Аспаптық -бақылау кешенінің құрамындағы жеке жылу қондырғыларының негізгі мәселесі - салмақ пен өлшемге қатаң талаптар. Матрицаны сұйық азотпен салқындату жүйесін орналастыру мүмкін емес, сондықтан жаңа инженерлік шешімдерді іздеуге тура келеді. Ал егер жеке атыс қаруларына арналған түнгі көру инфрақызыл қондырғылары бар болса, не үшін ең күрделі және қымбат жылу қондырғысына қоршау керек? Мәселе қарсыластың камуфляжында, түтін, атмосфералық жауын-шашын мен жарықтың араласуында, мұның бәрі түнгі көру құрылғыларының тиімділігін, тіпті үшінші буындағы электро-оптикалық түрлендіргіштермен, күрт төмендетеді. Новосибирск орталық конструкторлық бюросы «Точприбор» индексі 1PN116 бойынша дәл осындай жағдайларда жұмыс істеуге арналған және ұрыс алаңындағы объектілердің инфрақызыл сәулеленуін анықтауға арналған ескі мектеп өкілі болып табылады.
1PN116 термиялық бейнелеу құралы өзінің көру қабілетімен адамның өлшемін және табиғи фоннан ыстықты 1200 метрді көреді. Құрылғының айтарлықтай массасы бар (3, 3 кг), сондықтан ол негізінен SVD -ге, «Печенег» және «Корд» пулеметтеріне орналастырылған. Матрицасы 320х240 пиксельді суытылмаған микроболометр «сетчатка» ретінде қолданылады. Салқындатылмаған термиялық бейнелеудің амалдарын егжей -тегжейлі қарастырайық.
[ортада]
Бұл әдіс-бұл үшінші буын, ол күрделі және әрқашан сенімді емес оптикалық-механикалық сканерлеу жүйесі болмаған кезде алдыңғы әдістерден түбегейлі ерекшеленеді. Бұл буында жылу түсіргіштер линзалар жазықтығының артында орнатылған фокустық плиталар аймағы (FPA) қатты күйдегі қабылдағыштарға негізделген. Мұндай гаджеттердегі термиялық көрудің «химиясы» көп жағдайда VOx ванадий тотығының немесе аморфты кремнийдің α-Si резистивті қабаттарына негізделген. Бірақ фотодетекторлар немесе жылу түсіргіштердің «жүректері» PbSe, пироэлектрлік фотодетекторлық массивтер немесе термоэлектрлік салқындатумен жабдықталған CdHgTe қосылыстарына негізделген матрицаларға негізделген ерекшеліктер де бар. Бір қызығы, мұндай салқындату көбінесе тағайындалған мақсатта қолданылмайды, тек қоршаған ортаның өзгермелі жағдайында жылу тұрақтылығын қамтамасыз етеді. VOx немесе α-Si сериялы микроболометрлер жылу түсіргіштің негізгі жұмыс принципіне жататын температураның әсерінен электр кедергісінің өзгеруін тіркейді. Әрбір осындай қатты күй датчигінде қарсылықты шығыс кернеуіне түрлендіретін және фондық сәулеленуді өтейтін сигналды алдын ала өңдеу чипі бар. Микроболометрдің маңызды талабы-вакуумда және «жылуға мөлдір» германий оптикасында жұмыс, бұл дизайнерлердің де, өндірушілердің де жұмысын күрделендіреді. Ал сенсордың құрамында германий немесе галлий арсениді бар сенімді субстрат болуы керек. Микроболометр жұмысының барлық қыр -сырын түсіну үшін, кристалдың температурасының 0, 1 К ауытқуы қарсылықтың 0,03%шамалы өзгеруіне әкелетінін ескеру қажет, оны қадағалау қажет. Аморфты кремнийдің ванадий оксидтерінен біршама артықшылығы бар - кристалдық тордың біркелкілігі мен жоғары сезімталдығы. Бұл VOx -тегі ұқсас техникамен салыстырғанда пайдаланушыға бейнені контрастты және шуылға бейім етеді. Микроболометрдің әрбір пиксельі өзіндік бірегейлікке ие - оның өзіндік бейнесі бар, оның әріптестерінен сәл өзгешелігі бар, ол соңғы кескінге әсер етеді. Пиксель санын көбейту, олардың арасындағы қадамды азайту (9-12 микронға дейін) және оларды кішірейту арқылы дизайнерлер, басқалармен қатар, суреттегі шу деңгейін төмендетуге тырысады. «Нашар» немесе ақаулы пиксельдер инженерлерді экрандағы ақ немесе қара нүктелер мен жыпылықтайтын бөлшектерді жою үшін бағдарламалық қамтамасыз ету механизмдерін жасауға мәжбүрлейтін микроболометр өндірісіндегі маңызды мәселе болып табылады. Бұл әдетте интерполяцияны қолдану арқылы ұйымдастырылады, яғни «сынған» пиксельден шығатын сигнал көршілердің құнынан туындыға ауыстырылады. Матрицаның ең маңызды параметрі - NETD (шуылға эквивалентті температура айырмашылығы) мәні немесе микроболометр сигналды шудан ажырататын температура. Әрине, сенсор жылдам болуы керек, сондықтан келесі параметр - уақыт тұрақты немесе бейнелеуіштің температураның өзгеруіне реакциясы. Толтыру коэффициенті немесе толтыру коэффициенті - бұл микроболометрдің сезімтал элементтермен толтырылу деңгейін көрсететін матрицалық сипаттама, ол неғұрлым үлкен болса, оператор соғұрлым жақсы суретті көреді. Жоғары технологиялық матрицалар пикселдер саны 1 миллионға жететін матрицаның 90% қамтуымен мақтана алады. Қолданушы ұрыс алаңын екі нұсқада - монохромды және түстер палитрасында бақылай алады. Әскери және қауіпсіздік өнімдері әдетте монохромды бейнені жасайды, өйткені жаудың фигуралары мен оның техникасының анықтығы түсті нұсқаға қарағанда әлдеқайда жоғары.
Графенді инфрақызыл сенсор ретінде қолдануға қатысты американдық ғалымдардың зерттеулері перспективалы болып көрінеді. Олар бұл 2D материалды барлық жерде енгізуге тырысады, енді кезек термиялық бейнелеу технологиясына келді. Салқындатылмаған термобайқау құнының 70-80% -ы микроболометр мен германий оптикасынан тұратынын ескерсек, графенді термоэлектрлік датчиктерді құру идеясы өте тартымды. Америкалықтардың айтуынша, кремний нитридінің субстратында салыстырмалы түрде арзан графеннің бір қабаты жеткілікті, ал прототип қазірдің өзінде адамды бөлме температурасында ажырату қабілетіне ие болуда.
Шетелде де, Ресейде де термобейнерлердің оптикалық жүйелерін термизациялауға, яғни қоршаған ортаның температурасының шектен тыс төзімділігіне байланысты әзірлемелерге көп көңіл бөлінеді. Линзалар сәулелердің сыну көрсеткіштері температураға тәуелді емес халькогенидті материалдардан - GeAsSe және GaSbSe қолданылады. LPT және Murata Manufacturing мұндай линзаларды ыстық престеу әдісімен шығарды, содан кейін асперлі және гибридті линзаларды алмазбен айналдыру. Ресейде атмосфералық линзаларды шығаратын санаулы өндірушілердің бірі - Shvabe холдингінің құрамына кіретін GPO NPO АҚ - Мемлекеттік қолданбалы оптика институты. Линзаның материалы-оттегі жоқ шыны, мырыш және германий селенидтері, және корпус жоғары беріктігі бар алюминий қорытпасынан жасалған, бұл сайып келгенде -400С-тан + 500С аралығында бұрмалануға кепілдік бермейді.
Ресейде, FSUE TsKB Tochpribor (немесе «Shvabe-құрылғылары») келтірген 1PN116-дан басқа, жыртқыш аңдардың құрметіне «қырағылық» үшін аталған «Шахин» (АҚ ЦНИИ «Циклон») термиялық бейнелеу қондырғысы әлдеқайда жеңіл. 160x120 пиксельді (немесе 640x480) француз Ulisse матрицасымен және 400-500 метр биіктіктегі фигураның тану диапазонымен сипатталатын сұңқар. Соңғы ұрпақтарда импортталған микроболометр отандық модельге ауыстырылды.
Тізім бойынша: Новосибирскінің PT3 термиялық бейнелеу «Швабе - қорғаныс және қорғаныс» 640х480 матрицалық рұқсаты бар, салмағы 0, 69 кг және «алтын стандартқа» айналған, өсу фигурасының диапазоны. 1200 м Бұл көріністің пиксельдік қадамы керемет көрсеткіш емес және 25 микронды құрайды, бұл суреттің қарапайым ажыратымдылығын құрайды. Айтпақшы, холдинг PTZ-02 коды бойынша әскери дизайн негізінде аңшылық көріністі шығаруды ұйымдастырды. Отандық дизайн мектебінің тағы бір өкілі-384х288 пиксель рұқсаты бар 7-14 мкм диапазонында микроболометрлік қабылдағышы бар, монополист болып көрінетін Швабе-Фотоприбор бөлімшесінен Alfa TIGER термиялық бейнелеу қондырғысы. «TIGRA» -да оператор 800x600 пиксельді OLED монохроматикалық дисплейімен жұмыс істейді, оның 768x576 термиялық кескінді көрсету үшін сақталған. Ресейлік термиялық көріністің алғашқы модельдерінен маңызды айырмашылық - жұмыс уақытын 30 минутқа ұзарту - енді сіз инфрақызыл диапазонда 4,5 сағат бойы күресуге болады. Оның «Альфа-ПТ-5» модификациясында электрлік термиялық тұрақтандырғышы бар сирек кездесетін PbSe фотодетекторы бар. NPO NPZ-ден PT-1 әмбебап көрінісі қару-жарақтың кең спектріне баллистика мен ретикула бағдарламаланған арнайы қондырғы мен жадтың арқасында көптеген атыс қаруларымен үйлесуге қабілетті. Көздің бұлшық еттерімен көру көзілдірігін сығу микродисплейді қосады, ал оның ашылуын өшіреді - бұл РТ -1 -де энергия үнемдеу жүйесі. Америкалық микроболометрлер «Спектр» ISPC «Granite-E» бағдарлау мен бақылау үшін термиялық бейнелеу құрылғысына орнатылған. «Кең полярлы» көзқарасты техниканы TB-4-50 индексі бойынша «КТП ПМ» РМК НФ ИПП ұзақ атауы бар компания ұсынған және 18,6 градусқа 13,6 градусқа дейінгі көру өрісі бар.
Айтпақшы, компания HPRSC архитектурасына негізделген суретті өңдеуге арналған заманауи микропроцессормен жабдықталған ТБ-4, ТБ-4-50 және ТБ-4-100 термиялық кескіндеменің үш стандартты өлшемдерінің ассортиментін ұсынады (Жоғары өнімділікті қайта конфигурациялауға болады). Супер есептеу). Бөлек бағыт-бұл Strela-2M, Strela-3, Igla-1, Igla, Igla-S типті MANPADS отбасына және ең жаңа Verba-ға орнатылған 1PN97M индексі бойынша жаңа Mowgli-2M термиялық көріністері ». Олар Санкт-Петербургтегі LOMO-да көрікті жерлерді әзірлейді және жинайды, және олар, әрине, 6000 м үлкен диапазонмен ерекшеленеді. Mowgli-ге балама BELOMO компаниясының жақын шетелдегі TV / S-02 көрнекті орындары болуы мүмкін. ауыр қару - үлкен калибрлі винтовкалар, гранатомет және шын мәнінде MANPADS. Массасы 2 кг -нан аспайтын Беларусь көру қабілеті адам анықтайтын әсер ету диапазонын көрсетеді 2000 метр және тану 1300 метр.
«Жылулық бейнелеу шежірелерінің» бұл бөлімінде біз кейбір отандық термиялық бейнелеудің жеке көрнекті орындары мен олардың жақын шетелден келген әріптестері туралы айттық. Алда шетелдік аналогтар, цистерналық термобөлшектер, сондай -ақ жеке бақылау мен барлау құрылғылары бар.
