится не более пяти минут. Тепловизор может работать при температуре от минус 50 до плюс 55 градусов Цельсия.

Сегодня существует несколько типов тепловизоров, в которых используются охлаждаемые и неохлаждаемые матрицы. Охлаждение матрицы делает прибор более точным, но и более тяжелым и громоздким. Неохлаждаемые матрицы используются, как правило, в портативных приборах. Обычно их делают из аморфного кремния или оксида ванадия на различных подложках, включая германий или арсенид галлия. Неохлаждаемые тепловизоры способны различать разницу температур в 0,1 градуса Цельсия, но имеют относительно небольшую дальность распознавания.

Современные тепловизионные матрицы имеют температурную чувствительность (1-3)*106 вольт на ватт при постоянной времени 0,06-0,09 миллисекунды. Спектральный диапазон фоточувствительности таких сенсоров составляет от 0,4 до 3 микрометров. Тепловизоры полностью независимы от внешнего освещения и регистрируют только инфракрасное излучение объектов. В качестве оптических систем в них используются линзы из германия, поскольку обычное стекло инфракрасное излучение не пропускает.

В начале 2010-х годов министерство обороны Индии провело сравнительные испытания основных боевых танков Т-90 российского производства и Arjun индийской разработки. По итогам испытаний военные объявили, что в целом российские танки показали себя лучше индийских, однако в условиях пустыни неохлаждаемые тепловизоры Т-90 практически ослепли. Причиной этого стала высокая температура окружающего воздуха, а также сильный нагрев корпуса танка, из-за чего в работу тепловизоров вносились сильные помехи.

Василий Сычёв

nplus1.ru

Цифровые тепловизионные камеры и модули на основе неохлаждаемых матриц микроболометров

Цифровая тепловизионная камера на основе неохлаждаемой матрицы микроболометров предназначена для регистрации изображений и визуализации распределения температуры объектов в дальнем инфракрасном спектральном диапазоне.

Благодаря своим высоким техническим характеристикам камера может применяться как функционально законченное изделие, либо как встраиваемый в телевизионную систему модуль.

Основной режим работы камеры - отображение тепловой картины на экране ТВ монитора и передача изображений по цифровому каналу сбора и регистрации данных.

Отсутствие оптического электромеханического затвора и термоэлектрического охлаждения обеспечивает высокую надежность камеры при ее эксплуатации.

Основные области применения

  • обнаружение и распознавание объектов в ночных условиях и условиях плохой видимости без применения ИК подсветки,
  • обнаружение пожаров,
  • технические системы охраны, безопасности и наблюдения для экстренных служб,
  • инфракрасные системы наблюдения,
  • приборы ночного видения при управлении транспортными средствами,
  • поиск утечек тепла в зданиях, сооружениях и на тепловых сетях,
  • выявление перегретых элементов в силовых электроэнергетических системах и т. п.

ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Фотоприемник неохлаждаемая матрица микроболометровна основе α-Si
Спектральный диапазон, мкм 8…14
Формат изображения 384×288 640×480
Шаг элементов, мкм 25×25
Размер изображения, мм 9,6×7,2 16,0×12,0
NETD при 30°C, F/1, мК, не хуже не хуже 60при f = 50 Гц не хуже 100при f = 25 Гц
Варианты кадровой частоты, Гц 50 25
Разрядность выходного сигнала, бит 14
Встроенные функции обработки сигнала Пространственная фильтрация:- контрастирование,- сглаживание,- медианная фильтрация
Временная фильтрация:- цифровое накопление,- рекурсивная фильтрация,- фильтр "25 Гц"
Коррекция дефектов
Интерфейс с компьютером - последовательный LVDS через PCI-адаптер,  расстояние до компьютера до 15 м- последовательный LVDS через  преобразователь к USB2.0
Аналоговый выход ч/б видеосигнал по ГОСТ 7845-92
OLED-дисплей(опционально) - тип EMA100100- разрешение 640×480- частота кадров 30 Гц
Функции отображения на мониторе - негатив/позитив- двухкратное масштабирование- регулировка яркости и контраста- отображение маркера и меню- АРУ
Напряжение питания, В +3,0…+5,5
Время готовности к работе, с < 5
Потребляемая мощность, Вт < 1,2 (без OLED-дисплея)< 1,5 (с OLED-дисплеем)
Габариты (без объектива), мм Ø50×50 Ø50×56
Рабочий температурный диапазон, °C

–40…+60

Тепловизионный модуль S5IRна основе матрицы микроболометровс объективом f/0,7

Электронная начинка тепловизионного модуля S5IR

Исследование потерь в волноводахс помощью микроболометрической камеры

www.silar.ru

«Россия переходит на производство собственных матриц для изготовления тепловизоров»

 

В четверг вице-премьер Дмитрий Рогозин выступил на II Международном форуме «Технологии в машиностроении – 2012» в Жуковском. Основным его посылом была мысль о необходимости ликвидировать монополизм в сфере оборонно-промышленного комплекса (ОПК). 

 Выступая в Жуковском, Дмитрий Рогозин заявил, что Россия приступила к производству отечественных матриц для тепловизоров и испытывает небывалый спрос на системы противовоздушной обороны.

«Сегодня мне доложили, что мы переходим на производство собственной матрицы в производстве тепловизоров. Будем делать более сложные конструкции. Это то, что нам никто никогда не продаст», – сказал вице-премьер, которого цитирует «Интерфакс».

«Вы знаете, что у нас нет отбоя от предложений по закупкам наших систем ПВО, самых разных, и ближнего и дальнего боя», – добавил Рогозин, говоря о наиболее продаваемой за рубеж российской технике.

Кроме того, Дмитрий Рогозин сообщил, что российский оборонно-промышленный комплекс успешно продвигается в создании новой бронетехники, а также по таким направлениям, в которых отечественная продукция традиционно отставала, например, оптике. По этим направлениям уже запущено импортозамещение, рассказал он.

Говоря о возможности покупки современных технологий за рубежом, вице-премьер сказал, что «если кто-то думает, что нам могут продать современную технику, – либо он просто наивен, либо глуп».

Кроме того, Рогозин заявил, что Россия в развитии оборонно-промышленного комплекса должна сделать ставку на гиперзвуковые технологии и создание искусственного интеллекта. «Такими задачами должны быть, например, задача создания гиперзвуковых технологий. Надеюсь, что в ближайшее время мы действительно сконцентрируем усилия на этом направлении и создадим научно-технический задел, который позволит нам добиться такого рода прорыва, – сказал он. – Мы много думаем о новых материалах, мы думаем об интеллекте, который должен заменить пилотируемую технику, будь то сухопутная, воздушная или морская», – добавил вице-премьер.

По его словам, российские оборонщики должны ставить перед собой амбициозные и перспективные задачи, которые даже в экспертном сообществе могут поначалу показаться фантастическими: «Такие задачи мы должны ставить перед собой и не стесняться их реализовывать», – сказал Дмитрий Рогозин.

Комментируя заявления вице-премьера, директор Центра анализа мировой торговли оружием Игорь Коротченко сказал газете ВЗГЛЯД, что, как показывает практика, в производстве матриц для тепловизоров России стоит пойти путем заимствования технологий у французов. «Франция является сегодня нашим ближайшим партнером по военно-техническому сотрудничеству. Мы реализуем в рамках совместных предприятий целый ряд ключевых французских разработок. Причем очень важно, что это разработки национального оборонного комплекса Франции, и американцы здесь не могут ввести для них ограничения на экспорт. В таком случае мы можем договариваться о трансферте технологий, в том числе в области оптоэлектроники, внедрении уже на базе российских заводов. Очевидно, что Рогозин вел речь именно о том, чтобы получить перспективные западные технологии», – пояснил Коротченко.

Эксперт отметил, что касается развития гиперзвуковых технологий, то это действительно важное направление, но очень затратное.

«Это важное направление, особенно если учитывать, что в США и других странах Запада активно развиваются технологии создания гиперзвуковых ударных летательных аппаратов и оружия. В России есть соответствующий задел у корпораций тактического ракетного вооружения по созданию перспективных ракетных систем тактического класса, основанных именно на гиперзвуковых технологиях. Гиперзвук – перспективное направление, но затратное с точки зрения инвестиций. Поэтому только при господдержке и соответствующем финансировании можно развивать обозначенное направление», – предупредил Коротченко, уточнив, что реализация технологии гиперзвука тянет за собой целый ряд смежных вопросов (материаловедение, создание особо прочных покрытий – металла с новыми свойствами). 

Во время выступления на Международном форуме Дмитрий Рогозин отметил, что он выступает за интеграцию частного бизнеса в ОПК для ликвидации монополизма. «Монополиста надо убить как класс, расстрелять его экономическими методами», – решительно заявил он.

По словам Рогозина, 29 июня в правительстве состоится заседание военно-промышленной комиссии, на котором будет образован Совет по государственно-частному партнерству. «Возглавит его министр по связям с Открытым правительством Михаил Абызов – новый член военно-промышленной комиссии. В этот совет мы будем включать представителей частного бизнеса, которые получат доступ к оборонным технологиям и оборонной индустрии в той части, которую позволяет специфика и конфиденциальность нашего производства», – пообещал Рогозин.

Вице-премьер пояснил, что глубокая интеграция частного бизнеса в оборонно-промышленный комплекс направлена против монополизма в этой отрасли. «Я думаю, что через какое-то время, до конца года, заработает новая машина экономического сопротивления монополизму», – добавил он.

Рогозин также сообщил, что президент России Владимир Путин в ближайшее время проведет ряд совещаний по выполнению гособоронзаказа. «Они состоятся в ближайшие дни», – анонсировал вице-премьер.

По словам Дмитрия Рогозина, президент России принял решение провести целую серию встреч по тематике исполнения гособоронзаказа, аналогичной той, которая недавно прошла в Краснодаре по вопросу закупки военной техники для ВВС. «Сейчас мы готовим аналогичные встречи по другим направлениям», – заметил он.

Напомним, накануне Владимир Путин заявил о необходимости восстановления системы военной приемки. «Приемку ликвидировали как класс. Это плохо. Ее нужно восстанавливать. Без эффективно работающей, функционирующей системы военной приемки у нас большие проблемы с качеством военного оборудования», – сказал Путин.

«В России целый ряд оборонных производств, которые просто не имеют аналогов, поэтому их монополия объективно неизбежна. Например, разработка и производство стратегических твердотопливных баллистических ракет. Этим занимается только Московский институт теплотехники, а единственная площадка, где производят такие ракеты, – Воткинский завод в Удмуртии. То же самое касается и атомных подлодок. Севмаш – единственное предприятие по их производству. Поэтому при всем желании мы не можем перепрофилировать и развивать конкуренцию. Кроме того, в ряде случаев существование монополизма объясняется исторически, он неизбежен. Строить дублирующие оборонные производства Россия просто не может себе позволить», – заявил по этому поводу Игорь Коротченко.

По оценке эксперта, монополизация коснулась и танковой техники. Основное их производство сосредоточено на «Уралвагонзаводе», был еще омский завод, но он перепрофилировался и закрылся в связи с тем, что спрос на танки Т-80 был ниже по сравнению со спросом на танки Т-90. 

«В то же время считаю, что конкуренцию нужно развивать на уровне проектов в рамках разработки истребителя пятого поколения. Был конкурс. Министерство обороны выбирало между предложениями двух разработчиков. В итоге победило ОАО «Компания «Сухой». Соответственно, сегодня все силы бросаются на то, чтобы именно разработка этой компании шла впереди перспектив истребительной авиации. Конкуренция на уровне проектов – вполне нормальная и полезная вещь», – отметил Коротченко.

По его словам, что касается допуска к ОПК частных компаний, то в России есть примеры их успешной работы. «Частная компания не может позволить себе быть владельцем громадных оборонных заводов. Скорее всего, частные компании могут быть востребованы именно в сегменте инновационных разработок. В Зеленограде есть несколько электронных компаний, которые готовы на уровне оборонного хайтека производить, предоставлять разработки, которые потом будут прорывными среди мировых аналогов», – сказал эксперт.

В теме гособоронзаказа Коротченко отметил проблему, связанную в основном с ценообразованием. «Проблема гособоронзаказа связана в основном с моментами ценообразования. Политика Минобороны заключается в том, чтобы заключать контракты при условии полной прозрачности обоснованности цены со стороны промышленности. Это необходимо для того, чтобы исключить накрутки», – пояснил он.

Эксперт отметил, что в настоящее время идет переход на трех- и пятилетний контракты, и даже если вначале неизбежны какие-то задержки на пути согласования цен, то в рамках сроков контрактов отставание будет компенсировано в последующие годы. «В целом могу отметить, что Дмитрий Рогозин работает очень активно и наступательно, квалифицированно. Он заботится об оборонно-промышленном комплексе и делает очень многое для того, чтобы новые формы и методы работы приходили в российскую оборонку», – заключил Игорь Коротченко. 

 

sdelanounas.ru

Россия создала собственную тепловизионную матрицу

Предприятие «Исток» и ЦНИИ «Циклон» (входит в холдинг «Росэлектроника») занимаются подготовкой серийного производства «неохлаждаемых матричных микроболометрических приемников», составляющих основу тепловизионных приборов, сообщает представитель научно-исследовательского института Алексей Горбунов.

По его словам, «Россия стала четвертой страной в мире после США, Франции и Китая, сумевшей создать собственную тепловизионную матрицу».

«Получены образцы, соответствующие по параметрам мировому уровню. В стране создается производство с объемом выпуска до 10 тыс. штук в год», — сообщил Горбунов.

Как отметил военный эксперт в области бронетехники Сергей Суворов, «тепловизионная камера — одна из самых важных деталей современной боевой машины, и в отличие от других прицелов тепловизор способен работать в полной темноте и при нулевой видимости».

«Тепловизор включает в себя не только матрицу, но еще и оптическую систему, и программное обеспечение, способное обработать и визуализовать на экране картинку, в том числе и обнаруженную цель. До последнего времени мы закупали французские матрицы Thales Catherine-FC и Sagem Matiz, на базе которых были созданы тепловизионный прицельный комплекс „Эсса“ для танков Т-90 или „Плиса“ для Т-80», — пояснил он.

«Российские прицелы с одной и той же матрицей оказались лучше французских, — уточнил эксперт. — Так как у нас в стране оказалась лучше технология изготовления линз и программного обеспечения.»

«Оборудование, создаваемое в стране, это уже не просто прицелы, это комплексные системы как наведения оружия, так и ночного вождения техники. То есть такие комплексы позволяют продолжать движение техники даже в том случае, если экипаж бронемашины потерял возможность лично наблюдать за ситуацией через остекление кабины», — добавил Суворов.

Справка газеты “Известия”: «Производство отечественных матриц могло начаться еще в 2010 году, но именно из-за „французского“ контракта внедрение собственных разработок постоянно откладывалось. Сегодня Минобороны готово заказывать не только тепловизионные комплексы для бронетехники, но и прицелы для стрелкового вооружения и ПЗРК, в которых как раз и применяются неохлаждаемые матричные микроболометрические приемники. Так, для ПЗРК „Игла“ и „Верба“ созданы прицелы „Маугли“ и „Маугли-1“. На всю бронетехнику от „Арматы“, „Курганца“ и „Тайфунов“ и даже кораблей будут ставиться „Рогатки“».

zhizninauka.info

В России освоили производство начинки для танковых тепловизоров | Статьи

Научно-производственное предприятие «Исток» и Центральный научно-исследовательский институт «Циклон» (входит в состав холдинга «Росэлектроника») готовятся к серийному производству неохлаждаемых матричных микроболометрических приемников, составляющих основу тепловизионных приборов, позволяющих экипажам боевых машин обнаруживать цели ночью, в сложных метеоусловиях, в условиях задымления, пыли или тумане, а также при применении искусственных помех в виде прямого света фар и прожекторов. Как рассказали «Известиям» на предприятии, созданные на базе отечественных матриц тепловизоры пойдут на вооружение новых танков «Армата», БТР «Курганец», новых бронеавтомобилей семейства «Тайфун», а также будут использоваться в прицелах для стрелкового оружия и переносных зенитно-ракетных комплексов «Игла» и «Верба».

— Производство отечественных неохлаждаемых матричных микроболометрических приемников — это важная технология для поддержания безопасности государства и обеспечения гражданского сектора современным уровнем технического зрения, — сообщил «Известиям» представитель ЦНИИ «Циклон» Алексей Горбунов. — Это возможность не только сделать нашу военную технику по-настоящему всепогодной, применение высокоточного оружия независимым от обстановки на поле боя, но и внести серьезный вклад в развитие гражданского сектора. Наши матрицы могут использоваться в приборах теплового аудита, медицинской техники по раннему выявлению рака, дистанционному обнаружению болезней, дефектоскопии и во многом другом оборудовании, связанном с обнаружением теплового излучения и его идентификацией.

По словам специалиста, Россия стала четвертой страной в мире после США, Франции и Китая, сумевшей создать собственную тепловизионную матрицу. 

— Получены образцы, соответствующие по параметрам мировому уровню. В стране создается производство с объемом выпуска до 10 тыс. штук в год, — подчеркнул Горбунов.

Как рассказал «Известиям» военный эксперт в области бронетехники Сергей Суворов, тепловизионная камера — одна из самых важных деталей современной боевой машины. В отличие от других прицелов тепловизор способен работать в полной темноте и при нулевой видимости. При этом не только видеть цель, но и наводить на нее оружие.

— Тепловизор включает в себя не только матрицу, но еще и оптическую систему, и программное обеспечение, способное обработать и визуализовать на экране картинку, в том числе и обнаруженную цель, — объяснил Сергей Суворов. — До последнего времени мы закупали французские матрицы Thales Catherine-FC и Sagem Matiz, на базе которых были созданы тепловизионный прицельный комплекс «Эсса» для танков Т-90 или «Плиса» для Т-80.

Как отмечает Сергей Суворов, «Эсса» позволяет искать, обнаруживать и распознавать цели в любое время суток на дальности до 4 км. Время готовности системы к работе — не более пяти минут. И может непрерывно работать не менее шести часов при температурах от минус 50 до плюс 55 градусов.

— Российские прицелы с одной и той же матрицей оказались лучше французских, — уточнил эксперт. — Так как у нас в стране оказалась лучше технология изготовления линз и программного обеспечения. Санкции в отношении страны внесли свои коррективы в международную кооперацию и сделали невозможным массовое производство тепловизионных камер на основе импортных комплектующих. 

Производство отечественных матриц могло начаться еще в 2010 году, но именно из-за «французского» контракта внедрение собственных разработок постоянно откладывалось. Сегодня Минобороны готово заказывать не только тепловизионные комплексы для бронетехники, но и прицелы для стрелкового вооружения и переносных зенитно-ракетных систем, в которых как раз и применяются неохлаждаемые матричные микроболометрические приемники. Так, для ПЗРК «Игла» и «Верба» созданы прицелы «Маугли» и «Маугли-1». На всю бронетехнику от «Арматы», «Курганца» и «Тайфунов» и даже кораблей будут ставиться «Рогатки». Оборудование, как следует из данных интернет-сайта ЦНИИ «Циклон», способно обнаруживать ростовую фигуру человека или бронетехнику на дальностях от 2 тыс. до 9 тыс. м, что полностью соответствует дальности применения вооружения, имеющегося в составе танка или БТР. Время приведения в рабочее состояние не превышает 30 секунд.

— Оборудование, создаваемое в стране, это уже не просто прицелы, это комплексные системы как наведения оружия, так и ночного вождения техники, — отметил Сергей Суворов. — То есть такие комплексы позволяют продолжать движение техники даже в том случае, если экипаж бронемашины потерял возможность лично наблюдать за ситуацией через остекление кабины.    

iz.ru

Производство российских тепловизоров в Москве и Санкт-Петербурге

Матрица в тепловизоре выполняет функции приемника ИК-излучения. В современных тепловизорах, как правило, используются болометрические и фотонные матрицы. Они различаются по чувствительности. Болометрические матрицы обладают пределом чувствительности 0,08°С, фотонные матрицы обладают большим пределом чувствительности, однако они требуют охлаждения жидким азотом, что значительно усложняет обслуживание и повышает требования безопасности при эксплуатации. Чувствительность неохлаждаемой болометрической матрицы во многом зависит от используемых при производстве алгоритмов калибровки, увеличения контраста, компенсации шумов, замещения дефектных элементов и т. д., то есть зависит от конкретного производителя. В тепловизорах моделей АМБ преимущественно используются матрицы известных производителей: французской компании ULIS и американской компании FLIR .
   
Модуль выполняет функции по обработке принимаемого матрицей излучения. Множество сложных микросхем работает над обработкой сигнала, трансформацией его в видимое человеческому глазу изображение. Соверменные блоки обработки сигналов (микросхемы тепловизионного модуля) позволяют обработать более слабое излучение, чем это было возможно ранее, то есть повысить обнаружительные способности тепловизионной техники.
   
Объектив тепловизора должен пропускать ИК-излучение, поэтому он не может быть изготовлен из обычного стекла. При производстве объективов используется германий. Существуют  объективы с постоянным фокусным расстоянием ( и у них одно постоянное поле зрения), переключаемым фокусным расстоянием (2-3 варианта переключаемых полей зрения) и плавной регулировкой фокусного расстояния (плавным Zoom). Компания «НПО «АМБ» использует преимущественно объективы OPHIR и некоторые отечественные разработки. Стоимость объектива, как и стоимость матрицы, очень высока. Вместе они составляют порядка 90% стоимости всего тепловизионного устройства.
   
Корпус для тепловизора должен быть надежным и прочным, к нему предъявляются повышенные по сравнению с кожухами для видеокамер требования.  Это связано с тем, что оборудование, которое защищают тепловизионные кожухи, как и всякая точная оптика, чувствительно к сотрясениям и воздействию внешней среды, а также обладает высокой стоимостью. Компания «НПО «АМБ» разрабатывает и производит кожухи, устойчивые не только к воздействиям неблагоприятных климатических условий, но и к механическим воздействиям, а также использует корпуса ведущих мировых и отечественных производителей, оптимальные для решения конкретных задач. Как правило, они соответсвуют международным стандартам герметичности класса IP66 или IP67.
   
Дополнительное оборудование представляет собой специальные поворотные платформы и крепежи для установки тепловизоров, также некоторые модели снабжаются оптическим каналом (видеокамерой), дальномерами и др.  Особое место в оснащении тепловизионных систем занимают программно-аппаратные комплексы сопряжения с другими системами, в т.ч. системами радиолокационного контроля.  Они разрабатываются индивидуально, исходя из специфики объекта, на котором они будут устанавливаться. 

 

teplovisor.su

Принцип работы тепловизоров | Двигатель прогресса

March 13, 2016

Тепловизары обретают все большую популярность в самых разных уголках индустрии. Если человек почитает об этих устройствах то поймет, что в основном, описывается сама конструкция и ее особенности. Но авторы зачастую заблуждаются, говоря, что тепловизоры нужно использовать абсолютно везде, от охоты на лося и до проверки трубопровода на предмет утечки.

Это все конечно хорошо, но как же быть специалисту, которому предстоит создавать тепловизор, идти к эксперту? А может быть тот вместо того чтобы дать вам правильный ответ, попытается таким путем поднять объем своих продаж? Можно конечно воспользоваться услугами поисковика, но огромное количество статей на эту тему, которое собралось за все 60 лет, с тех пор как была выпущенная инфракрасная камера, можно ногу сломать. Именно поэтому мы и решили написать эту статью, ведь по настоящему правильное применение тепловизоров, способно решить очень многие трудности, которыми мир постоянно нас снабжает.

В подобной статье тяжело рассказать об основных принципах физики квантов, которая является основой тепловизора, да и нужды в этом нет. Ведь сомнительно, что кто либо из читателей займется разработкой собственной модели тепловизорного сенсора. Мы просто даем понятные и практичные рекомендации, которые помогут, например, в разработке систем безопасности. И ниже мы рассмортим три главных темы:

  1. Распространение ИК-излучения
  2. Тепловизоры с охлаждением
  3. Для чего в тепловидении применяют особые характеристики камер?

Изначально следует заметить что законы, по которым работает тепловидение, очень схожи с телевизионными законами. За исключением того что первые работают с собственным излучением, а вторые используют отраженное излучение солнца или других источников. При использовании тепловизоров, мы сталкиваемся с активной оптической локацией, а во втором случае с пассивной. Главная цель телевидения для охраны – анализ происходящего, а тепловидение больше ориентированно на обнаружение.

В какое окно смотреть?

Удивительно, но практически все кто рассматривает вопрос тепловизирования, забывают об этой теме. Но это примерно то же что начать рассматривать Эйнштейновскую теорию относительности, без знаний в области Ньютоновской физики. В довесок ко всему скажем, что основоположники истории тепловизоров, начинали именно с этого вопроса.

Как вам, наверное, известно, видимый свет, который мы с вами воспринимаем, и благодаря которому работают телевизионные камеры, это всего лишь небольшой участок всего спектра. ИК-лучи имеют большую длину волны, нежели видимый свет, но что касается вопроса распространения, они очень близки. При создании системы с использованием тепловизора, следует учитывать целый ряд особенностей, например присутствие окон и дальность видимости в атмосфере. Как принято думать, вся прелесть тепловизора заключается в том, что он способен видеть через различные препятствия, снег, дым, дождь, так ли это на самом деле? В основном да, но есть некоторые особенности.

Проходя через атмосферу, инфракрасное излучение теряет свою интенсивность, вследствие поглощения молекулами газов, туманом ,снегом и даже дымом.

Наиболее значительное поглощение происходит при прохождении через пары воды, озон и углекислый газ. Поглощение в закиси азота и окиси углерода при прохождении излучения в нижних слоях не играет особой роли и им можно пренебречь. Исходя из вышеперечисленных факторов, можно выделить два окна прозрачности: 3,5-5 мкм и 8-14 мкм.

В действительности присутствие «окон» говорит о том, что любой тепловизор должен вести работу именно в их диапазоне. Короткие волны (3-5 мкм) подойдут для тепловизоров с охлаждением, длинные (8-14 мкм) остальным . В чем причина этого, нет ничего необъяснимого. Наш мир так устроен, что для добротного функционирования тепловизора, для определенного диапазона, нужно особое устройство. Например, коротковолновый диапазон требует применения фотоэлектрических приемников, ведь энергии кванта полностью хватит, чтобы негативно заряженные частички переключились в проводимый сектор. А вот при работе на длинных волнах, лучше использовать болометры, потому что увидеть излучение на такой частоте гораздо проще по технологии терморезисторов. Человек логически мыслящий понимает, что для достижения какого ни будь результата, нужно найти способ, который потребует максимально короткого пути, и минимальных усилий, именно поэтому тепловизор нужно правильно подобрать. Если вы подумаете что охлаждаемый тепловизор на порядок лучше, и может быть он стоит той, более высокой цены,  мы объясним, почему нет.

Охлаждаемые и не охлаждаемые тепловизоры

Стоимость охлаждаемых тепловизоров почти акая же, как и на неохлаждаемые аналоги, правда, если добавить к последним стоимость нового джипа, но не это главное. Основная причина высокой стоимости таких устройств, это цена полупроводников приемной матрицы, сверхнизкой температуры. Но часто выполнить поставленную задачу может только тепловизор охлаждаемый.

Дабы не засорять вам голову разными лишними подробностями, мы вкратце рассмотрим основные преимущества обоих типов тепловизоров, также остановимся и на недостатках. Зная наперед слабые места какой – либо техники ,можно принять их во внимание и избежать в будущем многих сложностей.

Основные достоинства тепловизоров охлаждаемого типа

  • Устройства с охлаждаемой матрицей работают в более высокочастотном диапазоне, и поэтому обладают высокой разрешающей способностью, по сравнению с неохлаждаемыми моделями.
  • Охлаждаемый тепловизор имеет большую чувствительность, он с легкостью может отличить колебания в 20 мК и диафрагме 5, а неохлаждаемый аналог всего 50 мК.
  • Два вышеприведённых пункта создают третье преимущество, а именно высокую дальность обзора. Даже на расстоянии в 10 км, устройство не испытывает каких – либо сложностей.

Недостатки охлаждаемых моделей

  • Благодаря наличию системы охлаждения, такие тепловизоры требует большей потребляемой мощности ,что является откровенным недостатком.
  • Длительное время запуска, при включении и выключении устройства, происходит охлаждение и соответственно нагрев матрицы, это занимает определенное время, которое может составлять 2-3 минуты.
  • Срок службы таких аппаратов также не высок, он имеет определенный ресурс, вызванный износом системы охлаждения. Большинство моделей могут отработать всего несколько тысяч часов.

 Основные достоинства тепловизоров неохлаждаемого типа

  • Прибор лучше работает в условиях задымленности, тумана, снега и других осадков. Связанно это с большей длиной волны. Также ИК-излучение практически не поглощается ни паром, ни газом.
  • Небольшие габариты и вес устройства.
  • Неохлаждаемые тепловизоры включаются мгновенно, как и выключаются, такой параметр порой очень важен, например, в оборонной сфере
  • Длительное время работы. Благодаря отсутствию охлаждающей системы, такие устройства могут работать неограниченно долго.

Недостатки тепловизоров неохлаждаемого типа

  • Для использования тепловизора необходима специальная усиливающая оптика. Именно в нее и упирается дальнейшее развитие таких аппаратов.

Все знают, что любой тепловизор характеризуется параметром соотношение «сигнал/шум». Для того чтобы изображение было качественным, необходимо чтобы данный параметр был близок к 50 дБ. Используя элементарные формулы из школьного учебника по радиотехнике можно понять, что сила сигнала больше силы шума примерно в 100000 раз. Именно этот параметр подходит и для оценки тепловизоров. Но производители таких устройств заявляют еще и NEP, что это за величина и о чем говорит?

Это эквивалентная мощность шума, или чувствительность оптической части приемника. Ясно, что желательно иметь как можно меньший уровень шума. Применение NEP вместо «сигнал/шум» более правильный подход, так как NEP не меняется в зависимости от условий эксплуатации. К примеру если отдалить сенсор от источника на 500 и 1000 метров, уровень шума изменится.

lab-37.com