Pagrindinė atskirų termovizorių, kaip prietaisų ir stebėjimo komplekso dalis, problema yra griežti svorio ir matmenų reikalavimai. Neįmanoma įdiegti matricos aušinimo skystu azotu sistemos, todėl tenka ieškoti naujų inžinerinių sprendimų. O kam nerimauti aptveriant sudėtingiausią ir brangiausią termovizorių, jei jau yra puikių infraraudonųjų spindulių naktinio matymo prietaisų atskiriems šaulių ginklams? Esmė yra priešo užmaskavimas, dūmai, atmosferos krituliai ir šviesos trukdžiai, visa tai labai sumažina naktinio matymo prietaisų efektyvumą, net ir naudojant trečiosios kartos elektrooptinius keitiklius. Novosibirsko centrinio projektavimo biuro „Tochpribor“produktas pagal indeksą 1PN116 yra tiesiog sukurtas dirbti tokiomis sąlygomis ir yra senosios mokyklos prietaisų, skirtų aptikti mūšio lauke esančių objektų infraraudonąją spinduliuotę, atstovas.
1PN116 termovizorius, turintis puikią viziją, mato viską, kas yra žmogaus dydžio ir kas yra karštesnė už natūralų foną, esantį 1200 metrų į priekį. Prietaisas turi didelę masę (3, 3 kg), todėl jis daugiausia dedamas ant SVD, kulkosvaidžių „Pecheneg“ir „Kord“. Neatšaldytas mikrobolometras su 320x240 pikselių matrica naudojamas kaip „tinklainė“. Pažvelkime atidžiau į neatvėsusio terminio vaizdo apgaulės gudrybes.
[centras]
Ši technika jau yra trečioji karta, kuri turi esminių skirtumų nuo ankstesnių, nes nėra sudėtingos ir ne visada patikimos optinio-mechaninio nuskaitymo sistemos. Šios kartos termovizoriai yra pagrįsti FPA (angl. Focal Plate Area) kietojo kūno matricos imtuvais, sumontuotais iškart už objektyvo plokštumos. Šių prietaisų šiluminio matymo „chemija“daugeliu atvejų grindžiama atspariais vanadžio oksidų VOx arba amorfinio silicio α-Si sluoksniais. Tačiau yra ir išimčių, kai fotodetektoriai arba termovizorių „širdys“yra pagrįsti PbSe, piroelektriniais fotodetektorių matricomis arba matricomis, pagrįstomis CdHgTe junginiais, su termoelektriniu aušinimu. Įdomu tai, kad toks aušinimas dažniausiai nenaudojamas pagal paskirtį, o tik užtikrina šiluminį stabilumą esant įvairioms aplinkos sąlygoms. Mikrobolometrai iš VOx arba α-Si serijos registruoja elektrinės varžos pokyčius veikiant temperatūrai, kuri priklauso pagrindiniam termovizoriaus veikimo principui. Kiekviename tokiame kietojo kūno jutiklyje yra signalo išankstinio apdorojimo lustas, kuris paverčia atsparumą išėjimo įtampai ir kompensuoja foninę spinduliuotę. Svarbus mikrobolometro reikalavimas yra darbas vakuume ir „karščiui permatoma“germanio optika, o tai labai apsunkina tiek dizainerių, tiek gamintojų darbą. Ir pats jutiklis turi turėti patikimą substratą su germanio ar galio arsenido intarpais. Norint suprasti visas mikrobolometro darbo subtilybes, reikia pažymėti, kad kristalo temperatūros svyravimai 0, 1 K sukelia nedidelį pasipriešinimo pokytį 0, 03%, kurį reikia stebėti. Jei visi kiti dalykai yra lygūs, amorfinis silicis turi tam tikrų pranašumų prieš vanadžio oksidus - kristalinės gardelės vienodumą ir didelį jautrumą. Dėl to vartotojui vaizdas yra labiau kontrastingas ir mažiau triukšmingas, palyginti su panašia „VOx“technika. Kiekvienas mikrobolometro pikselis yra unikalus savaip - jis turi savo, šiek tiek kitokį nei kiti, stiprinimas ir poslinkis, kurie turi įtakos galutiniam vaizdui. Didindami pikselių skaičių, mažindami žingsnį tarp jų (iki 9–12 mikronų) ir miniatiūrizuodami, dizaineriai, be kita ko, stengiasi sumažinti vaizdo triukšmo lygį. „Blogi“arba sugedę pikseliai yra rimta mikrobolometrų gamybos problema, verčianti inžinierius kurti programinės įrangos mechanizmus, kad būtų pašalinti balti arba juodi taškai ekrane ir mirgančios dalelės. Paprastai tai organizuojama naudojant interpoliaciją, tai yra išeinantis signalas iš „sulaužyto“pikselio pakeičiamas išvestine iš kaimynų vertės. Svarbiausias matricos parametras yra NETD (triukšmo ekvivalentinis temperatūros skirtumas) vertė arba temperatūra, kurioje mikrobolometras skiria signalą nuo triukšmo. Žinoma, jutiklis turi būti greitas, todėl kitas parametras yra laiko konstanta arba greitis, kuriuo vaizdo jutiklis reaguoja į temperatūros pokyčius. Užpildymo koeficientas arba užpildymo koeficientas yra matricos charakteristika, atspindinti mikrobolometro užpildymo jautriais elementais lygį, kuo jis didesnis, tuo geriau operatorius mato vaizdą. Aukštųjų technologijų matricos gali pasigirti 90% matricos aprėptimi, o pikselių skaičius siekia 1 milijoną. Vartotojas gali stebėti mūšio lauką dviem variantais - nespalvotą ir spalvų paletę. Kariniai ir saugumo produktai paprastai sukuria vienspalvį vaizdą, nes priešo figūrų ir jo įrangos aiškumas yra daug didesnis nei spalvos.
Amerikos mokslininkų pasiekimai dėl grafeno kaip infraraudonųjų spindulių jutiklio naudojimo atrodo daug žadantys. Jie bando įdiegti šią 2D medžiagą visur, o dabar atėjo eilė šiluminio vaizdo technologijoms. Atsižvelgiant į tai, kad 70–80% neatšaldyto termovizoriaus išlaidų sudaro mikrobolometras ir germanio optika, idėja sukurti grafeno termoelektrinius jutiklius yra labai viliojanti. Pasak amerikiečių, užtenka vieno sluoksnio palyginti nebrangios grafeno ant silicio nitrido substrato, ir prototipas jau įgyja gebėjimą atskirti žmogų kambario temperatūroje.
Tiek užsienyje, tiek Rusijoje daug dėmesio skiriama pokyčiams, susijusiems su termovizorių optinių sistemų athermalizavimu, tai yra, atsparumu kraštutinėms aplinkos temperatūroms. Lęšiai naudojami iš chalkogenido medžiagų - GeAsSe ir GaSbSe, kuriuose spindulių lūžio rodikliai mažai priklauso nuo temperatūros. LPT ir „Murata Manufacturing“sukūrė metodą, kaip gaminti tokius lęšius karšto spaudimo būdu, po to deimantiniu būdu sukant asferinius ir hibridinius lęšius. Rusijoje vienas iš nedaugelio aterminių lęšių gamintojų yra UAB „NPO GIPO“- Valstybinis taikomosios optikos institutas, priklausantis „Shvabe“valdai. Lęšio medžiaga yra stiklas be cinko, germanio selenidų, o korpusas pagamintas iš didelio stiprumo aliuminio lydinio, kuris galiausiai garantuoja, kad nėra iškraipymų diapazone nuo -400C iki + 500C.
Rusijoje, be minėto 1PN116 iš „FSUE TsKB Tochpribor“(arba „Shvabe-devices“), kur kas lengvesnis terminio vaizdo taikiklis „Shahin“(UAB TsNII „Cyclone“), pavadintas „budrumu“plėšriųjų rūšių garbei sakalo, kuriam būdinga prancūziška Ulisse matrica su 160x120 pikselių (arba 640x480) ir 400-500 metrų aukščio figūros atpažinimo diapazonas. Naujausiose kartose importuotas mikrobolometras buvo pakeistas vietiniu modeliu.
Toliau sąraše: Novosibirsko „Shvabe - Defense and Defense“PT3 termovizinis taikiklis, kurio matricos skiriamoji geba yra 640x480 elementų, sverianti 0, 69 kg ir, kuris tapo „auksiniu standartu“, aptikimo diapazonas 1200 m. Šio vaizdo pikselių žingsnis nėra puikus rodiklis ir yra 25 mikronai, o tai sudaro nedidelę galutinę vaizdo skiriamąją gebą. Beje, ūkis organizavo medžioklės žvilgsnio gamybą pagal karinį projektą pagal kodą PTZ-02. Kitas namų dizaino mokyklos atstovas yra „Shvabe-Photopribor“padalinio „Alfa TIGER“termovizinis taikiklis, kuris, atrodo, yra monopolistas, su 7-14 mikronų mikrobolometriniu imtuvu, kurio skiriamoji geba yra 384x288 pikselių. „TIGRA“operatorius dirba su 800x600 pikselių monochromatiniu OLED mikrodiskumi, iš kurių 768x576 yra skirtas terminiam vaizdui rodyti. Svarbus skirtumas nuo ankstyvųjų Rusijos terminio vaizdo taikiklių modelių yra 30 minučių ilgesnis veikimo laikas - dabar infraraudonųjų spindulių diapazone galite kovoti 4,5 valandos. Jo modifikacija „Alpha-PT-5“turi retą PbSe fotodetektorių su elektriniu terminiu stabilizavimu. Universalus NPO NPZ taikiklis PT-1 gali būti derinamas su daugybe šaulių ginklų dėl specialaus laikiklio ir atminties, kuriuose balistika ir tinklelis yra užprogramuoti įvairiems ginklams. Akies raumenimis suspaudus regėjimo okuliarą, įjungiamas mikrodisplešis, o atlenkiant jis išsijungia - tokia energijos taupymo sistema įdiegta PT -1. Amerikietiški mikrobolometrai yra sumontuoti ant terminio vaizdo įtaiso, skirto nukreipti ir stebėti „Granite-E“iš ISPC „Spectrum“. Techniką su „plačiu poliniu“regėjimu bendrovė pristato ilgu pavadinimu NF IPP SB RAS „KTP PM“pagal indeksą TB-4-50 ir turi 18 laipsnių 13,6 laipsnio matymo lauką.
Beje, bendrovė siūlo trijų standartinių dydžių termovizoriaus taikiklius TB-4, TB-4-50 ir TB-4-100, kuriuose yra modernus vaizdo apdorojimo mikroprocesorius, pagrįstas HPRSC architektūra (High Performance Reconfigurable „Super Computing“). Atskira kryptis yra nauji „Mowgli-2M“terminio vaizdo taikikliai pagal indeksą 1PN97M, sumontuoti „Strela-2M“, „Strela-3“, „Igla-1“, „Igla“, „Igla-S“tipo MANPADS šeimoje ir naujausioje „Verba“. Jie kuria ir surenka taikiklius Sankt Peterburgo LOMO ir, žinoma, skiriasi didžiuliu 6000 m aptikimo nuotoliu. „Mowgli“alternatyva gali būti „BELOMO“televizijos / S-02 taikikliai iš artimos užsienio šalies, skirti sunkieji šaulių ginklai - didelio kalibro šautuvai, granatsvaidžiai ir, tiesą sakant, MANPADS. Baltarusijos taikiklis, kurio masė ne didesnė kaip 2 kg, demonstruoja įspūdingą 2000 metrų žmogaus aptikimo diapazoną ir 1300 metrų atpažinimą.
Šioje „Šiluminio vaizdo kronikų“dalyje kalbėjome apie kai kuriuos vietinius termovizinius vaizdus ir jų analogus iš artimos užsienio. Priešais yra užsienio analogai, rezervuarų termovizoriai, taip pat individualūs stebėjimo ir žvalgybos prietaisai.
