Инфрақызыл сәулелену жанды және жансыз табиғат объектілерін, атап айтқанда электрондар мен иондарды құрайтын кез келген затты құрайтын электр зарядтарының ауытқуынан туындайды. Заттың құрамына кіретін иондардың тербелісі тербелмелі зарядтардың айтарлықтай массасына байланысты төмен жиілікті сәулеленуге (инфрақызыл сәулеленуге) сәйкес келеді. Электрондардың қозғалысы нәтижесінде пайда болатын сәулелену спектрдің көрінетін және ультракүлгін аймақтарында сәулеленуді тудыратын жоғары жиілікке ие болуы мүмкін.
Электрондар атомдардың бөлігі болып табылады және маңызды ішкі күштердің әсерінен олардың тепе-теңдік күйіне жақын жерде (молекулалардың немесе кристалдық тордың бөлігі ретінде) ұсталады. Қозғалыс кезінде олар тұрақты емес тежеуді бастан кешіреді, ал олардың сәулеленуі импульстардың сипатына ие болады, яғни. Ол әртүрлі толқын ұзындықтарының спектрімен сипатталады, олардың арасында төмен жиілікті толқындар, атап айтқанда инфрақызыл сәулелену бар.
Инфрақызыл сәулелену - көрінетін жарықтың қызыл аймағының соңы (толқын ұзындығы (λ) 0,74 мкм-ге тең) және толқын ұзындығы 1 ... 2 мм микротолқынды радио сәулеленуі арасындағы спектрлік аймақты алып жатқан электромагниттік сәулелену.
Инфрақызыл диапазонда инфрақызыл сәулелену атмосферада интенсивті түрде жұтылатын аймақтар бар, онда оның болуына байланысты Көмір қышқыл газы, озон, су буы.
Бұл ретте «мөлдірлік терезелері» деп аталатындар бар (басқа диапазондармен салыстырғанда ИК-сәулеленудің ортаның жұтылуы аз болатын оптикалық сәулелену толқын ұзындығының диапазоны). Көптеген инфрақызыл жүйелер (соның ішінде кейбір түнгі көру құрылғылары мен тепловизорлар) дәл осындай «мөлдірлік терезелерінің» болуына байланысты тиімді. Міне, кейбір диапазондар (толқын ұзындығы микрометрде берілген): 0,95…1,05, 1,2…1,3, 1,5…1,8, 2,1…2,4, 3,3…4,2, 4,5…5, 8…13.
.jpg)
Атмосфералық кедергілер (тұман, тұман, сондай-ақ атмосфераның түтін, түтін және т.б. әсерінен бұлыңғырлығы) инфрақызыл сәулеленуге спектрдің әртүрлі бөліктерінде әртүрлі әсер етеді, бірақ толқын ұзындығы артқан сайын бұл кедергілердің әсері төмендейді. Бұл толқын ұзындығының тұман тамшылары мен шаң бөлшектерінің өлшемдерімен салыстыруға болатындығына байланысты, сондықтан таралатын сәулелену кедергілермен аз мөлшерде шашырап, дифракция әсерінен оларды айналып өтеді. Мысалы, 8…13 мкм спектрлік аймақта тұман радиацияның таралуына елеулі кедергі жасамайды.
Кез келген қыздырылған дене инфрақызыл сәулелену ағынын шығарады, яғни толқын ұзындығы көрінетін сәулеленудің толқын ұзындығынан үлкен, бірақ микротолқынды сәулелену толқын ұзындығынан аз оптикалық сәулелену.
Мысал.Адам денесінің температурасы 36,6°С, оның спектрлік сәулеленуі 6…21 мкм диапазонында, 300°С-қа дейін қыздырылған металл шток 2-ден 6 мкм-ге дейінгі толқын диапазонында шығарады. Сонымен бірге 2400°C температураға дейін қыздырылған вольфрам жіпінің спиральында 0,2…
- микрондар, осылайша спектрдің көрінетін аймағына әсер етеді, ол өзін жарқын жарқырау ретінде көрсетеді.
Термобейнелеудің азаматтық қолдану салалары
Азаматтық мақсаттағы тепловизор құрылғылары шартты түрде екі үлкен топқа бөлінеді - бақылау құрылғылары және өлшеу құралдары. Біріншісі - жабдық қауіпсіздік жүйелеріжәне өрт қауіпсіздігі, тепловизор жүйелері көлік қауіпсіздігі, аңшылық тепловизорлар мен көрікті жерлер, сот сараптамасында қолданылатын тепловизорлар және т.б. Өлшеу тепловизорлары медицинада, энергетикада, машина жасауда және ғылыми қызметте қолданылады.
Кейбір мысалдар. Статистикаға сәйкес, дамыған аймақтардың көпшілігі үшін жәрмеңке көлік желісі, Көлік жүргізушілердің көпшілігі күндіз көлікті пайдаланатынына қарамастан, өліммен аяқталатын ЖКО-ның жартысынан көбі түнде орын алады. Соңғы жылдары көліктерді салонында орналасқан дисплейге көлік алдындағы жол жағдайының температуралық суретін беретін тепловизор камерасымен жабдықтау әдеттегі тәжірибеге айналғаны кездейсоқ емес. Осылайша, тепловизор түнде көптеген себептермен (қараңғылық, тұман, келе жатқан фаралар) жетілмеген жүргізушінің қабылдауын толықтырады. Сол сияқты түнгі камералармен қатар бейнебақылау камераларында термобейнелеу камералары қолданылады. сандық камералар(гибридті бейнебақылау жүйесі), бұл кадрдағы объектілердің табиғаты мен мінез-құлқының әлдеқайда толық бейнесін береді. Төтенше жағдайлар министрлігі өрт болған жағдайда тепловизорларды пайдаланады - бөлмедегі түтін жағдайында тепловизор адамдарды және жану көздерін анықтауға көмектеседі. Электр сымдарын зерттеу қосылым ақауын анықтауға мүмкіндік береді. Орман аумақтарын ауадан тепловизор арқылы сканерлеу өрт ошағын анықтауға көмектеседі.
Ақырында, портативті киілетін тепловизорлар аңшылықта (жануарларды анықтау, жараланған жануарларды итсіз тиімді іздеу), малдың сандық есебін жүргізу кезінде және т.б. сәтті қолданылады. Алдағы уақытта негізінен аңшылыққа арналған бақылау құрылғылары тобынан тепловизорлар қарастырылатын болады.
Жылу түсіргіштің жұмыс істеу принципі
Инженерлік тәжірибеде объект және фон ұғымдары бар. Объекті ретінде әдетте анықтауды және қарастыруды қажет ететін объектілер (адам, көлік құралдары, жануарлар және т. шөптер, ғимараттар және т.б.)
Барлық термиялық бейнелеу жүйелерінің жұмысы «нысан / фон» жұбының температура айырмашылығын бекітуге және алынған ақпаратты көзге көрінетін кескінге түрлендіруге негізделген. Айналадағы барлық денелер біркелкі емес қызғандықтан, инфрақызыл сәулеленудің таралуының белгілі бір суреті қалыптасады. Ал объект пен фон денелерінің инфрақызыл сәулеленуінің қарқындылығының айырмашылығы неғұрлым көп болса, тепловизор камерасы қабылдаған кескін соғұрлым ерекшеленетін, яғни контраст болады. Қазіргі заманғы термиялық бейнелеу құрылғылары 0,015 ... 0,07 градус температуралық контрастты анықтауға қабілетті.
Кескінді күшейткіш түтіктерге (АКТ) немесе CMOS / CCD массивтеріне негізделген түнгі көру құрылғыларының басым көпшілігі толқын ұзындығы 0,78 ... 1 мкм диапазондағы инфрақызыл сәулеленуді түсіреді, бұл адам көзінің сезімталдығынан сәл ғана жоғары. , негізгі Жылулық бейнелеу жабдығының жұмыс ауқымы 3…5,5 мкм (орта толқынды инфрақызыл немесе MWIR) және 8…14 мкм (ұзын толқынды ИК немесе LWIR) құрайды. Дәл осы жерде атмосфераның беткі қабаттары инфрақызыл сәулеленуге мөлдір және температура -50-ден +50ºС-қа дейінгі бақыланатын объектілердің сәулеленуі максималды болады.
Термобейнелеуші – ғарыштың бақыланатын аймағындағы температура айырмашылығының бейнесін жасайтын электронды бақылау құрылғысы. Кез келген тепловизордың негізін әрбір элементі (пиксель) температураны жоғары дәлдікпен өлшейтін болометриялық матрица (датчик) құрайды.
Термобейнелеуіштердің артықшылығы - олар қажет емес сыртқы көздержарықтандыру - тепловизордың сенсоры заттардың өздігінен сәулеленуіне сезімтал. Нәтижесінде тепловизорлар күндіз-түні, соның ішінде абсолютті қараңғыда бірдей жақсы жұмыс істейді. Жоғарыда айтылғандай, ауа-райының қолайсыз жағдайлары (тұман, жаңбыр) термобейнелеу құрылғысына еңсерілмейтін кедергілер тудырмайды, сонымен бірге қарапайым түнгі құрылғыларды мүлдем жарамсыз етеді.
Қарапайым түрде барлық тепловизорлардың жұмыс принципі келесі алгоритммен сипатталады:
- Термобейнелеуіштің объективі сенсорда көру аймағында байқалатын бүкіл аумақтың температуралық картасын (немесе радиациялық қуат айырмашылығының картасын) құрайды.
- Микропроцессор және конструкцияның басқа электрондық құрамдас бөліктері матрицадан деректерді оқиды, оларды өңдейді және құрылғы дисплейінде кескінді құрайды, бұл осы деректердің визуалды интерпретациясы болып табылады, оны тікелей немесе окуляр арқылы бақылаушы көреді.
Кескінді күшейткіш түтіктерге негізделген түнгі көру құрылғыларынан айырмашылығы (оларды аналогтық деп атаймыз), сандық түнгі көру құрылғылары сияқты тепловизорлар пайдаланушының көптеген параметрлері мен функцияларын жүзеге асыруға мүмкіндік береді. Мысалы, кескіннің жарықтығын, контрастын реттеу, кескіннің түсін өзгерту, көру өрісіне әртүрлі ақпаратты енгізу (ағымдағы уақыт, батарея зарядының аздығы, белсендірілген режимдердің белгішелері және т.б.), қосымша сандық масштабтау, « суреттегі сурет» функциясы (бөлек шағын «терезеде» көру өрісінде бүкіл нысанның немесе оның бір бөлігінің, соның ішінде үлкейтілгеннің қосымша кескінін көрсетуге мүмкіндік береді), дисплейді уақытша өшіру (қуатты үнемдеу үшін) және жұмыс дисплейінің жарқылын жою арқылы бақылаушыны бүркемелеңіз).
Бақыланатын объектілердің кескінін түзету үшін бейнетіркегіштерді тепловизорларға біріктіруге болады. Сыртқы қабылдағыштарға ақпаратты (фото, бейне) сымсыз (радио арна, WI-FI) беру немесе құрылғыны қашықтан басқару (мысалы, мобильді құрылғылардан), лазерлік диапазон өлшегіштермен біріктіру (ақпаратты енгізу) сияқты функцияларды жүзеге асыруға болады. құрылғының көру аймағындағы қашықтық өлшеуіштерден) , GPS-датчиктер (бақылау объектісінің координаталарын бекіту мүмкіндігі) және т.б.
Аң аулауға арналған «аналогтық» түнгі көзілдіріктерге қатысты термобейнелеу орындарының да бірқатар ерекше белгілері бар. Олардағы көздеу белгісі әдетте «сандық», яғни. бейне сигналды өңдеу кезінде таңбаның суреті дисплейде байқалған кескіннің үстіне қойылады және электронды түрде жылжиды, бұл аналогтық түнгі немесе күндізгі оптикалық көздеуіштердің бөлігі болып табылатын механикалық түзету енгізу блоктарын көруден алып тастауға мүмкіндік береді. талап етеді жоғары дәлдікбөлшектерді жасау және осы агрегаттарды құрастыру. Сонымен қатар, бұл параллакс сияқты әсерді жояды, өйткені. бақылау объектісінің бейнесі мен тордың бейнесі бір жазықтықта - дисплей жазықтығы.
Цифрлық және термиялық бейнелеу көздеуіштерінде жадта әртүрлі конфигурациялары мен түстері бар көптеген торларды сақтауға болады, «бір түсірумен көру» немесе «мұздату режимінде нөлдеу» көмегімен ыңғайлы және жылдам нөлге келтіру, автоматты режимде атыс қашықтығын өзгерту кезінде түзетулер енгізу, бірнеше қару үшін нөлдік координаттарды сақтау, көрудің бейімділігін (кедергісін) көрсету және т.б.
Термобейнелеу құрылғысы.
Объектив.Термиялық бейнелеу құрылғылары үшін линзаларды өндіруге арналған ең кең таралған, бірақ жалғыз емес материал - монокристалды германий. Белгілі бір дәрежеде сапфир, мырыш селениді, кремний және полиэтилен де MWIR және LWIR жолақтарында өткізу қабілеттілігіне ие. Халькогенидті көзілдірік термиялық бейнелеу құрылғыларына арналған линзаларды жасау үшін де қолданылады.
Оптикалық германий жоғары өткізу қабілетіне ие және сәйкесінше 2…15 мкм диапазонында жұтылу коэффициенті төмен. Естеріңізге сала кетейік, бұл диапазон екі атмосфералық «мөлдірлік терезелерін» (3…5 және 8…12 мкм) қамтиды. Азаматтық термиялық бейнелеу құрылғыларында қолданылатын сенсорлардың көпшілігі бірдей диапазонда жұмыс істейді.
Германий - қымбат материал, сондықтан оптикалық жүйелер германий компоненттерінің ең аз мөлшерінен жасалуға тырысады. Кейде линза дизайнының құнын төмендету үшін сфералық немесе асфералық беті бар айналар қолданылады. Сыртқы оптикалық беттерді сыртқы әсерлерден қорғау үшін алмаз тәрізді көміртегі (DLC) немесе аналогтары негізіндегі жабын қолданылады.
Классикалық оптикалық шыны термиялық бейнелеу құрылғыларына арналған линзаларды жасау үшін пайдаланылмайды, өйткені оның толқын ұзындығы 4 микроннан асатын өткізу қабілеттілігі жоқ.
Линзаның дизайны және оның параметрлері белгілі бір термиялық бейнелеу құрылғысының мүмкіндіктеріне айтарлықтай әсер етеді. Сонымен, линзаның фокустық ұзындығықұрылғының үлкейтуіне (фокус неғұрлым көп болса, соғұрлым үлкен, ceteris paribus, үлкейту), көру өрісіне (фокустың жоғарылауымен азаяды) және бақылау диапазонына тікелей әсер етеді. Салыстырмалы линзаның апертурасы, линза диаметрінің фокусқа қатынасы ретінде есептелетін, линза арқылы өтетін салыстырмалы энергия мөлшерін сипаттайды. Салыстырмалы апертура индексі сезімталдыққа, сондай-ақ термобейнелеу құрылғысының температуралық рұқсатына әсер етеді.
Виньет және Нарцисс эффектісі сияқты визуалды әсерлер де линза дизайнына байланысты және белгілі бір дәрежеде барлық термобейнелеу құрылғыларына ортақ.
Датчик.Жылулық бейнелеу құрылғысының фотосезімтал элементі әртүрлі жартылай өткізгіш материалдар негізінде жасалған фотодетекторлардың екі өлшемді көп элементті массиві (FPA) болып табылады. Инфрақызыл сезімтал элементтерді өндірудің көптеген технологиялары бар, бірақ азаматтық термобейнелеу құрылғыларында болометрлердің (микроболометрлердің) басымдылығын атап өтуге болады.
Микроболометр ИК энергия қабылдағыш болып табылады, оның әрекеті сәулеленуді сіңіру есебінен қыздырылған кезде сезімтал элементтің электр өткізгіштігінің өзгеруіне негізделген. Микроболометрлер ИК-сезімтал материал, ванадий оксиді (VOx) немесе аморфты кремний (α-Si) пайдаланылуына байланысты екі ішкі сыныпқа бөлінеді.
Сезімтал материал инфрақызыл сәулеленуді сіңіреді, нәтижесінде энергияның сақталу заңына сәйкес микроболометрдің пикселінің сезімтал аймағы (матрицадағы жалғыз фотодетектор) қызады. Материалдың ішкі электр өткізгіштігі өзгереді және бұл өзгерістер жазылады. Соңғы нәтиже - құрылғы дисплейіндегі температура суретінің монохромды немесе түсті визуализациясы. Дисплейде температура үлгісі көрсетілетін түс толығымен термобейнелеу құрылғысының бағдарламалық бөлігінің жұмысына байланысты екенін атап өткен жөн.
Бейнеленген: Ulis микроболометриялық матрицасы (датчигі)
Микроболометриялық матрицаларды алу ғылымды көп қажет ететін, жоғары технологиялық және қымбат процесс. Әлемде мұндай өндірісті ұстап тұруға мүмкіндігі бар компаниялар мен елдер санаулы ғана.
Жылулық бейнелеу датчиктерін (микроболометрлер) өндірушілер сенсорлардың сапасын реттейтін құжаттарында қалыпты жұмыс кезінде шығыс сигналында ауытқулары бар жеке пикселдердің де, олардың кластерлерінің де (кластерлерінің) сенсорында болуына мүмкіндік береді - деп аталатын « өлі» немесе «сынған» пикселдер . «Сынған» пикселдер кез келген өндірушінің сенсорларына тән. Олардың болуы микроболометрді жасау кезінде туындауы мүмкін әртүрлі ауытқулармен, сондай-ақ сезімтал элементтер жасалған материалдарда бөгде қоспалардың болуымен түсіндіріледі. Жылулық бейнелеу құрылғысының жұмысы кезінде пикселдердің ішкі температурасы көтеріледі және температураның жоғарылауына тұрақсыз («сынған») пикселдер дұрыс жұмыс істейтін пикселдердің сигналынан бірнеше есе ерекшеленуі мүмкін сигнал бере бастайды. Жылулық бейнелеу құрылғысының дисплейінде мұндай пикселдер ақ немесе қара нүктелер (жеке пикселдер жағдайында) немесе әртүрлі конфигурациядағы, өлшемдегі (кластерлер жағдайында) және жарықтықтағы (өте ашық немесе өте күңгірт) дақтар түрінде көрінуі мүмкін. Мұндай пикселдердің болуы сенсордың беріктігіне ешқандай әсер етпейді және болашақта қолданылатындықтан, оның параметрлерінің нашарлауына себеп болмайды. Шын мәнінде, бұл суреттегі «косметикалық» ақау ғана.
Температура өндірушілері ақаулы пикселдерден сигналдарды өңдеу үшін олардың кескін сапасы мен көрінуіне әсерін азайту үшін әртүрлі бағдарламалық жасақтама алгоритмдерін пайдаланады. Өңдеудің мәні ақаулы пиксельден сигналды көрші (ең жақын) қалыпты жұмыс істейтін пиксельдің сигналымен немесе бірнеше көрші пикселдердің орташаланған сигналымен ауыстыру болып табылады. Осындай өңдеудің нәтижесінде ақаулы пикселдер, әдетте, кескінде дерлік көрінбейді.
Сағат белгілі бір шарттарбақылау кезінде түзетілген ақаулы пикселдердің (әсіресе кластерлердің) болуын әлі де байқауға болады, мысалы, жылы және суық объектілердің шекарасы термобейнелеу құрылғысының көру аймағына енгенде және осылайша, бұл шекара дәл болғанда ақаулы пикселдер кластері мен қалыпты жұмыс істейтін пикселдер арасында түседі. Бұл шарттар сәйкес келген кезде ақаулы пикселдер шоғыры ақ және қою түстерде жарқырап тұратын дақ ретінде көрінеді және бәрінен бұрын суреттегі сұйықтық тамшысына ұқсайды. Айта кету керек, мұндай әсердің болуы ақаулы термиялық бейнелеу құрылғысының белгісі емес.
Электрондық өңдеу блогы.Әдетте, электронды өңдеу блогы бір немесе бірнеше тақталардан (құралдың орналасуына байланысты) тұрады, оларда сенсордан оқылатын сигналды өңдейтін, содан кейін температураны бөлу кескіні бейнеленген сигналды дисплейге жіберетін арнайы микросұлбалар орналасқан. бақыланатын аумақ қалыптасады. Құрылғының негізгі басқару элементтері платаларда орналасқан және электрмен жабдықтау схемасы тұтастай құрылғы үшін де, схеманың жеке схемалары үшін де жүзеге асырылады.
Микродисплей және окуляр.Аңшылық тепловизорлардың көпшілігі микродисплейлерді пайдаланатындықтан, суретті бақылау үшін окуляр қолданылады, ол үлкейткіш әйнек сияқты жұмыс істейді және кескінді ұлғайту арқылы ыңғайлы көруге мүмкіндік береді.
Ең жиі қолданылатын сұйық кристалды (СКД) дисплейлер трансмиссивті (дисплейдің артқы жағы жарық көзімен жарықтандырылады) немесе OLED дисплейлері (электр тогы өткенде дисплей заты жарық шығара бастайды).
OLED дисплейлерін пайдалану бірқатар артықшылықтарға ие: құрылғыны төмен температурада жұмыс істеу мүмкіндігі, кескіннің жоғары жарықтығы мен контрасттылығы, қарапайым және сенімдірек дизайн (СКД дисплейлеріндегідей дисплейді артқы жарықтандыру көзі жоқ). СКД және OLED дисплейлеріне қоса, шағылыстыратын типті сұйық кристалды дисплейлердің бір түрі болып табылатын LCOS (силикондағы сұйық кристалды) микродисплейлерін пайдалануға болады.
ЖЫЛУ БЕЙНЕЛЕУ ҚҰРЫЛҒЫЛАРЫНЫҢ НЕГІЗГІ ПАРАМЕТРЛЕРІ
ӨСУ.Сипаттама құрылғыда бақыланатын объектінің бейнесі объектіні қарапайым көзбен бақылаумен салыстырғанда қанша есе үлкен екенін көрсетеді. Өлшем бірлігі – еселік (белгілеу«x», мысалы, «2x» - «екі рет»).
Жылулық бейнелеу құрылғылары үшін әдеттегі үлкейтулер 1x және 5x арасында болады, мысалы Түнгі құрылғылардың негізгі міндеті - аз жарықта және қолайсыз ауа-райында объектілерді анықтау және тану. Жылулық бейнелеу құрылғыларында үлкейтудің жоғарылауы құрылғының жалпы саңылауының айтарлықтай төмендеуіне әкеледі, нәтижесінде объектінің кескіні ұлғайту деңгейі төмен ұқсас құрылғыға қарағанда фонға қатысты аз контрастты болады. Үлкейтудің жоғарылауымен диафрагма қатынасының төмендеуі линзаның жарық диаметрінің ұлғаюымен өтелуі мүмкін, бірақ бұл өз кезегінде құрылғының жалпы өлшемдері мен салмағының ұлғаюына әкеледі, оптиканы қиындатады, бұл жалпы пайдалануды азайтады. портативті құрылғылардың санын арттырады және тепловизор құрылғысының бағасын айтарлықтай арттырады. Бұл әсіресе ауқымдар үшін өте маңызды, өйткені пайдаланушылар қаруды қолдарында ұстауы керек. Жоғары ұлғайту кезінде бақылау объектісін табу және қадағалау қиын, әсіресе объект қозғалыста болса, өйткені үлкейтудің жоғарылауымен көру өрісі азаяды.
Үлкейту объектив пен окулярдың фокустық ұзындығымен, сондай-ақ дисплей мен сенсордың физикалық өлшемдерінің (диагональдарының) қатынасына тең масштабтау коэффициентімен (K) анықталады:
мұнда:
fтуралы- линзаның фокустық ұзындығы
fЖАРАЙДЫ МА- окулярдың фокус аралығы
Лбірге- сенсордың диагональ өлшемі
Лd- диагональ өлшемін көрсету.
ТӘУЕЛДІЛІКТЕР:
Объективтің фокустық қашықтығы неғұрлым ұзағырақ болса, дисплей өлшемі соғұрлым жоғары болады көбірек үлкейту.
Окулярдың фокустық қашықтығы неғұрлым үлкен болса, сенсор өлшемі, соғұрлым өсімі аз.
КӨРІНУ сызығы.Ол құрылғы арқылы бір уақытта көруге болатын кеңістіктің өлшемін сипаттайды. Әдетте, құрылғылардың параметрлеріндегі көру өрісі градуспен (төмендегі суретте көру өрісінің бұрышы 2Ѡ ретінде көрсетілген) немесе бақылау объектісіне (сызықтық) белгілі бір қашықтыққа (L) метрде көрсетіледі. суреттегі көру өрісі A) түрінде көрсетілген.
Сандық түнгі көру құрылғыларының және термобейнелеу құрылғыларының көру өрісі линзаның фокусы (фоб) және сенсордың физикалық өлшемі (B) арқылы анықталады. Әдетте көру өрісін есептеу кезінде сенсор өлшемі ретінде ені (көлденең өлшем) алынады, нәтижесінде көлденең бұрыштық көру өрісі алынады:
Сенсордың өлшемін тігінен (биіктігі) және диагональ бойынша біле отырып, құрылғының бұрыштық көру өрісін тігінен немесе диагональ бойынша есептеуге болады.
Тәуелділік:
Сенсор өлшемі неғұрлым үлкен болса немесе линзаның фокусы соғұрлым аз болса, соғұрлым соғұрлым аз боладыкөбірек көру аймағы.
Құрылғының көру аймағы неғұрлым үлкен болса, объектілерді бақылау соғұрлым ыңғайлы болады - қызығушылық аймағын көру үшін құрылғыны үнемі жылжытудың қажеті жоқ.
Көру өрісінің ұлғаюына кері пропорционал екенін түсіну маңызды - құрылғының үлкейтуі артқан сайын оның көру өрісі азаяды. Бұл сондай-ақ инфрақызыл жүйелердің (әсіресе тепловизорлар) жоғары ұлғайтумен өндірілмейтін себептерінің бірі. Сонымен қатар, көру өрісінің ұлғаюымен анықтау және тану қашықтығы төмендейтінін түсіну керек.
ЖАҢҒЫРУ ЖАҚТЫҒЫ.Жылулық бейнелеу құрылғысының негізгі техникалық сипаттамаларының бірі кадрды жаңарту жылдамдығы болып табылады. Пайдаланушының көзқарасы бойынша бұл бір секундта дисплейде көрсетілетін кадрлар саны. Кадрдың жаңару жылдамдығы неғұрлым жоғары болса, термобейнелеу құрылғысы жасаған кескіннің нақты көрініске қатысты «кеші» әсері соғұрлым аз байқалады. Осылайша, секундына 9 кадр жаңарту жылдамдығы бар құрылғымен динамикалық көріністерді бақылау кезінде кескін бұлыңғыр болып көрінуі мүмкін, ал қозғалатын нысандардың қозғалысы «дірілдеумен» кешіктірілуі мүмкін. Керісінше, кадрды жаңарту жылдамдығы неғұрлым жоғары болса, динамикалық көріністердің көрінісі соғұрлым тегіс болады.
РҰҚСАТ. ШЕШІМГЕ ӘСЕР ЕТЕТІН ФАКТОРЛАР.
Ажыратымдылық құрылғының, сенсордың, дисплейдің оптикалық элементтерінің параметрлерімен, құрылғыда жүзеге асырылатын схема шешімдерінің сапасымен, сондай-ақ қолданылатын сигналдарды өңдеу алгоритмдерімен анықталады. Жылулық бейнелеу құрылғысының рұқсаты (разряд) күрделі көрсеткіш болып табылады, оның құрамдас бөліктері температура мен кеңістіктік ажыратымдылық болып табылады. Осы компоненттердің әрқайсысын бөлек қарастырайық.
Температура ажыратымдылығы(сезімталдық; ең аз анықталатын температура айырмашылығы) – тепловизор камерасының сезімтал элементінің (датчигі) шуын ескере отырып, бақылау объектісінің сигналының фондық сигналға шекаралық қатынасы. Жоғары температура ажыратымдылығы термобейнелеу құрылғысының температурасы ұқсас фонға қарсы белгілі бір температурадағы объектіні көрсете алатынын білдіреді және объект пен фон температураларының айырмашылығы неғұрлым аз болса, температура ажыратымдылығы соғұрлым жоғары болады.
Кеңістіктік рұқсатқұрылғының бір-біріне жақын орналасқан екі нүктені немесе сызықты бөлек көрсету мүмкіндігін сипаттайды. AT техникалық сипаттамаларқұрылғыда бұл параметрді «ажыратымдылық», «разряд шегі», «максималды ажыратымдылық» деп жазуға болады, олар негізінен бірдей.
Көбінесе құрылғының рұқсаты микроболометрдің кеңістіктік рұқсатын сипаттайды, өйткені құрылғының оптикалық құрамдас бөліктері әдетте ажыратымдылық шегіне ие.
Әдетте, рұқсат миллиметрге штрихтармен (сызықтармен) көрсетіледі, бірақ бұрыштық бірліктерде де (секундтар немесе минуттар) көрсетілуі мүмкін.
Бір миллиметрдегі штрихтардағы (сызықтардағы) ажыратымдылық мәні неғұрлым жоғары болса және бұрыштық мағынада неғұрлым төмен болса, ажыратымдылық соғұрлым жоғары болады. Құрылғының ажыратымдылығы неғұрлым жоғары болса, бейнені бақылаушы соғұрлым айқынырақ көреді.
Термобейнелеуіштердің ажыратымдылығын өлшеу үшін арнайы жабдық – коллиматор пайдаланылады, ол арнайы сынақ объектісінің – сызылған жылу әлемінің имитациялау бейнесін жасайды. Сынақ объектісінің кескініне құрылғы арқылы қарап, тепловизордың ажыратымдылығы бағаланады - әлемдердің штрихтары неғұрлым аз болса, бір-бірінен бөлек анық көрінуі мүмкін, құрылғының ажыратымдылығы соғұрлым жоғары болады.
Сурет:Жылу әлеміне арналған әртүрлі опциялар (жылу бейнелеу құрылғысында көру)
Құралдың ажыратымдылығы объектив пен окулярдың ажыратымдылығына байланысты. Объектив сенсор жазықтығында бақыланатын объектінің бейнесін құрайды, ал объективтің ажыратымдылығы жеткіліксіз болған жағдайда құрылғының ажыратымдылығын одан әрі жақсарту мүмкін емес. Дәл осылай, сапасыз окуляр дисплейдегі аспаптың құрамдас бөліктері арқылы жасалған ең айқын бейнені «бұзуы» мүмкін.
Құрылғының ажыратымдылығы кескін қалыптасатын дисплейдің параметрлеріне де байланысты. Сенсор жағдайындағы сияқты, дисплейдің ажыратымдылығы (пиксельдер саны) және олардың өлшемі шешуші мәнге ие. Дисплейдегі пиксель тығыздығы PPI (ағылшынша «pixels per inch») сияқты индикатормен сипатталады - бұл бір дюймдегі пикселдер санын көрсететін көрсеткіш.
Кескінді сенсордан дисплейге тікелей тасымалдау (масштабтаусыз) жағдайында екеуінің де ажыратымдылығы бірдей болуы керек. Бұл жағдайда құрылғының ажыратымдылығының төмендеуі (егер дисплей ажыратымдылығы сенсордың ажыратымдылығынан аз болса) немесе қымбат дисплейді негізсіз пайдалану (дисплей ажыратымдылығы сенсордың рұқсатынан жоғары болса) жоққа шығарылады.
Сенсордың параметрлері құрылғының ажыратымдылығына үлкен әсер етеді. Ең алдымен, бұл болометрдің рұқсаты - пикселдердің жалпы саны (әдетте жолдағы және бағандағы пикселдердің көбейтіндісі ретінде көрсетіледі) және пиксель өлшемі. Бұл екі критерий негізгі шешу ұпайын береді.
ТӘУЕЛДІЛІК:
Пикселдер саны неғұрлым көп болса және олардың өлшемі неғұрлым аз болса, соғұрлым жоғары боладырұқсат.
Бұл мәлімдеме бірдей физикалық өлшемге қатыстысенсорлар. Аудан бірлігіне пиксель тығыздығы бар сенсорүлкенірек, жоғары ажыратымдылыққа ие.
Жылулық бейнелеу құрылғылары құрылғының жалпы ажыратымдылығына әсер ететін сигналдарды өңдеудің әртүрлі алгоритмдерін де пайдалана алады. Ең алдымен, біз «цифрлық масштабтау» туралы айтып отырмыз, бұл кезде матрицадан пайда болған кескін цифрлық түрде өңделіп, дисплейге біршама ұлғайған кезде «беріледі». Бұл жағдайда құрылғының жалпы ажыратымдылығы төмендейді. Ұқсас әсерді келесіде де байқауға болады сандық камераларсандық масштабтау функциясын пайдаланған кезде.
Жоғарыда аталған факторлармен қатар құрылғының ажыратымдылығын төмендететін бірнеше басқа факторлар бар. Ең алдымен, бұл пайдалы сигналды бұрмалайтын және сайып келгенде кескін сапасын нашарлататын әртүрлі «шу» түрлері. Шудың келесі түрлерін ажыратуға болады:
Қараңғы сигнал шуы. Бұл шудың негізгі себебі - электрондардың термиондық эмиссиясы (датчик материалының қызуы нәтижесінде электрондардың өздігінен шығарылуы). Температура неғұрлым төмен болса, қараңғы сигнал соғұрлым төмен болады, яғни. шу аз болса, бұл шуды жою үшін жапқыш (шатыр) және микроболометрді калибрлеу қолданылады.
Шуды оқу. Датчик пикселінде жинақталған сигнал сенсордан шығып, кернеуге түрлендіріліп, күшейтілген кезде әрбір элементте оқу шуы деп аталатын қосымша шу пайда болады. Шумен күресу үшін кескінді өңдеудің әртүрлі бағдарламалық алгоритмдері қолданылады, оларды көбінесе шуды азайту алгоритмдері деп атайды.
Шудан басқа, ажыратымдылықты құрылғының орналасуындағы қателерге (салыстырмалы позиция) байланысты кедергілер арқылы айтарлықтай төмендетуге болады. баспа платаларыжәне қосу сымдары, құрылғының ішіндегі кабельдер) немесе баспа платаларын бағыттау қателеріне байланысты (өткізгіш жолдардың салыстырмалы орналасуы, экрандау қабаттарының болуы және сапасы). Сондай-ақ, құрылғының электр тізбегіндегі қателер, әртүрлі сүзгілерді жүзеге асыру үшін радиоэлементтерді дұрыс таңдамау, құрылғының электр тізбектерін тізбектегі қоректендіру де кедергі тудыруы мүмкін. Сондықтан электр тізбектерін дамыту, жазу бағдарламалық қамтамасыз етусигналдарды өңдеуде, тақтаны бағыттау термобейнелеу құрылғыларын жобалаудағы маңызды және күрделі міндеттер болып табылады.
БАҚЫЛАУ диапазоны.
Жылулық бейнелеу құрылғысының көмегімен объектіні бақылау диапазоны көп санды біріктіруге байланысты ішкі факторлар(датчиктің параметрлері, құрылғының оптикалық және электрондық бөліктері) және сыртқы жағдайлар (байқалатын объектінің әртүрлі сипаттамалары, фон, атмосфераның тазалығы және т.б.).
Бақылау диапазонын сипаттаудың ең қолайлы тәсілі оны әртүрлі көздерде егжей-тегжейлі сипатталған анықтау, тану және сәйкестендіру диапазондарына бөлу болып табылады, деп аталатын ережелерге сәйкес. Джонсон критерийі, оған сәйкес бақылау диапазоны термиялық бейнелеу құрылғысының температурасы мен кеңістіктік рұқсатымен тікелей байланысты.
Тақырыпты одан әрі дамыту үшін бақылау объектісінің критикалық өлшемі ұғымын енгізу талап етіледі. Критикалық өлшем деп объектінің бейнесі оның өзіне тән геометриялық белгілерін анықтау үшін талданатын өлшем ретінде қарастырылады. Көбінесе талдау жүргізілетін объектінің ең аз көрінетін өлшемі сыни болып саналады. Мысалы, қабан немесе елік үшін дененің биіктігін сыни өлшем деп санауға болады, адам үшін - биіктік.
Белгілі бір бақылау объектісінің критикалық өлшемі тепловизор сенсорының 2 немесе одан да көп пикселіне сәйкес келетін диапазон деп саналады. анықтау диапазоны. Анықтау фактісі бұл объектінің белгілі бір қашықтықта болуын көрсетеді, бірақ оның сипаттамалары туралы түсінік бермейді (бұл қандай нысан екенін айтуға мүмкіндік бермейді).
Факт тануобъект, объектінің түрін анықтау қабілеті танылады. Бұл бақылаушы нені байқағанын ажырата алатынын білдіреді осы сәт- адам, жануар, машина және т.б. Объектінің критикалық өлшемі сенсордың кемінде 6 пикселіне сәйкес келетін жағдайда тану мүмкін деп жалпы қабылданған.
Аңшылық қолдану тұрғысынан ең үлкен практикалық пайдалылық болып табылады сәйкестендіру диапазоны. Сәйкестендіру арқылы бақылаушы объектінің түрін ғана емес, оның өзіне тән белгілерін де (мысалы, ұзындығы 1,2 м, биіктігі 0,7 м жабайы қабанның аталығын) түсіне алатындығы түсініледі. Бұл шартты орындау үшін объектінің сыни өлшемі сенсордың кемінде 12 пикселімен жабылуы керек.
Барлық осы жағдайларда біз белгілі бір деңгейдегі объектіні анықтау, тану немесе анықтаудың 50% ықтималдығы туралы айтып отырғанын түсіну маңызды. Нысанның критикалық өлшемін неғұрлым көп пикселдер қабаттасса, анықтау, тану немесе сәйкестендіру ықтималдығы соғұрлым жоғары болады.
ҚАРАҚТЫ АЛУДАН ШЫҒУ- бұл окулярдың соңғы линзасының сыртқы бетінен бақылаушының көзінің қарашығының жазықтығына дейінгі қашықтық, бұл кезде бақыланатын кескін ең оңтайлы болады (ең үлкен көру өрісі, минималды бұрмалау). Бұл параметр көрнекті орындар үшін өте маңызды, онда шығу көзінің қарашығын алып тастау кемінде 50 мм болуы керек (оңтайлы - 80-100 мм). Шығатын қарашықты мұндай үлкен алып тастау кері шегіну кезінде көздеуіштің окулярымен атқыштың жарақаттануына жол бермеу үшін қажет. Әдетте, түнгі көру құрылғылары мен тепловизорлар үшін шығу көзінің қашықтығы түнгі дисплейдің жарқырауын бүркемелеу үшін қажет көзілдірік ұзындығына тең.
ЖЫЛДЫҚ КӨРУ СЕНСОРЫН КАЛИБРЛЕУ
Жылулық бейнелеу құрылғысын калибрлеу зауыттық және пайдаланушы калибрлеуі болып бөлінеді. Өндіріс процесісалқындатылмаған датчиктердегі термиялық бейнелеу құрылғылары арнайы жабдықты пайдалана отырып, құрылғыны («линза – сенсор» жұбы) зауыттық калибрлеуді қамтамасыз етеді.
Сіз PULSAR тепловизорларының жаңа үлгілерімен танысып, саналы таңдау жасай аласыз.
3…5 және 8…12 мкм диапазонында жұмыс істейтін жылуды бейнелеу жүйелері үшін, сондай-ақ ИК диапазонында жұмыс істейтін оптикалық сенсорлар үшін инфрақызыл (ИК) линзаларды әзірлеу, есептеу және өндіру компанияның маңызды қызметі болып табылады. Компания инфрақызыл (ИК) линзаларды (соның ішінде атермиялық линзаларды) сериялық түрде стандартты дизайнда және сәйкес келеді. техникалық тапсырматапсырыс беруші, сондай-ақ IR технологиясы үшін басқа оптикалық жинақтарды есептеуді және өндіруді жүзеге асырады, соның ішінде:
- 8…12 мкм диапазондағы микроболометриялық матрицаларға негізделген салқындатылмаған термобейнелеу камераларына арналған термобейнелеу линзалары. Бұл жылу кескінін берудің тиімді спектрлік диапазонына, салқындату мен суық диафрагманы қажет етпейтін матрицалық қабылдағыштардың оңтайлы практикалық мүмкіндіктеріне, сондай-ақ мұндай құрылғының салыстырмалы түрде төмен бағасына байланысты жүйенің ең кең таралған түрі. ;
- 3…5 мкм диапазонында жұмыс істейтін салқындатылған термобейнелеу камераларына арналған термобейнелеу линзалары. Осындай жүйелердің негізінде сипаттамалары мен дизайнына қойылатын талаптардың жоғары комбинациясы бар тепловизорлар жасалады. Бұл инфрақызыл жүйелердің ең күрделі түрі, бірақ сонымен бірге ол бақылау объектілерін анықтау және анықтау үшін ең жақсы мүмкіндіктерге ие;
- Орташа және жақын инфрақызыл диапазондарда жұмыс істейтін бір және көп элементті сенсорларға арналған IR линзалар, негізінен 3...5 мкм. Әдетте бұл қарапайым инфрақызыл оптика мен сенсорды қамтитын қарапайым жүйелер, олардың негізгі міндеті кескінді беру емес, сигнал генерациялау болып табылады.
Инфрақызыл линзалар әртүрлі сыныптағы термобейнелеу жүйелерінде қолданылады:
- қорғаныс (портативті және стационарлық тепловизорлар, тепловизорлар, оптикалық-локациялық станциялар, нысананы белгілеу құрылғылары және жерүсті техникасының көздеуіштері);
- технологиялық (технологиялық және құрылыстық мақсаттағы жылу бақылау құрылғылары, пирометрлер);
- қауіпсіздік үшін (периметрді, шекараларды, өрттен қорғау жүйелерін бақылауға арналған термобейнелеу камералары).
Қойылған міндеттерге байланысты біз барлық көрсетілген сыныптардың инфрақызыл (ИК) линзаларын әзірлейміз, олардың арасында атермиялық ИК линзалар ерекшеленеді. Орта және ұзақ диапазондағы тепловизорларға арналған ИК-оптиканың германий, кремний, поликристалды мырыш селениді және сульфид монокристалдары, металл фторидтерінің монокристалдары сияқты қолданылатын оптикалық материалдардың термооптикалық сипаттамаларының ерекшеліктерінде көрсетілген өзіндік ерекшеліктері бар. . Көп жағдайда IR линзасында германийден жасалған линзалар бар, олар жоғары және сызықты емес температуралық сыну коэффициентіне ие. Осыны ескере отырып, ИК-оптика температураның өзгеруіне байланысты дефокусқа бейім және мәселенің бір шешімі - температураға байланысты қабылдағышқа қатысты линзаларды немесе линзалар тобын жылжытатын термиялық компенсацияланған дизайн. Қатал механикалық және соққылық жүктеме жағдайында жиі қолданылатын күрделі конструкцияларды әзірлеу қажеттілігіне байланысты бірнеше компаниялар атермиялық линзаларды ұсынады. Сіздің техникалық тапсырмаңызға сәйкес біз тапсырыс бойынша жасалған атермальды IR линзасын есептеп, әзірлейміз. Термобейнелеуіш оптикасы жеңіл конструкциясы бар OEM-нұсқасы, қосымша қатты қорғаныш жабындары арқылы әртүрлі нұсқаларда жобаланған және жасалған.
Жылулық бейнелеу объективі F50
F50 термобейнелеу объективі Pulsar Helion XP28 және Pulsar Helion XP38 термобейнелеу монокулярларына орнатуға арналған ең ұзақ қашықтықтағы ауыстырылатын линза болып табылады. 50 мм фокус ұзындығы қамтамасыз етеді техникалық мүмкіндікұзақ қашықтықта ыңғайлы бақылау үшін. Осы арнайы линзаны пайдаланған кезде сіз 1,7 метр биіктіктегі нысананы (бұғы немесе адам) 1800 метр қашықтықта тани аласыз, бұл өте нашар көріну жағдайында басқа оптикалық құрылғыларға қарағанда сөзсіз артықшылық болып табылады.
F50 объективі бар Pulsar Helion XP тепловизорының оптикалық үлкейтуі 2,5x, бірақ 2x-8x диапазонында тегіс сандық масштабтауды пайдалану арқылы құрылғыны 20x деңгейінде максималды үлкейтуге қол жеткізуге болады. 100 метр қашықтықтағы көру өрісі 21 метрді құрайды. Бір тепловизор құрылғысында ауыстырылатын линзаларды пайдалану құрылғының функционалдығын айтарлықтай кеңейтеді. Сондықтан, қысқа қашықтықта үлкен аумақта жылу объектісін жылдам табу қажет болса, қысқа фокуста ауыстырылатын линзаны қолданған дұрыс, ал айтарлықтай қашықтықтағы нысандарды іздеу кезінде F50 объективі барлық әшекейлерді ашады. .
Назар аударыңыз!Объективті физикалық өзгерткеннен кейін тепловизордың дұрыс жұмыс істеуі үшін құрылғы мәзірінде сәйкес «50» мәнін таңдау керек. Енді сіздің термобейнелеу монокулярыңыз дұрыс жұмыс істейді, алыстағы заттардың кескіні жоғары сапалы болады.
Термобейнелеу құралын таңдау көбінесе белгілі бір мақсатты анықтау диапазонына жету үшін сенсордың ажыратымдылығын және линзаның фокустық ұзындығын таңдауға байланысты. Мысалы, в техникалық талаптаркөрсетіңіз: 640x480 пиксел рұқсаты бар тепловизор және 100 мм объектив.
Барлық ұсынылған сенсорлар аморфты кремний (aSi) технологиясына негізделген 640x480 пиксельдің қажетті рұқсаты, 17 мкм пиксель қадамы және 50 мК термиялық сезімталдығы (NETD) болғанда, термобейнелеу камерасын таңдаудың нақты жағдайын қарастырайық. - бұл параметрлер қазіргі заманғы ұзын толқынды микроболометрлерге тән. Сондай-ақ, барлық ұсынылған линзалардың фокустық қашықтығы 100 мм, бірақ салыстырмалы диафрагмасы F бойынша ерекшеленеді. Линзалардың параметрлері келесідей:
ИК диапазонында (8-ден 12 микронға дейін) диафрагма мен жарықты өткізудің көрсетілген параметрлерін ескере отырып, сіз жарықтың қанша пайызы линзадан өтетінін есептей аласыз:
F1,6 линзасы бар матрицадағы жарықтандыру және жарық өткізу 88% = (1 / 1,6) 2 x 0,88 = 34%
F1.4 объективі бар матрицадағы жарықтандыру және 88% жарық өткізу = (1 / 1.4) 2 x 0.88 = 49%
F1.2 объективі бар матрицадағы жарықтандыру және жарық өткізу 88% = (1/1.2) 2 x 0.88 = 61%
Тиісінше, тепловизор + объектив жүйесінің жылу сезімталдығы 50 мК паспорттан өзгеретінін көрсетуге болады.
| Инфрақызыл сәуленің берілуі | NETD жүйелері | |
| Объектив 1 | 34% | 147мК |
| Объектив 2 | 49% | 102 мК |
| Объектив 3 | 61% | 82 мк |
Осылайша, 50 мК тепловизордың паспорттық сезімталдығы линзаның жарық өткізгіштігіне қатты байланысты және біздің мысалда ол ең жақсы жағдайда 82 мК (объектив 3) және ең нашар жағдайда 147 мК (1 объектив) құрайды. Яғни, нәтижесінде тепловизор 0,05 градустық «температура айырмашылығын» көре алмайды, тек 0,08 ~ 0,15 градус, бұл да өте жақсы сияқты.
Бұл бақылау нәтижесіне қалай әсер етеді? Температуралық контрасттар үлкен болса және бақыланатын нысан фоннан температура бойынша айтарлықтай ерекшеленсе, онда барлық камералар нысанды бірдей жақсы көрсетеді. Бірақ жағдай күрделене түссе, нәтижелер өзгере бастайды. Бақылау жағдайының күрделенуі кезінде мыналарды түсінуге болады: нысана мен фон арасындағы төмен термиялық контраст, атмосфералық жауын-шашын.
Сынақ үшін жиналған қондырғының сыртқы түрі. Фокустық қашықтығы 100 мм, бірақ басқа F бар барлық линзалар (солдан оңға қарай линзалар): F1.2, F1.4, F1.6. Сіз линзалардың шағылыстыратын/қорғаныш жабындарының шағылыстың түсі арқылы қалай ерекшеленетінін көре аласыз.
Әртүрлі ауа-райы жағдайларын бақылап, дұрыс түсіру үшін тестілеуге біраз уақыт қажет болды.
Көрінетін спектрдегі бақылау аймағының көрінісі. Жаңбыр. Суреттер құрғақ жылы ауа райында түсірілген. Линзалар 100мм, сәйкесінше F1.6 - F1.4 - F1.2.
Жалпы алғанда, барлық линзалар бақылау үшін жеткілікті кескін сапасын қамтамасыз ететінін көруге болады. Сонымен қатар, F1.4 объективі алдыңғы қатарда көп айқындықты қамтамасыз етпейді. Ең егжей-тегжейлі сурет F1.2 объективімен - бұл артқы жағындағы сымдардың егжей-тегжейінен және алдыңғы қатардағы ғимараттың төбесіндегі бөлшектерден көрінеді. Бұл жағдайда линзалар арасындағы айырмашылық маңызды емес.
Жаңбыр жауған кезде сурет өзгереді. Линзалар 100мм, F1.6 - F1.4 - F1.2:
Жаңбырда ИҚ спектрінде бақылау үшін екі жағымсыз әсер бар. Біріншіден, жаңбыр инфрақызыл сәуленің жолында «кедергі» жасайды, екіншіден, су температураны салыстырады. қоршаған орта, осылайша термиялық контрастты азайтады.
Сіз мыналарды байқай аласыз:
- F1,6 салыстырмалы диафрагмасы кішірек болса, кескіннің контрастын айтарлықтай төмендетеді;
- төмен термиялық контраст бар нысандар нашар ажыратылады - фондық тіректер дерлік көрінбейді;
- көрнекі түрде, F1.2 немесе F1.6 немесе F1.4-ке қарағанда кескін операторға түсінікті.
- сурет таза ауа райына қарағанда әлдеқайда нашар.
Құрғақ күн райында тағы бір бұрыш. 100мм, F1.6 - F1.4 - F1.2 линзалар:
Суретте шамалы айырмашылық бар, бірақ жалпы бұл жылулық кескінді қабылдауға және талдауға әсер етпейді.
Линзалар арасындағы айырмашылықты көрсетуді аяқтау үшін әртүрлі ауа-райында сынама алу жеткіліксіз болды.
Дегенмен, жасауға болады келесі қорытындылар:
- термобейнелеу камерасының сезімталдығы (NETD) әрқашан микроболометрге қарағанда төмен;
- жеткілікті температуралық контрасттар линзаның салыстырмалы апертурасы F1,2-ден F1,6-ға дейін өзгерген кезде де жоғары сапалы кескінді қамтамасыз етеді;
- Ауа райының қолайсыз жағдайында термиялық кескін сапасы айтарлықтай төмендейді, бірақ үлкенірек апертурасы бар объектив әлі де кішірек диафрагмаға қарағанда жақсы сурет сапасын қамтамасыз етеді.