Ključni problem posameznih toplotnih posnetkov kot dela instrumentacijskega in opazovalnega kompleksa so stroge zahteve glede teže in dimenzij. Nemogoče je postaviti sistem za hlajenje matrike s tekočim dušikom, zato je treba poiskati nove inženirske rešitve. In zakaj bi se trudili z ograjo v najbolj zapletenem in najdražjem termovizorju, če že obstajajo odlične infrardeče naprave za nočno opazovanje za posamezno osebno orožje? Bistvo je v prikrivanju sovražnika, dima, atmosferskih padavin in svetlobnih motenj, vse to dramatično zmanjšuje učinkovitost naprav za nočno opazovanje, tudi z elektrooptičnimi pretvorniki tretje generacije. Izdelek Novosibirskega osrednjega oblikovalskega biroja "Tochpribor" pod indeksom 1PN116 je ravno zasnovan za delo v takšnih razmerah in je predstavnik stare šole naprav za zaznavanje infrardečega sevanja predmetov na bojišču.
Termovizijski prizor 1PN116 s svojim ostrim vidom vidi vse, kar je velikosti osebe in kaj je vroče od naravnega ozadja 1200 metrov naprej. Naprava ima znatno maso (3, 3 kg), zato je nameščena predvsem na SVD, mitraljezi "Pecheneg" in "Kord". Nehlajen mikrobolometer z matrico 320x240 slikovnih pik se uporablja kot "mrežnica". Oglejmo si podrobneje trike nehlajenega toplotnega slikanja.
[center]
Ta tehnika je že tretja generacija, ki ima temeljne razlike od prejšnjih, ker ni zapletenega in ne vedno zanesljivega optično-mehanskega skenirnega sistema. V tej generaciji termovizijske enote temeljijo na polprevodniških sprejemnikih z žariščno ploščo (FPA), nameščenih tik za ravnino objektiva. "Kemija" toplotnega vida v takšnih pripomočkih v veliki večini primerov temelji na uporovnih plasteh vanadijevih oksidov VOx ali amorfnega silicija α-Si. Obstajajo pa tudi izjeme, pri katerih fotodetektorji ali "srca" termovizij temeljijo na PbSe, nizih piroelektričnih fotodetektorjev ali matrikah na osnovi spojin CdHgTe, opremljenih s termoelektričnim hlajenjem. Zanimivo je, da se takšno hlajenje najpogosteje ne uporablja po predvidenem namenu, ampak le zagotavlja toplotno stabilnost v spremenljivih okoljskih pogojih. Mikrobolometri iz serije VOx ali α-Si beležijo spremembe električnega upora pod vplivom temperature, kar spada v osnovno načelo delovanja termovizorja. Vsak tak polprevodniški senzor vsebuje čip za predhodno obdelavo signala, ki pretvori upor v izhodno napetost in kompenzira sevanje v ozadju. Pomembna zahteva mikrobolometra je delo v vakuumski in "toplotno prozorni" germanovi optiki, kar resno otežuje delo tako oblikovalcev kot proizvajalcev. In sam senzor mora imeti zanesljivo podlago z vključki germanijevega ali galijevega arzenida. Za razumevanje vseh zapletenosti dela mikrobolometra je treba opozoriti, da nihanja temperature kristala za 0,1 K vodijo do drobne spremembe upora za 0,03%, kar je treba slediti. Pri vseh enakih pogojih ima amorfni silicij nekaj prednosti pred vanadijevimi oksidi - enakomernost kristalne rešetke in visoko občutljivost. Zaradi tega je slika za uporabnika bolj kontrastna in manj nagnjena k hrupu v primerjavi s podobno tehniko na VOxu. Vsak piksel mikrobolometra je edinstven na svoj način - ima svoje, nekoliko drugačne od svojih kolegov, ojačanje in odmik, ki vplivajo na končno sliko. S povečanjem števila slikovnih pik, zmanjšanjem naklona med njimi (do 9-12 mikronov) in njihovo miniaturizacijo se oblikovalci med drugim trudijo zmanjšati raven šuma na sliki. "Slabe" ali okvarjene slikovne pike so resen problem v proizvodnji mikrobolometrov, zaradi česar so inženirji razvili programske mehanizme za odpravo belih ali črnih pik na zaslonu in utripajočih delcev. To je običajno organizirano z uporabo interpolacije, to pomeni, da se odhodni signal iz "zlomljenega" piksla nadomesti z izpeljano iz vrednosti sosedov. Najpomembnejši parameter matrice je vrednost NETD (Noise Equivalent Temperature Difference) ali temperatura, pri kateri mikrobolometer loči signal od hrupa. Seveda mora biti senzor hiter, zato je naslednji parameter časovna konstanta ali hitrost, s katero se odzivnik odzove na spremembe temperature. Faktor polnjenja ali faktor polnjenja je matrična značilnost, ki odraža stopnjo napolnjenosti mikrobolometra z občutljivimi elementi, večji kot je, bolje operater vidi sliko. Hi -tech matrice se lahko pohvalijo z 90 -odstotno pokritostjo matrike s številom slikovnih pik, ki dosežejo 1 milijon. Uporabnik lahko bojišče opazuje v dveh različicah - enobarvni in barvni paleti. Vojaški in varnostni izdelki običajno ustvarjajo enobarvno podobo, saj je jasnost sovražnikovih figur in njegove opreme veliko višja od barvne različice.
Razvoj ameriških znanstvenikov glede uporabe grafena kot infrardečega senzorja je obetaven. Ta 2D material poskušajo uvesti povsod, zdaj pa so na vrsti tehnologije toplotnega slikanja. Glede na to, da 70-80% stroškov nehlajenega termovizorja sestavljajo mikrobolometer in germanijeva optika, je zamisel o ustvarjanju termoelektričnih senzorjev iz grafena zelo mamljiva. Po mnenju Američanov zadostuje ena plast relativno poceni grafena na substratu silicijevega nitrida, prototip pa že pridobiva sposobnost razlikovanja osebe pri sobni temperaturi.
Tako v tujini kot v Rusiji se veliko pozornosti posveča razvoju, ki je povezan z atermalizacijo optičnih sistemov toplotnih posnetkov, torej odpornostjo na ekstremne temperature okolice. Leče se uporabljajo iz halkogenidnih materialov - GeAsSe in GaSbSe, pri katerih so lomni količniki žarkov malo odvisni od temperature. LPT in Murata Manufacturing sta razvila metodo za proizvodnjo takšnih leč z vročim stiskanjem, ki ji je sledilo diamantno struženje asferičnih in hibridnih leč. V Rusiji je eden redkih proizvajalcev atermalnih leč JSC NPO GIPO - Državni inštitut za uporabno optiko, ki je del holdinga Shvabe. Material leče je steklo brez kisika, cinkov in germanijev selenid, ohišje pa je izdelano iz aluminijeve zlitine z visoko trdnostjo, kar na koncu zagotavlja brez popačenja v območju od -400C do + 500C.
V Rusiji je poleg omenjenega 1PN116 iz FSUE TsKB Tochpribor (ali "naprav Shvabe") veliko lažji termovizijski prizor "Shahin" (JSC TsNII "Ciklon"), poimenovan po "budnosti" v čast plenilske vrste falcon, za katerega je značilna francoska matrica Ulisse s 160x120 piksli (ali 640x480) in razpon prepoznavnosti visoke figure 400-500 metrov. V zadnjih generacijah je uvoženi mikrobolometer zamenjal domači model.
Nadalje na seznamu: termovizijski prizor PT3 iz Novosibirska "Shvabe - obramba in obramba" z matrično ločljivostjo 640 x 480 elementov, tehta 0,69 kg in, kar je postal "zlati standard", območje zaznavanja rasti 1200 m. Nagib slikovnih pik tega pogleda ni izjemen pokazatelj in je 25 mikronov, kar tvori skromno končno ločljivost slike. Mimogrede, gospodarstvo je organiziralo izdelavo lovske znamenitosti po vojaški zasnovi pod oznako PTZ-02. Drug predstavnik domače oblikovalske šole je termovizijski pogled Alfa TIGER iz oddelka Shvabe-Photopribor, ki se zdi monopolist, z mikrobolometričnim sprejemnikom v razponu 7-14 mikronov z ločljivostjo 384x288 slikovnih pik. Operater v "TIGRI" dela z monokromatskim OLED mikroprikazom 800x600 slikovnih pik, od katerih je 768x576 rezerviranih za prikaz toplotne slike. Pomembna razlika od prvih modelov ruskih toplotnih slik je podaljšan čas delovanja za 30 minut - zdaj se lahko v infrardečem območju borite 4,5 ure. Njegova modifikacija "Alpha-PT-5" ima redek fotodetektor PbSe z električno toplotno stabilizacijo. Univerzalni pogled PT-1 iz NPO NPZ se lahko kombinira z mnogimi vrstami osebnega orožja zaradi posebnega nosilca in pomnilnika, v katerem sta balistika in namerilni križ programirana za široko paleto orožja. S stiskanjem očesnega očesca z očesnimi mišicami se vklopi mikrozaslon, odklopi pa se izklopi - to je vrsta sistema za varčevanje z energijo, ki je bil izveden v PT -1. Ameriški mikrobolometri so nameščeni na termovizijski napravi za ciljanje in opazovanje "Granite-E" iz ISPC "Spectrum". Tehniko s "širokopolarnim" vidom predstavlja podjetje z dolgim imenom NF IPP SB RAS "KTP PM" pod indeksom TB-4-50 in ima vidno polje 18 stopinj za 13,6 stopinj.
Mimogrede, podjetje ponuja vrsto treh standardnih velikosti toplotnih posnetkov TB-4, TB-4-50 in TB-4-100, opremljenih s sodobnim mikroprocesorjem za obdelavo slik na podlagi arhitekture HPRSC (High Performance Reconfigurable Super računalništvo). Ločena smer so nove termovizijske znamenitosti Mowgli-2M pod indeksom 1PN97M, nameščene na družini MANPADS Strela-2M, Strela-3, Igla-1, Igla, Igla-S in najnovejši Verbi . Razvijajo in sestavljajo znamenitosti v Sankt Peterburgu LOMO in se razlikujejo seveda po velikem dosegu zaznavanja 6000 m. Alternativa Mowglu so lahko TV / S-02 znamenitosti podjetja BELOMO iz bližnje tujine, namenjene za težko osebno orožje - puške velikega kalibra, izstrelki granat in pravzaprav MANPADS. Z maso največ 2 kg beloruski vid prikazuje impresiven domet zaznavanja ljudi 2000 metrov in prepoznavnost 1300 metrov.
V tem delu "Termovizijskih kronik" smo govorili o nekaterih domačih termovizijskih posamičnih znamenitostih in njihovih kolegih iz bližnje tujine. Pred nami so tuji analogi, tankovski termovizorji, pa tudi posamezne opazovalne in izvidniške naprave.
