Vấn đề quan trọng của các máy chụp ảnh nhiệt riêng lẻ như một phần của tổ hợp thiết bị đo và nhìn là các yêu cầu nghiêm ngặt về trọng lượng và kích thước. Không thể đặt một hệ thống làm mát ma trận bằng nitơ lỏng, vì vậy phải tìm kiếm các giải pháp kỹ thuật mới. Và tại sao lại bận tâm đến hàng rào trong máy ảnh nhiệt phức tạp và đắt tiền nhất, nếu đã có các thiết bị nhìn đêm hồng ngoại tuyệt vời cho các cánh tay nhỏ lẻ? Vấn đề là ngụy trang kẻ thù, khói, lượng mưa trong khí quyển và nhiễu ánh sáng, tất cả những điều này làm giảm đáng kể hiệu quả của các thiết bị nhìn ban đêm, ngay cả với bộ chuyển đổi điện quang thế hệ thứ ba. Sản phẩm của Cục thiết kế trung tâm Novosibirsk "Tochpribor" theo chỉ số 1PN116 chỉ được thiết kế để hoạt động trong những điều kiện như vậy và là một đại diện lâu đời của các thiết bị phát hiện bức xạ hồng ngoại của các vật thể trên chiến trường.
Thiết bị ngắm ảnh nhiệt 1PN116 với tầm nhìn nhạy bén của nó có thể nhìn thấy mọi thứ có kích thước bằng một người và những gì nóng hơn nền tự nhiên phía trước 1200 mét. Thiết bị này có khối lượng đáng kể (3, 3 kg), và do đó nó được đặt chủ yếu trên SVD, súng máy "Pecheneg" và "Kord". Một microbolometer không được làm mát với ma trận 320x240 pixel được sử dụng làm "võng mạc". Chúng ta hãy xem xét kỹ hơn các thủ thuật của hình ảnh nhiệt không được làm mát.
[Trung tâm]
Kỹ thuật này đã là thế hệ thứ ba, có những điểm khác biệt cơ bản so với những kỹ thuật trước đó là không có hệ thống quét cơ-quang phức tạp và không phải lúc nào cũng đáng tin cậy. Trong thế hệ này, máy ảnh nhiệt dựa trên máy thu mảng trạng thái rắn Khu vực tấm tiêu cự (FPA), được gắn ngay sau mặt phẳng thấu kính. "Hóa học" của tầm nhìn nhiệt trong các thiết bị như vậy, trong phần lớn các trường hợp, dựa trên các lớp điện trở của ôxít vanadi VOx hoặc silicon vô định hình α-Si. Nhưng cũng có những trường hợp ngoại lệ, trong đó vectơ quang hay "trái tim" của máy ảnh nhiệt dựa trên PbSe, mảng bộ tách sóng quang nhiệt điện, hoặc ma trận dựa trên hợp chất CdHgTe, được trang bị làm mát bằng nhiệt điện. Điều thú vị là cách làm mát như vậy thường không được sử dụng cho mục đích dự kiến của nó, mà chỉ cung cấp sự ổn định nhiệt trong các điều kiện môi trường thay đổi. Các microbolometers từ thanh ghi dòng VOx hoặc α-Si thay đổi điện trở dưới ảnh hưởng của nhiệt độ, thuộc về nguyên tắc hoạt động cơ bản của máy ảnh nhiệt. Mỗi cảm biến trạng thái rắn như vậy chứa một chip tiền xử lý tín hiệu chuyển đổi điện trở thành điện áp đầu ra và bù cho bức xạ nền. Yêu cầu quan trọng của microbolometer là làm việc trong chân không và quang học germanium "trong suốt nhiệt", điều này làm phức tạp nghiêm trọng công việc của cả nhà thiết kế và nhà sản xuất. Và bản thân cảm biến phải có chất nền đáng tin cậy với bao gồm gecmani hoặc gali arsenide. Để hiểu tất cả sự phức tạp của công việc của microbolometer, cần lưu ý rằng sự dao động nhiệt độ của tinh thể bằng 0, 1 K dẫn đến sự thay đổi nhỏ trong điện trở 0, 03%, điều này phải được theo dõi. Tất cả những thứ khác đều bình đẳng, silicon vô định hình có một số ưu điểm hơn so với oxit vanadi - tính đồng nhất của mạng tinh thể và độ nhạy cao. Điều này làm cho hình ảnh cho người dùng có độ tương phản cao hơn và ít bị nhiễu hơn so với kỹ thuật tương tự trên VOx. Mỗi pixel của microbolometer là duy nhất theo cách riêng của nó - nó có điểm ảnh riêng, hơi khác so với các điểm ảnh tương tự, độ lợi và độ lệch, ảnh hưởng đến hình ảnh cuối cùng. Bằng cách tăng số lượng pixel, giảm cao độ giữa chúng (lên đến 9-12 micron) và thu nhỏ chúng, các nhà thiết kế đang cố gắng giảm mức độ nhiễu trong hình ảnh. Điểm ảnh “xấu” hoặc bị lỗi là một vấn đề nghiêm trọng trong sản xuất microbolometer, buộc các kỹ sư phải phát triển cơ chế phần mềm để loại bỏ các chấm trắng hoặc đen trên màn hình và các hạt nhấp nháy. Điều này thường được tổ chức bằng cách sử dụng nội suy, nghĩa là, tín hiệu đi từ pixel "bị hỏng" được thay thế bằng một dẫn xuất từ giá trị của các điểm lân cận. Tham số quan trọng nhất của ma trận là giá trị NETD (Chênh lệch nhiệt độ tương đương tiếng ồn) hoặc nhiệt độ tại đó vi đồng kế phân biệt tín hiệu với tiếng ồn. Tất nhiên, cảm biến cần phải nhanh, vì vậy thông số tiếp theo là hằng số thời gian hoặc tốc độ mà hình ảnh phản ứng với những thay đổi về nhiệt độ. Hệ số lấp đầy hay hệ số lấp đầy là một đặc tính ma trận phản ánh mức độ lấp đầy của microbolometer với các phần tử nhạy cảm, nó càng lớn thì người vận hành càng nhìn thấy hình ảnh tốt hơn. Ma trận công nghệ cao có thể tự hào về độ phủ của ma trận là 90% với số điểm ảnh đạt 1 triệu. Người dùng có thể quan sát chiến trường ở hai phiên bản - đơn sắc và bảng màu. Các sản phẩm quân sự và an ninh thường tạo ra hình ảnh đơn sắc, vì độ rõ nét của hình kẻ thù và trang bị của hắn cao hơn nhiều so với phiên bản màu.
Những phát triển của các nhà khoa học Mỹ liên quan đến việc sử dụng graphene làm cảm biến hồng ngoại có vẻ đầy hứa hẹn. Họ đang cố gắng giới thiệu vật liệu 2D này ở khắp mọi nơi, và bây giờ đến lượt công nghệ ảnh nhiệt. Xem xét rằng 70-80% chi phí của một máy ảnh nhiệt không được làm mát được tạo thành từ microbolometer và quang học germani, ý tưởng tạo ra cảm biến nhiệt điện graphene là rất hấp dẫn. Theo người Mỹ, một lớp graphene tương đối rẻ tiền trên chất nền silicon nitride là đủ, và nguyên mẫu đã đạt được khả năng phân biệt một người ở nhiệt độ phòng.
Cả ở nước ngoài và ở Nga, người ta chú ý nhiều đến những phát triển liên quan đến quá trình biến nhiệt của hệ thống quang học của máy ảnh nhiệt, tức là khả năng chống lại nhiệt độ môi trường xung quanh quá cao. Thấu kính được sử dụng từ vật liệu chalcogenide - GeAsSe và GaSbSe, trong đó chiết suất của tia phụ thuộc rất ít vào nhiệt độ. LPT và Murata Manufacturing đã phát triển một phương pháp sản xuất thấu kính như vậy bằng cách ép nóng, sau đó là quay kim cương của thấu kính phi cầu và thấu kính lai. Ở Nga, một trong số ít nhà sản xuất thấu kính athermal là Công ty Cổ phần NPO GIPO - Viện Quang học Ứng dụng Nhà nước, là một phần của Shvabe đang nắm giữ. Vật liệu thấu kính là thủy tinh không chứa oxy, kẽm và selenua germani, và vỏ được làm bằng hợp kim nhôm có độ bền cao, cuối cùng đảm bảo không bị biến dạng trong phạm vi từ -400C đến + 500C.
Ở Nga, ngoài 1PN116 được đề cập từ FSUE TsKB Tochpribor (hoặc "Shvabe-devices"), một thiết bị ngắm ảnh nhiệt nhẹ hơn nhiều "Shahin" (JSC TsNII "Cyclone"), được đặt tên cho "sự cảnh giác" nhằm tôn vinh các loài săn mồi của chim ưng, được đặc trưng bởi ma trận Ulisse của Pháp với 160x120 pixel (hoặc 640x480) và phạm vi nhận dạng của một hình cao 400-500 mét. Trong các thế hệ mới nhất, microbolometer nhập khẩu đã được thay thế bằng mẫu nội địa.
Hơn nữa trong danh sách: Kính ngắm ảnh nhiệt PT3 từ Novosibirsk "Shvabe - Defense and Defense" với độ phân giải ma trận 640x480 phần tử, nặng 0,9 kg và đã trở thành "tiêu chuẩn vàng", phạm vi phát hiện của một con số tăng trưởng của 1200 m. Cao độ pixel của cảnh này không phải là một chỉ số nổi bật và là 25 micron, tạo thành độ phân giải hình ảnh cuối cùng khiêm tốn. Nhân tiện, tổ chức đã tổ chức sản xuất một thiết bị ngắm săn dựa trên thiết kế quân sự mang mã PTZ-02. Một đại diện khác của trường phái thiết kế trong nước là ống ngắm ảnh nhiệt Alfa TIGER từ bộ phận Shvabe-Photopribor, có vẻ là hãng độc quyền, với bộ thu microbolometric trong phạm vi 7-14 micron với độ phân giải 384x288 pixel. Trong "TIGRA", nhà điều hành làm việc với một màn hình nhỏ OLED đơn sắc 800x600 pixel, trong đó 768x576 được dành riêng để hiển thị hình ảnh nhiệt. Một điểm khác biệt quan trọng so với các mẫu ống ngắm ảnh nhiệt đầu tiên của Nga là thời gian hoạt động tăng thêm 30 phút - giờ đây bạn có thể chiến đấu trong phạm vi hồng ngoại trong 4,5 giờ. Sửa đổi của nó "Alpha-PT-5" có một bộ tách sóng quang PbSe hiếm có với tính năng ổn định nhiệt điện. Súng ngắm phổ thông PT-1 của NPO NPZ có khả năng kết hợp với nhiều loại vũ khí nhỏ do có bộ nhớ và ngàm đặc biệt, trong đó đạn đạo và ống ngắm được lập trình cho nhiều loại vũ khí. Bóp thị giác bằng các cơ của mắt sẽ bật màn hình vi mô và không nhắm nó sẽ tắt - đây là loại hệ thống tiết kiệm năng lượng được triển khai trong PT-1. Các microbolometers của Mỹ được lắp đặt trên thiết bị ảnh nhiệt để ngắm và quan sát "Granite-E" từ ISPC "Spectrum". Kỹ thuật với tầm nhìn "phân cực rộng" được trình bày bởi công ty có tên dài NF IPP SB RAS "KTP PM" dưới chỉ số TB-4-50 và có trường nhìn 18 độ x 13,6 độ.
Nhân tiện, công ty cung cấp một loạt ba kích thước tiêu chuẩn của ống ngắm ảnh nhiệt TB-4, TB-4-50 và TB-4-100, được trang bị bộ vi xử lý hiện đại để xử lý hình ảnh dựa trên kiến trúc HPRSC (Có thể cấu hình lại hiệu suất cao Siêu máy tính). Một hướng đi riêng biệt là ống ngắm ảnh nhiệt Mowgli-2M mới theo chỉ số 1PN97M, được lắp đặt trên Strela-2M, Strela-3, Igla-1, Igla, họ MANPADS loại Igla-S và Verba mới nhất”. Họ phát triển và lắp ráp các điểm tham quan tại St. Petersburg LOMO và tất nhiên chúng khác nhau ở phạm vi phát hiện khổng lồ 6000 m. Một lựa chọn thay thế cho Mowgli có thể là điểm ngắm TV / S-02 của công ty BELOMO ở nước ngoài, được thiết kế cho vũ khí nhỏ hạng nặng - súng trường cỡ lớn, súng phóng lựu và trên thực tế là MANPADS. Với khối lượng không quá 2 kg, tầm ngắm của Belarus thể hiện phạm vi phát hiện ấn tượng của con người là 2000 mét và nhận dạng là 1300 mét.
Trong phần này của "Biên niên sử hình ảnh nhiệt", chúng tôi đã nói về một số điểm tham quan cá nhân bằng hình ảnh nhiệt trong nước và các đối tác của chúng từ nước ngoài. Phía trước là các thiết bị tương tự nước ngoài, máy chụp ảnh nhiệt xe tăng, cũng như các thiết bị quan sát và trinh sát cá nhân.
