Hovedproblemet med individuelle termiske bilder som en del av instrumenterings- og observasjonskomplekset er de strenge kravene til vekt og dimensjoner. Det er umulig å plassere et system for kjøling av matrisen med flytende nitrogen, så nye tekniske løsninger må letes etter. Og hvorfor gidder du å gjerde inn det mest kompliserte og dyre termiske kameraet, hvis det allerede er gode infrarøde nattsynsenheter for individuelle håndvåpen? Poenget er å kamuflere fienden, røyk, atmosfærisk nedbør og lysforstyrrelser. Alt dette reduserer effektiviteten til nattesyn, dramatisk, selv med tredje generasjons elektro-optiske omformere. Produktet fra Novosibirsk Central Design Bureau "Tochpribor" under indeksen 1PN116 er nettopp designet for å fungere under slike forhold og er en old-school representant for enheter for å oppdage infrarød stråling av objekter på slagmarken.
1PN116 termisk avbildning med sitt skarpe syn ser alt på størrelse med en person og det som er varmere enn den naturlige bakgrunnen 1200 meter foran. Enheten har en betydelig masse (3, 3 kg), og derfor er den hovedsakelig plassert på SVD, maskingevær "Pecheneg" og "Kord". Et uavkjølt mikrobolometer med en matrise på 320x240 piksler brukes som en "netthinne". La oss se nærmere på triksene med ukjølt termisk bildebehandling.
[senter]
Denne teknikken er allerede tredje generasjon, som har grunnleggende forskjeller fra de forrige i mangel av et komplekst og ikke alltid pålitelig optisk-mekanisk skanningssystem. I denne generasjonen er termiske avbildere basert på Focal Plate Area (FPA) solid state array-mottakere, montert rett bak linseplanet. "Kjemi" av termisk syn i slike gadgets, i de overveldende flertallet av tilfellene, er basert på resistive lag av vanadiumoksider VOx eller amorft silisium α-Si. Men det er også unntak der fotodetektorer eller "hjerter" til termiske avbildere er basert på PbSe, pyroelektriske fotodetektor -matriser eller matriser basert på CdHgTe -forbindelser, utstyrt med termoelektrisk kjøling. Det er interessant at slik kjøling oftest ikke brukes til det tiltenkte formålet, men bare gir termisk stabilitet under variable miljøforhold. Mikrobolometre fra VOx- eller α-Si-serien registrerer endringer i elektrisk motstand under påvirkning av temperatur, som tilhører det grunnleggende prinsippet for drift av et termisk bildebehandler. Hver slik solid-state sensor inneholder en signalforbehandlingsbrikke som konverterer motstanden mot utgangsspenning og kompenserer for bakgrunnsstrålingen. Et viktig krav til et mikrobolometer er arbeid i vakuum og "varmetransparent" germaniumoptikk, noe som alvorlig kompliserer arbeidet til både designere og produsenter. Og selve sensoren må ha et pålitelig underlag med inneslutninger av germanium eller galliumarsenid. For å forstå alle forviklingene i mikrobolometerets arbeid, bør det bemerkes at svingninger i temperaturen til krystallet med 0, 1 K fører til en liten endring i motstand med 0, 03%, som må spores. Alt annet er det amorft silisium som har noen fordeler i forhold til vanadiumoksider - krystallgitterets ensartethet og høy følsomhet. Dette gjør bildet for brukeren mer kontrast og mindre utsatt for støy, sammenlignet med en lignende teknikk på VOx. Hver piksel på mikrobolometeret er unik på sin egen måte - den har sin egen, litt annerledes enn sine motparter, forsterkning og offset, som påvirker det endelige bildet. Ved å øke antall piksler, redusere tonehøyden mellom dem (opptil 9-12 mikron) og miniatyrisere dem, prøver designere blant annet å redusere støynivået i bildet. "Dårlige" eller defekte piksler er et alvorlig problem i mikrobolometerproduksjonen, og tvinger ingeniører til å utvikle programvaremekanismer for å eliminere hvite eller svarte prikker på skjermen og flimrende partikler. Dette organiseres vanligvis ved hjelp av interpolasjon, det vil si at det utgående signalet fra den "ødelagte" pikslen erstattes med et derivat fra verdien til naboene. Den viktigste parameteren i matrisen er NETD (Noise Equivalent Temperature Difference) -verdien eller temperaturen der mikrobolometeret skiller signalet fra støyen. Selvfølgelig må sensoren være rask, så den neste parameteren er tidskonstanten eller hastigheten som kameraet reagerer på endringer i temperatur. Fyllfaktoren eller fyllfaktoren er en matrisekarakteristikk som gjenspeiler nivået av fylling av mikrobolometeret med følsomme elementer, jo større det er, jo bedre blir bildet sett av operatøren. Hi -tech matriser kan skilte med 90% dekning av matrisen med antall piksler som når 1 million. Brukeren kan observere slagmarken i to versjoner - monokrom og fargepalett. Militære og sikkerhetsprodukter genererer vanligvis et monokromt bilde, siden klarheten i fiendens figurer og utstyret hans er mye høyere enn fargeversjonen.
Utviklingen til amerikanske forskere når det gjelder bruk av grafen som en infrarød sensor ser lovende ut. De prøver å introdusere dette 2D -materialet overalt, og nå er turen kommet til termiske bildeteknologier. Med tanke på at 70-80% av kostnaden for et ikke-avkjølt termisk kamera består av et mikrobolometer og germaniumoptikk, er ideen om å lage grafen-termoelektriske sensorer veldig fristende. I følge amerikanerne er det nok med ett lag relativt billig grafen på et silisiumnitrid -underlag, og prototypen får allerede muligheten til å skille en person ved romtemperatur.
Både i utlandet og i Russland blir det lagt stor vekt på utviklingen knyttet til athermalisering av de optiske systemene til termiske bilder, det vil si motstand mot ekstreme omgivelsestemperaturer. Linser brukes fra kalkogenidmaterialer - GeAsSe og GaSbSe, der brytningsindeksene til strålene avhenger lite av temperaturen. LPT og Murata Manufacturing har utviklet en metode for å produsere slike linser ved varmpressing, etterfulgt av diamantsvinging av asfæriske og hybridlinser. I Russland er en av få produsenter av athermal linser JSC NPO GIPO - State Institute of Applied Optics, som er en del av Shvabe -beholdningen. Linsematerialet er oksygenfritt glass, sink og germanium selenider, og saken er laget av høyfast aluminiumslegering, som til slutt garanterer ingen forvrengning i området fra -400C til + 500C.
I Russland, i tillegg til nevnte 1PN116 fra FSUE TsKB Tochpribor (eller "Shvabe-enheter"), et mye lettere termisk avbildningssyn "Shahin" (JSC TsNII "Cyclone"), oppkalt etter "årvåkenhet" til ære for rovdyrene av falk, preget av den franske Ulisse-matrisen med 160x120 piksler (eller 640x480) og et gjenkjennelsesområde på en høy figur på 400-500 meter. I de siste generasjonene ble det importerte mikrobolometeret erstattet av en innenlandsk modell.
Videre på listen: PT3 termisk avbildning fra Novosibirsk "Shvabe - Defense and Defense" med en matriseoppløsning på 640x480 elementer, som veier 0, 69 kg og, som har blitt "gullstandarden", et deteksjonsområde for et veksttal på 1200 m. Pikselhøyden til dette synet er ikke en fremragende indikator og er 25 mikron, noe som danner en beskjeden endelig bildeoppløsning. Forresten organiserte bedriften produksjonen av et jaktsyn basert på en militær design under koden PTZ-02. En annen representant for den innenlandske designskolen er Alfa TIGER termisk avbildning fra Shvabe-Photopribor-divisjonen, som ser ut til å være en monopolist, med en mikrobolometrisk mottaker i området 7-14 mikrometer med en oppløsning på 384x288 piksler. I "TIGRA" arbeider operatøren med et monokromatisk OLED -mikrodisplay på 800x600 piksler, hvorav 768x576 er reservert for å vise et termisk bilde. En viktig forskjell fra de tidlige modellene av russiske varmebilder er den økte driftstiden med 30 minutter - nå kan du kjempe i det infrarøde området i 4,5 timer. Modifikasjonen "Alpha-PT-5" har en sjelden PbSe-fotodetektor med elektrisk termisk stabilisering. Universalsiktet PT-1 fra NPO NPZ er i stand til å kombinere med mange typer håndvåpen på grunn av et spesielt feste og minne, der ballistikk og reticle er programmert for et bredt spekter av våpen. Klemming av øyet med øyets muskler slår på mikrodisplayet, og slukker det - det er den typen energisparingssystem som er implementert i PT -1. Amerikanske mikrobolometre er installert på varmeapparatet for sikte og observasjon av "Granite-E" fra ISPC "Spectrum". Teknikken med "vidpolar" visjon presenteres av selskapet med det lange navnet NF IPP SB RAS "KTP PM" under indeksen TB-4-50 og har et synsfelt på 18 grader med 13,6 grader.
Selskapet tilbyr forresten en serie med tre standardstørrelser av termiske bildesikter TB-4, TB-4-50 og TB-4-100, utstyrt med en moderne mikroprosessor for bildebehandling basert på HPRSC-arkitekturen (High Performance Reconfigurable Super databehandling). En egen retning er de nye severdighetene i Mowgli-2M under 1PN97M-indeksen, installert på Strela-2M, Strela-3, Igla-1, Igla, Igla-S-typen MANPADS og den nyeste Verba . De utvikler og monterer severdigheter ved St. Petersburg LOMO, og de skiller seg selvsagt fra et stort deteksjonsområde på 6000 m. Et alternativ til Mowgli kan være TV / S-02-severdigheter fra BELOMO-selskapet fra nærlandet, designet for tunge håndvåpen - store kalibergeværer, granatkastere og faktisk MANPADS. Med en masse på ikke mer enn 2 kg, viser det hviterussiske synet et imponerende rekkevidde av menneskelig deteksjon på 2000 meter og gjenkjenning på 1300 meter.
I denne delen av "Thermal Imaging Chronicles" snakket vi om noen innenlandske termiske bildediagnostiske individuelle severdigheter og deres kolleger fra nærområdet. Foran er utenlandske analoger, termiske tankbilder, samt individuelle observasjons- og rekognoseringsenheter.
