Yksittäisten lämpökuvauslaitteiden keskeinen ongelma osana instrumentointi- ja havaintokompleksia on painon ja mittojen tiukat vaatimukset. Matriisin jäähdytysjärjestelmää nestemäisellä typellä on mahdotonta sijoittaa, joten on löydettävä uusia teknisiä ratkaisuja. Ja miksi vaivautua aidoittamaan monimutkaisimmassa ja kalleimmassa lämpökamerassa, jos yksittäisille pienaseille on jo olemassa erinomaisia infrapuna -pimeänäkölaitteita? Tarkoitus on peittää vihollinen, savu, ilmakehän sateet ja valon häiriöt, kaikki tämä vähentää dramaattisesti yönäkölaitteiden tehokkuutta, jopa kolmannen sukupolven elektro-optisilla muuntimilla. Novosibirskin keskussuunnittelutoimiston "Tochpribor" tuote indeksin 1PN116 alla on juuri suunniteltu toimimaan tällaisissa olosuhteissa ja on vanhan koulun edustaja laitteista taistelukentällä olevien esineiden infrapunasäteilyn havaitsemiseksi.
1PN116 -lämpökuvatähtäin ja sen terävä visio näkevät kaiken ihmisen kokoisen ja kuumemman kuin 1200 metrin päässä oleva luonnollinen tausta. Laitteella on merkittävä massa (3, 3 kg), ja siksi se sijoitetaan pääasiassa SVD: hen, konekivääreihin "Pecheneg" ja "Kord". "Retinaa" käytetään jäähdyttämätöntä mikrobolometriä, jonka matriisi on 320x240 pikseliä. Katsotaanpa tarkemmin jäähdyttämättömän lämpökuvauksen temppuja.
[keskusta]
Tämä tekniikka on jo kolmas sukupolvi, jolla on perustavanlaatuisia eroja edellisiin verrattuna monimutkaisen ja ei aina luotettavan optisen mekaanisen skannausjärjestelmän puuttuessa. Tämän sukupolven lämpökamerat perustuvat FPA (Focal Plate Area) -puolijohdevastaanottimiin, jotka on asennettu välittömästi linssitason taakse. Lämmönäkökyvyn "kemia" tällaisissa laitteissa valtaosassa tapauksista perustuu vanadiinioksidien VOx tai amorfisen pii α-Si: n resistiivisiin kerroksiin. Mutta on myös poikkeuksia, joissa lämpökameran valotunnistimet tai "sydämet" perustuvat PbSe: hen, pyrosähköisiin valonetsintäjärjestelmiin tai CdHgTe -yhdisteisiin perustuviin matriiseihin, jotka on varustettu lämpösähköisellä jäähdytyksellä. On mielenkiintoista, että tällaista jäähdytystä ei useimmiten käytetä aiottuun tarkoitukseen, vaan se tarjoaa vain lämpövakautta vaihtelevissa ympäristöolosuhteissa. VOx- tai α-Si-sarjan mikrobolometrit rekisteröivät sähkövastuksen muutokset lämpötilan vaikutuksesta, mikä kuuluu lämpökameran perusperiaatteeseen. Jokainen tällainen SSD-anturi sisältää signaalin esikäsittelypiirin, joka muuntaa vastuksen lähtöjännitteeksi ja kompensoi taustasäteilyä. Mikrobolometrin tärkeä vaatimus on työskennellä tyhjiössä ja "lämmön läpinäkyvässä" germaniumoptiikassa, mikä vaikeuttaa vakavasti sekä suunnittelijoiden että valmistajien työtä. Ja anturissa itsessään on oltava luotettava alusta, jossa on germanium- tai gallium -arsenidi -sulkeumia. Jotta ymmärrettäisiin kaikki mikrobolometrin työn monimutkaisuudet, on huomattava, että kiteen lämpötilan vaihtelut 0, 1 K: lla johtavat pieneen resistanssin muutokseen 0, 03%, jota on seurattava. Kun kaikki muut asiat ovat samanarvoisia, amorfisella piillä on joitain etuja vanadiinioksideihin nähden - kidehillan tasaisuus ja korkea herkkyys. Tämä tekee käyttäjälle kuvan kontrastisemmaksi ja vähemmän altis kohinaan verrattuna vastaavaan tekniikkaan VOx: ssa. Jokainen mikrobolometrin pikseli on ainutlaatuinen omalla tavallaan - sillä on oma, hieman erilainen kuin vastaavat, vahvistus ja siirtymä, jotka vaikuttavat lopulliseen kuvaan. Lisäämällä pikselien määrää, pienentämällä niiden välistä etäisyyttä (jopa 9–12 mikronia) ja pienentämällä niitä suunnittelijat pyrkivät muun muassa vähentämään kuvan kohinaa. "Huonot" tai vialliset pikselit ovat vakava ongelma mikrobolometrien valmistuksessa, mikä pakottaa insinöörit kehittämään ohjelmistomekanismeja poistamaan valkoiset tai mustat pisteet näytöllä ja välkkyvät hiukkaset. Tämä järjestetään yleensä käyttämällä interpolaatiota, toisin sanoen "rikkoutuneen" pikselin lähtevä signaali korvataan naapurien arvon johdannaisella. Matriisin tärkein parametri on NETD (Noise Equivalent Temperature Difference) -arvo tai lämpötila, jossa mikrobolometri erottaa signaalin kohinasta. Tietenkin anturin on oltava nopea, joten seuraava parametri on aikavakio tai nopeus, jolla kuvaaja reagoi lämpötilan muutoksiin. Täyttötekijä tai täyttökerroin on matriisiominaisuus, joka heijastaa mikrobolometrin täyttöastetta herkillä elementeillä, mitä suurempi se on, sitä paremmin käyttäjä näkee kuvan. Hi -tech -matriisit voivat ylpeillä 90%: n matriisin peitosta ja pikselimäärän saavuttaa miljoona. Käyttäjä voi tarkkailla taistelukenttää kahdessa versiossa - yksivärisenä ja väripaletina. Sotilas- ja turvallisuustuotteet luovat yleensä yksivärisen kuvan, koska vihollisen hahmot ja varusteet ovat selkeämpiä kuin väriversio.
Amerikkalaisten tutkijoiden kehitys grafeenin käytöstä infrapuna -anturina näyttää lupaavalta. He yrittävät ottaa tämän 2D -materiaalin käyttöön kaikkialla, ja nyt on tullut käänteinen lämpökuvaustekniikka. Ottaen huomioon, että 70-80% jäähdyttämättömän lämpökameran kustannuksista koostuu mikrobolometristä ja germaniumoptiikasta, ajatus grafeenilämpösähköisten anturien luomisesta on erittäin houkutteleva. Amerikkalaisten mukaan piikinitridisubstraatilla riittää yksi kerros suhteellisen halpaa grafeenia, ja prototyyppi on jo hankkimassa kykyä erottaa henkilö huoneenlämmössä.
Sekä ulkomailla että Venäjällä kiinnitetään paljon huomiota kehitykseen, joka liittyy lämpökuvantimien optisten järjestelmien athermalisaatioon eli kestävyyteen äärilämpötiloissa. Linssit käytetään kalkogenidimateriaaleista - GeAsSe ja GaSbSe, joissa säteiden taitekerroimet riippuvat vähän lämpötilasta. LPT ja Murata Manufacturing ovat kehittäneet menetelmän tällaisten linssien valmistamiseksi kuumapuristuksella, jota seuraa asfääristen ja hybridilinssien timanttikorjaus. Venäjällä yksi harvoista athermal -linssien valmistajista on JSC NPO GIPO - State Institute of Applied Optics, joka kuuluu Shvaben tilaan. Linssin materiaali on hapetonta lasia, sinkkiä ja germaniumselenidejä, ja kotelo on valmistettu erittäin lujasta alumiiniseoksesta, mikä takaa lopulta vääristymät alueella -400- + 500 C.
Venäjällä FSUE TsKB Tochpriborin (tai "Shvabe-laitteet") mainitun 1PN116: n lisäksi paljon kevyempi lämpökuvausnäkymä "Shahin" (JSC TsNII "Cyclone"), joka on nimetty "valppaudesta" saalistuslajien kunniaksi haukka, jolle on tunnusomaista ranskalainen Ulisse-matriisi 160x120 pikselillä (tai 640x480) ja 400-500 metrin korkean hahmon tunnistusalue. Viimeisimmissä sukupolvissa tuotu mikrobolometri korvattiin kotimaisella mallilla.
Lisäksi luettelossa: Novosibirskin PT3 -lämpökuvatähtäin "Shvabe - Defense and Defense", jonka matriisitarkkuus on 640x480 elementtiä, paino 0, 69 kg ja josta on tullut "kultainen standardi", havaitsemisalue 1200 m. Tämän näkymän pikseliväli ei ole erinomainen indikaattori, ja se on 25 mikronia, mikä muodostaa vaatimattoman lopullisen kuvan resoluution. Muuten, tila järjesti metsästysnähtävyyden, joka perustui sotilaalliseen suunnitteluun koodilla PTZ-02. Toinen kotimaisen suunnittelukoulun edustaja on Shvabe-Photopribor-divisioonan Alfa TIGER -lämpökuvantamisnäkymä, joka näyttää olevan monopoli, ja sen mikrobolometrinen vastaanotin on alueella 7-14 mikronia ja resoluutio 384x288 pikseliä. "TIGRA" -käyttöjärjestelmässä käytetään 800 x 600 pikselin yksiväristä OLED -mikronäyttöä, joista 768 x 576 on varattu lämpökuvan näyttämiseen. Tärkeä ero venäläisten lämpökuvantamisnähtävyyksien varhaisiin malleihin on 30 minuutin pidentynyt käyttöaika - nyt voit taistella infrapuna -alueella 4,5 tuntia. Sen muunnoksessa "Alpha-PT-5" on harvinainen PbSe-valotunnistin, jossa on sähköinen lämpövakautus. NPO NPZ: n yleisnäkymä PT-1 voidaan yhdistää monenlaisiin käsiaseisiin erityisen kiinnityksen ja muistin ansiosta, jossa ballistiikka ja ristikko on ohjelmoitu monille aseille. Näön silmäsuppilon puristaminen silmän lihaksilla käynnistää mikronäytön ja sen avaaminen sammuttaa - tämä on sellainen energiansäästöjärjestelmä, joka on toteutettu PT -1: ssä. Lämpökuvauslaitteeseen on asennettu amerikkalaisia mikrobolometrejä ISPC: n "Spectrum" "Granite-E" -kohteen kohdistamiseksi ja havaitsemiseksi. "Laajanapaisen" näkökyvyn omaavaa tekniikkaa esittelee yritys pitkällä nimellä NF IPP SB RAS "KTP PM" indeksillä TB-4-50 ja sen näkökenttä on 18 astetta 13,6 astetta.
Muuten, yritys tarjoaa valikoiman kolmea vakiokokoa lämpökamerat TB-4, TB-4-50 ja TB-4-100, jotka on varustettu nykyaikaisella mikroprosessorilla kuvankäsittelyyn HPRSC-arkkitehtuurin perusteella (High Performance Reconfigurable Super Computing). Erillinen suunta on uudet 1ow97M-indeksin alla olevat Mowgli-2M-lämpökamerat, jotka on asennettu Strela-2M-, Strela-3-, Igla-1-, Igla-, Igla-S-tyyppisiin MANPADS-perheisiin ja uusimpaan Verbaan. He kehittävät ja kokoavat nähtävyyksiä Pietarin LOMO-alueella, ja ne eroavat toisistaan tietysti valtavalla 6000 metrin havaintoalueella. Vaihtoehtona Mowglille voivat olla BELOMO-yhtiön TV / S-02-nähtävyydet lähialueelta, jotka on suunniteltu raskaat pienaseet - suurikaliiberiset kiväärit, kranaatinheittimet ja itse asiassa MANPADS. Enintään 2 kg: n painoinen Valko -Venäjän näky osoittaa vaikuttavan etäisyyden ihmisen havaitsemiseen 2000 metriä ja tunnistusta 1300 metriä.
Tässä "Lämpökuvakirjojen" osassa puhuimme joistakin kotimaisista lämpökuvantamisen yksittäisistä nähtävyyksistä ja niiden vastaavista lähiomaista. Edessä ovat ulkomaiset analogit, säiliön lämpökamerat sekä yksittäiset havainto- ja tiedustelulaitteet.
