थर्मल इमेजिंग लेन्स. थर्मल इमेजिंग मोटारीकृत लेन्स. मॅट्रिक्स कॅलिब्रेटेड आणि अनकॅलिब्रेटेड

इन्फ्रारेड रेडिएशन विद्युत शुल्कातील चढउतारांमुळे उद्भवते जे कोणतेही पदार्थ बनवतात जे सजीव आणि निर्जीव निसर्गाच्या वस्तू बनवतात, म्हणजे इलेक्ट्रॉन आणि आयन. ऑसीलेटिंग चार्जेसच्या महत्त्वपूर्ण वस्तुमानामुळे पदार्थ बनवणाऱ्या आयनांची कंपनं कमी-फ्रिक्वेंसी रेडिएशन (इन्फ्रारेड रेडिएशन) शी संबंधित असतात. इलेक्ट्रॉनच्या हालचालींमुळे निर्माण होणार्‍या किरणोत्सर्गाची उच्च वारंवारता देखील असू शकते, ज्यामुळे स्पेक्ट्रमच्या दृश्यमान आणि अल्ट्राव्हायोलेट क्षेत्रांमध्ये रेडिएशन तयार होते.

इलेक्ट्रॉन हे अणूंचे भाग आहेत आणि त्यांच्या समतोल स्थितीजवळ (रेणू किंवा क्रिस्टल जाळीचा भाग म्हणून) महत्त्वपूर्ण अंतर्गत शक्तींद्वारे धरले जातात. हालचाल सुरू असताना, त्यांना अनियमित ब्रेकिंगचा अनुभव येतो आणि त्यांचे रेडिएशन आवेगांचे वैशिष्ट्य प्राप्त करते, म्हणजे. हे वेगवेगळ्या तरंगलांबीच्या स्पेक्ट्रमद्वारे वैशिष्ट्यीकृत आहे, ज्यामध्ये कमी वारंवारता लहरी आहेत, म्हणजे इन्फ्रारेड रेडिएशन.

इन्फ्रारेड रेडिएशन हे दृश्यमान प्रकाशाच्या लाल प्रदेशाच्या शेवटी (λ) ०.७४ μm च्या तरंगलांबीसह आणि 1 ... 2 मिमी तरंगलांबीसह मायक्रोवेव्ह रेडिओ उत्सर्जनाच्या दरम्यान वर्णक्रमीय क्षेत्र व्यापणारे इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक रेडिएशन आहे.

इन्फ्रारेड श्रेणीमध्ये, असे क्षेत्र आहेत जेथे अवरक्त किरणोत्सर्ग वातावरणाद्वारे तीव्रतेने शोषले जाते. कार्बन डाय ऑक्साइड, ओझोन, पाण्याची वाफ.

त्याच वेळी, तथाकथित "पारदर्शकता खिडक्या" आहेत (ऑप्टिकल रेडिएशनच्या तरंगलांबीची श्रेणी ज्यामध्ये इतर श्रेणींच्या तुलनेत माध्यमाद्वारे IR रेडिएशन कमी शोषले जाते). अनेक इन्फ्रारेड प्रणाली (काही नाईट व्हिजन उपकरणे आणि थर्मल इमेजरसह) अशा "पारदर्शकता खिडक्या" अस्तित्वात असल्यामुळे तंतोतंत प्रभावी आहेत. येथे काही श्रेणी आहेत (तरंगलांबी मायक्रोमीटरमध्ये दिली आहे): 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.

वातावरणातील हस्तक्षेप (धुके, धुके, तसेच धूर, धुके इत्यादींमुळे वातावरणातील अपारदर्शकता) स्पेक्ट्रमच्या वेगवेगळ्या भागांमध्ये इन्फ्रारेड किरणोत्सर्गावर वेगवेगळ्या प्रकारे परिणाम करतात, परंतु वाढत्या तरंगलांबीसह, या हस्तक्षेपांचा प्रभाव कमी होतो. हे या वस्तुस्थितीमुळे आहे की तरंगलांबी धुके थेंब आणि धूळ कणांच्या आकाराशी तुलना करता येते, म्हणून प्रसारित रेडिएशन अडथळ्यांद्वारे कमी प्रमाणात विखुरले जाते आणि विवर्तनामुळे त्यांच्याभोवती जाते. उदाहरणार्थ, 8…13 µm च्या वर्णक्रमीय प्रदेशात, धुके किरणोत्सर्गाच्या प्रसारामध्ये गंभीर व्यत्यय निर्माण करत नाही.

कोणतेही गरम झालेले शरीर इन्फ्रारेड किरणोत्सर्गाचा प्रवाह उत्सर्जित करते, म्हणजेच, दृश्यमान किरणोत्सर्गाच्या तरंगलांबीपेक्षा जास्त, परंतु मायक्रोवेव्ह रेडिएशनच्या तरंगलांबीपेक्षा कमी तरंगलांबी असलेले ऑप्टिकल रेडिएशन.

उदाहरण.मानवी शरीराचे तापमान 36.6°С आहे, त्याचे वर्णक्रमीय किरणोत्सर्ग 6…21 µm च्या श्रेणीत आहे, 300°С पर्यंत गरम केलेला मेटल बार 2 ते 6 µm या लहरी श्रेणीमध्ये उत्सर्जित करतो. त्याच वेळी, 2400°C तापमानाला तापलेल्या टंगस्टन फिलामेंटच्या हेलिक्समध्ये 0.2 उत्सर्जन होते...

1. मायक्रॉन, ज्यामुळे स्पेक्ट्रमच्या दृश्यमान क्षेत्रावर परिणाम होतो, जो स्वतःला चमकदार चमक म्हणून प्रकट करतो.

थर्मल इमेजिंगच्या नागरी अनुप्रयोगाचे क्षेत्र

नागरी वापरासाठी थर्मल इमेजिंग उपकरणे सशर्तपणे दोन मोठ्या गटांमध्ये विभागली जातात - निरीक्षण उपकरणे आणि मोजमाप साधने. प्रथम साठी उपकरणे आहे सुरक्षा प्रणालीआणि अग्निसुरक्षा, थर्मल इमेजिंग सिस्टम वाहतूक सुरक्षा, थर्मल इमेजिंग उपकरणे आणि स्थळांची शिकार करणे, फॉरेन्सिक सायन्समध्ये वापरले जाणारे थर्मल इमेजर इ. मेजरिंग थर्मल इमेजर औषध, ऊर्जा, यांत्रिक अभियांत्रिकी आणि वैज्ञानिक क्रियाकलापांमध्ये वापरले जातात.

काही उदाहरणे. आकडेवारीनुसार, विकसित असलेल्या बहुतेक क्षेत्रांसाठी वाजवी वाहतूक नेटवर्क, बहुतांश चालक दिवसा कार वापरत असतानाही निम्म्याहून अधिक प्राणघातक अपघात रात्री घडतात. हा योगायोग नाही की अलिकडच्या वर्षांत कारला थर्मल इमेजिंग कॅमेराने सुसज्ज करणे ही एक सामान्य प्रथा बनली आहे, जे प्रवासी डब्यात असलेल्या डिस्प्लेवर कारच्या समोरील रस्त्याच्या परिस्थितीचे तापमान चित्र प्रसारित करते. अशा प्रकारे, थर्मल इमेजर ड्रायव्हरच्या आकलनास पूरक आहे, जे रात्रीच्या वेळी अनेक कारणांमुळे (अंधार, धुके, येणारे हेडलाइट्स) अपूर्ण आहे. त्याच प्रकारे, थर्मल इमेजिंग कॅमेरे रात्रीच्या कॅमेऱ्यांच्या समांतर सीसीटीव्हीमध्ये वापरले जातात. डिजिटल कॅमेरे(हायब्रिड व्हिडिओ पाळत ठेवणे प्रणाली), जे फ्रेममधील वस्तूंचे स्वरूप आणि वर्तन यांचे अधिक संपूर्ण चित्र देते. आपत्कालीन परिस्थिती मंत्रालय आगीच्या बाबतीत थर्मल इमेजिंग कॅमेरे वापरते - खोलीतील धुराच्या स्थितीत, थर्मल इमेजर लोक आणि ज्वलनाचे स्रोत शोधण्यात मदत करते. इलेक्ट्रिकल वायरिंगचा अभ्यास आपल्याला कनेक्शन दोष शोधण्याची परवानगी देतो. हवेतून वनक्षेत्राचे थर्मल इमेजिंग स्कॅनिंग आगीचा स्रोत निश्चित करण्यात मदत करते.

शेवटी, पोर्टेबल वेअरेबल थर्मल इमेजरचा यशस्वीरित्या शिकार (प्राण्यांचा शोध, कुत्र्याशिवाय जखमी प्राण्यांचा प्रभावी शोध), परिमाणात्मक पशुधन गणना इ. भविष्यात, प्रामुख्याने शिकार करण्यासाठी निरीक्षण उपकरणांच्या गटातील थर्मल इमेजर्सचा विचार केला जाईल.

थर्मल इमेजरच्या ऑपरेशनचे सिद्धांत

अभियांत्रिकी सराव मध्ये, ऑब्जेक्ट आणि पार्श्वभूमीच्या संकल्पना आहेत. ऑब्जेक्ट सामान्यत: अशा वस्तू असतात ज्यांचा शोध घेणे आणि विचार करणे आवश्यक आहे (व्यक्ती, वाहने, प्राणी इ.), पार्श्वभूमी म्हणजे निरीक्षणाच्या ऑब्जेक्टद्वारे व्यापलेले नसलेले सर्व काही, उपकरणाच्या दृश्याच्या क्षेत्रातील जागा (जंगल, गवत, इमारती इ.)

सर्व थर्मल इमेजिंग सिस्टीमचे ऑपरेशन "ऑब्जेक्ट / बॅकग्राउंड" जोडीचे तापमान फरक निश्चित करण्यावर आणि प्राप्त माहितीचे डोळ्यांना दिसणार्‍या प्रतिमेमध्ये रूपांतरित करण्यावर आधारित आहे. आजूबाजूची सर्व शरीरे असमानपणे गरम झाल्यामुळे, इन्फ्रारेड रेडिएशनच्या वितरणाचे एक विशिष्ट चित्र तयार होते. आणि ऑब्जेक्टच्या शरीराच्या आणि पार्श्वभूमीच्या इन्फ्रारेड किरणोत्सर्गाच्या तीव्रतेमध्ये जितका जास्त फरक असेल तितका जास्त फरक, म्हणजे, कॉन्ट्रास्ट, थर्मल इमेजिंग कॅमेराद्वारे प्राप्त केलेली प्रतिमा असेल. आधुनिक थर्मल इमेजिंग उपकरणे 0.015 ... 0.07 अंश तापमानाचा विरोधाभास शोधण्यास सक्षम आहेत.

इमेज इंटेन्सिफायर ट्यूब (ICT) किंवा CMOS/CCD अॅरेवर आधारित बहुसंख्य नाईट व्हिजन उपकरणे 0.78 ... 1 μm च्या तरंगलांबीसह इन्फ्रारेड रेडिएशन कॅप्चर करतात, जी मानवी डोळ्याच्या संवेदनशीलतेपेक्षा किंचित जास्त असते. , मुख्य थर्मल इमेजिंग उपकरणांची ऑपरेटिंग रेंज 3…5.5 µm (मध्यम-वेव्ह इन्फ्रारेड, किंवा MWIR) आणि 8…14 µm (लाँग-वेव्ह IR, किंवा LWIR) आहे. येथेच वातावरणाच्या पृष्ठभागाचे स्तर अवरक्त किरणोत्सर्गासाठी पारदर्शक आहेत आणि -50 ते +50ºС तापमानासह निरीक्षण केलेल्या वस्तूंची उत्सर्जनक्षमता कमाल आहे.

थर्मल इमेजर हे इलेक्ट्रॉनिक निरीक्षण यंत्र आहे जे अवकाशातील निरीक्षण केलेल्या प्रदेशातील तापमानातील फरकाची प्रतिमा तयार करते. कोणत्याही थर्मल इमेजरचा आधार हा एक बोलोमेट्रिक मॅट्रिक्स (सेन्सर) असतो, ज्याचा प्रत्येक घटक (पिक्सेल) उच्च अचूकतेसह तापमान मोजतो.

थर्मल इमेजरचा फायदा असा आहे की त्यांना आवश्यक नसते बाह्य स्रोतप्रदीपन - थर्मल इमेजरचा सेन्सर वस्तूंच्या स्व-विकिरणांना संवेदनशील असतो. परिणामी, थर्मल इमेजर पूर्ण अंधारातही रात्रंदिवस तितकेच चांगले काम करतात. वर नमूद केल्याप्रमाणे, खराब हवामानाची परिस्थिती (धुके, पाऊस) थर्मल इमेजिंग यंत्रामध्ये अजिबात हस्तक्षेप करत नाही, त्याच वेळी सामान्य रात्रीची साधने पूर्णपणे निरुपयोगी बनवतात.

सोप्या भाषेत, सर्व थर्मल इमेजर्सच्या ऑपरेशनचे सिद्धांत खालील अल्गोरिदमद्वारे वर्णन केले आहे:

• थर्मल इमेजरचे लेन्स सेन्सरवर दृश्याच्या क्षेत्रात पाहिलेल्या संपूर्ण क्षेत्राचा तापमान नकाशा (किंवा रेडिएशन पॉवर फरकाचा नकाशा) बनवते.
• मायक्रोप्रोसेसर आणि डिझाइनचे इतर इलेक्ट्रॉनिक घटक मॅट्रिक्समधील डेटा वाचतात, त्यावर प्रक्रिया करतात आणि डिव्हाइस डिस्प्लेवर एक प्रतिमा तयार करतात, जे या डेटाचे दृश्य स्पष्टीकरण आहे, जे निरीक्षकाद्वारे थेट किंवा आयपीसद्वारे पाहिले जाते.

इमेज इंटेन्सिफायर ट्यूब्सवर आधारित नाईट व्हिजन डिव्हाइसेसच्या विपरीत (त्यांना अॅनालॉग म्हणूया), थर्मल इमेजर, जसे की डिजिटल नाईट व्हिजन डिव्हाइसेस, तुम्हाला मोठ्या प्रमाणात वापरकर्ता सेटिंग्ज आणि कार्ये लागू करण्याची परवानगी देतात. उदाहरणार्थ, प्रतिमेचा ब्राइटनेस, कॉन्ट्रास्ट समायोजित करणे, प्रतिमेचा रंग बदलणे, दृश्याच्या क्षेत्रात विविध माहिती प्रविष्ट करणे (वर्तमान वेळ, कमी बॅटरी संकेत, सक्रिय मोडचे चिन्ह इ.), अतिरिक्त डिजिटल झूम, " पिक्चर इन पिक्चर” फंक्शन (दृश्य क्षेत्रामध्ये संपूर्ण ऑब्जेक्टची किंवा त्याच्या काही भागाची अतिरिक्त प्रतिमा प्रदर्शित करण्यास अनुमती देते, मोठ्या आकारासह), डिस्प्ले तात्पुरते बंद करणे (ऊर्जा वाचवण्यासाठी) आणि कार्यरत डिस्प्लेची चमक काढून निरीक्षकाला मास्क करा).

निरीक्षण केलेल्या वस्तूंची प्रतिमा निश्चित करण्यासाठी, व्हिडिओ रेकॉर्डर थर्मल इमेजरमध्ये एकत्रित केले जाऊ शकतात. तुम्ही वायरलेस (रेडिओ चॅनेल, WI-FI) माहिती (फोटो, व्हिडिओ) बाह्य रिसीव्हर्सवर प्रसारित करणे किंवा डिव्हाइसचे रिमोट कंट्रोल (उदाहरणार्थ, मोबाइल डिव्हाइसवरून), लेसर रेंजफाइंडर्ससह एकत्रीकरण (माहितीच्या इनपुटसह) अशी कार्ये लागू करू शकता. डिव्हाइसच्या दृश्याच्या क्षेत्रात रेंजफाइंडर्सकडून), जीपीएस-सेन्सर्स (निरीक्षणाच्या ऑब्जेक्टचे निर्देशांक निश्चित करण्याची शक्यता), इ.

थर्मल इमेजिंग साइट्समध्ये शिकारीसाठी "अॅनालॉग" रात्रीच्या दृष्टीच्या संबंधात अनेक विशिष्ट वैशिष्ट्ये आहेत. त्यांच्यातील लक्ष्य चिन्ह सामान्यतः "डिजिटल" असते, म्हणजे. व्हिडिओ सिग्नलच्या प्रक्रियेदरम्यान चिन्हाची प्रतिमा डिस्प्लेवर पाहिल्या गेलेल्या प्रतिमेवर अधिरोपित केली जाते आणि इलेक्ट्रॉनिक पद्धतीने हलते, ज्यामुळे अॅनालॉग रात्री किंवा दिवसाच्या ऑप्टिकल दृश्यांचा भाग असलेल्या यांत्रिक सुधारणा इनपुट युनिट्स दृष्टीमधून वगळणे शक्य होते. आवश्यक उच्च सुस्पष्टताया युनिट्सचे भाग आणि असेंब्लीचे उत्पादन. याव्यतिरिक्त, हे पॅरलॅक्स सारख्या प्रभावास काढून टाकते, कारण. निरीक्षणाच्या वस्तूची प्रतिमा आणि रेटिकलची प्रतिमा एकाच विमानात आहेत - प्रदर्शनाचे विमान.

डिजिटल आणि थर्मल इमेजिंग साइट्समध्ये, "एका शॉटसह पाहणे" किंवा "फ्रीझ मोडमध्ये शून्य करणे" वापरून, विविध कॉन्फिगरेशन आणि रंगांसह मोठ्या प्रमाणात रेटिकल्स मेमरीमध्ये संग्रहित करणे शक्य आहे, सोयीस्कर आणि जलद शून्य करणे. फायरिंग अंतर बदलताना सुधारणा प्रविष्ट करणे, अनेक शस्त्रांसाठी शून्य निर्देशांक संचयित करणे, दृष्टीच्या झुकाव (अडथळा) चे संकेत आणि बरेच काही.

थर्मल इमेजिंग डिव्हाइस.

लेन्स.थर्मल इमेजिंग उपकरणांसाठी लेन्स तयार करण्यासाठी सर्वात सामान्य, परंतु एकमेव सामग्री नाही ती एकल-क्रिस्टल जर्मेनियम आहे. काही प्रमाणात, नीलम, झिंक सेलेनाइड, सिलिकॉन आणि पॉलीथिलीनची देखील MWIR आणि LWIR बँडमध्ये बँडविड्थ आहे. चॅल्कोजेनाइड ग्लासेसचा वापर थर्मल इमेजिंग उपकरणांसाठी लेन्सच्या निर्मितीसाठी देखील केला जातो.

ऑप्टिकल जर्मेनियमची उच्च प्रसारण क्षमता आहे आणि त्यानुसार, 2…15 µm च्या श्रेणीमध्ये कमी शोषण गुणांक आहे. हे लक्षात ठेवण्यासारखे आहे की ही श्रेणी दोन वायुमंडलीय "पारदर्शकता विंडो" (3…5 आणि 8…12 µm) कॅप्चर करते. नागरी थर्मल इमेजिंग उपकरणांमध्ये वापरलेले बहुतेक सेन्सर समान श्रेणीमध्ये कार्य करतात.

जर्मेनियम ही एक महाग सामग्री आहे, म्हणून ऑप्टिकल सिस्टम कमीतकमी जर्मेनियम घटकांपासून बनवण्याचा प्रयत्न करीत आहेत. कधीकधी लेन्स डिझाइनची किंमत कमी करण्यासाठी गोलाकार किंवा गोलाकार पृष्ठभाग असलेले आरसे वापरले जातात. बाह्य प्रभावांपासून बाह्य ऑप्टिकल पृष्ठभागांचे संरक्षण करण्यासाठी, डायमंड-सदृश कार्बन (DLC) किंवा अॅनालॉग्सवर आधारित कोटिंग वापरली जाते.

शास्त्रीय ऑप्टिकल ग्लासचा वापर थर्मल इमेजिंग उपकरणांसाठी लेन्सच्या निर्मितीसाठी केला जात नाही, कारण त्यात 4 मायक्रॉनपेक्षा जास्त तरंगलांबीची बँडविड्थ नसते.

लेन्सची रचना आणि त्याच्या पॅरामीटर्सचा विशिष्ट थर्मल इमेजिंग उपकरणाच्या क्षमतेवर महत्त्वपूर्ण प्रभाव पडतो. तर, लेन्स फोकल लांबीथेट उपकरणाच्या विस्तारावर (फोकस जितका जास्त, तितका मोठा, सेटेरिस पॅरिबस, मॅग्निफिकेशन), दृश्य क्षेत्र (वाढत्या फोकससह कमी होते) आणि निरीक्षण श्रेणीवर थेट परिणाम होतो. सापेक्ष लेन्स छिद्र, फोकसच्या लेन्सच्या व्यासाचा भाग म्हणून गणना केली जाते, लेन्समधून जाऊ शकणार्‍या सापेक्ष उर्जेचे वैशिष्ट्य दर्शवते. सापेक्ष छिद्र निर्देशांक संवेदनशीलता, तसेच थर्मल इमेजिंग उपकरणाच्या तापमान रिझोल्यूशनवर परिणाम करतो.

व्हिज्युअल इफेक्ट जसे की विग्नेटिंग आणि नार्सिसस इफेक्ट देखील लेन्स डिझाइनमुळे आहेत आणि काही प्रमाणात सर्व थर्मल इमेजिंग उपकरणांसाठी सामान्य आहेत.

सेन्सर.थर्मल इमेजिंग यंत्राचा प्रकाशसंवेदनशील घटक विविध अर्धसंवाहक सामग्रीच्या आधारे बनवलेला फोटोडिटेक्टर्स (FPA) ची द्विमितीय मल्टी-एलिमेंट अॅरे आहे. इन्फ्रारेड संवेदनशील घटकांच्या निर्मितीसाठी बरीच तंत्रज्ञाने आहेत, तथापि, नागरी थर्मल इमेजिंग उपकरणांमध्ये, बोलोमीटर (मायक्रोबोलोमीटर) ची जबरदस्त श्रेष्ठता लक्षात घेतली जाऊ शकते.

मायक्रोबोलोमीटर एक IR ऊर्जा प्राप्तकर्ता आहे, ज्याची क्रिया रेडिएशनच्या शोषणामुळे गरम झाल्यावर संवेदनशील घटकाच्या विद्युत चालकतामधील बदलावर आधारित असते. IR-संवेदनशील पदार्थ, व्हॅनेडियम ऑक्साईड (VOx) किंवा आकारहीन सिलिकॉन (α-Si) वापरला जातो यावर अवलंबून मायक्रोबोलोमीटर दोन उपवर्गांमध्ये विभागले जातात.

संवेदनशील सामग्री इन्फ्रारेड रेडिएशन शोषून घेते, परिणामी, उर्जेच्या संवर्धनाच्या कायद्यानुसार, मायक्रोबोलोमीटरच्या पिक्सेलचे संवेदनशील क्षेत्र (मॅट्रिक्समधील सिंगल फोटोडेटेक्टर) गरम होते. सामग्रीची अंतर्गत विद्युत चालकता बदलते आणि हे बदल नोंदवले जातात. अंतिम परिणाम म्हणजे डिव्हाइसच्या प्रदर्शनावरील तापमान चित्राचे मोनोक्रोम किंवा रंग दृश्य. हे लक्षात घ्यावे की डिस्प्लेवर ज्या रंगात तापमानाचा नमुना प्रदर्शित केला जातो तो पूर्णपणे थर्मल इमेजिंग उपकरणाच्या सॉफ्टवेअर भागाच्या ऑपरेशनवर अवलंबून असतो.

चित्रावर:युलिस मायक्रोबोलोमेट्रिक मॅट्रिक्स (सेन्सर)

मायक्रोबोलोमेट्रिक मॅट्रिक्सचे उत्पादन ही एक विज्ञान-केंद्रित, उच्च-तंत्रज्ञान आणि महाग प्रक्रिया आहे. जगात काही मोजक्याच कंपन्या आणि देश आहेत जे असे उत्पादन टिकवून ठेवू शकतात.

थर्मल इमेजिंग सेन्सर (मायक्रोबोलोमीटर) चे उत्पादक, सेन्सरच्या गुणवत्तेचे नियमन करणार्‍या त्यांच्या दस्तऐवजांमध्ये, वैयक्तिक पिक्सेल आणि त्यांचे क्लस्टर (क्लस्टर) दोन्ही सेन्सरवर उपस्थितीची परवानगी देतात ज्यात सामान्य ऑपरेशन दरम्यान आउटपुट सिग्नलमध्ये विचलन होते - तथाकथित " मृत" किंवा "तुटलेले" पिक्सेल. "तुटलेले" पिक्सेल कोणत्याही निर्मात्याच्या सेन्सरसाठी सामान्य आहेत. त्यांची उपस्थिती मायक्रोबोलोमीटरच्या निर्मिती दरम्यान उद्भवू शकणार्‍या विविध विचलनांद्वारे तसेच संवेदनशील घटक बनविलेल्या सामग्रीमध्ये परदेशी अशुद्धतेच्या उपस्थितीद्वारे स्पष्ट केले आहे. थर्मल इमेजिंग डिव्हाइसच्या ऑपरेशन दरम्यान, पिक्सेलचे आंतरिक तापमान वाढते आणि तापमान वाढण्यास अस्थिर असलेले पिक्सेल ("तुटलेले") सिग्नल तयार करण्यास सुरवात करतात जे योग्यरित्या कार्यरत पिक्सेलच्या सिग्नलपेक्षा अनेक वेळा भिन्न असू शकतात. थर्मल इमेजिंग यंत्राच्या डिस्प्लेवर, असे पिक्सेल पांढरे किंवा काळे ठिपके (वैयक्तिक पिक्सेलच्या बाबतीत) किंवा विविध कॉन्फिगरेशनचे स्पॉट्स, आकार (क्लस्टरच्या बाबतीत) आणि ब्राइटनेस (खूप तेजस्वी किंवा खूप गडद) दिसू शकतात. अशा पिक्सेलची उपस्थिती कोणत्याही प्रकारे सेन्सरच्या टिकाऊपणावर परिणाम करत नाही आणि भविष्यात त्याचा वापर केल्यामुळे त्याचे पॅरामीटर्स खराब होण्याचे कारण नाही. खरं तर, हे प्रतिमेमध्ये फक्त एक "कॉस्मेटिक" दोष आहे.

थर्मल इमेजर निर्माते दोषपूर्ण पिक्सेलमधून सिग्नल प्रक्रियेसाठी विविध सॉफ्टवेअर अल्गोरिदम वापरतात ज्यामुळे प्रतिमा गुणवत्ता आणि दृश्यमानतेवर होणारा परिणाम कमी होतो. प्रक्रियेचे सार म्हणजे दोषपूर्ण पिक्सेलमधील सिग्नलला शेजारच्या (जवळच्या) सामान्यपणे कार्यरत पिक्सेल किंवा अनेक शेजारील पिक्सेलमधील सरासरी सिग्नलसह बदलणे. अशा प्रक्रियेच्या परिणामी, दोषपूर्ण पिक्सेल, एक नियम म्हणून, प्रतिमेमध्ये जवळजवळ अदृश्य होतात.

येथे काही अटीनिरीक्षण, सुधारित सदोष पिक्सेल (विशेषत: क्लस्टर्स) ची उपस्थिती पाहणे अद्याप शक्य आहे, उदाहरणार्थ, जेव्हा उबदार आणि थंड वस्तूंमधील सीमा थर्मल इमेजिंग उपकरणाच्या दृश्याच्या क्षेत्रात प्रवेश करते आणि अशा प्रकारे, ही सीमा नेमकी केव्हा दोषपूर्ण पिक्सेल आणि सामान्यपणे कार्यरत पिक्सेलच्या क्लस्टरमध्ये येते. जेव्हा या परिस्थिती एकरूप होतात, तेव्हा दोषपूर्ण पिक्सेलचे क्लस्टर पांढर्‍या आणि गडद रंगात चमकणारे स्पॉट म्हणून पाहिले जाते आणि बहुतेक सर्व प्रतिमेतील द्रवाच्या थेंबासारखे दिसते. हे लक्षात घेणे महत्वाचे आहे की अशा प्रभावाची उपस्थिती दोषपूर्ण थर्मल इमेजिंग उपकरणाचे लक्षण नाही.

इलेक्ट्रॉनिक प्रक्रियेचा ब्लॉक.सामान्यतः, इलेक्ट्रॉनिक प्रोसेसिंग युनिटमध्ये एक किंवा अधिक बोर्ड असतात (इन्स्ट्रुमेंट लेआउटवर अवलंबून), ज्यावर विशेष मायक्रोक्रिकेट असतात जे सेन्सरमधून वाचलेल्या सिग्नलवर प्रक्रिया करतात आणि नंतर सिग्नल डिस्प्लेवर प्रसारित करतात, जेथे तापमान वितरणाची प्रतिमा असते. निरीक्षण केलेले क्षेत्र तयार होते. डिव्हाइसची मुख्य नियंत्रणे बोर्डवर स्थित आहेत आणि संपूर्ण डिव्हाइससाठी आणि सर्किटच्या वैयक्तिक सर्किट्ससाठी वीज पुरवठा सर्किट देखील लागू केले जाते.

मायक्रोडिस्प्ले आणि आयपीस.बहुतेक शिकार करणारे थर्मल इमेजर मायक्रोडिस्प्ले वापरतात या वस्तुस्थितीमुळे, प्रतिमेचे निरीक्षण करण्यासाठी आयपीसचा वापर केला जातो, जो भिंगाप्रमाणे काम करतो आणि तुम्हाला आवर्धनासह प्रतिमा आरामात पाहू देतो.

सर्वात सामान्यपणे वापरले जाणारे लिक्विड-क्रिस्टल (LCD) डिस्प्ले ट्रान्समिसिव्ह (डिस्प्लेची मागील बाजू प्रकाश स्रोताद्वारे प्रकाशित केली जाते) किंवा OLED डिस्प्ले (जेव्हा विद्युत प्रवाह जातो तेव्हा डिस्प्ले पदार्थ प्रकाश उत्सर्जित करू लागतो).

OLED डिस्प्लेच्या वापराचे अनेक फायदे आहेत: कमी तापमानात डिव्हाइस ऑपरेट करण्याची क्षमता, उच्च प्रतिमा ब्राइटनेस आणि कॉन्ट्रास्ट, एक सोपी आणि अधिक विश्वासार्ह रचना (एलसीडी डिस्प्लेप्रमाणे डिस्प्लेच्या बॅकलाइटिंगसाठी कोणताही स्रोत नाही). एलसीडी आणि ओएलईडी डिस्प्ले व्यतिरिक्त, एलसीओएस (लिक्विड क्रिस्टल ऑन सिलिकॉन) मायक्रोडिस्प्ले, जे रिफ्लेक्टिव्ह प्रकारचे लिक्विड क्रिस्टल डिस्प्लेचे प्रकार आहेत, वापरले जाऊ शकतात.

थर्मल इमेज डिव्हाइसेसचे मुख्य पॅरामीटर्स

वाढवा.उघड्या डोळ्यांनी वस्तूच्या निरीक्षणाच्या तुलनेत डिव्हाइसमध्ये पाहिलेल्या वस्तूची प्रतिमा किती पटीने मोठी आहे हे वैशिष्ट्य दर्शवते. मोजण्याचे एकक - एकाधिक (पद"x", उदाहरणार्थ, "2x" - "दोन वेळा").

थर्मल इमेजिंग उपकरणांसाठी, ठराविक मोठेीकरण 1x आणि 5x दरम्यान असते, जसे रात्रीच्या उपकरणांचे मुख्य कार्य म्हणजे कमी प्रकाश आणि खराब हवामानातील वस्तू शोधणे आणि ओळखणे. थर्मल इमेजिंग डिव्हाइसेसमध्ये वाढीव वाढीमुळे डिव्हाइसच्या एकूण छिद्रामध्ये लक्षणीय घट होते, परिणामी ऑब्जेक्टची प्रतिमा पार्श्वभूमीच्या संदर्भात कमी मोठेपणा असलेल्या समान उपकरणापेक्षा कमी विरोधाभासी असेल. वाढत्या मॅग्निफिकेशनसह छिद्राचे प्रमाण कमी होण्याची भरपाई लेन्सच्या प्रकाश व्यासाच्या वाढीद्वारे केली जाऊ शकते, परंतु यामुळे, उपकरणाचे एकूण परिमाण आणि वजन वाढेल, ऑप्टिक्स गुंतागुंत होईल, ज्यामुळे एकूण उपयोगिता कमी होईल. पोर्टेबल उपकरणांची आणि थर्मल इमेजिंग उपकरणाची किंमत लक्षणीय वाढवते. स्कोपसाठी हे विशेषतः महत्वाचे आहे, कारण वापरकर्त्यांना त्यांच्या हातात शस्त्र धरावे लागते. उच्च मोठेपणावर, निरीक्षणाची वस्तू शोधणे आणि त्याचा मागोवा घेणे देखील अवघड आहे, विशेषत: जर ऑब्जेक्ट गतीमध्ये असेल, कारण वाढीव वाढीसह, दृश्याचे क्षेत्र कमी होते.

भिंग आणि आयपीसच्या फोकल लांबी, तसेच झूम फॅक्टर (K) द्वारे मॅग्निफिकेशन निर्धारित केले जाते, जे डिस्प्ले आणि सेन्सरच्या भौतिक परिमाणे (कर्ण) च्या गुणोत्तराप्रमाणे असते:

कुठे:

fबद्दल- लेन्स फोकल लांबी

fठीक आहे- आयपीसची फोकल लांबी

एलसह- सेन्सर कर्ण आकार

एलd- कर्ण आकार प्रदर्शित करा.

अवलंबित्व:

लेन्सची फोकल लांबी जितकी लांब असेल, डिस्प्लेचा आकार, द अधिक मोठेीकरण.

आयपीसची फोकल लांबी जितकी मोठी, सेन्सर आकार, द वाढ कमी आहे.

दृष्टीक्षेप.हे यंत्राद्वारे एकाच वेळी पाहिले जाऊ शकणार्‍या जागेच्या आकाराचे वैशिष्ट्य दर्शवते. सहसा, उपकरणांच्या पॅरामीटर्समधील दृश्य क्षेत्र अंशांमध्ये दर्शवले जाते (खालील आकृतीमध्ये दृश्य क्षेत्राचा कोन 2Ѡ म्हणून दर्शविला जातो) किंवा निरीक्षणाच्या ऑब्जेक्टच्या विशिष्ट अंतरासाठी (L) मीटरमध्ये (रेषीय) आकृतीमध्ये दृश्य क्षेत्र A म्हणून सूचित केले आहे).

डिजिटल नाईट व्हिजन उपकरणे आणि थर्मल इमेजिंग उपकरणांचे दृश्य क्षेत्र लेन्स (एफओबी) च्या फोकस आणि सेन्सर (बी) च्या भौतिक आकाराद्वारे निर्धारित केले जाते. सहसा, दृश्य क्षेत्राची गणना करताना रुंदी (क्षैतिज आकार) सेन्सर आकार म्हणून घेतली जाते, परिणामी, दृश्याचे क्षैतिज कोनीय क्षेत्र प्राप्त होते:

सेन्सरचा आकार अनुलंब (उंची) आणि तिरपे जाणून घेतल्यास, उपकरणाच्या दृश्याच्या कोनीय क्षेत्राची अनुलंब किंवा तिरपे गणना करणे देखील शक्य आहे.

व्यसन:

सेन्सरचा आकार जितका मोठा असेल किंवा लेन्सचा फोकस जितका लहान असेल तितकाअधिक दृश्य क्षेत्र.

डिव्हाइसचे दृश्य क्षेत्र जितके मोठे असेल तितके वस्तूंचे निरीक्षण करणे अधिक सोयीस्कर असेल - स्वारस्य असलेले क्षेत्र पाहण्यासाठी डिव्हाइस सतत हलविण्याची आवश्यकता नाही.

हे समजून घेणे महत्त्वाचे आहे की दृश्याचे क्षेत्र वाढीच्या व्यस्त प्रमाणात आहे - जसे उपकरणाचे मोठेीकरण वाढते, त्याचे दृश्य क्षेत्र कमी होते. इन्फ्रारेड सिस्टीम (विशेषतः थर्मल इमेजर) उच्च मॅग्निफिकेशनसह तयार न होण्याचे हे देखील एक कारण आहे. त्याच वेळी, आपल्याला हे समजून घेणे आवश्यक आहे की दृश्याच्या क्षेत्रामध्ये वाढ झाल्यामुळे, ओळख आणि ओळखण्याचे अंतर कमी होईल.

फ्रेम रिफ्रेश दर.थर्मल इमेजिंग उपकरणाच्या मुख्य तांत्रिक वैशिष्ट्यांपैकी एक म्हणजे फ्रेम रीफ्रेश दर. वापरकर्त्याच्या दृष्टिकोनातून, ही एका सेकंदात डिस्प्लेवर दर्शविलेल्या फ्रेमची संख्या आहे. फ्रेम रिफ्रेश रेट जितका जास्त असेल तितका वास्तविक दृश्याच्या संबंधात थर्मल इमेजिंग उपकरणाद्वारे व्युत्पन्न केलेल्या प्रतिमेच्या "लॅग" चा प्रभाव कमी लक्षात येईल. तर, 9 फ्रेम्स प्रति सेकंदाच्या रिफ्रेश रेटसह डिव्हाइससह डायनॅमिक दृश्यांचे निरीक्षण करताना, प्रतिमा अस्पष्ट वाटू शकते आणि हलत्या वस्तूंच्या हालचालींना विलंब होऊ शकतो, "झटके" सह. याउलट, फ्रेम रिफ्रेश रेट जितका जास्त असेल तितका डायनॅमिक सीन्सचा डिस्प्ले नितळ असेल.

परवानगी. ठराव प्रभावित करणारे घटक.

रिझोल्यूशन डिव्हाइसच्या ऑप्टिकल घटक, सेन्सर, डिस्प्ले, डिव्हाइसमध्ये लागू केलेल्या सर्किट सोल्यूशन्सची गुणवत्ता तसेच लागू केलेल्या सिग्नल प्रोसेसिंग अल्गोरिदमच्या पॅरामीटर्सद्वारे निर्धारित केले जाते. थर्मल इमेजिंग डिव्हाइसचे रिझोल्यूशन (रिझोल्यूशन) एक जटिल सूचक आहे, ज्याचे घटक तापमान आणि अवकाशीय रिझोल्यूशन आहेत. चला या प्रत्येक घटकाचा स्वतंत्रपणे विचार करूया.

तापमान रिझोल्यूशन(संवेदनशीलता; किमान शोधता येण्याजोगा तापमान फरक) हे थर्मल इमेजिंग कॅमेर्‍याच्या संवेदनशील घटकाचा (सेन्सर) आवाज लक्षात घेऊन पार्श्वभूमी सिग्नलच्या निरीक्षणाच्या ऑब्जेक्टच्या सिग्नलचे सीमारेषेचे प्रमाण आहे. उच्च तापमान रिझोल्यूशनचा अर्थ असा आहे की थर्मल इमेजिंग डिव्हाइस विशिष्ट तापमानाची वस्तू समान तापमान असलेल्या पार्श्वभूमीवर प्रदर्शित करण्यास सक्षम असेल आणि ऑब्जेक्टच्या तापमान आणि पार्श्वभूमीमधील फरक जितका कमी असेल तितका तापमान रिझोल्यूशन जास्त असेल.

अवकाशीय ठरावदोन जवळचे अंतर असलेले बिंदू किंवा रेषा वेगळेपणे प्रदर्शित करण्याच्या डिव्हाइसच्या क्षमतेचे वैशिष्ट्य दर्शवते. एटी तांत्रिक माहितीडिव्हाइस, हे पॅरामीटर “रिझोल्यूशन”, “रिझोल्यूशनची मर्यादा”, “कमाल रिझोल्यूशन” म्हणून लिहिले जाऊ शकते, जे तत्त्वतः समान आहे.

बहुतेकदा, डिव्हाइसचे रिझोल्यूशन मायक्रोबोलोमीटरच्या स्थानिक रिझोल्यूशनचे वैशिष्ट्य दर्शवते, कारण डिव्हाइसच्या ऑप्टिकल घटकांमध्ये सामान्यतः रिझोल्यूशन मार्जिन असते.

नियमानुसार, रेझोल्यूशन स्ट्रोक (रेषा) प्रति मिलिमीटरमध्ये दर्शविले जाते, परंतु कोनीय युनिट्स (सेकंद किंवा मिनिटे) मध्ये देखील सूचित केले जाऊ शकते.

स्ट्रोक (रेषा) प्रति मिलिमीटरमध्ये रिझोल्यूशन व्हॅल्यू जितके जास्त असेल आणि ते कोनीय अटींमध्ये जितके कमी असेल तितके रिझोल्यूशन जास्त असेल. उपकरणाचे रिझोल्यूशन जितके जास्त असेल तितकी प्रतिमा निरीक्षकास स्पष्ट दिसते.

थर्मल इमेजर्सचे रिझोल्यूशन मोजण्यासाठी, विशेष उपकरणे वापरली जातात - एक कोलिमेटर, जो विशेष चाचणी ऑब्जेक्टची अनुकरण प्रतिमा तयार करतो - एक डॅश थर्मल वर्ल्ड. डिव्हाइसद्वारे चाचणी ऑब्जेक्टच्या प्रतिमेकडे पाहून, थर्मल इमेजरच्या रिझोल्यूशनचा न्याय केला जातो - जगाचे लहान स्ट्रोक एकमेकांपासून वेगळे स्पष्टपणे पाहिले जाऊ शकतात, डिव्हाइसचे रिझोल्यूशन जितके जास्त असेल.

प्रतिमा:थर्मल जगासाठी विविध पर्याय (थर्मल इमेजिंग डिव्हाइसमध्ये पहा)

इन्स्ट्रुमेंटचे रिझोल्यूशन ऑब्जेक्टिव्ह आणि आयपीसच्या रिझोल्यूशनवर अवलंबून असते. लेन्स सेन्सर प्लेनमध्ये निरीक्षणाखाली असलेल्या ऑब्जेक्टची प्रतिमा बनवते आणि लेन्सचे अपुरे रिझोल्यूशन असल्यास, डिव्हाइसच्या रिझोल्यूशनमध्ये आणखी सुधारणा करणे अशक्य आहे. त्याच प्रकारे, कमी-गुणवत्तेची आयपीस डिस्प्लेवरील इन्स्ट्रुमेंटच्या घटकांद्वारे तयार केलेली स्पष्ट प्रतिमा "खराब" करू शकते.

डिव्हाइसचे रिझोल्यूशन देखील डिस्प्लेच्या पॅरामीटर्सवर अवलंबून असते ज्यावर प्रतिमा तयार केली जाते. सेन्सरच्या बाबतीत, डिस्प्ले रिझोल्यूशन (पिक्सेलची संख्या) आणि त्यांचा आकार निर्णायक महत्त्वाचा आहे. डिस्प्लेमधील पिक्सेल घनता PPI (इंग्रजीसाठी लहान "पिक्सेल प्रति इंच") सारख्या निर्देशकाद्वारे दर्शविली जाते - हे एक सूचक आहे जे क्षेत्राच्या प्रति इंच पिक्सेलची संख्या दर्शवते.

सेन्सरपासून डिस्प्लेवर थेट इमेज ट्रान्सफर (स्केलिंगशिवाय) करण्याच्या बाबतीत, दोन्हीचे रिझोल्यूशन समान असले पाहिजेत. या प्रकरणात, डिव्हाइसच्या रिझोल्यूशनमध्ये घट (जर डिस्प्ले रिझोल्यूशन सेन्सरच्या रिझोल्यूशनपेक्षा कमी असेल) किंवा महाग डिस्प्लेचा अन्यायकारक वापर (जर डिस्प्ले रिझोल्यूशन सेन्सरपेक्षा जास्त असेल तर) वगळण्यात आले आहे.

सेन्सर पॅरामीटर्सचा डिव्हाइसच्या रिझोल्यूशनवर मोठा प्रभाव असतो. सर्वप्रथम, हे बोलोमीटरचे रिझोल्यूशन आहे - पिक्सेलची एकूण संख्या (सामान्यत: ओळीत आणि स्तंभातील पिक्सेलचे उत्पादन म्हणून दर्शविली जाते) आणि पिक्सेल आकार. हे दोन निकष मुख्य रिझोल्यूशन स्कोअर प्रदान करतात.

व्यसन:

पिक्सेलची संख्या जितकी मोठी असेल आणि त्यांचा आकार जितका लहान असेल तितका जास्तठराव.

हे विधान समान भौतिक आकारासाठी खरे आहेसेन्सर्स प्रति युनिट क्षेत्रामध्ये पिक्सेल घनता असलेला सेन्सरमोठे, उच्च रिझोल्यूशन आहे.

थर्मल इमेजिंग डिव्हाइसेस विविध सिग्नल प्रोसेसिंग अल्गोरिदम देखील वापरू शकतात जे डिव्हाइसच्या एकूण रिझोल्यूशनवर परिणाम करू शकतात. सर्व प्रथम, आम्ही "डिजिटल झूमिंग" बद्दल बोलत आहोत, जेव्हा मॅट्रिक्सद्वारे तयार केलेली प्रतिमा डिजिटल पद्धतीने प्रक्रिया केली जाते आणि काही वाढीसह डिस्प्लेवर "हस्तांतरित" केली जाते. या प्रकरणात, डिव्हाइसचे एकूण रिझोल्यूशन कमी होते. मध्ये एक समान प्रभाव साजरा केला जाऊ शकतो डिजिटल कॅमेरेडिजिटल झूम फंक्शन वापरताना.

वर नमूद केलेल्या घटकांसह, इतर अनेक घटक आहेत जे डिव्हाइसचे रिझोल्यूशन कमी करू शकतात. सर्व प्रथम, हे विविध प्रकारचे "आवाज" आहेत जे उपयुक्त सिग्नल विकृत करतात आणि शेवटी प्रतिमेची गुणवत्ता खराब करतात. खालील प्रकारचे आवाज ओळखले जाऊ शकतात:

गडद सिग्नल आवाज. या आवाजाचे मुख्य कारण म्हणजे इलेक्ट्रॉनचे थर्मिओनिक उत्सर्जन (सेन्सर सामग्री गरम केल्यामुळे इलेक्ट्रॉनचे उत्स्फूर्त उत्सर्जन). तापमान जितके कमी असेल तितके गडद सिग्नल कमी, म्हणजे. कमी आवाज, हा आवाज दूर करण्यासाठी शटर (तंबू) आणि मायक्रोबोलोमीटर कॅलिब्रेशन वापरले जाते.

आवाज वाचा. जेव्हा सेन्सर पिक्सेलमध्ये जमा झालेला सिग्नल सेन्सरमधून आउटपुट केला जातो, व्होल्टेजमध्ये रूपांतरित होतो आणि वाढविला जातो तेव्हा प्रत्येक घटकामध्ये अतिरिक्त आवाज दिसून येतो, याला रीडआउट नॉइज म्हणतात. आवाजाचा सामना करण्यासाठी, विविध इमेज प्रोसेसिंग सॉफ्टवेअर अल्गोरिदम वापरले जातात, ज्यांना अनेकदा आवाज कमी करणारे अल्गोरिदम म्हणतात.

आवाजाव्यतिरिक्त, डिव्हाइसच्या लेआउटमधील त्रुटींमुळे (सापेक्ष स्थिती मुद्रित सर्किट बोर्डआणि कनेक्टिंग वायर्स, केबल्स यंत्राच्या आत) किंवा मुद्रित सर्किट बोर्डच्या राउटिंगमधील त्रुटींमुळे (वाहक ट्रॅकची सापेक्ष स्थिती, शील्डिंग स्तरांची उपस्थिती आणि गुणवत्ता). तसेच, डिव्हाइसच्या इलेक्ट्रिकल सर्किटमधील त्रुटी, विविध फिल्टर्सच्या अंमलबजावणीसाठी रेडिओ घटकांची चुकीची निवड, डिव्हाइसच्या इलेक्ट्रिकल सर्किट्सचा इन-सर्किट वीज पुरवठा यामुळे देखील हस्तक्षेप होऊ शकतो. म्हणून, इलेक्ट्रिकल सर्किट्सचा विकास, लेखन सॉफ्टवेअरसिग्नल प्रोसेसिंगमध्ये, थर्मल इमेजिंग उपकरणांच्या डिझाइनमध्ये बोर्ड राउटिंग ही महत्त्वाची आणि गुंतागुंतीची कार्ये आहेत.

निरीक्षण श्रेणी.

थर्मल इमेजिंग यंत्राचा वापर करून ऑब्जेक्टच्या निरीक्षणाची श्रेणी मोठ्या संख्येच्या संयोजनावर अवलंबून असते अंतर्गत घटक(सेन्सरचे पॅरामीटर्स, उपकरणाचे ऑप्टिकल आणि इलेक्ट्रॉनिक भाग) आणि बाह्य परिस्थिती (निरीक्षण केलेल्या वस्तूची विविध वैशिष्ट्ये, पार्श्वभूमी, वातावरणाची शुद्धता इ.).

निरीक्षणाच्या श्रेणीचे वर्णन करण्याचा सर्वात लागू दृष्टीकोन म्हणजे तथाकथित परिभाषित नियमांनुसार, विविध स्त्रोतांमध्ये तपशीलवार वर्णन केलेल्या शोध, ओळख आणि ओळख या श्रेणींमध्ये त्याचे विभाजन करणे. जॉन्सन निकष, त्यानुसार निरीक्षण श्रेणी थेट तापमान आणि थर्मल इमेजिंग उपकरणाच्या अवकाशीय रिझोल्यूशनशी संबंधित आहे.

विषयाच्या पुढील विकासासाठी, निरीक्षणाच्या ऑब्जेक्टच्या गंभीर आकाराची संकल्पना सादर करणे आवश्यक आहे. क्रिटिकल साइज हा आकार मानला जातो ज्याच्या बाजूने ऑब्जेक्ट इमेजचे तिचे वैशिष्ट्यपूर्ण भौमितिक वैशिष्ट्ये ओळखण्यासाठी विश्लेषण केले जाते. बर्‍याचदा, विश्लेषण केले जाते त्या ऑब्जेक्टचा किमान दृश्यमान आकार गंभीर म्हणून घेतला जातो. उदाहरणार्थ, वन्य डुक्कर किंवा रो हिरणांसाठी, शरीराची उंची एक गंभीर आकार मानली जाऊ शकते, एखाद्या व्यक्तीसाठी - उंची.

थर्मल इमेजर सेन्सरच्या 2 किंवा अधिक पिक्सेलमध्ये निरीक्षणाच्या विशिष्ट वस्तूचा गंभीर आकार ज्या श्रेणीत बसतो ती श्रेणी मानली जाते शोध श्रेणी. शोधण्याची वस्तुस्थिती या ऑब्जेक्टची विशिष्ट अंतरावर उपस्थिती दर्शवते, परंतु त्याच्या वैशिष्ट्यांची कल्पना देत नाही (तो कोणत्या प्रकारचा ऑब्जेक्ट आहे हे सांगण्याची परवानगी देत ​​​​नाही).

वस्तुस्थिती ओळखऑब्जेक्ट, ऑब्जेक्टचा प्रकार निर्धारित करण्याची क्षमता ओळखली जाते. याचा अर्थ असा की निरीक्षक काय निरीक्षण करतो ते वेगळे करण्यास सक्षम आहे हा क्षण- मानव, प्राणी, कार इ. हे सर्वसाधारणपणे मान्य केले जाते की ऑब्जेक्टचा गंभीर आकार सेन्सरच्या किमान 6 पिक्सेलमध्ये बसत असेल तर ओळख शक्य आहे.

शिकार अर्जाच्या दृष्टिकोनातून, सर्वात मोठी व्यावहारिक उपयुक्तता आहे ओळख श्रेणी. ओळख करून असे समजले जाते की निरीक्षक केवळ वस्तूच्या प्रकाराचेच मूल्यांकन करू शकत नाही तर त्याची वैशिष्ट्यपूर्ण वैशिष्ट्ये देखील समजून घेऊ शकतो (उदाहरणार्थ, नर रानडुक्कर 1.2 मीटर लांब आणि 0.7 मीटर उंच). ही अट पूर्ण करण्यासाठी, ऑब्जेक्टचा गंभीर आकार कमीतकमी 12 पिक्सेल सेन्सरने व्यापलेला असणे आवश्यक आहे.

हे समजून घेणे महत्त्वाचे आहे की या सर्व प्रकरणांमध्ये आपण दिलेल्या स्तरावरील ऑब्जेक्ट शोधण्याच्या, ओळखण्याच्या किंवा ओळखण्याच्या 50% संभाव्यतेबद्दल बोलत आहोत. जितके जास्त पिक्सेल ऑब्जेक्टच्या गंभीर आकाराला ओव्हरलॅप करतात, तितकी ओळख, ओळख किंवा ओळखण्याची शक्यता जास्त असते.

PUPILE काढणे बाहेर पडा- हे आयपीसच्या शेवटच्या लेन्सच्या बाह्य पृष्ठभागापासून निरीक्षकाच्या डोळ्याच्या बाहुलीच्या विमानापर्यंतचे अंतर आहे, ज्यावर निरीक्षण केलेली प्रतिमा सर्वात इष्टतम असेल (जास्तीत जास्त दृश्य क्षेत्र, किमान विकृती). हे पॅरामीटर प्रेक्षणीय स्थळांसाठी सर्वात महत्वाचे आहे, ज्यामध्ये एक्झिट पिपिल काढणे किमान 50 मिमी (इष्टतम - 80-100 मिमी) असावे. रीकॉइल दरम्यान दृष्टीच्या आयपीसद्वारे शूटरला इजा होऊ नये म्हणून बाहेर पडलेल्या बाहुल्याला इतक्या मोठ्या प्रमाणात काढणे आवश्यक आहे. नियमानुसार, नाईट व्हिजन डिव्हाइसेस आणि थर्मल इमेजरसाठी, बाहेर पडण्याच्या विद्यार्थ्याचे अंतर हे आयकपच्या लांबीच्या बरोबरीचे असते, जे रात्रीच्या वेळी डिस्प्लेची चमक मास्क करण्यासाठी आवश्यक असते.

थर्मल व्हिजन सेन्सर कॅलिब्रेशन

थर्मल इमेजिंग डिव्हाइसचे कॅलिब्रेशन फॅक्टरी आणि वापरकर्ता कॅलिब्रेशनमध्ये विभागले गेले आहे. उत्पादन प्रक्रियाकूल्ड सेन्सरवरील थर्मल इमेजिंग उपकरणे विशेष उपकरणे वापरून डिव्हाइसचे फॅक्टरी कॅलिब्रेशन (जोडी "लेन्स - सेन्सर") प्रदान करतात.

तुम्ही PULSAR थर्मल इमेजरच्या नवीन मॉडेल्सशी परिचित होऊ शकता आणि माहितीपूर्ण निवड करू शकता.

3…5 आणि 8…12 µm च्या रेंजमध्ये कार्यरत असलेल्या थर्मल इमेजिंग सिस्टमसाठी तसेच IR श्रेणीमध्ये कार्यरत ऑप्टिकल सेन्सर्ससाठी इन्फ्रारेड (IR) लेन्सचा विकास, गणना आणि उत्पादन ही कंपनीची महत्त्वाची क्रिया आहे. कंपनी इन्फ्रारेड (आयआर) लेन्सेस (एथर्मल लेन्ससह) डिझाइन करते आणि तयार करते, दोन्ही अनुक्रमे मानक डिझाइनमध्ये आणि त्यानुसार संदर्भ अटीग्राहक, आणि IR तंत्रज्ञानासाठी इतर ऑप्टिकल असेंब्लीची गणना आणि निर्मिती देखील करतो, यासह:

• 8…12 µm श्रेणीतील मायक्रोबोलोमेट्रिक मॅट्रिक्सवर आधारित अनकूल केलेल्या थर्मल इमेजिंग कॅमेऱ्यांसाठी थर्मल इमेजिंग लेन्स. ही सर्वात सामान्य प्रकारची प्रणाली आहे, जी थर्मल प्रतिमा प्रसारित करण्यासाठी प्रभावी स्पेक्ट्रल श्रेणीमुळे आहे, मॅट्रिक्स रिसीव्हर्सची इष्टतम व्यावहारिकता ज्यास कूलिंग आणि कोल्ड डायाफ्रामची आवश्यकता नाही, तसेच अशा उपकरणाची तुलनेने कमी किंमत. ;
• थंड झालेल्या थर्मल इमेजिंग कॅमेऱ्यांसाठी थर्मल इमेजिंग लेन्स 3…5 µm च्या रेंजमध्ये कार्यरत आहेत. अशा प्रणालींच्या आधारे, वैशिष्ट्ये आणि डिझाइनसाठी आवश्यकतांच्या वाढीव संयोजनासह थर्मल इमेजर तयार केले जातात. ही सर्वात जटिल प्रकारची इन्फ्रारेड प्रणाली आहे, परंतु त्याच वेळी त्यामध्ये निरीक्षणाच्या वस्तू शोधण्यासाठी आणि ओळखण्यासाठी सर्वोत्तम क्षमता आहेत;
• मध्य आणि जवळ-आयआर श्रेणींमध्ये कार्यरत सिंगल- आणि मल्टी-एलिमेंट सेन्सरसाठी IR लेन्स, प्रामुख्याने 3...5 µm. सामान्यत: या साध्या प्रणाली असतात, ज्यामध्ये साधे आयआर ऑप्टिक्स आणि सेन्सर समाविष्ट असतात, ज्याचे मुख्य कार्य सिग्नल निर्मिती आहे, प्रतिमा प्रसारित करणे नाही.

इन्फ्रारेड लेन्स विविध वर्गांच्या थर्मल इमेजिंग सिस्टममध्ये वापरल्या जातात:

• संरक्षण (पोर्टेबल आणि स्थिर थर्मल इमेजर, थर्मल इमेजिंग साइट्स, ऑप्टिकल-लोकेशन स्टेशन्स, लक्ष्य पदनाम साधने आणि ग्राउंड उपकरणांची दृष्टी);
• तांत्रिक (तांत्रिक आणि बांधकाम हेतूंसाठी थर्मल कंट्रोल डिव्हाइसेस, पायरोमीटर);
• सुरक्षिततेसाठी (परिमिती नियंत्रण, सीमा, अग्निसुरक्षा प्रणालीसाठी थर्मल इमेजिंग कॅमेरे).

टास्क सेटवर अवलंबून, आम्ही सर्व निर्दिष्ट वर्गांचे इन्फ्रारेड (IR) लेन्स विकसित करतो, ज्यामध्ये एथर्मल IR लेन्स वेगळे दिसतात. मध्यम आणि लांब श्रेणीच्या थर्मल इमेजरसाठी आयआर ऑप्टिक्सची स्वतःची वैशिष्ट्ये आहेत, जी वापरलेल्या ऑप्टिकल सामग्रीच्या थर्मोप्टिकल वैशिष्ट्यांच्या वैशिष्ट्यांमध्ये व्यक्त केली जातात, जसे की जर्मेनियमचे सिंगल क्रिस्टल्स, सिलिकॉन, पॉलीक्रिस्टलाइन झिंक सेलेनाइड आणि सल्फाइड, मेटल फ्लोराइडचे सिंगल क्रिस्टल्स. . बहुतेक प्रकरणांमध्ये, IR लेन्समध्ये जर्मेनियमचे बनलेले लेन्स असतात, ज्यामध्ये अपवर्तनाचा उच्च आणि नॉन-रेखीय तापमान गुणांक असतो. हे लक्षात घेता, IR ऑप्टिक्स तापमानातील बदलांसह डीफोकस करण्यास प्रवण असतात आणि समस्येचे एक समाधान म्हणजे थर्मली भरपाई देणारे डिझाइन जे तापमानानुसार प्राप्तकर्त्याच्या सापेक्ष लेन्स किंवा लेन्स गट हलवते. कठोर यांत्रिक आणि शॉक लोडिंग परिस्थितीत वापरल्या जाणार्‍या जटिल डिझाइन विकसित करण्याची आवश्यकता असल्यामुळे काही कंपन्या थर्मल लेन्स देतात. तुमच्या संदर्भाच्या अटींनुसार, आम्ही कस्टम-मेड एथर्मल IR लेन्सची गणना करू आणि विकसित करू. थर्मल इमेजर ऑप्टिक्स हलक्या वजनाच्या डिझाइनसह अतिरिक्त कठोर संरक्षणात्मक कोटिंग्ज, OEM-आवृत्ती वापरून विविध आवृत्त्यांमध्ये डिझाइन आणि उत्पादित केले जातात.

थर्मल इमेजिंग लेन्स F50

F50 थर्मल इमेजिंग लेन्स हे Pulsar Helion XP28 आणि Pulsar Helion XP38 थर्मल इमेजिंग मोनोक्युलरवर स्थापनेसाठी डिझाइन केलेले सर्वात लांब-श्रेणीतील अदलाबदल करण्यायोग्य लेन्स आहे. 50 मिमीची फोकल लांबी प्रदान करते तांत्रिक क्षमतालांब अंतरावर आरामदायी निरीक्षणासाठी. या विशिष्ट लेन्सचा वापर करताना, आपण 1800 मीटर अंतरावर 1.7 मीटर उंच लक्ष्य (हरीण किंवा व्यक्ती) ओळखण्यास सक्षम असाल, जे अत्यंत खराब दृश्यमानतेच्या परिस्थितीत, इतर ऑप्टिकल उपकरणांपेक्षा एक निर्विवाद फायदा आहे.

F50 लेन्ससह Pulsar Helion XP थर्मल इमेजरचे ऑप्टिकल मॅग्निफिकेशन 2.5x आहे, परंतु 2x-8x च्या श्रेणीतील एक गुळगुळीत डिजिटल झूम वापरून, तुम्ही 20x च्या स्तरावर डिव्हाइसचे जास्तीत जास्त मोठेीकरण साध्य करू शकता. 100 मीटर अंतरावरील दृश्य क्षेत्र 21 मीटर आहे. एका थर्मल इमेजिंग डिव्हाइसवर अदलाबदल करण्यायोग्य लेन्सचा वापर डिव्हाइसची कार्यक्षमता लक्षणीयरीत्या विस्तृत करतो. म्हणून, जर तुम्हाला थोड्या अंतरावर मोठ्या क्षेत्रावर थर्मल ऑब्जेक्ट पटकन शोधण्याची आवश्यकता असेल तर, शॉर्ट-फोकस इंटरचेंज करण्यायोग्य लेन्स वापरणे चांगले आहे आणि जेव्हा लक्ष्ये शोधत आहेत तेव्हा, F50 लेन्स सर्व आकर्षणे प्रकट करेल. .

लक्ष द्या!लेन्सच्या भौतिक बदलानंतर, थर्मल इमेजरच्या योग्य ऑपरेशनसाठी, आपल्याला डिव्हाइस मेनूमध्ये योग्य मूल्य "50" निवडण्याची आवश्यकता आहे. आता तुमचे थर्मल इमेजिंग मोनोक्युलर योग्यरित्या कार्य करेल, दूरच्या वस्तूंची प्रतिमा उच्च दर्जाची असेल.

थर्मल इमेजरची निवड सहसा विशिष्ट लक्ष्य शोध श्रेणी प्राप्त करण्यासाठी सेन्सर रिझोल्यूशन आणि लेन्स फोकल लांबी निवडण्यासाठी खाली येते. उदाहरणार्थ, मध्ये तांत्रिक गरजासूचित करा: 640x480 पिक्सेलचे रिझोल्यूशन आणि 100 मिमी लेन्ससह थर्मल इमेजर.

थर्मल इमेजिंग कॅमेरा निवडण्याच्या वास्तविक परिस्थितीचा विचार करूया, जेव्हा सर्व प्रस्तावित सेन्सरमध्ये आकारहीन सिलिकॉन (aSi) तंत्रज्ञानावर आधारित 640x480 पिक्सेलचे आवश्यक रिझोल्यूशन, 17 μm पिक्सेल पिच आणि 50 mK ची थर्मल सेन्सिटिव्हिटी (NETD) असते. - हे पॅरामीटर्स आधुनिक दीर्घ-तरंगलांबी मायक्रोबोलोमीटरसाठी वैशिष्ट्यपूर्ण आहेत. तसेच, सर्व प्रस्तावित लेन्सची फोकल लांबी 100 मिमी असते, परंतु सापेक्ष छिद्र एफ मध्ये भिन्न असते. लेन्सचे पॅरामीटर्स खालीलप्रमाणे आहेत:

आयआर श्रेणीतील छिद्र आणि प्रकाश प्रसारणाचे सूचित पॅरामीटर्स (8 ते 12 मायक्रॉन पर्यंत) लक्षात घेऊन, आपण लेन्समधून किती टक्के प्रकाश जाईल याची गणना करू शकता:

F1.6 लेन्स आणि लाइट ट्रान्समिशनसह मॅट्रिक्सवर प्रदीपन 88% = (1 / 1.6) 2 x 0.88 = 34%

मॅट्रिक्सवर F1.4 लेन्स आणि 88% प्रकाश प्रसारण = (1 / 1.4) 2 x 0.88 = 49%

F1.2 लेन्स आणि लाइट ट्रान्समिशनसह मॅट्रिक्सवर प्रदीपन 88% = (1/1.2) 2 x 0.88 = 61%

त्यानुसार, हे दर्शविले जाऊ शकते की थर्मल इमेजर + लेन्स सिस्टमची थर्मल संवेदनशीलता पासपोर्ट 50 mK वरून बदलेल.

	आयआर लाइट ट्रान्समिशन	NETD प्रणाली
लेन्स १	34%	147mK
लेन्स 2	49%	102mK
लेन्स ३	61%	82mK

अशा प्रकारे, 50mK थर्मल इमेजरची पासपोर्ट संवेदनशीलता लेन्सच्या प्रकाश प्रसारणावर पूर्णपणे अवलंबून असते आणि आमच्या उदाहरणात, ते 82mK सर्वोत्तम (लेन्स 3) आणि सर्वात वाईट 147mK (लेन्स 1) आहे. म्हणजेच, परिणामी, थर्मल इमेजर 0.05 अंशांचा "तापमानातील फरक पाहण्यास" सक्षम होणार नाही, परंतु केवळ 0.08 ~ 0.15 अंश, जे देखील खूप चांगले असल्याचे दिसते.

याचा निरीक्षणाच्या परिणामावर कसा परिणाम होईल? जर तापमानाचा विरोधाभास मोठा असेल आणि निरीक्षण केलेली वस्तू तापमानाच्या पार्श्वभूमीपेक्षा लक्षणीयरीत्या भिन्न असेल, तर सर्व कॅमेरे ऑब्जेक्टला तितकेच चांगले दाखवतील. परंतु जर परिस्थिती अधिक गुंतागुंतीची झाली तर त्याचे परिणाम वेगळे दिसू लागतील. निरीक्षण परिस्थितीच्या गुंतागुंतीच्या अंतर्गत, एक समजू शकतो: लक्ष्य आणि पार्श्वभूमी दरम्यान कमी थर्मल कॉन्ट्रास्ट, वातावरणीय पर्जन्य.

चाचणीसाठी एकत्रित स्थापनेचा देखावा. 100 मिमीच्या फोकल लांबीसह सर्व लेन्स, परंतु वेगळ्या F सह (डावीकडून उजवीकडे लेन्स): F1.2, F1.4, F1.6. परावर्तनाच्या रंगानुसार लेन्सचे परावर्तक/संरक्षणात्मक कोटिंग्स कसे वेगळे आहेत ते तुम्ही पाहू शकता.

विविध हवामान परिस्थिती पकडण्यासाठी आणि योग्यरित्या शूट करण्यासाठी चाचणीसाठी थोडा वेळ लागला.

दृश्यमान स्पेक्ट्रममधील निरीक्षण क्षेत्राचे दृश्य. पाऊस. कोरड्या उबदार हवामानात प्रतिमा घेण्यात आल्या. लेन्स अनुक्रमे 100 मिमी, F1.6 - F1.4 - F1.2.

हे पाहिले जाऊ शकते की, सर्वसाधारणपणे, सर्व लेन्स निरीक्षणासाठी पुरेशी प्रतिमा गुणवत्ता प्रदान करतात. त्याच वेळी, F1.4 लेन्स फोरग्राउंडमध्ये जास्त तीक्ष्णता प्रदान करत नाही. सर्वात तपशीलवार चित्र F1.2 लेन्ससह आहे - हे पार्श्वभूमीतील तारांच्या तपशीलामध्ये आणि अग्रभागी इमारतीच्या छतावरील तपशीलांमध्ये पाहिले जाऊ शकते. या परिस्थितीत, लेन्समधील फरक गंभीर नाही.

पाऊस पडला की चित्र बदलते. लेन्स 100mm, F1.6 - F1.4 - F1.2:

पावसात, IR स्पेक्ट्रममध्ये निरीक्षणासाठी दोन नकारात्मक प्रभाव आहेत. प्रथम, पाऊस अवरक्त प्रकाशाच्या मार्गात "अडथळा" निर्माण करतो आणि दुसरे म्हणजे, पाणी तापमानाची तुलना करते. वातावरण, ज्यामुळे थर्मल कॉन्ट्रास्ट कमी होतो.

आपण खालील लक्षात घेऊ शकता:

• F1.6 च्या लहान सापेक्ष छिद्रासह, प्रतिमा कॉन्ट्रास्ट लक्षणीयरीत्या कमी होते;
• कमी थर्मल कॉन्ट्रास्ट असलेल्या वस्तू खराबपणे ओळखल्या जाऊ शकत नाहीत - पार्श्वभूमीतील खांब जवळजवळ अदृश्य आहेत;
• दृष्यदृष्ट्या, F1.2 वरील प्रतिमा ऑपरेटरला F1.6 किंवा F1.4 पेक्षा अधिक समजण्यायोग्य आहे.
• स्वच्छ हवामानापेक्षा प्रतिमा खूपच वाईट आहे.

कोरड्या सनी हवामानात आणखी एक कोन. अनुक्रमे 100mm, F1.6 - F1.4 - F1.2 लेन्स:

प्रतिमेमध्ये थोडा फरक आहे, परंतु सर्वसाधारणपणे याचा थर्मल प्रतिमेच्या आकलनावर आणि विश्लेषणावर परिणाम होत नाही.

लेन्समधील फरकाचे सादरीकरण पूर्ण करण्यासाठी, वेगवेगळ्या हवामानात पुरेसे सॅम्पलिंग नव्हते.

तथापि, ते करणे शक्य आहे खालील निष्कर्ष:

• थर्मल इमेजिंग कॅमेर्‍याची संवेदनशीलता (NETD) नेहमी मायक्रोबोलोमीटरपेक्षा कमी असते;
• लेन्सचे सापेक्ष छिद्र F1.2 ते F1.6 पर्यंत बदलत असतानाही पुरेसा तापमान विरोधाभास उच्च-गुणवत्तेची प्रतिमा प्रदान करतात;
• खराब हवामानात थर्मल इमेजची गुणवत्ता मोठ्या प्रमाणात कमी होते, परंतु मोठ्या ऍपर्चरसह लेन्स अजूनही लहान छिद्रापेक्षा चांगली प्रतिमा गुणवत्ता प्रदान करते.