הבעיה המרכזית של דימויים תרמיים בודדים כחלק ממכלול המכשור והראייה היא הדרישות המחמירות למשקל ולמידות. אי אפשר להציב מערכת לקירור המטריצה בחנקן נוזלי, ולכן צריך לחפש פתרונות הנדסיים חדשים. ולמה לטרוח לגדר את הדמות התרמית המסובכת והיקרה ביותר, אם יש כבר מכשירי ראיית לילה אינפרא אדום מצוינים לזרועות קטנות בודדות? הנקודה היא בהסוואה של האויב, עשן, משקעים אטמוספריים והפרעות אור, כל זה מפחית באופן דרמטי את היעילות של מכשירי ראיית לילה, אפילו עם ממירים אלקטרו אופטיים מהדור השלישי. המוצר של לשכת העיצוב המרכזית של נובוסיבירסק "Tochpribor" לפי המדד 1PN116 מיועד בדיוק לעבודה בתנאים כאלה והוא נציג בית ספר ישן של מכשירים לאיתור קרינה אינפרא אדומה של אובייקטים בשדה הקרב.
מראה הדמיה התרמית 1PN116 עם ראייתו החדה רואה כל דבר בגודל של אדם ומה חם יותר מהרקע הטבעי 1200 מטר קדימה. למכשיר יש מסה משמעותית (3, 3 ק"ג), ולכן הוא ממוקם בעיקר על ה- SVD, מקלעים "פצ'נג" ו"קורד ". מיקרובולומטר לא מקורר עם מטריצה של 320x240 פיקסלים משמש כ"רשתית ". בואו נסתכל מקרוב על הטריקים של הדמיה תרמית לא מקוררת.
[מֶרְכָּז]
טכניקה זו היא כבר הדור השלישי, שיש לו הבדלים מהותיים מהקודמים בהיעדר מערכת סריקה אופטית-מכנית מורכבת ולא תמיד אמינה. בדור זה, דימוי תרמי מבוססים על מקלטי מערך מצב מוצק של Focal Plate Area (FPA), המותקנים מיד מאחורי מטוס העדשה. "הכימיה" של ראייה תרמית בגאדג'טים כאלה, ברוב המכריע של המקרים, מבוססת על שכבות עמידות של תחמוצות ונדיום VOx או סיליקון אמורפי α-Si. אך ישנם גם יוצאים מן הכלל, בהם פוטודטקטורים או "לבבות" של דימוי תרמי מבוססים על מערכי PbSe, מערכי פוטודקטורים פירואלקטריים, או מטריצות המבוססות על תרכובות CdHgTe, המצוידות בקירור תרמו -אלקטרי. מעניין כי קירור כזה לרוב אינו משמש למטרה המיועדת שלו, אלא מספק יציבות תרמית בלבד בתנאי סביבה משתנים. מיקרובולומטרים מסדרת VOx או α-Si רושמים שינויים בהתנגדות החשמלית בהשפעת הטמפרטורה, השייכת לעקרון הפעולה הבסיסי של דימוי תרמי. כל חיישן כזה של מצב מוצק מכיל שבב עיבוד קדם הממיר את ההתנגדות למתח היציאה ומפצה על קרינת הרקע. דרישה חשובה של מיקרובולומטר היא עבודה בוואקום ואופטיקה גרמניום "שקופה בחום", מה שמסבך מאוד את עבודתם של מעצבים ויצרנים כאחד. ולחיישן עצמו חייב להיות מצע אמין עם תכלילים של גרמניום או גליום ארסניד. כדי להבין את כל המורכבויות של עבודת המיקרובולומטר, יש לציין כי תנודות בטמפרטורת הגביש ב 0, 1 K מובילות לשינוי זעיר בהתנגדות ב -0, 03%, שיש לעקוב אחריהן. בשאר הדברים, לסיליקון אמורפי יש יתרונות מסוימים על פני תחמוצות ונדיום - אחידות סריג הגבישים ורגישות גבוהה. זה הופך את התמונה למשתמש ליותר ניגודית ופחות נוטה לרעש, בהשוואה לטכניקה דומה ב- VOx.כל פיקסל של המיקרובולומטר הוא ייחודי בדרכו שלו - יש לו משלו, שונה במקצת ממקביליו, רווח וקיזוז, המשפיעים על התמונה הסופית. על ידי הגדלת מספר הפיקסלים, הקטנת הגובה ביניהם (עד 9-12 מיקרון) והקטנתם, מעצבים מנסים, בין היתר, להפחית את רמת הרעש בתמונה. פיקסלים "גרועים" או פגומים הם בעיה רצינית בייצור מיקרובולומטר, מה שמאלץ את המהנדסים לפתח מנגנוני תוכנה לחיסול נקודות לבנות או שחורות על המסך וחלקיקים מהבהבים. זה בדרך כלל מאורגן באמצעות אינטרפולציה, כלומר האות היוצא מהפיקסל "השבור" מוחלף בנגזרת מערך השכנים. הפרמטר החשוב ביותר של המטריצה הוא ערך NETD (Noise Equivalent Temperature Difference) או הטמפרטורה שבה המיקרובולומטר מבדיל את האות מהרעש. כמובן שהחיישן צריך להיות מהיר, ולכן הפרמטר הבא הוא קבוע הזמן או הקצב שבו מגיב הדמיה לשינויים בטמפרטורה. גורם המילוי או גורם המילוי הוא מאפיין מטריקס המשקף את רמת המילוי של המיקרובולומטר באלמנטים רגישים, ככל שהוא גדול יותר, כך התמונה נראית טוב יותר על ידי המפעיל. מטריצות הייטק יכולות להתפאר ב 90% כיסוי המטריצה כאשר מספר הפיקסלים מגיע למיליון. המשתמש יכול לצפות בשדה הקרב בשתי גרסאות - מונוכרום ופלטת צבעים. מוצרי צבא וביטחון יוצרים בדרך כלל דימוי מונוכרום, שכן בהירות דמויות האויב וציודו גבוהה בהרבה מגרסת הצבעים.
ההתפתחויות של מדענים אמריקאים בנוגע לשימוש בגרפן כחיישן אינפרא אדום נראים מבטיחים. הם מנסים להציג את החומר הדו מימד הזה בכל מקום, וכעת הגיע התור לטכנולוגיות הדמיה תרמית. בהתחשב בעובדה ש-70-80% מהעלות של צילום תרמי לא מקורר מורכב ממיקרובולומטר ואופטיקה גרמניום, הרעיון של יצירת חיישנים תרמו-אלקטריים גרפן מפתה מאוד. לדברי האמריקאים, מספיקה שכבה אחת של גרפן זול יחסית על מצע סיליקון ניטריד, ואב הטיפוס כבר רוכש את היכולת להבחין באדם בטמפרטורת החדר.
הן בחו ל והן ברוסיה מוקדשת תשומת לב רבה להתפתחויות הקשורות לאטרמליזציה של המערכות האופטיות של דימוי תרמי, כלומר עמידות בפני קיצוניות בטמפרטורת הסביבה. עדשות משמשות מחומרים כלקוגניד - GeAsSe ו- GaSbSe, בהם מדדי השבירה של הקרניים תלויים מעט בטמפרטורה. LPT ו- Murata Manufacturing פיתחו שיטה לייצור עדשות מסוג זה על ידי לחיצה חמה, ואחריה סיבוב יהלומים של עדשות אספריות והיברידיות. ברוסיה, אחד מהיצרנים הבודדים של עדשות אטרמליות הוא JSC NPO GIPO - המכון הממלכתי לאופטיקה יישומית, המהווה חלק מאחזקות שוואבה. חומר העדשה הוא זכוכית נטולת חמצן, אבץ וגרמניום סלנידים, והמארז עשוי מסגסוגת אלומיניום בעלת חוזק גבוה, מה שבסופו של דבר לא מבטיח עיוות בטווח שבין -400C ל -500C.
ברוסיה, בנוסף ל- 1PN116 המוזכרים מ- FSUE TsKB Tochpribor (או "מכשירי Shvabe"), מראה הדמיה תרמית קליל בהרבה "Shahin" (JSC TsNII "Cyclone"), בשם "ערנות" לכבוד המינים הטורפים. של בז, המאופיין במטריצת Ulisse הצרפתית עם 160x120 פיקסלים (או 640x480) וטווח זיהוי של נתון גבוה של 400-500 מטר. בדורות האחרונים הוחלף המיקרובולומטר המיובא בדגם מקומי.
עוד ברשימה: מראה הדמיה תרמית PT3 מנובוסיבירסק "שבאבה - הגנה והגנה" ברזולוציית מטריצה של 640x480 אלמנטים, במשקל 0, 69 ק"ג, והפך ל"סטנדרט הזהב ", טווח גילוי של נתון גידול של 1200 מ '. גובה הפיקסלים של מראה זה אינו אינדיקטור יוצא דופן והוא 25 מיקרון, מה שיוצר רזולוציית תמונה סופית צנועה.אגב, החזקה ארגנה הפקת מראה ציד המבוסס על עיצוב צבאי תחת הקוד PTZ-02. נציג נוסף של בית הספר לעיצוב הבית הוא מראה הדמיה תרמית של אלפא TIGER מחטיבת Shvabe-Photopribor, שנראה כמו מונופוליסט, עם מקלט מיקרובולומטרי בטווח של 7-14 מיקרון ברזולוציה של 384x288 פיקסלים. ב- "TIGRA" המפעיל עובד עם תצוגת מיקרו OLED מונוכרומטית של 800x600 פיקסלים, מתוכם 768x576 שמורים להצגת תמונה תרמית. הבדל חשוב מהדגמים המוקדמים של מראות הדמיה תרמית רוסית הוא זמן הפעולה המוגדל ב -30 דקות - עכשיו אתה יכול להילחם בטווח האינפרא אדום במשך 4.5 שעות. לשינוי שלה "Alpha-PT-5" יש פוטודקטור נדיר של PbSe עם ייצוב תרמי חשמלי. המראה האוניברסלי PT-1 מ- NPO NPZ מסוגל לשלב עם סוגים רבים של זרועות קטנות עקב תושבת וזיכרון מיוחדים, בהם מתוכנתים בליסטיקה וארטיק עבור מגוון רחב של כלי נשק. לחיצת עין הראייה עם שרירי העין מפעילה את תצוגת המיקרו, ומבטלת את כיבויה - זוהי מערכת החיסכון באנרגיה המיושמת ב- PT -1. מיקרובולומטרים אמריקאים מותקנים על מכשיר ההדמיה התרמית לכוון ולצפות ב"גרניט-E "מ- ISPC" ספקטרום ". הטכניקה עם ראייה "רחבה-קוטבית" מוצגת על ידי החברה עם השם הארוך NF IPP SB RAS "KTP PM" מתחת לאינדקס TB-4-50 ובעלת שדה ראייה של 18 מעלות על 13.6 מעלות.
אגב, החברה מציעה מגוון של שלושה גדלים סטנדרטיים של מראות הדמיה תרמית TB-4, TB-4-50 ו- TB-4-100, המצוידים במיקרו-מעבד מודרני לעיבוד תמונה המבוסס על ארכיטקטורת HPRSC (High Performance Reconfigurable מחשוב סופר). כיוון נפרד הוא המראות החדשים של הדמיה תרמית מסוג Mowgli-2M מתחת למדד 1PN97M, המותקנים על משפחת MANPADS מסוג Strela-2M, Strela-3, Igla-1, Igla, Igla-S וה- Verba החדשים ביותר ". הם מפתחים ומרכיבים מראות ב- LOMO בסנט פטרסבורג והם נבדלים, כמובן, בטווח גילוי עצום של 6000 מ '. אלטרנטיבה למוגלי יכולה להיות מראות טלוויזיה / S-02 של חברת BELOMO מחו"ל, המיועדים נשק קטן וכבד - רובים בעלי קליבר גדול, משגרי רימונים ולמעשה MANPADS. במסה של לא יותר מ -2 ק"ג, המראה הבלארוסי מדגים טווח מרשים של גילוי אנושי של 2000 מטר והכרה של 1300 מטר.
בחלק זה של "כרוניקל הדמיה תרמית" דיברנו על כמה אתרים בודדים של הדמיה תרמית ביתית ועל עמיתיהם מהקרוב בחו"ל. לפניכם אנלוגים זרים, דימוי תרמי טנקים, כמו גם מכשירי תצפית וסיור בודדים.
