трів теплового випромінювання нагрітих тіл.
1. Призначення, огляд розвитку і класифікація тепловізорів
Тепловізори - Пристрої, призначені для спостереження нагрітих об'єктів за їх власному тепловому випромінюванню. Вони перетворять невидиме оком людини інфрачервоне випромінювання в електричні сигнали, які після підсилення і автоматичного оброблення знову перетворюються на видиме зображення об'єктів.
У відміну від зображень у видимій та ближній інфрачервоній областях спектру, отриманих за рахунок відбитого випромінювання об'єкта та відмінностей в відбивної здатності його елементів і відображає фону, теплові (інфрачервоні) зображення створюються за рахунок власного теплового випромінювання об'єкта і визначаються відмінностями в температурі і випромінювальної здатності його елементів і навколишнього фону. Зміни температури поверхні випромінювання об'єкта в певній мірі відповідають деталям візуально спостерігається картини, тому створювані тепловізором зображення в основному відповідають уявленням про форму і розмірах розглянутих об'єктів.
Першим тепловізором умовно можна вважати евапорограф, в якому різниця температур розглянутого об'єкта і навколишнього його тла перетворювалася в різницю товщин масляної плівки, нерівномірно випаровується в процесі нагрівання (Евапорографія - реєстрація випаровуванням). p> У основу пристрою евапорографа були покладені досліди Джона Гершеля, який використовував для евапорографіі тонку фільтрувальний папір, змочену спиртом і закопчену з боку, зверненої до спостережуваного об'єкту (1840 р.).
У евапорографе Черні (1927 р.) використовувалося не випаровування спирту, а сублімація нафталіну і камфори. Під час другої світової війни в Німеччині був створений вдосконалений варіант евапорографа Черні - ЕУА. Аналогічний прилад був побудований в Кембриджі (США) в 1950 р. У Радянському Союзі співробітниками ГОІ імені С. І. Вавилова був розроблений евапорограф ЕВ-84. Всі ці конструкції евапорографов належали до класу несканірующіх тепловізорів і не отримали широкого застосування через властивих їм недоліків. Час, потрібний для отримання зображення в евапорографах, досягало десятків секунд; роздільна здатність по температурі становила близько 1 В° С [56, 63].
Іншим приладом, що належать до класу несканірующіх тепловізорів, був еджеограф. Принцип його дії заснований на температурній залежності довгохвильової межі смуги власного поглинання деяких матеріалів (наприклад, селену): край смуги поглинання зміщується при зміні температури. Якщо через плівку селену пропускати монохроматичне випромінювання від допоміжного джерела з довжиною хвилі, близької до довгохвильової кордоні смуги поглинання, інтенсивність пройшов через плівку випромінювання буде залежати від її температури. Це явище покладено в основу пристрою приладу, за допомогою якого можна було спостерігати і фотографувати тепловипромінюючі об'єкти. Еджеограф позволялфіксіровать перепади температур порядку 10 "С при роздільній здатності 2 лін./мм і постійної часу 2 мс [39, 40].
У повоєнний період у ряді країн почалася розробка скануючих пловізоров в яких використовувався метод розгортаючого перетворення, запропонований радянським ученим Ф. Е. темників. На початку цього пе-йоду ще не були доведені до необхідної кондиції телевізійні передаюшіе трубки, чутливі в інфрачервоній області спектру, тому головна увага була зосереджена на розробці тепловізорів з оптико-механічною системою сканування. Однією з головних характеристик таких систем сканування є час, необхідний для аналізу теплового поля Із цього погляду оптико-механічні системи сканування умовно класифікують на три види: низькошвидкісні (час аналізу поля Т до > 20 с), середньошвидкісні (0,5 с <Т до <20 с) і високошвидкісні (Т до <0,5 с).
Спочатку розроблялися тепловізори з низькошвидкісної і средньошвидкісною системами сканування. Так, в Потстдамской астрофізичної обсерваторії був створений скануючий тепловізор з Болометр, у Франції - тепловізор з фоторезистором, у США - авіаційний тепловізор для отримання теплових карт місцевості. Перший вітчизняний тепловізор середнього швидкодії був створений у ВЕІ імені В.І. Леніна. p> З 1960 почали розроблятися тепловізори з швидкою кадрової розгорткою для літакових систем переднього огляду та різних наземних застосувань. У зарубіжній літературі такі прилади отримали назву РИК (від перших літер англійських слів Forward Looking Infa-Red - Інфрачервоні прилади переднього огляду). p> У однією з перших наземних систем РИК з оптико-механічним скануванням використовувалися дві обертові преломляющие призми для отримання спіральної розгортки з Одноелементний ПІ на основі антимонида індію (InSb). Миттєве поле становило 1 мрад при загальному полі зору 0,087 радий (5 В°), кадрова частота 0,2 кадру/с, роздільна здатність по температурі 1 В° С [56]. Досвідчені зразки літакових систем РИК ...
