автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.07, диссертация на тему:Методы и средства контроля характеристик тепловизионных приборов и систем

Бугаенко Адольф Георгиевич

Методы и средства контроля характеристик тепловизионных приборов и систем

05.11.07 - Оптические и оптико-электронные приборы и комплексы

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

г. Новосибирск 2005 г.

Работа выполнена в Федеральном государственном унитарном предприятии "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики", г. Казань.

Научный консультант:

доктор технических наук

Пантелеев Николай Леонтьевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор, Лауреат государственной премии доктор технических наук доктор технических наук

Гибин Игорь Сергеевич Садыков Ринат Рифович Алеев Рафиль Мухтарович

Ведущая организация:

ГУП "Конструкторское бюро приборостроения", г. Тула

)

Зашита состоится " 14 " июня 2005 г. в 1400 часов на заседании диссертационного совета Д 212.173.08 в Новосибирском государственном техническом университете, • 630092, г. Новосибирск, пр. К. Маркса, 20

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Новосибирского государственного технического университета

Автореферат разослан «30» 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, доцент

Общая характеристика работы

В настоящей работе обобщены результаты исследований и разработок, выполненных автором в период с 1982 по 2004 г. и направленных на создание, развитие и внедрение в тепловизионное приборостроение специальной контрольно-измерительной техники и обеспечивающей ее применение комплексной научно-технической методологии. Решение указанной проблемы составляет основу получения достоверной и оперативной информации о параметрах и характеристиках тепловизионных приборов (ТВП) различного назначения на стадиях их разработки, серийного изготовления и эксплуатации.

Актуальность работы

Одной из важнейших задач в области разработки, серийного изготовления и войсковой эксплуатации тепловизионных систем различного назначения является задача создания специальных измерительных средств, обладающих необходимыми и достаточными свойствами для оценки характеристик ТВП.

В оптической отрасли в соответствии со сложившейся многолетней мировой практикой измерительным средствам различного назначения всегда придавалось большое значение, поскольку здесь создавались высокоточные инструменты для исследований и решения практических задач в подавляющем большинстве сфер человеческой деятельности. Однако достижения во всех областях оптического приборостроения обеспечивали решение проблем в привычной, в общем понимании, видимой области спектра.

В последние несколько десятилетий стремительное развитие техники ночного видения и, в частности, тепловидения как составной части современных вооружений, ориентирует разработчиков на создание нового класса контрольно-измерительных приборов и комплексов, обеспечивающих оценку параметров и свойств тепловизионных систем всех классов в процессе разработки и изготовления, а также контроль их состояния в период эксплуатации.

Это, в свою очередь, влечет за собой освоение новых оптических технологий, создание высококачественных, стабильных источников излучения, применение новейшей радиоэлектронной элементной базы и современных вычислительных средств обработки информации.

Актуальность проблем создания контрольно-измерительных средств для тепловидения обусловлена следующими основными причинами:

- использованием разрабатываемых ТВП в новейших образцах высокоточного оружия, комплексированием каналов с различными спектральными диапазонами в единые системы управления вооружений и военной техники;

- необходимостью увеличения дальности действия ТВП, что связано с их постоянным совершенствованием в части улучшения температурной чувствительности и пространственного разрешения;

- постоянно ужесточающимися требованиями к обеспечению работоспособности ТВП в условиях войсковой эксплуатации;

- требованиями оптимизации контрольно-измерительных систем с точки зрения необходимости и достаточности собственных свойств с целью снижения затрат на их разработку, производство и эксплуатацию.

В течение более чем двадцатилетних исследований автором постоянно проводился анализ состояния и развития техники измерений в области инфракрасного приборостроения, из которого можно сделать определенные выводы.

Прежде всего, следует отметить, что общие теоретические подходы к обоснованию методологии измерений параметров тепловизионного прибора и его основных составляющих, а именно оптической системы (входного объектива, сканирующей системы, системы согласования сигнала на входе в фотоприемник); фотоприемного устройства и электронной системы Обработки сигнала; устройства отображения информации (монитора), физических и физиологических характеристик зрительного анализатора оператора разработаны, обоснованы (работы зарубежных исследователей Эйсенмана, Марриана, Поттера, 1965 г., Хадсона, 1972 г., Дж. Ллойда, 1978 г., российских ученых Мирошникова М.М., Криксунова Л.З., Усольцева И.Ф., Якушенкова Ю.Г., 60-70-е годы XX столетия и др.) и известны с 50-60-х годов прошлого века. Однако аппаратурное обеспечение таких измерений получило развитие и совершенствовалось только в течение последних двух десятилетий. Информация по измерительной аппаратуре для задач тепловидения ограничена и позволяет проследить лишь некоторые зарубежные разработки.

Известны, в частности, разработки фирм США, таких как Electro Optical Industries, Inc.; Cl-Systems и, объединенные в последнее время разработки CI-Systems с Electro-Optics Industries Ltd., входящей в корпорацию Elbit Systems, Ltd. (Израиль, Германия). Имеется также информация об измерительных комплексах и аппаратуре оперативного диагностирования ТВП западноевропейских стран - Франции (Sagem), Англии (FLIR Systems, Marconi), Швеции (Agema), с которой автор имел возможность ознакомиться непосредственно.

Среди российских разработок аппаратурных средств ИК измерений наиболее известны работы Государственного оптического института им. СИ. Вавилова и НПО "Геофизика". Разработки измерительной аппаратуры для исследований в ИК области оптических свойств атмосферы Земли велись в Институте физики атмосферы РАН, Институте оптики атмосферы СО РАН, в Государственном институте прикладной оптики (Мирумянц CO., Филиппов В.Л., Иванов В.П., Новоселов ВА и др.).

Однако следует отметить, что в отечественном тепловизионном приборостроении до сих пор отсутствует единая система измерения и контроля качества ТВП при достаточно широкой номенклатуре разрабатываемых образцов и обширном круге предприятий-разработчиков и потребителей, что особенно остро влияет на достоверность решений при выборе технических параметров ТВП в обеспечение реализации Государственных программ развития тепловидения.

Таким образом, анализируя перспективы и задачи тепловизионного приборостроения, состояние измерительной базы, можно сделать заключение о необходимости комплексного развития и постоянного совершенствования аппаратурного обеспечения измерений и контроля параметров и технических характеристик разрабатываемой тепловизионной техники и, тем самым, подчеркнуть актуальность

рассматриваемой в настоящей работе проблемы.

Цель работы

Целью настоящей работы является исследование, разработка и создание необходимого и достаточного комплекса методов и средств контроля и испытаний, обеспечивающих получение достоверной, оперативной экспериментальной информации о параметрах и свойствах тепловизионных систем, подлежащих оценке на этапах проектирования, производства и эксплуатации.

Кроме того, поставлена цель максимально широкого внедрения разработок измерительной техники в отечественную отрасль оптико-электронного приборостроения для обеспечения возможности получения достоверных сравнительных характеристик разрабатываемых тепловизионных приборов и систем.

Основные задачи диссертационной работы

Для достижения указанных целей потребовалось:

- провести анализ, классификацию и выбор оптимальных требований к из-

мерительной и контрольной аппаратуре, обеспечивающей единство методов оценки параметров тепловизионных приборов и систем на стадиях их разработки, производства и эксплуатации, в особенности на стадии стендовых испытаний, являющихся наиболее информативным этапом в оценке характеристик ТВП;

- разработать методы испытаний и принципы построения измерительной аппаратуры для оценки параметров ТВП в различных условиях внешних воздействий;

- исследовать перспективы развития аппаратурных средств и методов измерений, учитывающих развитие тепловизионного приборостроения;

- разработать комплекс аппаратурных средств измерений и контроля по сформулированным требованиям и результатам исследований. Разработать инженерные подходы и технологии отработки отдельных узлов и элементов для промышленного освоения аппаратурного комплекса с целью обеспечения возможности его тиражирования и внедрения в отрасль;

- теоретически обосновать и разработать методы калибровки измерительной и контрольной аппаратуры для обеспечения производства и эксплуатации ТВП;

- внедрить созданные методы, методическое обеспечение и комплексы измерительной аппаратуры в практическую деятельность предприятий оптико-электронного приборостроения, а созданную контрольно-проверочную аппаратуру в состав комплексов вооружения и военной техники.

Научная новизна исследований и полученных результатов заключается в

том, что при решении поставленных целей и задач создания методов и средств

контроля характеристик тепловизионных приборов и систем впервые

- обобщены и обоснованы методы комплексного контроля и измерений параметров тепловизионных систем;

- разработаны, исследованы и внедрены в практику принципы построения измерительной и контрольной аппаратуры для разработки, серийного изготовления и эксплуатации ТВП;

- по результатам проведенных исследований получен и внедрен в производство ряд оригинальных научно-технических решений, на основе которых создан комплекс контрольно-измерительных систем, обеспечивающих возможности автоматизации процессов измерений при разработках, изготовлении и эксплуатации ТВП;

- разработаны, исследованы, созданы, внедрены в практику и подтверждены независимыми измерениями специальные методы калибровки измерительных систем.

Научные положения, выносимые на защиту

1. Результаты системного научно-технического обоснования требований к контрольной и измерительной аппаратуре, обобщающие принципы единого подхода к созданию измерительных средств для задач тепловизионного приборостроения с учетом перспективы развития, а также обоснование методов контроля характеристик ТВП, среди которых наиболее важные

- метод создания пространственного изображения тест-объекта с заданными характеристиками в ИК области спектра излучения;

- метод оценки адекватности характеристик ТВП, получаемых в стендовых и полигонных условиях;

- метод калибровки измерительной и контрольной аппаратуры по их выходным характеристикам.

2. Обоснование иерархии аппаратурных средств и измерительных систем для задач разработки, производства и эксплуатации ТВП, оригинальные научно-технические и конструктивные решения, способствующие созданию комплекса измерительной аппаратуры, обеспечивающей

- достоверную оценку характеристик ТВП при стендовых испытаниях в условиях внешних воздействий;

- оценку характеристик, создаваемых ТВП в полигонных условиях в составе комплексов вооружений;

- контроль состояния ТВП, входящих в состав В и ВТ, в эксплуатационный период.

3. Комплекс прогнозных требований к средствам измерений и контроля параметров ТВП, учитывающих перспективу развития тепловизионного приборостроения.

4. Результаты разработки, апробирования и широкого внедрения методов калибровки измерительной и контрольной аппаратуры и научно обоснованные подходы к созданию системы метрологического обеспечения ТВП различных классов и применения, объединяющей интересы производителей и заказчиков всех уровней.

Практическая значимость работы состоит в том, что в ней:

- обоснованы области применения и виды контрольно-измерительных средств

и методов, обеспечивающих задачи создания ТВП различного применения; разработан и реализован научно обоснованный комплекс технических требований к проектированию и созданию измерительных систем. Изготовлен и введен вэксплуатациюряд контрольно-измерительных приборов и стендов;

- разработаныметоды, методическое обеспечение и технология получения опе-

ративной экспериментальной информации о параметрах и свойствахТВП;

- создана промышленная основа серийного изготовления измерительных

комплексов и система метрологического обеспечения испытаний теплови-зионных приборов;

- приборами контроля параметров ТВП в эксплуатации (контрольно-проверочной аппаратурой) оснащенрядкомплексов отечественного противотанкового вооружения, а измерительными комплексами оснащенряд предприятий отрасли, специальные лаборатории военных НИИ и полигонов.

Обобщенные результаты экспериментальных исследований, разработанные, изготовленные и прошедшие метрологическую поверку измерительные комплексы, приборы, технологические стенды, а также разработанные, прошедшие метрологическую экспертизу и опробацию при различных видах испытаний, методы и методическое обеспечение внедрены:

• в ФГУП "НПО ГИПО" при разработках, государственных испытаниях теп-ловизионных прицелов 1ПН65, 1ПН79, 1ПН86-ВИ, ТПВК-24Н, ТПВК-С и их модификаций, а также при серийном изготовлении прицелов 1ПН79, 1ПН86-ВИ и их модификаций и контрольно-проверочной аппаратуры для указанных прицелов

(1982-2004 г.г.);

• в ОАО "КОМЗ" при организации серийного выпуска тепловизионного прицела ШН65 и наблюдательного прибора 1ПН62

(1982-2001 г.г.);

• в ЗАО "Орбита", г. Ереван, при освоении серийного выпуска тепловизионного прицела 1ПН65 и КПА 9В974 в обеспечение поставок по заказу МО СССР

(1985-1992 г.г.);

• в ОАО "Красногорский завод им. С.А. Зверева" при разработках теплови-зионных каналов "Агава", "Агава-2"

(1984-1986 г.г.);

• в ГУЛ ПО "НПЗ", г. Новосибирск, при разработках и серийном выпуске тепловизионного наблюдательного прибора "Пособие";

(1985-1990 г.г.);

• в войсковой части 21374 в обеспечение полигонных испытаний тепловизи-онных приборов всех классов, разрабатываемых и испытываемых по зака-замГРАУМОРФ

(1984+2003 г.г.);

• в ГУП "КБП", г. Тула, в обеспечение совместных работ, проводимых по Госзаказу и для Инозаказчиков

(1998+2003 г.г.);

• в ФГУП 3 ЦНИИ МО РФ при создании и аккредитации "Испытательной лаборатории оптико-электронных средств разведки, наблюдения и прицеливания" № РОСС.КГ.006.04ГШСЮ от28.06.2000 г.

(1984+2003 г.г.);

• в ФГУП ПО "УОМЗ" для обеспечения разработок и подготовки серийного выпуска тепловизионных каналов II поколения различного назначения

(2002-2003 г.г.);

• в "Промышленном центре оптики", Республика Польша, г. Варшава, при проведении совместных разработок в рамках военно-технического сотрудничества (ВТС) в обеспечение серийного выпуска тепловизионного канала для системы управления огнем танка Т-72

(1996-1997 г.г.);

• в Кунминьском институте физики, Китайская народная республика, г. Кун-минь, при проведении совместных работ рамках ВТС в обеспечение разработок тепловизионных приборов различного назначения

(1997+1998 г.г.);

• при проведении испытаний в интересах ГРАУ, ГАБТУ, ВМФ, ВВС и РХБЗ

(2001+2002 г.г.).

Приборные разработки удостаивались серебряной медали ВДНХ СССР (1988 г.), Почетных дипломов различных Всероссийских выставок (1995+2004 г.г.).

Совокупность методов, разработанных контрольно-измерительных комплексов, методическое обеспечение всех видов испытаний в виде инженерных методик, рекомендаций по использованию дополнительного стандартного и специального оборудования, а также утвержденных в рамках отрасли и МО РФ нормативных документов создают основу комплексной научно-технической методологии оценки характеристик ТВП.

Внедрение результатов диссертационной работы в виде разработок конкретных измерительных комплексов и приборов для предприятий отрасли, войсковых частей и поставок за рубеж подтверждено актами внедрения и вносит значительный вклад в развитие экономики страны и повышение ее обороноспособности.

Апробация результатов работы

Основные результаты работы докладывались на:

- IV Всесоюзной конференции "Тепловизионная медицинская аппаратура и практика ее применения ТеМП-88" (г. Ленинград, 1988 г.);

- 2 Отраслевом семинаре "Автоматизация оптических приборов", (г. Ленинград, 1989 г.);

- V Всесоюзной конференции Тепловизионные приборы для медицины и нераз-рушающего контроля в промышленности" (ТеМП-91) (г. Красногорск, 1991 г.);

- II Всероссийской научно-технической конференции "Метрологическое обеспечение обороны и безопасности в Российской Федерации" (г. Мытищи, М., 1998 г.);

- XII научно-технической конференции "Фотометрия и ее метрологическое обеспечение" (г. Москва, 1999 г.);

- SPIE's International Symposium on Nonde-structive Evaluation Techniques for Aging Infrastructure & Manufacturing, Newport Beach, California, USA, 1999;

- XVI Международной научно-технической конференции по фотоэлектронике и приборам ночного видения, 25-27 мая. 2000 г., Москва, Россия;

- Eurotherm Seminar "Quantitative Infrared Thermography V, GIRT'2000 Rheyms, France (paper theses), Jule, 2000;

- Seventh International Symposium on Laser Metrology Applied to Science, Industry, and Everyday Life, Proceedings of SPIE Vol. 4900 (2002);

- XV и XVI Всероссийских межвузовских научно-технических конференциях "Электромеханические и внутрикамерные процессы в энергетических установках, струйная акустика и диагностика, приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий" (г. Казань, 2003,2004 г.г.);

- XVIII Международной конференции по фотоэлектронике и приборам ночного видения, 25-28 мая, 2004 г., Москва, Россия.

Публикации

Основные результаты исследований по теме диссертации опубликованы в 40 научных работах, в том числе в монографии "Физические основы и техника измерений в тепловидении", г. Казань, Отечество, 2003 г., в 7 научных статьях в отраслевых и всероссийских журналах, соответствующих "Перечню журналов и изданий...", опубликованному в Бюллетене ВАК Минобразования РФ, № 2,2003 г., в 7 патентах Российской Федерации и в материалах 20-ти Международных, Всесоюзных и Всероссийских конференций.

Приборные разработки и рекламные материалы по ним неоднократно демонстрировались на международных выставках вооружений и военной техники и технологий двойного назначения IDEX 97 (1997 г.), IDEX 99 (1999 г.), IDEX 2001 (2001 г.), IDEX 2003 (2003 г.) г. Абу-Даби, Объединенные Арабские Эмираты; МАКС 99 (1999 г.), МАКС 2001 (2001 г.), МАКС 2003 (2003 г.) г. Жуковский, Россия; IDELF-2004 (2004 г.) г. Москва, Россия; Eurosatory 96 (1996 г.), Eurosatory 2000 (2000 г.), Париж, Франция; MSPO 95, г. Кельце, Республика Польша; VTTV 99, г. Омск, Россия; DSA 2002 (2002 г.), г. Куала-Лумпур, Малайзия; IDEF 99 (1999 г.), г. Анкара, Турция; IDET 99 (1999 г.) г. Брно, Чехия и многих других.

Личный вклад

Настоящая диссертационная работа представляет собой обобщение много -летних исследований автора в области создания методологии и приборных средств для контроля характеристик тепловизионных приборов на стадиях их разработки, стендовых и полигонных испытаний и в условиях эксплуатации. На всех этапах работы, проводившейся с 1982 г., автор являлся идеологом сложившегося научного направления, ответственным исполнителем и руководителем выполняемых НИР и ОКР, назначался главным конструктором приборных комплексов, являлся ответственным исполнителем работ по внедрению созданных

методик испытаний и аппаратурных средств контроля на предприятиях отрасли и поставкам измерительных комплексов за рубеж.

В опубликованных работах, выполненных лично и в соавторстве с коллегами и учениками, автору принадлежат постановка задач, поиск путей их решения, разработка критериев и методов исследований, постановка и проведение экспериментов, обобщение полученных результатов и выводы.

В многочисленных полигонных испытаниях тепловизионных приборов с использованием разработанных средств контроля их характеристик, а также в разработке комплекса методик испытаний на специальные виды воздействий, автор принимал личное участие и был непосредственным исполнителем.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка использованных литературных источников, включающего 179 наименований, и приложения. Объем диссертации (без приложения) 288 стр., включая 72 рисунка и 39 таблиц.

Содержание работы

Введение посвящено общей характеристике работы. В нем содержится обоснование актуальности темы, данные о разработках измерительной аппарагуры ведущими зарубежными фирмами, сформулированы цель, задачи работы и направления исследований, обоснованы научная новизна и практическая значимость полученных результатов, приводятся научные положения, выносимые на защиту, сведения о внедрении, дана структура и содержание разделов диссертации, сведения о публикациях и апробации работы.

В первой главе приведены и проанализированы обширные сведения о разработках тепловизионных приборов и систем (ТВП) I, II и III поколений, используемых в вооружениях и военной технике США, Англии, Франции, Германии, Швеции, Израиля, начиная с 70-х годов XX века и по настоящее время. Такой же анализ проведен по отечественным разработкам. Для выработки комплексного подхода к формулированию требований к измерительным системам сведения о разработках ТВП представлены в матричной (табличной) форме, из которой на основе анализа характеристик и основных параметров ТВП, включенных в таблицы, возможно выявить диапазоны предельных характеристик основных узлов и блоков ТВП (ФП, ОС, систем обработки сигнала и вывода изображения), закладываемых впоследствии в систему требований к измерительной аппаратуре.

В разделе 1.2 главы рассмотрены перспективы совершенствования ТВП на основе использования унифицированных модулей. С этой целью рассмотрена классификация комплектов общих модулей, предложенная ФГУП 22 ЦНИИИ МО РФ (работы Дегтярева Е.В.), с точки зрения установления основных требований на номенклатуру модулей для обоснования требований к системе контроля параметров отдельных модулей.

В разделе 1.3 оценена информативность классических характеристик инфракрасных оптических систем:

1) суммарной функции передачи модуляции (ФПМ), определяемой следующими компонентами

- ФПМ оптической системы, К

Гп =

arceos

м f-0 i-

l/t/ UJ \

(О

где /- пространственная частота, рад ,fc = DJXm - предельная пространственная частота, рад .

- ФПМ фотоприемника, учитывающая геометрию и размеры чувствительного элемента (а*Ь), 7а

sin (mf), (2)

' *af

- частотной характеристикой электронного тракта, rt

rr =

1 +

J_

/г

-1/2

(3)

где /г = 1/2ятл - характеристическая частота однозвенного ЯС-фильтра, гд - постоянная времени.

- ФПМ видеоконтрольного устройства, гт

гда=ехр(-2;г^/2), " (4)

где (Гт = 0,545- среднеквадратичное отклонение функции рассеяния на индикаторе.

Типичные для системы зависимости и совместное влияние факторов показаны на рисунке 1.

1.0

0,8

0,6

0,4

0,2

ФПМ

\\

\

\ \

\ ч"

Ч л

г5 ~ результирующая ФПМ (с учетом ГТ, гй, гт, га и ФПМ окулярной оптики).

- по расчетным данным;

----аппроксимация гауссоидой

ехр(-2*Ч7„2).

где ах = 1,62 мрад а-А отн ед

°:4 . 0'.6 . °'.8 ■ 1,.° , ТВП "Тракт" 0,31 0,61 0,92 1,22 1,53 1,8 2,14 2,45 2,76 3,06 f, мрад"1

0,2 —I—

0,031 0,09

0,18

0,306 ТВП "Радуга-МТ"

11

Рис.1

2) эквивалентной шуму разности температур (ДТ3„^,внаиболее часто используемой форме выражения

_ я-уа&А/д_

АТэш <фАъТоВ\Хя){ЬМ IЫ)

где а,Ь- размеры чувствительного элемента приемника излучения, см;

(5)

угловые размеры чувствительного элемента приемнжа излучения, рад;

а,0-

В (Ли) - удельная обнаружительная способность в максимуме спектральной

чувствительности ФП, смТц1/2/Вг, Ао -эффективная площадь входного зрачка с учетом экранирования, см2; Ц - среднее значение коэффициента пропускания оптической системы в диапазоне ДЛИН ВОЛН Л1-Д2; А/д- эквивалентная шумовая полоса стандартного фильтра, Гц; Д^/АГ- эффективное изменение спектральной плотности потока излучения с температурой Т, Вт/(см2мкм)град.

где, в дополнение к (4), (5),/г - частота тест-объекта, " время считывания с элемента разложения, " постоянная времени зрительного анализатора (глаза),

г - частота кадров.

4) температурно-частот-ной характеристики (ТЧХ),

типичные из которых представлены на рис. 2.

ДГ.К

ЭОТКзав №0102 объектив f = 150 мм зав №0101 объектив f = 100 мм 0,5' -зав №010001

1,0 Рис.2

1,5 f, мрад"1

Показано, что ФПМ тепловизионной системы не может служить результирующей оценкой ее качества в силу того, что в реальных условиях существуют некоторые неконтролируемые переменные, такие как характеристики объектов и фонов, режим работы наблюдаемых объектов, помехи, конфигурация объектов, температурный контраст, пропускание атмосферы, а также текущий радиационный обмен между объектом и его окружением.

Разность температур эквивалентная шуму как обобщенный критерий имеет в качестве основного преимущества то, что он характеризует предельные возможности температурной чувствительности инфракрасной системы и говорит об оптимальности ее проектирования и изготовления с использованием конкретных основных составных частей с заданными характеристиками. Однако в практике оценки качества ТВП в целом не применим, поскольку не включает в себя характеристики и свойства зрительного анализатора оператора.

МРРТ системы и ТЧХ - удобные и достаточно информативные характеристики ТВП для реализации их с помощью созданной системы аппаратурных измерительных средств в стендовых условиях и пригодны для использования при рас-четно-аналитических оценках дальности действия ТВП.

В разделе 1.4 главы рассмотрены влияние зрительного анализатора оператора, свойства индикаторных устройств (дисплеев), сформулированы требования к оптимальным условиям работы зрительного анализатора и индикаторным устройствам с целью обеспечения оптимальных условий оценки качества ТВП. Впервые в практике испытаний ТВП разработана и широко используется "Методика обучения операторов при испытаниях ТВП в стендовых и полигонных условиях".

Главным итогом исследований и анализа, представленных в первой главе, следует считать определение минимального числа контролируемых параметров ТВП, закладываемых, как необходимые и достаточные, в возможности контрольно-измерительной аппаратуры.

Во второй главе диссертации представлены результаты проведенного автором аналитического исследования государственных нормативных документов, содержащих общие требования и методические указания к порядку и условиям проведения испытаний экспериментальных, опытных и серийных образцов с учетом тактико-технических требований, предъявляемых непосредственно к те-пловизионным приборам.

Систематизация положений государственных стандартов, нормативных документов и тактико-технических требований, закладываемых в основу проектирования ТВП, позволила выявить особенности влияния отдельных видов испытаний на конструктивные и технические характеристики измерительной аппаратуры, определить области ее использования во всем комплексе испытаний ТВП, а также сформулировать принципиальные подходы к созданию измерительной аппаратуры для стендовых и полигонных испытаний.

Результаты проведенных исследований приняты за основу при решении одной из главных задач работы - разработки и оптимизации комплекса технических требований к контрольно-измерительной аппаратуре для оценки эффективности ТВП.

В рамках проводимого анализа в разделе 2.1 рассмотрены и классифицированы виды испытаний аппаратуры военного назначения (наземной, морской, авиационной). Установлено, что по такой классификации, например для аппаратуры наземной техники, по действующему до 1999 г. военному стандарту требования к условиям эксплуатации можно объединить по группам 1.1-5-1.5, 1.6т 1.9, Требования по группе 1.14 рассматривать отдельно.

Такой аналитический подход позволил систематизировать состав и рекомендуемую последовательность испытаний аппаратуры для наземной техники (см. табл. 1), в которой выделяются обязательные виды испытаний, испытания, оговариваемые ТТЗ, ТЗ, ТУ и испытания, которые не проводят для тех или иных групп. По выделенным областям испытаний делается заключение о необходимости применения специальной измерительной аппаратуры для оценки характеристик ТВП.

В разделе 2.2 представлены результаты анализа областей применения ТВП в объектах вооружений и военной техники, получивших в настоящее время реальное воплощение. Проанализирован обширный материал по зарубежным ТВП (использованы справочные данные Белозерова А.Ф., Иванова В.М, которые автор считает на настоящее время наиболее полными из доступных), известным или планируемым отечественным разработкам. Найдена связь назначения ТВП, их конструктивных, основных характеристик и условий эксплуатации с объемом требований к контрольно-измерительной аппаратуре.

На основе анализа классификации общих модулей и выявленных связей между областями применения и характеристиками ТВП показана возможность выбора (уже на начальной стадии проектирования) необходимых и достаточных требований к разрабатываемым измерительным средствам.

В разделе 2.3 выделены особенности контроля и измерений параметров ТВП в стендовых условиях.

Одним из главных результатов исследований, представленных в материалах главы, следует считать сформулированный автором комплекс требований к измерительной и контрольно-проверочной аппаратуре и ее составляющим для условий стендовых, полигонных испытаний и эксплуатации ТВП (см. табл. 2).

Целью третьей главы диссертации явилось представление результатов проведенных автором исследований и разработок по созданию специальной измерительной аппаратуры для оценки характеристик ТВП в целом в условиях стендовых испытаний, в том числе, способной обеспечить получение таких характеристик при испытаниях ТВП на различные внешние воздействия, приведены результаты конкретных опытно-конструкторских разработок измерительных стендов, нашедших применение на ряде предприятий России и за рубежом. Проведен сравнительный анализ уровня собственных разработок с известными зарубежными аналогами, обсуждаются особенности разработок и представляется перспектива их развития. Приводятся принципы построения, технические характеристики, особенности и возможности разработанных аппаратурных комплексов, при этом особо отмечаются принципы конструирования основных составляющих измерительных

Таблица 1 - Состав и рекомендуемая последовательность испытаний аппаратурыназемной техники

Таблица 2- Требования кизмерительной аппаратуре и ее составляющим для условий стендовыхи полигонных испытаний ТВП

Составляющие системы, условия и требования Параметры и характеристики составляющих Стендовые комплексы КПА

Колли моторные устройства Оптическая схема Зеркальная, внеосевая с параболическим главным зеркалом

Фокусное расстояние объектива, мм 1500.2000 200*600

Световой диаметр объектива, мм 200+300 (1.2+)1 50яс.гал

Спектральный диапазон, мкм 0,4т14,0 0,4+14,0

Диапазон пространственных частот тест-объектов типа "мире-штрих", мрад1 0,2+5,0 Соответствие рабочего углового разрешения (РУР) ТУ

Диапазон размеров сторон квадратов тест-объектов типа "мира-квадрат", мрад 0,4т2,0 -

Конструкция тест-объектов Должна обеспечивать ориентадо штрихов (квадратов) лад углами 0,46,90е относительно горизонта с погрешностью установки 30* -

Непараллельность осей ИК и визуального каналов, угл сек, не более 10 13И5

Тестовые излучатели (система "гест-объект - фоновый излучатель") Коэффициент излучения рабочей поверхности, *отнед Тест-объекты типа "мира-шгрих"» "мира-квадрат" и фоновый излучатель должны имать е не менее 0 92

Диапазон задаваемых разностей радиадонных температур тест-объекта и фона, ДТ„, К минус 5+10 1,0г5.0

Электронные устройства управления-системы регулирования и поддержания разности температур Дискретность установки ¿Г* • в диапазоне ±(0,1 2) К, не более ±0.01

- в диапазона ±(2 5) К, не более ±0,05 ±005

- в диапазоне от минус 5 до 10 К, не более ±0.10 -

Среднеквадратическое отклонение поддержания дт*. - в диапазоне ±(0.1 2) К, не более ±0.03

- в диапазоне ±(2 5} К, не более ±0,05 10,05

• в диапазоне от минус 5 до 10 К, не более ±0.10 -

Погрешность калибровки &Ти

- в диапазоне ±(0.1 2) К не более ±0,05 -

• в диапазоне ±(2 5) К, не более ±0,10 ±010

• в диапазоне от минус 5 до 10 К, не более ±0,20 -

Нормальные климатические условия • температура воздуха, 15+35* 15*35"

• относительная влажность, % 45 75 45 75

• атмосферное давление Па(ммртст) 8,6-10^+10,в-10* (в46 785) 8,6 №'+10,610'(845 795)

Требования по автоматизации измерительных комплексов Конструкция измерительного комплекса должна обеспечивать «выбор необходимого тест-объекта из розмвщвшых в турели коллиматора и установку его в центре поля зрения объектива, • создание, регулирование и поддержание разности радиационных температур между тест-объектом и фоновым излучателем, - индикацию получаемой в результате измерений служебной информации

Процессор температурный (управляющая ЭВМ) должен обеспечивать - автоматизированное управление измерительным комплексом, • задание и поддержание всех режимов работы комплекса, - индикацию информации на экране дисплея, • накопление, обработку, хранение и вывод измерительной и служебной информации

Пакет прикладных программ должен обеспечивать - возможность задания необходимых режимов работы измерительного комплекса, - накопление, обработку, хранение и вывод результатов измерений и служебной информации, - обучение операторов (обучающую и демонстрационную программы)

Эксплуатационные требования Измерительный комплекс должен • изготавливаться с использованием сырья, материалов, элементной базы и комплектуюирх российского производства, - быть ремонтопригодным и восстанавливаемым изделием, • в транспортной таре быть прочным к воздействиям вибраций и механических ударов, нагрузок, оговариваемых в ТЗ на разработку

Требованиях документации Конструкторская и эксплуатационная документация (КД и ЭД) Должна быть разработана в соответствии с требованиями ЕСКД и ГОСТ 2 601-85

Примечания 1 При эхсплуэтоди контрольно-измерительных комплексов в условиях, отличающихся от НКУ, конструкция колли моторного устройства должна быть влаго4рыэгоэащищенной и снабжена оптическим защитным стеклом 2* Возмомю задание условий эксплуатации, отличающихся от НКУ по температуре окружающего воздуха - от минус 50 до 50 °С

комплексов - коллимирующего устройства, системы излучателей, системы регулирования и стабилизации разности температур на излучателях, системы автоматизации управления измерительным комплексом. Исследуется применение устройств и приборов для реализации получения основных характеристик тепловизионных приборов, использование термодатчиков с различными свойствами, обеспечивающих температурные измерения с заданной погрешностью в различных температурных диапазонах, даются рекомендации по использованию основных исполнительных элементов измерительных систем с оптимизацией их характеристик.

Представлены результаты исследований и найденные автором оригинальные научно-технические решения по технологической реализации получения максимальной излучательной способности тест-объектов, решения, обеспечивающие возможность использования измерительных комплексов в условиях испытаний, отличающихся от нормальных климатических (НКУ).

На примере получившего широкое распространение измерительного комплекса НСИ-К и его модификаций представлена разработанная автором функциональная схема (см. рис. 4), заложенная в основу проектирования современных и перспективных измерительных комплексов (см. табл. 3), характеристики которых в данной работе сравниваются с характеристиками зарубежных комплексов.

Особое внимание в исследованиях автора уделено источникам излучения:

- фоновому, который должен удовлетворять требованию ^>2/ •/^^>/2»

где/к — фокусное расстояние объектива коллиматора, ф - угол поля зрения ТВП;

- имитирующему тест-объект, удовлетворяющего требованию

где - элементарное (мгновенное) поле зрения ТВП, рад;

В разделе 3.3 представлены разработанные оптические схемы коллиматоров, используемые в различных видах измерительной аппаратуры, в том числе специ-

5а>-/к<Акв<0М

М, мм Лаз,"

-О,в -18

альные коллиматоры и устройства, обеспечивающие возможность оценки непараллельности ИК и визуального каналов исследуемых ТВП, технологические решения и исследования, направленные на реализацию получения максимальных собственных характеристик коллимационных устройств, получены зависимости величин расфокусировкинепарал-

лельности оптических осе измерительного коллимационного устройства от температуры окружающей среды Т (см. рис. 3). Найдены конструктивные решения для максимального снижения указанных величин.

Рис.3

1 — стекло защитное; 2 — объектив; 3 - зеркало коммутирующее; 4,7 - датчики температуры; 5,13 - тест-объекты; 6,14 — диски; 8,12,15,16 - приводы; 9 — излучатель; 10 - нагреватель; 11 - осветитель

Рис.4

Основные'

технические К-ЗМ "Колибри" "Орхон" ВЭ-1227 НСИ-К НСИ-КМ ' АЛСУ

характеристики

Спектральный диапазон, мкм 0,4 ..12,0 0.4...12.0 0,4 ..12,0 3.0...15.0 0.4...12.0 0,4 ..12,0 0,4 .12,0

Фокусное расстояние, мм 500 500 1500 3840 1500 1500 2000

Световой диа-

метр объектива, 100 100 200 190 200 200 200

№

Пространствен-

ная частота 0,5-2,0 0,5-2.0 0,5-5,0 0.27-5,65 0,2-5,0 0,2-5,0 0,2-5,0

штрихов тест-объекта, мрад1

Диапазон задаваемых ДТ, К 1,18+3,9 1,18+3.9 0,2т-2в (МО ±20 -10+20 -10+20

Погрешность

стабилизации 0,35 0,35 0,1 0,02 0,03 0,03 0,03

ДТ, К не более

Непараллель-

ность оптических

осей инфракрас-

ного (ИК) и види- 13 13 15 - 10 10 3

мого (ВК) кана-

лов, угл. сек, не

более

Условия эксплуатации, "С ±50 ±50 -15+40 25±5 ±50 25±5 ±50

Проверяемые МРРТ, МРРТ, МОРТ, МОРТ, МОРТ, МОРТ, МОРТ, МРРТ,

характеристики непарал- непарал- МРРТ, МРРТ, МРРТ, МРРТ, РТЭШ, ФПС,

прибора лель- лель- РТЭШ, РТЭШ. РТЭШ, РТЭШ, ФРЛ.ФПМ,

ность ИК ность ИК ФПС.ФРЛ, ФПС. ФПС, ФРЛ. ФПС, непараллель-

и ВК и ВК непараллельность ИКиВК ФРЛ непараллельность ИКиВК непараллельность ИКиВК ность ИК и ВК

Практическая 1984 г. 1986г. 1994 г. 1980 г. 1998 г. 2001+ 2005+2006 гх.

реализация Изго- Изго- Изготов- Изго- Изготов- 2003гг В стадии опыт-

товлен товлен лен товлен лен Завершена но-конструк-

малой малой малой малой малой поставка 3-х торской раз-

сериеи. серией. серией. серией. серией. комплектов работки. Стенд предназначен для получения объективных характеристик ТВП в автоматическом режиме.

В разделе 3.4 исследуется аппаратура для контроля условий внешних и входных воздействий на ТВП.

Раздел 3.5 посвящен вопросам автоматизации измерений и принципам обработки результатов. Развитие средств автоматизации испытаний и обработки результатов измерений параметров ТВП стало возможным с появлением, совершенствованием и широким применением новых системных компонентов - микропроцессоров, являющихся основой современных автоматизированных измерительных комплексов (АИК) для контроля параметров и характеристик ТВП. Центральным узлом измерительной системы является микро-ЭВМ, состоящая из микропроцессора, который вместе с блоками постоянной и оперативной памяти обеспечивает выполнение заданного алгоритма обработки вводимых данных. Через интерфейс данные выводятся либо на дисплей испытателя, либо на ПЭВМ для дальнейшей обработки.

Обработка данных предусматривает калибровку системы измерения температуры, коррекцию нелинейности передаточных характеристик термопар и ввод поправки на температуру холодных спаев. Структурная схема цифровой системы прецизионного измерения температуры включает каналы управления и измерительный (см. рис.5).

Рис.5

Программа для управляющей ЭВМ основана на использовании существующих статистических методов и предусматривает: исключение систематической погрешности, численно равной разности радиационных температур фонового излучателя и тест-объекта коллиматора АИК при нулевой разности их термодинамических температур (ошибку "смещения нуля"); исключение грубых погрешностей (промахов); расчет границы погрешности воспроизведения разности радиационных температур, приведенной к входному зрачку испытуемого ТВП. Разработанный стенд измерительный НСИ-КМК был оснащен модулем электронным, процессором температурным с системным блоком и монитором и программным обеспечением, которое включало авторские программы NSI-K SOFT, NSI-K DEMO, NSI-K TOUR, обеспечивающие задание и поддержание работы стенда, дающие возможность обучать обслуживающий персонал и демонстрировать работу стенда.

В представленных разработках большое внимание также уделено электронным устройствам управления (ЭУУ), обеспечивающим заданный режим работы контрольно-измерительной аппаратуры при изменении температуры окружающей среды и управление различными исполнительными механизмами. Под руководством автора разработано, опробовано и защищено патентами несколько различных принципов схемного построения ЭУУ для конкретных контрольно-измерительных задач.

В главе 4 представлены результаты работ, проведенных автором по основным задачам полигонных испытаний:

- отработка научно-технической методологии проведения стендовых и полигонных испытаний;

- непосредственные подготовка и проведение полигонных испытаний по задачам проводимых предприятием НИР и ОКР;

- разработка и внедрение в технологию испытаний специальной измерительной аппаратуры.

Целью настоящей главы являлось представление результатов исследований и разработок в части создания специальной аппаратуры для измерения радиационных контрастов целей и фонов, полноразмерных полевых тест-объектов и имитаторов (мишеней), аппаратуры для оценки прозрачности атмосферы в ИК области спектра.

В 70-80 г.г. прошлого века велись интенсивные работы по использованию те-пловизионного прибора в качестве измерительного средства для различных народно-хозяйственных задач (в медицине - Мирошников М.М.). Одновременно под руководством автора были развернуты работы по разработке и созданию переносных тепловизоров-радиометров для оценки характеристик системы "цель-фон", обеспечивающих возможность оснащения ими измерительного комплекса при проведении полигонных испытаний разрабатываемых ТВП.

В разделе 4.1 главы обсуждаются результаты проведенных исследований и разработок тепловизоров-радиометров "Трап", "Искра" (1ПН88) и других, рассматриваются их особенности в построении оптических схем, систем обработки сигнала, приводятся результаты работ по созданию калибровочных моделей черных тел, оценивается уровень разработок автора по сравнению с разработками известных зарубежных фирм. Среди разработок особое место занимает тепловизор-радиометр "Искра" (1ПН88), получивший распространение в качестве базового измерительного средства на полигонах МО РФ, в котором воплощен ряд оригинальных научно-технических решений.

Раздел 4.2 главы посвящен представлению результатов разработок и исследований по созданию полноразмерных тест-объектов, обеспечивающих проверку ТВП по температурному и угловому разрешению в натурных (полигонных) условиях на реальных дальностях действия с учетом влияния реальных атмосферных условий.

Созданный полевой тест-объект представляет собой активную разборную маневренную мишень размером 2,4x2,5 м, излучающая поверхность которой разделена на элементы таким образом, чтобы иметь возможность теплового пространст-

венного представления четырехштриховых мир с заданным периодом (см. рис. 6).

Организация "теплых" и "холодных" циклов составляющих элементов осуществляется использованием специального жидкого теплоносителя, температура которого задается и поддерживается жидкостным термостатом. Мишень оснащена автономной системой электропитания и системой измерения термодинамической разности температур. При испытаниях оценивалась зависимость пространственной частоты Ктест-объекта от дальности наблюдения (см. рис. 7).

Разность радиационных температур штрихов тест-объекта измерялась радиометром AGA680, прошедшим метрологическую поверку на метрологическом комплексе КИМ 0,3-15 в НПО ГИПО. Получены сравнительные ТЧХ для ТВП ТНП452 и 1ПН80 (см. рис, 8, кривые 1 и 2 соответственно).

Рис.6

Рис. 7

Рис. 8

Показано, что теоретическое обоснование оценки ТВП по рабочему угловому разрешению в стендовых условиях подтверждается экспериментальными результатами на созданной полноразмерной ИК-мишени.

В качестве перспективного развития вариаций полноразмерных ИК-мишеней для оценки ТВП в реальных условиях представлены сформулированные автором задачи создания ИК-мишеней для использования при полигонных испытаниях средств ближнего боя (СББ), снабженных тепловизионными прицелами.

Одним из важнейших параметров при оценке результатов полигонных испытаний ТВП является коэффициент прозрачности атмосферы в ИК области спектра на заданной дальности действия ТВП._ _

Некоторые аспекты разработки аппаратуры для измерения прозрачности атмосферы ("Кварта") представлены в разделе 4.3 главы. В настоящее время автором сформулированы задачи модернизации этой аппаратуры и ведутся работы, согласованные с в/ч 64176.

Раздел 4.4 главы посвящен сравнительному анализу разработок радиометрической аппаратуры, представленной в диссертации, с зарубежными аналогами. Делается вывод о достаточно высоком уровне отечественных и авторских разработок по основным характеристикам аппаратуры.

Основным результатом исследований автора, представленных в главе 4, следует считать впервые решенные в отечественной практике натурных испытаний ТВП задачи достоверной оценки физического состояния системы "цель-фон" с использованием разработанных аппаратурных средств и методологии проведения испытаний.

В главе 5 диссертации обсуждаются результаты одной из важнейших составляющих решенной автором проблемы - обеспечение контроля качества теплови-зионных прицелов в период их эксплуатации. Решается такая задача разработкой и созданием специальной контрольно-проверочной аппаратуры (КПА), основным назначением которой является обеспечение возможности, в заданные регламентом периоды (ТО-1, ТО-2, текущий ремонт), оперативного контроля минимального числа параметров ТВП, по которым можно определить его соответствие техническим характеристикам комплекса вооружения в течение установленного срока эксплуатации.

В разделе 5.1 главы приведены:

- перечень параметров тепловизионного прицела, подлежащих периодическому контролю в процессе непосредственного его использования и хранения. При разработке такого перечня приняты за основу физические признаки нормального функционирования ТВП;

- состав КПА;

- особенности и общие требования к составным частям КПА;

- основные характеристики созданной и серийно выпускаемой контрольно-проверочной аппаратуры для различных ПТРК (см. табл. 4).

Таблица4 - Контрольно-проверочная аппаратура твпловизионныхприцелов

Основные технические характеристики КПА для 1ПН65 (9В974) КПА для 1ПН79-1 (9В679-1) КПА для 1ПН86-ВИ (9В9001)

Диапазон контролируемой непараллельное™ оптических осей ИК и визуального каналов ТВ прицела, утл. сек 0190 0±90 0±120

Период четырехштрихового тест-объекта для контроля рабочего углового разрешения, мрад 0,66±0,02 0,6±0,2 0,7±0,05

Рабочая температура окружающей среды, °С -40 ..+50 (К-1) -10...+50 (К-2) -20...+60 25±10

Питание КПА аккумулятор 24±2,4 В, 0,3 А источник питания ±15±0,5 В до 1А аккумуляторная батарея 6НКГЦ-2,0

Время проверки ТВ прицепа с помощью КПА, мин, не более 15 30 15

Масса в упаковке, кг, не более 74 85 15

Практическая реализация 1985 г. Принята на снабжение МО РФ 1996 г. Изготавливается серийно 1999 г. Изготавливается серийно

В разделах 5.2,53 и 5.4 главы приведены особенности построения КПА для ТВП 1ПН65 (КПА 9В974), входящего в состав ПТРК "Фагот", "Конкурс"; ТВП 1ПН79 (КПА 9В679), входящего в состав ПТРК "Конкурс-М"; ТВП 1ПН86-ВИ (КПА 9В9001), ТВП ШН86-ВИ-1 (КПА 9В9001-1), входящих в состав ПТРК "Метис-М" и "Метис-МГ' соответственно.

Показано, как развитие основных технических характеристик ТВП - увеличение дальности действия ТВП, снижение их габаритов и массы, увеличения температурной чувствительности и пространственного разрешения - влияет на основные технические характеристики КПА, совершенствование оптических схем коллиматоров, обеспечивающих возможность контроля РУР и непараллельности осей ИК и визуального каналов ТВП. Приведены результаты разработок автора в части совершенствования электронных систем воспроизведения и стабилизации разности температур между фоновым источником и контрольным тест-объектом. Показано совершенствование форм и размеров тест-объектов, направленное на увеличение точности проводимых контрольных операций.

Для увеличения достоверности контрольных измерений проведены специальные исследования и разработки оригинальных функциональных схем коллиматоров, измерителей температуры окружающей среды, специальных температурных корректоров, позволяющих линеаризацию зависимостей выходного напряжения узлов температурной стабилизации излучателей в заданном температурном диапазоне окружающей среды (см. рис. 9). Разработки и оригинальные технические решения защищены патентами РФ.

-► Тос

Рис.9

Одной из главных задач в вопросах разработки и создания измерительных комплексов и аппаратуры для оценки характеристик ТВП с момента постановки работ стала необходимость метрологического обеспечения единства и точности

измерений._

Глава 6 диссертации посвящена обсуждению результатов работ автора, проводимых в течение длительного периода совместно со специалистами-метрологами НПО ГИПО (к.т.н. Баранов ВА, к.т.н. Курт В.И. и др.) и направленных на

решение, в первую очередь, вопросов методологии получения калибровочных характеристик измерительных комплексов, определяющих необходимую точность и достоверность измерений.

В разделе 6.1 главы сформулированы основные требования к системе метрологического обеспечения производства и эксплуатации ТВП, на основе которых выведены основные критерии качества измерительной системы в ее способности воспроизведения минимальных уровней разности энергетической яркости (РЭЯ) и эквивалентных им разностей радиационных температур (РРТ). Получена и подтверждена экспериментально при заданной отраслевой трубкой точности (077) доверительной вероятности Р = 0,997 (Зет), где О - среднеквадратичное отклонение (СКО) результатов измерений, функция риска заказчика (РЗ) и риска исполнителя (РИ), как половина разности между суммарной площадью под кривой нормального распределения результатов измерений, равной 1 и площадью, ограниченной допускаемым О ТТзначением

РЗ = РИ = 0,5 ■ \ 1 - ]{ехр(-х2 / 2а1) /[«т • (2тг)0'5 Jfr 1 > (?)

где х = ( Д ) - значение случайной погрешности.

Показано, что для наиболее важных измерений, определяющих качество ТВП, максимального снижения брака при серийном производстве, как правило, принимаютР = 0,997, соответственно: ОТГ= Зсг,РЗ = РИ=([-Р)0,5 = 0,0015.

На рисунке 10 приведены кривые распределения отклонений результатов измерений от среднего арифметического (на графиках хср = 0 начало координат) для существующих контрольно-измерительных стендов (КИС). Под графиками приведены значения относительного СКО, которые определялись по паспортным значениям оа6е1А РЗъОТТ=± 15%.

В таблице 5 представлен алгоритм оценки технических требований, предъявляемых к системе метрологического обеспечения ТВП с учетом перспективы их развития.

Рис.10

Составляющие системы метрологического обеспечения ТВП Номинальные значения РРТ А, мК {Р = 0,997, 07Т=±15%) В, мК Минимально ожидаемые значения РРТ С, мК Минимально ожидаемые значения РЭЯ, мВт/(срм2)

РСИ: ТВП (калибровка) измеряемые Л,£(5'3)=1,7 измерений Si=0,15AiS0,25 измеряемые С,=¿1-8,51,45 измеряемые £2,90

РЭТ: СКИ-Д А2= С, £1,45 02=O,15A>SO,21 C2=A2-82S 1,24 £2,48

ВЭТ: сканирующий радиометр Аа= Сг£ 1,24 BJ=Q,15'AJS0,18 Сз=АЗ-8З5 1,06 £2,12

ПЭТ: исходная мера А,= С3£1,06 В4=0,15Л^0,1в C^ArBtS 0,90 £1,8

Примечание: РСИ - калибруемые рабочие средства измерений, РЭТ - рабочие эталоны, ВЭТ - вторичные эталоны, ПЭТ-первичный эталон, а- среднеквадратичесхое отклонение, Р-доверительная вероятность

В разделе 6.2 приведена структура действующей в НПО ГИПО системы метрологического обеспечения измерений и контроля характеристик ТВП, аккредитованная Госстандартом РФ, в которой разработки автора занимают определенное место.

Показана система передачи единиц оптического излучения от хранимых в соответствии с ГОСТ 8.106; ГОСТ 8.195; ГОСТ 8.023 вторичных эталонов к рабочим эталоном 1 разряда и далее к рабочим эталонам 2 разряда, которые используются в качестве рабочих средств измерений характеристик ТВП на всех этапах их производства и эксплуатации. Структура метрологического обеспечения позволяет осуществлять поверку радиометрической, тепловизионной, пирометрической аппаратуры, испытательных стендов и КПА тепловизионных приборов.

В разделе 6.3 главы обсуждаются методические аспекты измерений и контроля характеристик тепловизионных систем. Показано, что в настоящее время метрологические службы РФ не располагают аппаратурой для прямых измерений величин РЭЯ и РРТ и единственно доступным является только экспериментально-расчетный метод нормирования КИС, основанный на измерениях и расчетах следующих величин:

- на узаконенной (МТШ-90, ГОСТы: 8.083 и 8.079) схеме измерения термодинамических температур рабочих поверхностей дифференциального излучателя - "тест-объекта" КИС;

- на измерении и расчете коэффициентов излучения рабочих поверхностей "тест-объекта";

- на измерении спектрального и расчете спектрозонального пропускания оптической системы КИС в области ожидаемой спектральной чувствительности ТВП;

- на инженерных расчетах воспроизводимых значений РЭЯ и РРТ на выходе оптической системы.

На основе такого анализа была разработана обобщенная оптическая схема КИС (см. рис. 11), который представляет собой изотермическую камеру с внутренней температурой Та и эффективным коэффициентом излучения £а = 1, двумя излучателями типа "модели черного тела" и установленную внутри камеры оптическую систему, состоящую из элементов 3,4,..., п. Предварительно экспериментально оцениваются все необходимые характеристики элементов обобщенной схемы. На

выходе системы выражения для расчета РЭЯ и РРТпринимают вид:

Таким образом, формулы (8) и (9) являются базовыми для расчета величин Д1е и АГ„ в плоскости входной диафрагмы калибруемого прибора при условии проведения с необходимой точностью измерений значений Т\, Тг, Та и расчетов (с использованием промежуточных измерений) значений е\ и ег в соответствии с законами оптического излучения.

На основе такого приема разра-

Измеренная радиационная температура миры, К г г --Термодинамическая температура миры, К ботан метод калибровки КИС, получены сравнительные характеристи-Рис'12 ки радиационных и термодинамических температур источников излучения (см. рис. 12).

В разделе 6.4 представлены результаты экспериментальной оценки достоверности калибровок измерительной аппаратуры, проводимых на метрологическом комплексе НПО ГИПО по разработанной экспериментально-расчетной методике.

В рамках работ по военно-техническому сотрудничеству с фирмой Przemyslowe Centrum Optyki, Warszawa, Польша и компанией NORINKO, КНР автором проведены экспериментальные оценки качества калибровки испытательных стендов "Орхон" и НСИ-К, заключающиеся в сравнении экспериментальных температурно-частотных характеристик ТВП SATES (Израиль) и CASTOR (Франция), полученных, в первом случае на оборудовании фирмы ELOP, и, во втором случае на оборудовании фирмы Thomson (Результаты оценки ТЧХ ТВП SATES представлены на рис. 13). Выходные характе-1 ристики стенда НСИ-К проверялись Государственной комисси-Рис.13 ей КНР с помощью сканирующего радиометра RAD V2.11 английской фирмы Ealing Electro-Optics (см. рис. 14).

Экспериментальная оценка калибровочных характеристик стенда НСИ-К показа-ду^ к ла, что отклонения при измерениях

находятся в пределах паспортных погрешностей.

В разделе 6.5 главы представлены результаты работ автора, полученные совместно с д.т.н. Лукиным A.B. и направленные на создание методического и аппаратурного обеспечения контроля оптических параметров ИК объективов с асферическими рабочими поверхностями.

В разделе 6.6 главы на основе анализа состояния созданной и внедренной в отрасль и системы В и ВТ 'С измерительной техники, а также ана-стояния современных разработок тепловизионных систем сформулированы основные перспективные задачи разработок и совершенствования методов и средств контроля характеристик ТВП.

20

15

10

10 15

Рис.14

20 ДГ,

лиза

Основным результатом работ, представленных в главе, следует считать разработанную методологию и аппаратурное обеспечение калибровки измерительных средств, используемых для оценки характеристик ТВП.

Заключение

Главным результатом исследований и разработок автора, включенных в настоящую диссертацию, является достижение основных целей работы - создания необходимого и достаточного комплекса методов и средств контроля и испытаний, обеспечивающих получение достоверной, оперативной экспериментальной информации о параметрах и свойствах тепловизионных приборов и систем, подлежащих оценке на этапах их проектирования, производства и эксплуатации, а также внедрения разработок измерительной техники и методологии испытаний в отрасль оптико-электронного приборостроения.

Достижение этих целей стало возможным благодаря разработанной автором концепции комплексного подхода к решению проблем оценки качества теплови-зионных приборов, для чего им предложены и доведены до практического применения и широкого внедрения в отрасль оптико-электронного приборостроения методология и специальная измерительная аппаратура, позволяющая получать оперативную достоверную информацию о параметрах и свойствах тепловизион-ных приборов.

Впервые в рамках такого подхода решены конкретные научно-технические задачи, имеющие самостоятельное научное значение:

1 Проведен системный анализ достижений отечественного и зарубежного те-пловизионного приборостроения, обобщены области применения ТВП, разработан и реализован комплекс технических требований к контрольно-измерительным средствам, предназначенным для оценки качества ТВП.

2 Разработаны научные основы путей построения измерительной аппаратуры, предложенные автором оригинальные технические решения реализованы в модификациях измерительных приборов и комплексов, обеспечивающих получение эффективной и достоверной информации о параметрах и свойствах современных тепловизионных приборов и систем, составляющих основу разработанной автором комплексной методологии проведения испытаний ТВП на стадиях их разработки, серийного изготовления и эксплуатации.

Разработанные методы, методическое обеспечение и измерительные средства опробированы в условиях предварительных и государственных испытаний ТВП 1ПН65, 1ПН79, 1ПН86, 1ПН86-ВИ на полигонах ГРАУ, ГАБТУ, ВМФ, ВВС и РХБЗ, документально утверждены в рамках технических условий на ТВП.

3 Показано, что перспективы совершенствования и развития аппаратурных средств и методов измерений и контроля формируются в процессе развития техники тепловидения и современных технологий построения ТВП. Разработанные методы и требования к измерительным средствам контроля учитывают перспективу развития оптических и оптико-электронных технологий.

4 На основе проведенных исследований создан приборный комплекс для измерения параметров и характеристик тепловизионных приборов различного назначения, используемый на стадиях их разработки и серийного изготовления при испытаниях в стендовых (заводских) и полигонных условиях, а также для контроля в эксплуатации, включающий в себя:

- автоматизированные измерительные стенды типа "Орхон" (III поколение), НСИ-К (IV поколение) на основе коллиматорных устройств с фокусным расстоянием 1500 мм, предназначенные для оценки параметров и характеристик тепловизионных приборов в стендовых условиях на соответствие требованиям ТЗ или при проведении новых разработок;

- контрольно-измерительные коллиматорные системы типа К-3, К-ЗМ, "Колибри", предназначенные для оценки основных характеристик тепловизи-онных приборов на соответствие требованиям ТЗ при проведении испытаний в стендовых (заводских) условиях в условиях температурных воздействий;

- автоматизированные тепловизоры-радиометры типа "Трап", "Искра" (1ПН88) для оценки фоноцелевой обстановки и получения цифровых значений температурного контраста "цель-фон" при проведении полигонных испытаний тепловизионных приборов;

, , г опытные полноразмерные тепловые мишени "Щит" для обеспечения количественной сравнительной оценки рабочего углового разрешения теп-ловизионных приборов при проведении полигонных испытаний;

- комплекс вспомогательных приборов и средств, обеспечивающих корректность применения разработанных и стандартных методик испытаний;

- контрольно-проверочную аппаратуру 9В974 и 9В9001, предназначенную для комплексов 9К131М и 9К115М, с целью обеспечения работы изделий 1ПН65 и ШН86-ВИ в течение срока эксплуатации. Освоено серийное производство контрольно-проверочной аппаратуры.

5 Разработана научно-практическая основа метрологического обеспечения испытаний тепловизионных приборов, создан комплекс средств и методов поверки измерительных средств, используемых для оценки параметров и характеристик ТВП в процессе их разработки, серийного изготовления и эксплуатации.

6 Разработанными, изготовленными ипрошедшимиметрологическуюаттестацию в Государственном институте прикладной оптики измерительными комплексами оснащены ряд предприятий отрасли, специальные лаборатории военных НИИ и полигонов. В рамках международного научно-технического сотрудничества измерительные комплексы введены в эксплуатацию в Республике Польша и Китайской народной республике.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1 Бугаенко А. Г., Макаров А.Н. Методы и аппаратура для измерения основных параметров и оценка качества изображения специальных приборов // Обзор "Библиографический (аннотированный) указатель отечественных и зарубежных материалов". - М.: ЦНИИ информации, 1988. -№ 4648. Серия I. - Вып. 11.

2 Бугаенко А.Г., Макаров А.Н., Сибаев К.Г. Автоматизированный измерительный комплекс для контроля параметров тепловизионных приборов (АИК) // IV Всесоюзная конференция 'Тепловизионная медицинская аппаратура и практика ее примененияТеМП-88".: Тез. докл.-Ленинград, 1988. ' -

3 Бугаенко А.Г., Макаров А.Н., Сибаев К.Г. Технические средства автоматизации измерительного комплекса для контроля выходных параметров оптико-электронных приборов // 2 Отраслевой семинар "Автоматизация оптических приборов", ГОИ им. СИ. Вавилова. -Ленинград: ЦНИИ информации, 1989.

4 Бугаенко А.Г., Семенчук А.С., Скворцов Ю.Е. Переносной тепловизор-радиометр "Трап" // V Всесоюзная конференция 'Тепловизионные приборы для медицины и неразрушающего контроля в промышленности" (ГеМП-91).: Тез. докл. Красногорск, 1991.

5 Бугаенко А.Г., Сафонов В.Н., Сибаев К.Г., Макаров А.Н. Метрологический стенд для оценки основных параметров тепловизоров медицинского и технического назначения // V Всесоюзная конференция "Тепловизионные приборы для медицины и неразрушающего контроля в промышленности" (ТеМП-91).: Тез. докл. - Красногорск, 1991.

6 Белозеров А.Ф., Бугаенко А.Г., Новоселов М.Г. Программа создания единой системы метрологического обеспечения оптико-электронных приборов по спектро-энергетическим и температурно-частотным характеристикам // II Всероссийская научно-техническая конференция "Метрологическое обеспечение обороны и безопасности в Российской Федерации", МО, Госкомитет РФ по стандартизации и метрологии, Мытищи, М., 1998.

7 Бугаенко А.Г., Курт В.И., Малевич П.М. Испытательный стенд НСИ-К // П Всероссийская научно-техническая конференция "Метрологическое обеспечение обороны и безопасности в Российской Федерации", МО, Госкомитет РФ по стандартизации и метрологии, Мытищи, М., 1998.

8 Бугаенко А.Г., Ленинг В.А., Курт В.И. Радиометр сканирующий "Искра-М" // П Всероссийская научно-техническая конференция " Метрологическое обеспечение обороны и безопасности в Российской Федерации", МО, Госкомитет РФ по стандартизации и метрологии, Мытищи, М., 1998.

9 Бугаенко А.Г., Курт В.И., Новоселов В.А., Холопов Г.К. К вопросу о возможности технической реализации проекционного ИК-мишенного комплекса со сменной "разрушающейся" мишенью // П Всероссийская научно-техническая конференция "Метрологическое обеспечение обороны и безопасности в Российской Федерации", МО, Госкомитет РФ по стандартизации и метрологии, Мытищи, М., 1998.

10 Бугаенко А.Г., Курт В.И., Павлюков А.К. Калибровка испытательного стенда НСИ-К по разности радиационных температур // ХП научно-техническая конференция "Фотометрия и ее метрологическое обеспечение". М.: ВНИИ ОФИ, Госстандарт РФ, -1999.

11 Bugaenko A., Kurt V., Lening V. IR equipment for technical-state monitoring of aging infrastructure and manufacturing // SPIE's International Symposium on Nondestructive Evaluation Techniques for Aging Infrastructure & Manufacturing, Newport Beach, California, USA; 1999 (Инфракрасные приборы для технического мониторинга стареющих инфраструктур и сооружений).

12 Белозеров А.Ф., Бугаенко А.Г., Иванов В.П., Новоселов В.А Комплекс измерительных и метрологических средств в тепловидении // "Военный Парад". 1999.-№4(34).-С. 118-120.

13 Бугаенко А. Г. Measuring-hardware complex for providing the development production and operation of IR imagers // Eurotherm Seminar "Quantitative Infrared Thermography V, GIRT2000 Rheyms, France (papertheses), Jule, 2000 (Измерительные комплексы для оценки характеристик ТВП).

14 Belozerov A., Bugaenko A., Kurt V. Calibration of the measuring hardware for IR imagers // Eurotherm Seminar "Quantitative Infrared Thermography V, GIRT7000 Rheyms, France (papertheses), Jule, 2000 (Калибровка измерительных комплексов для ТВП).

15 Бугаенко А.Г., Белозеров А.Ф., Курт В.И. Проблемы и методы калибровки измерительной аппаратуры для тепловизионных приборов // XVI Международная научно-техническая конференция по фотоэлектронике и приборам ночного видения, 25-27 мая, Москва, Россия.: Тез. докл. - 2000. - С.84.

16 Бугаенко А. Г. Современные измерительные средства для оценки характеристик тепловизионных систем // XVI Международная научно-техническая конференция по фотоэлектронике и приборам ночного видения, 25-27 мая, Москва, Россия.: Тез. докл. - 2000. - С.32.

17 Белозеров АФ., Бугаенко А.Г., Иванов В.П., Морозов А.Е. Особенности стыковки тештовизионной насадки с оптическим прицелом // Оптический журнал. - 2001. - Т. 68. - № 5. - С. 73-75.

18 Бугаенко А.Г., Иванов В.П., Морозов А.Е. Особенности работы системы тепловизионный прибор - оператор. // Оптический журнал". 2001. - Т. 68. - № 1. С. 55-59.'

19 Иванов В.П., Белозеров А.Ф., Бугаенко А.Г. НПО ГИПО: Перспективы тепловидения в реальности // Военный Парад. - 2002. - № 4 (52).

20 Бугаенко А.Г. Аппаратура для оценки характеристик тепловизионных систем при испытаниях и эксплуатации // Оптический журнал. - 2002. Т. 69, - № 4. С. 19-25.

21 Бугаенко А.Г., Зарипов Р.И. Принципы построения электронных устройств управления высокоточными измерительными ИК системами // Оптический журнал. - 2002. - Т. 69. - № 4. - С. 26-30.

22 Бугаенко А.Г., Лукин А.В., Мельников А.Н., Морозов А.Е. Laser measurements of the optical parameters of objectives in ultraviolet, visible, and infiared spectral regions // Seventh International Symposium on Laser Metrology Applied to Science, Industry, and Everyday Life, Proceedings of SPIE Vol. 4900 (2002) (Лазерные измерения оптических параметров объективов в УФ, видимой и ИК областях спектра).

23 Белозеров А.Ф., Бугаенко А.Г., Митряйкин В.И. Опытный учебно-тренировочный и научный центр по тепловидению // Оптический вестник. Бюллетень оптического общества им. Д.С. Рождественского. - 2002. № 105. - С. 8-11.

24 Бугаенко А.Г., Бугаков И.С., Митряйкин В.И., Михайлов СА Оценка состояния композиционных конструкций при усталостных испытаниях путем измерения температуры разогрева // Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского.- Сер. Механика. - 2003. - Вып. 1(5). - С.159-163.

25 Бугаенко А.Г., Иванов В.П., Омелаев А.И., Тевяшов В.И., Филиппов В Л. Физические основы и техника измерений в тепловидении (под редакцией Филиппова В.Л.) / Монография, Казань: Отечество, 2003 г. - 352 с.

26 Белозеров А.Ф., Бугаенко А.Г., Михайлов Е.Н., Морозов А.Е. Полигонные оценочные испытания тепловизионных приборов III поколения в интересах ГРАУ, ГАБТУ, ВМФ, ВВС и РХБЗ // Михайловский военный артиллерийский университет / Сборник материалов XV Всероссийской межвузовской научно-технической конференции "Электромеханические и внутрикамерные процессы в энергетических установках, струйная акустика и диагностика, приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий". Казань, 2003 г. Часть I. КГУ им. Ульянова-Ленина.

27 Бугаенко А.Г., Никитин Ю.П., Пантелеев Н.Л. Коллиматоры для проверки тепловизионных прицелов // Оптический журнал. - 2004. - Т.71. № 2. - С. 32-36.

28 Бугаенко А.Г., Митряйкин В.И., Сотников АС., Архипов ВА Диагностика агрегатов, оценка работы системы тепловизионным оборудованием // XVI Всероссийская межвузовская научно-техническая конференция "Электромеханические и внутрикамерные процессы в энергетических установках, струйная акустика, диагностика технических систем, приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий", 18-20 мая, 2004 г., Казань.: Сборник материалов. 4.1.-С. 129-130.

29 Бугаенко А.Г., Иванов В.П., Лукин А.В., Мельников АН., Морозов А.Е. Инфракрасные объективы тепловизионных приборов и лазерные средства измерений их параметров // XVIII Международная конференция по фотоэлектронике и приборам ночного видения, 25-28 мая, 2004 г., Москва, Россия.: Тез. докл. С. 49.

30 Бугаенко А.Г., Морозов А.Е., Ахметшин А.Ф. Оценка качества тепловизи-онного канала III поколения // XVIII Международная конференция по фотоэлектронике и приборам ночного видения, 25-28 мая, 2004 г., Москва, Россия.: Тез. докл. - С.65.

31 Белозеров А.Ф., Бугаенко А.Г., Михайлов Е.Н., Морозов А.Е. Методические аспекты и результаты натурных испытаний тепловизионных приборов 3-го поколения // XVIII Международная конференция по фотоэлектронике и приборам ночного видения, 25-28 мая, 2004 г., Москва, Россия.: Тез. докл. - С.69.

32 Бугаенко А.Г., Васильев А.Н., Иксанов Р.Ч., Митряйкин В.И. Оценка перегрузок, действующих на тепловизионный прицел, установленный на средства ближнего боя // Сборник научно-технических статей "Совершенствование боевого применения и разработок артиллерийского вооружения и военной техники, социально-педагогических аспектов подготовки военных специалистов".' 4.1, Казань:-2004 г.-С. 38-43.

33 Бугаенко А.Г., Иванов В.П., Лукин А.В., Мельников А.Н., Морозов А.Е. Инфракрасные объективы тепловизионных приборов и лазерные средства измерений их параметров // Прикладная физика. - 2005. - № 2.

Патенты

1 Патент РФ № 2135930. Тепловизионная насадка к оптическому прицелу / А.Г. Бугаенко, А.С. Макаров, А.Е. Морозов, Н.Л. Пантелеев (РФ). - Приоритет от 6.07.98 г.

2 Патент РФ № 2152633. Устройство одновременного сканирования поля объектов и поля изображения / А.Г. Бугаенко, Е.Ф. Дедюхин, А.С. Макаров, А.Е. Морозов, Н.Л. Пантелеев (РФ). - Приоритет от 16. И .98 г.

3 Патент РФ № 2189019. Способ бесконтактного измерения среднеобъем-ной температуры объекта, выполненного из диэлектрического материала / А.Г. Бугаенко, А.В. Григорьев, М.Ю. Застела, B.C. Кубланов, Г.А. Морозов, Ю.Е. Седельников (РФ). - Приоритет от 29.11.2000 г.

4 Патент РФ № 2207482. Тепловизионная насадка к оптическому прицелу / А.Ф. Белозеров, А.Г. Бугаенко, Е.Ф. Дедюхин, А.С. Дучицкий, В.П. Иванов, ГА. Ильин, А.Е. Морозов (РФ). -Приоритет от08.01.2002 г.

5 Свидетельство на полезную модель № 29155 РФ. Инфракрасный коллиматор / А.Г. Бугаенко, Р.И. Зарипов, В.П. Иванов, Н.И. Кадыров (РФ). - Приоритет от 18.11.2002 г.

6 Патент на полезную модель № 32614 РФ. Инфракрасный коллиматорный комплекс / А.Г. Бугаенко, Е.Ф. Дедюхин, Р.И. Зарипов, В.П. Иванов, Н.И. Кадыров (РФ). - Приоритет от 26.05.2003 г.

7 Патент РФ № 2244950. Инфракрасный коллиматорный комплекс / А.Г. Бу-гаенко, Е.Ф. Дедюхин, Р.И. Зарипов, В.П. Иванов, Н.И. Кадыров (РФ). - Приоритет от 26.05.2003 г.

Отпечатано с готового оригинал-макета в типографии ФГУП "НПО ГИПО" г. Казань, ул. Липатова, 2 Заказ № 524. Тираж 120 экз.

OS. 03 - os. //

mora'

1321

Введение.

Актуальность работы.

Состояние вопроса.

Цель работы.

Основные задачи диссертационной работы.

Научная новизна исследований и полученных результатов.

Научные положения, выносимые на защиту.

Практическая значимость результатов, полученных в диссертации.

Публикации и апробация результатов. 16

Состав диссертации. 17

Глава 1. Тепловизионная система как объект испытаний. Характеристики системы и обобщенные критерии оценки качества . 20

1.1. Общие характеристики развития тепловизионных систем и их особенности. 21

1.1.1. Уровень и тенденции развития зарубежных ТВП. 21

1.1.2. Уровень и перспективы развития отечественной переносной и возимой тепловизионной техники обнаружения и прицеливания. 27

1.2. Перспективы совершенствования ТВП на основе использования унифицированных модулей. 34

1.3. Основные параметры, характеристики и критерии оценки качества ТВП. 40

1.4. Влияние особенностей зрительного анализатора и дисплея в ТВП обнаружения и прицеливания на требования к элементам систем контроля параметров. 53

1.4.1. Требования к оптимальным условиям работы зрительного анализатора в ТВП. 53

1.4.2. Индикаторные устройства (дисплеи) и требования к ним для обеспечения условий оценки качества ТВП. 59

1.5. Развитие действующей системы параметров ТВП обнаружения, распознавания и прицеливания. 60

Выводы к главе 1. 65

Глава 2. Виды испытаний аппаратуры и области применения ТВП. 67

2.1. Виды испытаний аппаратуры военного назначения (наземной, морской, авиационной). 67

2.2. Выделение областей применения ТВП. 76

2.3. Особенности контроля и измерений параметров ТВП дистанционного действия в стендовых условиях. 83

2.4. Требования к измерительной аппаратуре стендовых и полигонных испытаний. 86

2.5. Требования к контрольно-проверочной аппаратуре для обеспечения эксплуатации ТВП. 90

Выводы к главе 2. 94

Глава 3. Аппаратура для оценки характеристик ТВП в условиях стендовых испытаний. 95

3.1. Измерительные комплексы и стенды для оценки параметров и характеристик ТВП. 97

3.2. Аппаратура для имитации характеристик излучения объектов-целей и фонов. 113

3.3. Аппаратура согласованного по дальности ввода источников излучения в поле зрения ТВП. 126

3.4. Аппаратура контроля условий внешних и входных воздействий на ТВП. 139

3.5. Автоматизация измерений и аппаратура обработки результатов измерений в стендовых условиях. 145

Выводы к главе 3. 157

Глава 4. Аппаратурное обеспечение натурных испытаний. 158

4.1. Радиометрические тепловизионные приборы. 160

4.2. Полноразмерные тест-объекты и имитаторы. 168

4.3. Измерители прозрачности атмосферы. 180

4.4. Сравнение уровня отечественных разработок с зарубежными. 183

Выводы к главе 4. 192

Глава 5. Контрольно-проверочная аппаратура для обеспечения эксплуатации тепловизионных прицелов. 193

5.1. Назначение, состав КПА и перечни основных параметров. 194

5.2. Особенности и описание КПА изделия 1ПН65 (9В974). 197

5.3. Особенности и описание КПА изделия 1ПН79 (9В679). 201

5.4. Особенности и описание КПА изделия 1ПН86-ВИ (9В9001). 204

Выводы к главе 5. 215

Глава 6. Метрологические аспекты измерений и контроля характеристик тепловизионных систем. 216

6.1. Требования к системе метрологического обеспечения производства и эксплуатации ТВП. 216

6.2. Структура действующей в НПО ГИПО системы метрологического обеспечения измерений и контроля характеристик ТВП. 222

6.3. Методические аспекты измерений и контроля характеристик тепловизионных систем. 230

6.3.1. Расчет величин разности энергетических яркостей и разности радиационных температур на выходе обобщенной оптической схемы. 231

6.3.2. Анализ экспериментально-расчетного метода калибровки контрольно-испытательных стендов в величинах разности энергетических яркостей и разности радиационных температур. 236

6.3.3. Метод калибровки контрольно-испытательных стендов. 241

6.4. Результаты экспериментальной проверки качества калибровки испытательных дифференциальных стендов.246

6.5. Технологический контроль оптических параметров объективов с асферическими рабочими поверхностями.252

6.5.1. Измерения размера наименьшего кружка рассеяния.254

6.5.2. Измерения фокальных и рабочих отрезков.255

6.5.3. Метод измерений заднего фокального отрезка .256

6.5.4. Метод измерений рабочего отрезка 5"р<.257

6.5.5. Измерения коэффициента пропускания.258

6.6. Перспективные задачи разработок и совершенствования методов и средств контроля характеристик тепловизионных приборов и систем.260

Выводы к главе 6.262

Заключение. Основные выводы и результаты работы.264

Список использованных литературных источников.271

Приложения.289

Структурная схема диссертации

Цель работы

Исследование, разработка и создание необходимого и достаточного комплекса методов и средств контроля и испытаний, обеспечивающих получение достоверной оперативной экспериментальной информации о параметрах и свойствах тепловизионных систем, подлежащих оценке на этапах проектирования, производства и эксплуатации. Внедрение разработок измерительной техники в отечественную отрасль оптико-электронного приборостроения

Основные задачи см л ш л с;

Анализ, классификация и разработка требований к измерительной и контрольной аппаратуре, обеспечивающей единство методов оценки параметров ТВП. Разработка методов испытаний и принципов построения измерительной аппаратуры, учитывающих развитие тепловизионного приборостроения х;

Анализ тепловизионной системы как объекта испытаний. Развитие тепловизионных систем, их основные параметры, характеристики и обобщенные критерии оценки качества

Оценка влияния особенностей составных частей тепловизионной системы на состав требований к элементам измерительного комплекса

Аналитическое исследование развития системы параметров ТВП, видов испытаний аппаратуры военного назначения, обобщение областей применения ТВП в системах вооружения и особенностей КПА

Разработка и систематизация требований к измерительной аппаратуре для стендовых и полигонных испытаний. Разработка требований к КПА для обеспечения эксплуатации ТВП X

Разработка комплекса аппаратурных средств измерений и контроля по сформулированным требованиям и результатам исследований. Отработка технологий изготовления узлов и элементов измерительной аппаратуры для обеспечения возможности мелкосерийного изготовления и внедрения в отрасль

Теоретическое обоснование и разработка методов калибровки измерительной и контрольной аппаратуры с целью получения достоверной информации о параметрах и свойствах ТВП в производстве и эксплуатации

Разработка измерительной аппаратуры и методологии оценки характеристик ТВП в условиях стендовых испытаний ю со ш то с;

Разработка измерительной аппаратуры и методологии оценки характеристик ТВП при натурных испытаниях. Исследование связей основных параметров ТВП, получаемых при стендовых и натурных испытаниях

Разработка контрольно-проверочной аппаратуры для обеспечения эксплуатации ТВП в составе конкретных комплексов вооружений

Отработка технологий изготовления элементов измерительных комплексов. Исследования в процессе разработок с целью совершенствования технологий изготовления узлов и элементов измерительных комплексов

Результаты разработок средств контроля характеристик ТВП на этапах разработки, производства и эксплуатации

Требования к системе метрологического обеспечения производства и эксплуатации ТВП. Структура системы со л ш то с;

Исследование методических аспектов измерений и контроля характеристик ТВП. Разработка методики калибровки контрольно-измерительных стендов

Экспериментальная проверка качества калибровки контрольно-измерительных стендов

Разработка методик и оборудования для технологического контроля оптических параметров ИК объективов

Внедрение созданных методов испытаний и комплексов измерительной аппаратуры в практическую деятельность предприятий оптико-электронного приборостроения и обеспечение КПА комплексов вооружения и военной техники, имеющих в своем составе ТВП

Систематизация задач предприятий оптико-электронного приборостроения л н о л г к л X л с; ф н

У 2 с; ъс л го

Оптимизация требований к контрольно-измерительным комплексам, учитывающих задачи предприятий. Согласование ТЗ

Изготовление, поставка и ввод в эксплуатацию измерительных комплексов

Авторский надзор, организация и проведение плановых калибровок эксплуатируемых измерительных комплексов

Измерительные комплексы и аппаратура для обеспечения стендовых испытаний ТВП К-3, К-ЗМ, "Колибри"; ВЭ-1227, "Орхон", НСИ-К, (модификации ВЭ-1320, "Орхон-М", НСИ-КМ), перспективные "Информатор", АЛСУ

Аппаратурное обеспечение натурных испытаний Тепловизоры-радиометры "Трап", "Искра" (1ПН88), тепловая мишень "Щит", ИК-трансмиссометр "Кварта" (модернизация), "Орхон"

Контрольно-проверочная аппаратура (КПА) для обеспечения эксплуатации ТВП в составе комплексов вооружений КПА: 9В974, 9В679, 9В9001, 9В9001-1

Методы и методическое обеспечение испытаний ТВП Программы и инженерные методики стендовых и полигонных испытаний ТВП, методики испытаний на специальные виды воздействий. Методическое обеспечение контроля характеристик ТВП с применением измерительных комплексов, эксплуатационная документация на КПА

Введение

В настоящей работе обобщены результаты исследований и разработок, выполненных автором в период с 1982 по 2004 г. и направленных на создание, развитие и внедрение в тепловизионное приборостроение специальной контрольно-измерительной техники и обеспечивающей ее применение комплексной научно-технической методологии. Решение указанной проблемы составляет основу получения достоверной и оперативной информации о параметрах и характеристиках тепловизионных приборов (ТВП) различного назначения на стадиях их разработки, серийного изготовления и эксплуатации.

Актуальность работы

Одной из важнейших задач в области разработки, серийного изготовления и войсковой эксплуатации тепловизионных систем различного назначения является задача создания специальных измерительных средств, обладающих необходимыми и достаточными свойствами для оценки характеристик ТВП.

В российской оптической отрасли в соответствии со сложившейся многолетней мировой практикой измерительным средствам различного назначения всегда придавалось очень большое значение, поскольку здесь создавались высокоточные инструменты для исследований и решения практических задач в подавляющем большинстве сфер человеческой деятельности. Однако широчайшие достижения во всех областях оптического приборостроения обеспечивали решение проблем в привычной, в общем понимании, видимой области спектра.

В последние несколько десятилетий стремительное развитие техники ночного видения [1] и, в частности, тепловидения как составной части современных вооружений ориентирует разработчиков на создание нового класса контрольно-измерительных приборов и комплексов, обеспечивающих оценку параметров и свойств тепловизионных систем всех классов в процессе разработки и изготовления, а также контроль их состояния в период эксплуатации.

Это, в свою очередь, влечет за собой освоение новых оптических технологий, создание высококачественных, стабильных источников излучения, применение новейшей радиоэлектронной элементной базы и современных вычислительных средств обработки информации.

Актуальность проблем создания контрольно-измерительных средств на настоящем этапе развития тепловидения обусловлена следующими основными причинами:

- использованием разрабатываемых ТВП в новейших образцах высокоточного оружия, комплексированием каналов с различными спектральными диапазонами в единые системы управления вооружений и военной техники;

- необходимостью увеличения дальности действия ТВП, что связано с их постоянным совершенствованием в части повышения температурной чувствительности и пространственного разрешения;

- постоянно ужесточающимися требованиями к обеспечению работоспособности ТВП в условиях войсковой эксплуатации;

- требованиями оптимизации контрольно-измерительных систем с точки зрения необходимости и достаточности собственных свойств с целью снижения затрат на их разработку, производство и эксплуатацию.

Следует также отметить, что в тепловизионном приборостроении до сих пор отсутствует единая система измерения и контроля их качества при достаточно широкой номенклатуре разрабатываемых образцов и обширном круге предприятий-разработчиков и потребителей, что особенно остро влияет на достоверность решений при выборе технических параметров ТВП в обеспечение реализации Государственных программ развития отечественного тепловидения.

Все перечисленное требует комплексного развития и постоянного совершенствования аппаратурного обеспечения измерений и контроля параметров и технических характеристик разрабатываемой тепловизионной техники и, тем самым, постоянно поддерживает актуальность и перспективу рассматриваемой в настоящей работе проблемы.

Состояние вопроса

В течение более чем двадцатилетних исследований по представляемой тематике автором постоянно проводился анализ состояния и развития техники измерений в области инфракрасного приборостроения, из которого на сегодняшний день возможно сделать определенные выводы.

Прежде всего, следует отметить, что общие теоретические подходы к обоснованию методологии измерений параметров тепловизионного прибора и его основных оставляющих, а именно оптической системы (входного объектива, сканирующей системы, системы согласования сигнала на входе в фотоприемник); фотоприемного устройства и электронной системы обработки сигнала; устройства отображения информации (монитора), физических и физиологических характеристик зрительного анализатора оператора разработаны, обоснованы [2,3,4,5] и известны с 50-60-х годов прошлого века. Однако аппаратурное обеспечение таких измерений получило развитие и совершенствовалось только в течение последних двух десятилетий. Причем доступная информация здесь весьма ограничена и позволяет проследить лишь некоторые зарубежные разработки [6,7].

Известны, в частности, разработки фирм США, таких как Electro Optical Industries, Inc.; Ci-Systems и, объединенные в последнее время разработки Ci-Systems с Германией и Израилем (Electro-Optics Industries Ltd., входящую в корпорацию Elbit Systems, Ltd.). При выполнении служебных заданий автор имел возможность ознакомиться с измерительными комплексами и аппаратурой оперативного диагностирования ТВП западноевропейских стран - Франции (Sagem), Англии (FLIR Systems, Marconi), Швеции (Agema).

Среди российских разработок аппаратурных средств ИК измерений наиболее известны работы Государственного оптического института им. С.И. Вавилова и НПО "Геофизика"[8].

Важный для практики оценок тепловизионных систем достаточно широкий спектр измерительной аппаратуры для исследований в ИК области оптических свойств атмосферы Земли создан в Институте физики атмосферы АН СССР, Институте оптики атмосферы СО АН СССР, в Государственном институте прикладной оптики (Филиппов В.Л., Иванов В.П., Новоселов В.А. и др.).

Последнее обстоятельство, а также тот факт, что в течение последних 20 лет в России, и именно в НПО ГИПО, были развернуты и успешно реализованы работы по созданию и промышленному освоению ряда классов ТВП [9,10,11], созданы необходимые предпосылки для научно-прикладного и комплексного развития аппаратурных средств и методов измерений и контроля параметров разрабатываемых и серийно выпускаемых ТВП. Базой для этого развития послужило наличие:

- развитого направления фоно-целевых исследований и изучения оптических свойств атмосферы в широкой спектральной области;

- широко проводимых научно-исследовательских и опытно-конструкторских разработок по созданию ТВП I, II и III поколений;

- действующих производственной и испытательной баз, обеспечивающих замкнутый цикл серийного изготовления ТВП;

- развитой научно-практической базы широкого спектра современных оптических технологий;

- действующей метрологической службы с необходимой инфраструктурой образцовых средств измерения и вторичных эталонов, аккредитованной Госстандартом на право проведения калибровки создаваемых измерительных средств [12,13,14].

Цель работы

Целью настоящей работы является исследование, разработка и создание необходимого и достаточного комплекса методов и средств контроля и испытаний, обеспечивающих получение достоверной, оперативной экспериментальной информации о параметрах и свойствах тепловизионных систем, подлежащих оценке на этапах их проектирования, производства и эксплуатации.

Основные задачи диссертационной работы

- Анализ, классификация и выбор оптимальных требований к измерительной и контрольной аппаратуре, обеспечивающей единство методов оценки параметров тепловизионных приборов и систем на стадиях их разработки, производства и эксплуатации, в особенности на стадии стендовых испытаний, являющихся наиболее информативным этапом в оценке характеристик ТВП.

- Разработка методов испытаний и принципов построения измерительной аппаратуры для оценки параметров ТВП в различных условиях внешних воздействий.

- Исследование перспектив развития аппаратурных средств и методов измерений [15,16], учитывающих развитие тепловизионного приборостроения.

- Разработка комплекса аппаратурных средств измерений и контроля по сформулированным требованиям и результатам исследований. Разработка инженерных приемов и технологий отработки отдельных узлов и элементов для промышленного освоения аппаратурного комплекса с целью обеспечения возможности его тиражирования, воспроизводства и внедрения в отрасль.

- Теоретическое обоснование и разработка метода калибровки измерительной и контрольной аппаратуры для обеспечения этапов производства и эксплуатации ТВП.

- Внедрение созданных методов, методического обеспечения и комплексов измерительной аппаратуры в практическую деятельность предприятий оптико-электронного приборостроения, а созданной контрольно-проверочной аппаратуры в состав комплексов вооружения и военной техники.

Научная новизна исследований и полученных результатов

- обобщены и обоснованы методы комплексного контроля и измерений параметров тепловизионных систем;

- разработаны, исследованы и внедрены в практику принципы построения измерительной и контрольной аппаратуры для задач разработки, серийного изготовления и эксплуатации ТВП;

- по результатам проведенных исследований впервые получен и внедрен в производство ряд оригинальных научно-технических решений, на основе которых создан комплекс контрольно-измерительных систем, обеспечивающих возможности автоматизации процессов измерений при разработках, изготовлении и эксплуатации ТВП;

- разработаны, исследованы, созданы, внедрены в практику и подтверждены независимыми измерениями специальные методы калибровки измерительных систем.

Научные положения, выносимые на защиту

1. Результаты системного научно-технического обоснования требований к контрольной и измерительной аппаратуре, обобщающие принципы единого подхода к созданию измерительных средств для задач тепловизионного приборостроения с учетом перспективы развития, а также обоснование методов контроля характеристик ТВП, среди которых наиболее важные

- метод создания пространственного изображения тест-объекта с заданными характеристиками в ИК области спектра излучения;

- метод оценки адекватности характеристик ТВП, получаемых в стендовых и полигонных условиях;

- метод калибровки измерительной и контрольной аппаратуры по их выходным характеристикам.

2. Обоснование иерархии приборных средств и измерительных систем для задач разработки, производства и эксплуатации ТВП, оригинальные научно-технические и конструктивные решения, способствующие созданию комплекса измерительной аппаратуры, обеспечивающей

- достоверную оценку характеристик ТВП при стендовых испытаниях в условиях внешних воздействий;

- оценку характеристик, создаваемых ТВП в полигонных условиях в составе комплексов вооружений;

- контроль состояния ТВП, входящих в состав В и ВТ, в эксплуатационный период. 3. Комплекс прогнозных требований к средствам измерений и контроля параметров ТВП, учитывающих перспективу развития тепловизионного приборостроения.

4. Результаты разработки, апробирования и широкого внедрения методов калибровки измерительной и контрольной аппаратуры и научно обоснованные подходы к созданию системы метрологического обеспечения ТВП различных классов и применения, объединяющей интересы производителей и заказчиков всех уровней.

Практическая значимость результатов, полученных в диссертации

- Обоснованы области применения и виды контрольно-измерительных средств и методов, обеспечивающих задачи создания ТВП различного применения;

- разработан и реализован научно обоснованный комплекс технических требований к проектированию и созданию измерительных систем. Изготовлен и поставлен в эксплуатацию ряд контрольно-измерительных приборов и стендов;

- предложены методы, методическое обеспечение и технология получения оперативной экспериментальной информации о параметрах и свойствах ТВП;

- создана промышленная основа серийного изготовления измерительных комплексов и система метрологического обеспечения испытаний тепловизионных приборов;

- приборами контроля параметров ТВП в эксплуатации (контрольно-проверочной аппаратурой) оснащен ряд комплексов отечественного противотанкового вооружения, а измерительными комплексами оснащен ряд предприятий отрасли, специальные лаборатории военных НИИ и полигонов.

Внедрение

Обобщенные результаты экспериментальных исследований, разработанные, изготовленные и прошедшие метрологическую поверку измерительные комплексы, приборы, технологические стенды, а также разработанные, прошедшие метрологическую экспертизу и опробацию при различных видах испытаний методы и методическое обеспечение внедрены:

• в ФГУП "НПО ГИПО" при разработках, государственных испытаниях тепловизионных прицелов 1ПН65, 1ПН79, 1ПН86-ВИ и их модификаций, а также при серийном изготовлении прицелов 1ПН79, 1ПН86-ВИ и их модификаций и контрольно-проверочной аппаратуры для указанных прицелов

1982-2003 г.г.)

• в ОАО "КОМЗ" при организации серийного выпуска тепловизионного прицела 1ПН65 и наблюдательного прибора 1ПН62

1982-2001 г.г.) в ЗАО "Орбита" г. Ереван при освоении серийного выпуска теплови-зионного прицела 1ПН65 и КПА 9В974 в обеспечение поставок по заказу МО СССР

1985-1992 г.г.) в ОАО "Красногорский завод им. С.А. Зверева" при разработках теп-ловизионных каналов "Агава", "Агава-2"

1984-1986 г.г.) в ГУП ПО "НПЗ" г. Новосибирск при разработках и серийном выпуске тепловизионного наблюдательного прибора "Пособие"

1985-1990 г.г.) в войсковой части 21374 в обеспечение полигонных испытаний тепло-визионных приборов всех классов, разрабатываемых и испытываемых по заказам ГРАУ МО РФ

1984-2003 г.г.) в ГУП "КБП" г. Тула в обеспечение совместных работ, проводимых по заказам ГУП "КБП" и Инозаказчиков

1998-2003 г.г.) в ФГУП 3 ЩЖИ МО РФ при создании и аккредитации "Испытательной лаборатории оптико-электронных средств разведки, наблюдения и прицеливания" № РОСС.КГ.ОО6.О4ГШОО от 28.06.2000 г.

1984-2003 г.г.) в ФГУП ПО "УОМЗ" для обеспечения разработок и подготовки серийного выпуска тепловизионных каналов II и III поколений различного назначения

2002-2003 г.г.) в "Промышленном центре оптики", Республика Польша, г. Варшава при проведении совместных разработок в обеспечение серийного выпуска тепловизионного канала для системы управления огнем танка Т-72

1996-1997 г.г.)

• в Кунминьском институте физики, Китайская народная республика, г. Кунминь при проведении совместных работ в обеспечение разработок тепловизионных приборов различного назначения

1997-1998 г.г.)

• при проведении испытаний в интересах ГРАУ, ГАБТУ, ВМФ, ВВС и РХБЗ

2001-2002 г.г.).

Приборные разработки удостаивались серебряной медали ВДНХ СССР (1988 г.), Почетных дипломов различных Всероссийских выставок (1995-2004 г.г.).

Совокупность методов, разработанных контрольно-измерительных комплексов, методическое обеспечение всех видов испытаний в виде инженерных методик, рекомендаций по использованию дополнительного стандартного и специального оборудования, а также утвержденных в рамках отрасли и МО РФ нормативных документов создают основу комплексной научно-технической методологии оценки характеристик ТВП.

Внедрение результатов диссертационной работы в виде разработок конкретных измерительных комплексов и приборов для предприятий отрасли, войсковых частей и поставок за рубеж подтверждено актами внедрения (см. Приложение) и вносит значительный вклад в развитие экономики страны и повышение ее обороноспособности.

Публикации и апробация результатов

Основные результаты исследований по теме диссертации опубликованы в 40 научных работах, в том числе в монографии "Физические основы и техника измерений в тепловидении", г. Казань, Отечество, 2003 г., в 7 научных статьях в отраслевых и всероссийских журналах, соответствующих "Перечню журналов и изданий.", опубликованному в Бюллетене ВАК Минобразования

РФ, № 2, 2003 г., в 7 патентах Российской Федерации и в материалах 20-ти Международных, Всесоюзных и Всероссийских конференций.

Приборные разработки и рекламные материалы по ним неоднократно демонстрировались на международных выставках вооружений и военной техники и технологий двойного назначения IDEX 97 (1997 г.), IDEX 99 (1999 г.), IDEX 2001 (2001 г.), IDEX 2003 (2003 г.) г. Абу-Даби, Объединенные Арабские Эмираты; МАКС 99 (1999 г.), МАКС 2001 (2001 г.), МАКС 2003 (2003 г.) г. Жуковский, Россия, IDELF-2004 г. Москва, Россия; Eurosatory 96 (1996 г.), Eurosatory 2000 (2000 г.), Париж, Франция; MSPO 95, г. Кельце, Республика Польша; VTTV 99, г. Омск, Россия; DSA 2002 (2002 г.), г. Куала-Лумпур, Малайзия; IDEF 99 (1999 г.), г. Анкара, Турция; IDET 99 (1999 г.) г. Брно, Чехия и многих других.

Состав диссертации

Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения с основными выводами и результатами работы и списка литературных источников.

Выводы к главе 6

1 Обоснованы и разработаны основные требования к системе метрологического обеспечения производства и эксплуатации ТВП.

2 Показано, что на настоящем этапе развития контрольно-измерительных средств, обеспечивающих разработки ТВП трех поколений, создаваемая система метрологического обеспечения должна базироваться как на аппаратурных методах измерений характеристик ТВП, так и на применении расчетных методов, в дальнейшем подтверждаемых экспериментальными исследованиями.

3 Показаны пути снижения погрешностей измерений и уровень развития метрологического оборудования, обеспечивающего возможности калибровки рабочих средств измерения. Показано место рабочих средств измерения в общей поверочной схеме метрологического обеспечения измерений и контроля ТВП.

4 Экспериментально установлена корректность методов калибровки рабочих средств измерения, проводимых в рамках действующей системы метрологического обеспечения, с помощью измерительного оборудования и приборов зарубежного производства.

5 Сформулированы основные перспективные задачи разработок и совершенствования методов и средств контроля характеристик ТВП.

Заключение. Основные выводы и результаты работы

В работе решена важная научно-практическая проблема оценки качества ТВП, направленная в конечном итоге, на укрепление обороноспособности страны, что подтверждено многочисленными испытаниями тепловизионных приборов в составе реальных комплексов вооружений и практикой войсковой эксплуатации. Создана, исследована, освоена в производстве и внедрена на ряде предприятий отрасли система аппаратурных средств и методов испытаний и контроля современных тепловизионных приборов, обеспечивающая возможность получения достоверной информации о параметрах и характеристиках тепловизионных систем при их разработке, серийном изготовлении и в условиях эксплуатации.

Комплексный подход к решению практической проблемы обеспечения измерений в тепловизионном приборостроении позволил теоретически обосновать физические основы специальных измерений, впервые описать тепловизионную систему как объект испытаний, обобщить характеристики этой системы и критерии оценки ее качества и на этой основе разработать требования к измерительной и контрольной аппаратуре, обосновать корректность методик проведения различных видов испытаний.

При решении общей проблемы были решены конкретные задачи, имеющие в то же время самостоятельное научное значение:

1 На основе системного анализа достижений отечественного и зарубежного тепловизионного приборостроения и обобщения областей применения ТВП разработан и реализован комплекс технических требований к контрольно-измерительным средствам, предназначенным для оценки качества ТВП.

2 Разработанные научные основы путей построения измерительной аппаратуры и оригинальные технические решения реализованы в модификациях измерительных приборов и комплексов, обеспечивающих получение эффективной и достоверной информации о параметрах и свойствах современных тепловизионных приборов и систем, составляющих основу комплексной методологии проведения испытаний ТВП на стадиях их разработки, серийного изготовления и эксплуатации.

Разработанные методы, методическое обеспечение и измерительные средства опробированы в условиях предварительных и государственных испытаний изделий 1ПН65, 1ПН86, 1ПН86-ВИ на полигонах ГРАУ, ГАБТУ, ВМФ, ВВС и РХБЗ, документально утверждены в рамках технических условий на изделия.

3 Показано, что перспективы совершенствования и развития аппаратурных средств и методов измерений и контроля тесно связаны с новейшими разработками и современными технологиями построения ТВП. Разработанные методы и требования к измерительным средствам контроля учитывают перспективу развития оптических и оптико-электронных технологий.

4 На основе проведенных исследований создан приборный комплекс для измерения параметров и характеристик тепловизионных приборов различного назначения, используемый на различных стадиях их разработки и серийного изготовления при испытаниях в стендовых (заводских) и полигонных условиях, а также для контроля в эксплуатации, включающий в себя:

- автоматизированные измерительные стенды типа "Орхон" (III поколение), НСИ-К (IV поколение) на основе коллиматорных устройств с фокусным расстоянием 1500 мм, предназначенные для оценки параметров и характеристик тепловизионных приборов в стендовых условиях на соответствие требованиям ТЗ или при проведении новых разработок;

- контрольно-измерительные коллиматорные системы типа К-3, К-ЗМ, "Колибри", предназначенные для оценки основных характеристик тепловизионных приборов на соответствие требованиям ТЗ при проведении испытаний в стендовых (заводских) условиях в условиях температурных воздействий;

- автоматизированные тепловизоры-радиометры типа "Трап", "Искра" (1ПН88) для оценки фоноцелевой обстановки и цифровых значений температурного контраста "цель-фон" при проведении полигонных испытаний тепловизионных приборов;

- опытные полноразмерные тепловые мишени "Щит" для обеспечения численной сравнительной оценки рабочего углового разрешения тепловизионных приборов при проведении полигонных испытаний;

- комплекс вспомогательных приборов и средств, обеспечивающих корректность применения разработанных и стандартных методик испытаний;

- контрольно-проверочную аппаратуру 9В679, 9В9001 и 9В9001-1, предназначенную для комплексов 9К131М, 9К115М и 9К115М1, с целью обеспечения работы изделий 1ПН65, 1ПН86-ВИ и 1ПН86-ВИ-1 в течение срока эксплуатации. Освоено серийное производство контрольно-проверочной аппаратуры.

5 Разработана научно-практическая основа метрологического обеспечения испытаний тепловизионных приборов, создан комплекс средств и методов поверки измерительных средств, используемых для оценки параметров и характеристик ТВП в процессе их разработки, серийного изготовления и эксплуатации.

6 Измерительными комплексами оснащены ряд предприятий отрасли, специальные лаборатории военных НИИ и полигонов Российской Федерации. В рамках международного научного сотрудничества измерительные комплексы поставлены и введены в эксплуатацию в Республике Польша и Китайской народной республике (см. табл. 6.4).

Внедрение средств контроля ТВП в оптическую отрасль и за рубеж

Предприятие (город, страна) ФГУП "НПО ГИПО" г. Казань, Татарстан, РФ ОАО "КОМЗ" г. Казань, Татарстан, РФ А ОАО "Красногорский завод им.С.А.Зверева" г. Красногорск Московской обл., РФ ФГУП ПО "УОМЗ" г. Екатеринбург, РФ ГУП КБП г. Тула, РФ ФГУП зцнии МО РФ г. Москва, РФ

Сертифицированная инфраструктура метрологического обеспечения измерений Вторичные эталоны физических единиц (СПЭЯ, ССиО, температуры по ИК излучению) Метрологические комплексы КИМ-0,3-15 МК-100/280 Спектрокомпараторы УДА-КИМ УИКО-М /1

N 4 А 2>

Обеспечение стендовых испытаний Контрольная аппаратура К-3 (К-ЗМ) 1984-1988 (3 экз.) инициативная разработка \|

Колибри 1992 г. инициативная разработка 1992 г. (2 экз.)

Измерительная аппаратура ВЭ-1227 1980 г. инициативная разработка модернизация 2004- 2005 г.г. 1983 г. (2 экз.) 1983 г.

Орхон" разработка по заказу ГРАУ МО РФ

НСИ-К и его модификации 2002 г. инициативная разработка 2 НС ООЗ г. И-КМУ 2002 г. НСИ-КМТ 2005 г. НСИ-КМТ2 2( "Измер 302 г. итель-ЗЦ"

Информатор-Р" 2005 г. перспективная разработка для оценки качества широкопольных и матричных систем

Комплекс лазерного контроля качества оптических И К систем 2002-2005 г.г. инициативная разработка

Обеспечение натурных испытаний и эксплуатации "Искра" (1ПН88) 1985-2004 г.г. разработки по заказу ГРАУ МО РФ 1994 г. (2 комп.)

КПА (9В974, 9В679, 9В9001, 9В9001-1) 1993 г. разработки по заказу ГРАУ МО РФ

Методологическое обеспечение Аттестованные методики обработки результатов измерений 1980 г. инициативные разработки в обеспечение единства измерений 1983 г. 1983 г. 2003 г. 2002 г. 1994-2002

Аттестованное технологическое оборудование и приспособления 1985- 2005 г.г. разработки в обеспечение серийного производства 1992 г. 1999 г.

Решаемые задачи Научные исследования. Разработка, серийное производство и испытания ТВП. Метрологическое обеспечение измерений. Метрологическое обеспечение и сертификация разрабатываемых и поставляемых средств контроля. Плановые калибровки измерительной техники, поставленной по Контрактам. Развертывание серийного производства ИК объективов Опытно-конструкторские разработки ТВП 1ПН62,1ПН86-2 Серийное производство ТВП. Научные исследования Опытно-конструкторские разработки и серийное производство ТВП Входной контроль ТВП. Опытно-конструкторские разработки и серийное производство систем с тепло-визионными каналами Входной контроль ТВП 1ПН86-ВИ, 1ПН79, 1ПН79-М. Научные исследования Аккредитованная испытательная лаборатория ФГУП 3 ЦНИИ МО РФ

Окончание таблицы 6.4

Внедрение средств контроля ТВП в оптическую отрасль и за рубеж

Войсковая часть 21374 г. Дзержинск Нижегородской обл., РФ ЗАО "Орбита-М" г. Ереван, Армения РСО Э.А. г. Варшава, Польша Кунминьский институт физики г. Кунминь, КНР ОАО "РОМЗ" г. Ростов Ярославской обл., РФ ОАО "ЛЗОС" г. Лыткарино Московской обл., РФ ГУП ПО "НПЗ" (ЦКБ "Точпри-бор") г.Новосибирск, РФ БЕЛОМО г. Минск, Беларусь СО РАН Конструк-торско-техноло-гический институт прикладной микроэлектроники г.Новосибирск, РФ По Контрактам с Инозаказчиками ч ^ А А

1987 г. (3 экз.)

1985 г. (3 экз.)

1994 г. 1994 г. 2С модер "Ор 05 г. »низация >хона"

1£ НС )98 г. и-кмк 2005 г.

2005 г. 2005 г. 2005 г.

1993 г. (2 комп.)

1985-2000 1985 г. 1997-2004 более 70 компл.

1993 г. 1985 г. 1994 г. 1998 г. 1997-2005 ЭДиТД

1985 г. 1994 г. 1998 г.

Входной контроль ТВП. Проведение испытаний. Научные исследования Серийное производство ТВП Серийное производство систем с ТВП каналами Научные исследования и разработка ТВП Опытно-конструкторские разработки и серийное производство ТВП Опытно-конструкторские разработки и серийное производство ТВП Опытно-конструкторские разработки и серийное производство ТВП Опытно-конструкторские разработки и серийное производство ТВП Научные исследования, разработка ТВП, исследование элементной базы Техническое обслуживание при эксплуатации ТВП

Решение столь обширной задачи как создание основ метрологического обеспечения испытаний тепловизионных приборов в рамках нынешней специализации разработок НПО ГИПО с одновременным распространением аппаратурных и методических разработок измерительной техники на отрасль и приобретение определенного авторитета в этой области в рамках международного военно-технического сотрудничества было бы невозможно без привлечения к выполнению работ практически всего научно-технического потенциала предприятия.

Поэтому считаю своим приятным долгом выразить глубокую благодарность моим коллегам и сотрудникам, обладающим, без преувеличения, высочайшим профессионализмом, с которыми на протяжении многих лет мне довелось решать научно-технические задачи, проводить многочисленные испытания реальных комплексов вооружения и военной техники, часто в суровых натурных условиях, совершенствовать измерительную технику, внедрять ее на предприятия отрасли и в организации дружественных стран.

Позволю себе упомянуть только некоторых из них: д.т.н. Пантелеева Н.Л., Ильина Г.А., Зарипова Р.И., к.т.н. Морозова А.Е.,

Михайлова E.H., Ленинга В.А., Шигина В.О., к.т.н. [Скворцова Ю.Е.|, Сафонова В.Н., Никитина Ю.П., к.т.н. Рухлядева Ю.В., к.т.н. Балоева В.А., Попову В.П., Жукова O.A., Алтуняна М.Н.

В области метрологии мне выпала счастливая возможность совместно решать специфические задачи и многому научиться у к.т.н. Баранова В.А.,

Чугунова A.B., [Новоселова В.А.[, к.т.н. Курта В.И., д.т.н. Лукина A.B.

Выражаю глубокую признательность бывшему директору ГИПО С.О. Мирумянцу (ныне ученому секретарю НТС, доктору ф.-м.н., профессору), который одним из первых много лет назад оценил актуальность и перспективность разработок по созданию контрольно-измерительной техники для задач тепловидения.

Искренняя моя признательность заместителю генерального директора по науке д.т.н. Белозерову А.Ф., который на протяжении многих лет активно способствовал созданию нового научного направления - разработок и создания измерительной техники, и первому заместителю генерального директора Е.Ф. Дедюхину, решавшему сложнейшие организационные и технические вопросы в процессе освоения производства измерительной техники, ее тиражирования и внедрения в отрасль.

Искренняя благодарность генеральному директору НПО ГИПО, доктору ф.-м. н., академику РАИН Иванову В.П. за глубокое понимание сохраняющейся актуальности, перспективности развития и совершенствования метрологической базы предприятия и, в частности, необходимости постановки новых работ, направленных на обеспечение испытаний тепловизионной аппаратуры 2-го и 3-го поколений.

Искренняя благодарность и признательность моим коллегам доктору ф.-м.н., профессору Филиппову В.Л., к.т.н. Омеласву А.И., к.т.н. Тевяшову В.И., с которыми мне довелось работать в авторском коллективе по подготовке монографии "Физические основы и техника измерений в тепловидении", оказавшим большую творческую помощь в обработке представленных мной материалов и, тем самым, способствовавшим опубликованию важных разделов диссертационной работы.

Большая благодарность молодым способным инженерам Войцехов-ской Е.Г., Макаровой Е.А. за неоценимую помощь в оформлении диссертации.

1. Каталог "Приборы ночного видения". М.: ОАО "Оптопром", 2001.

2. Ллойд Дж. Системы тепловидения. М.: Мир, 1978.-415 с.

3. Узэрелл У. Оценка качества изображения / В кн. "Проектирование оптических систем" (Под ред. Р. Шеннона, Дж. Вайанта). М.: Мир, 1983. С. 178-332.

4. Мирошников М.М. Теоретические основы оптико-электронных приборов. Ленинград: Машиностроение, 1983. - 696 с.

5. Хадсон Р. Инфракрасные системы. М.: Мир, 1972.

6. Alan Silver "Magna Vox Electro-Optical Systems", Frank R. Carlen - "US Army Combat Systems Test Activity", Ferdinand R. Zegel - "Center for Night Vision and Electro-Optics"// SPIE. - 1988. - V.940. - PP.254-265.

7. Carl D. Wetfall "Seance Applications International Corporation", Thomas C. Larason - "US NAVY Metrology Engineering Departament" // SPIE. - 1988. V. 940. - PP.80-100.

8. Стариков А.Д, Шеволдин B.A. Федеральный научно-производственный центр НИИ комплексных испытаний оптико-электронных приборов и систем / ВНЦ ТОЙ им. С.И. Вавилова" // Оптический вестник. 1998. -№ 85. С. 19-23.

9. Белозеров А.Ф. Тепловидение в НПО ГИПО // Оптический вестник. 1997.-№ 5-6.-С. 1-3.

10. Макаров А. НПО ГИПО лидер Российского тепловидения // Военный парад, ноябрь-декабрь. - 1996. - С.42-45.

11. Бугаенко А.Г. Современные измерительные средства для оценки характеристик тепловизионных систем // XVI Международная научно-техническая конференция по фотоэлектронике и приборам ночного видения, 25-27 мая 2000 г.: Тез. докл. Москва, Россия. - С.32.

12. ГОСТ 8.106-2001. Государственный специальный эталон и общесоюзная поверочная схема для средств измерения энергетической яркости и силы излучения тепловых источников с температурой от 220 до 900 К. М.: Стандарт, 2001, - 4 с.

13. Курт В.И., Бугаенко А.Г., Павлюков Е.К. Калибровка испытательного стенда НСИ-К по разности радиационных температур // XII научно-техническая конференция "Фотометрия и ее метрологическое обеспечение": Тез. докл. М. ВНИИОФИ, - 1999. - С.11.

14. Молотков А.П. К вопросу о военной доктрине // Вооружение. Политика. Конверсия. 1-2(19-20), 1998.-С.28-31.

15. Панов В.В. Реальности геополитики и их влияние на приоритеты в строительстве Вооруженных сил, развитие вооружения и военной техники //Вооружение. Политика. Конверсия. 1-2 (19-20), 1998. С.10-17.

16. Макаров A.C., Омелаев А.И., Филиппов B.JI. Введение в технику разработок и оценки сканирующих тепловизионных систем. Казань: Изд. Унипресс, 1998.-318 с.

17. Белозеров А.Ф., Омелаев А.И., Филиппов B.JI. Современные направления применения ИК-радиометров и тепловизоров в научных исследованиях и технике // Оптический журнал. 1998. - № 6. - С. 16-27.

18. IR-18. Мк11. Общие описания // Фирма "Барр и Страуд" (Великобритания), 1982.

19. International Defense Review. -1984. V. 17. - No 1. - P.67-72.

20. Омелаев А.И. Анализ динамики развития и перспектив совершенствования отечественной тепловизионной техники: Обзор № 5540. М.: НТЦ "Информтехника", 1993. 43 с.

21. Стафеев В.И. Теллурид кадмия ртути основной полупроводниковый материал ИК техники (к 40-летию создания) // XVI Международная научно-техническая конференция по фотоэлектронике и приборам ночного видения. 25-27 мая 2000 г.: Тез. докл. - Москва, Россия.

22. Барышев Н.С. Свойства и применение узкозонных полупроводников. Монография. Казань: Изд. Унипресс, 2000. - 434 с.

23. Kinch М.А., Borello S.R. 0,1 ev HgCdTe Photodetectors //Infrared Physics. 1975. V. 15. No 2. - P. 111-124.

24. International Defense Review. 1984. - V. 17. - No 3. - P.291 -299.

25. Богомолов B.A., Сидоров В.И., Усольцев И.Ф. Приемные устройства ИК-систем. М.: Радио и связь, 1987. - 208 с.

26. Рябов А. Тепловизионные системы // Техника и вооружение. 1990, № 4. - С.8-9.

27. Сапцин В.М. К проблеме выравнивания фоточувствительности приемных элементов в тепловизорах с многоэлементными матричными ИК фотопреобразователями // Препр./ Ан СССР. Физ. ин-т. 1989. - № 72. С. 1-30.

28. Орлов В.А., Петров В.И. Приборы наблюдения ночью и при ограниченной видимости. М.: Воениздат, 1989. - 256 с.

29. Омелаев А.И., Рухлядев Ю.В. Анализ тенденций развития зарубежной и разработка предложений по программе развития отечественной тепловизи-онной техники. Обзор № 5306. -М.: НТЦ "Информтехника", 1991.-61 с.

30. Шипунов А., Дудка В., Захаров JI. Концепция ПТРК третьего поколения //Военный парад. 1999.-№ 1(31). -С.З0-32.

31. Патент РФ № 2135930. Тепловизионная насадка к оптическому прицелу / А.Г. Бугаенко, A.C. Макаров, А.Е. Морозов, H.JI. Пантелеев (РФ). Приоритет от 6.07.98 г.

32. Патент РФ № 2152633. Устройство одновременного сканирования поля объектов и поля изображения / А.Г. Бугаенко, Е.Ф. Дедюхин, A.C. Макаров, А.Е. Морозов, H.JI. Пантелеев (РФ). Приоритет от 16.11.98 г.

33. Бугаенко А.Г., Белозеров А.Ф., Иванов В.П., Морозов А.Е. Особенности стыковки тепловизионной насадки с оптическим прицелом // Оптический журнал. 2001. - Т.68. - № 5. - С. 73-75.

34. Патент РФ № 2207482. Тепловизионная насадка к оптическому прицелу / А.Ф. Белозеров, А.Г. Бугаенко, Е.Ф. Дедюхин, A.C. Дучицкий, В.П. Иванов, Г.А. Ильин, А.Е. Морозов (РФ). Приоритет от 08.01.2002 г.

35. Жуков А.Г., Горюнов А.Н., Кальфа JI.A. Тепловизионные приборы и их применение. М.: Радио и связь, 1983. -168 с.

36. Кулагин C.B., Дикарев В.Н., Мосягин Т.М. и др. Оптико-механические приборы. М.: Машиностроение, 1975. - 400 с.

37. Иванов В.П., Белозеров А.Ф., Бугаенко А.Г., Новоселов В.А. Комплекс измерительных и метрологических средств в тепловидении // Военный парад, июль-август. 1999. - 4(34). - С. 118-120.

38. Ерофейчев В.Г., Мирошников М.М. Перспективы использования ИК матриц в тепловидении // Оптический журнал. 1997. -№ 2. - С.5-13.

39. Ерофейчев В.Г. Инфракрасные матрицы для низкофонных применений (обзор) // Оптический журнал. 2000. -Т.67. -№ 3. - С.98-101.

40. Шипунов А.Г., Тихонов В.П., Лихтеров В.М. Противотанковые ракетные комплексы зарубежных стран // Обзорно-аналитический справочник за 1986-1992 г.г. Тула: КБП, 1993.

41. Бабичев В.И., Игнатов A.B., Танаев В.П. Синтез сложных технических систем, унифицированных по критерию эффективности действия // Изв. ТулТУ. Сер. Пробл. специальн. машиностроения. Тула, 1997. -Вып.1.

42. Шипунов А.Г., Семашкин E.H. Оптические линии связи малогабаритных управляемых ракет в условиях действия помех двигательных установок. М.: НТЦ "Информтехника", 2000. 180 с.

43. Proceedings of Technical Program. Eugene R. Lambert, Common Module Building Blocks for Thermal Imaging Systems. Night Vision and Electro-Optics Laboratory Fort Belvoir, Virginia, 1978.

44. Бугаенко А.Г., Иванов В.П., Морозов А.Е. Особенности работы системы тепловизионный прибор оператор // Оптический журнал. - 2001. - Т.68. № 1. - С. 55-59.

45. Мирошников М.М. Теоретические основы оптико-электронных приборов. Л.: "Машиностроение", ЛО. 1977. - 600 с.

46. Алеев P.M., Иванов В.П., Овсянников В.А. Основы теории анализа и синтеза воздушной тепловизионной аппаратуры. — Казань: Изд-во Казанского ун-та, 2000. 252 с.

47. Долгих И.И., Походун А.И. Создание систем метрологического обеспечения измерения температуры тепловизионными приборами // Оптический журнал. 1999. - № 12. - С. 51 -52.

48. Rotman S.R., Gordon E.S., Kowalczyk M.L. Modeling Human Search and Target Acquisition Performance: III Target Detection in the Presence of Obscurants // Optical Engineering. 30(6). - 824-829 (June 1991).

49. Ж. Госсорг. Инфракрасная термография. Основы, техника, применение. М.: Мир, 1988.-400 с.

50. Красильников Н.Н., Шелепин Ю.Е. Функциональная модель зрения // Оптический журнал. 1997. - № 2. - С.72-82.

51. Rotman S.R. Modeling Human Search and Target Acquisition Performance // Optical Engineering. 1989. - V.28. - No. 11.

52. Бугаенко А.Г., Иванов В.П., Омелаев А.И., Тевяшов В.И., Филиппов В.Л. Физические основы и техника измерений в тепловидении // Казань: Отечество, 2003. 352 с.

53. Rosell F.A., Willson R.H. Perception of Displayed Information. Ch. S. Plenum. 1973.-P. 167-232.

54. Луизов A.B. Глаз и свет. Л.: Энергоатомиздат, 1983. - 144 с.

55. Вафиади А.В. Аналитические модели сканирующих тепловизионных приборов//Оптический журнал, 1997.-Т.64.-№ 1.-С.32-36.

56. Ласточкин Е.В., Белоусов Ю.К., Утенков А.Б. Влияние типа отображающего устройства на качество изображения штриховых мир в тепловизионных приборах // Оптический журнал. 2000. - Т. 67. - № 12. - С. 8-10.

57. Руководство по эргономическому обеспечению создания военной техники сухопутных войск (РЭО-СВ-80). М.: Воениздат, 1981.

58. ГОСТ 27675-88. Приборы тепловизионные. Термины и определения. Введен с 01.01.98. М: Изд-во стандартов, 1988. - 14 с.

59. MIL STD-1859. Military Standard Thermal Imaging Devices Performance Parameters of, 1981.

60. PTM B3-1941-91. Тепловизионные приборы. Методика расчета дальности распознавания, 1991.

61. РД 50-632-87. Методические указания унификации изделий, построения параметрических и типоразмерных рядов деталей и сборочных единиц общемашиностроительного применения. М: Стандарт, 1987. - 43 с.

62. Клюев В.В. Испытательная техника. М.: Машиностроение, 1982.

63. ОСТ ВЗ-6470-89. Приспособление для испытаний элементов изделий на воздействие вибрации. Методы и средства аттестации. М.: МОП СССР, 1989.- 16 с.

64. Дмитриев В. Разработка ПТРК большой дальности за рубежом // Зарубежное военное обозрение. 2001, № 2. - С. 24-28.

65. ГОСТ 28206-89. Основные методы испытаний на воздействие внешних факторов. Часть 2. Испытания. М: Государственный комитет СССР по стандартам, 1989. - 25 с.

66. ГОСТ РВ 20.39.304-98. КСОТТ. Аппаратура, приборы, устройства и оборудование военного назначения. Требования стойкости к внешним воздействующим факторам. М.: Госстандарт России, 1998. - 54 с.

67. Афанасьев В.А. Оптические измерения. -М.: Геодезиздат, 1961. -240 с.

68. Гришин Б.С. Юстировка сложных оптических систем приборов. М.: Машиностроение, 1976.-205 с.

69. Креопалова Т.В., Лазарева И.Л., Пуряев Д.Т. Оптические измерения. -М.: Машиностроение, 1987. 264 с.

70. Ivanov V.P., Belozerov A.F. Works of Federal Scientific and Production Center (NPO GIPO) in the Region of IR Technologies // Infrared Technology and Application XXVII, Proceeding of SPIE. Vol. 4369. - 2001. - P.58-80.

71. Дубиновский A.M., Панков Э.Д. Стендовые испытания и регулировка оптико-электронных приборов. Л.: Машиностроение, 1986. - 152 с.

72. Петров В.П. Контроль качества и испытание оптических приборов. Л.: Машиностроение, ЛО. - 1965. - 222 с.

73. Криксунов Л.З., Падалко Г.А. Тепловизоры. Справочник. Киев.: Техника, 1987.- 166 с.

74. Волф У., Герман Б., Ла Рокка Э. Справочник по инфракрасной технике. Т.1 Физика ИК излучения. -М.: Мир, 1995.-606 с.

75. ГОСТ 17772-72. Фоторезисторы. Методы измерения основных параметров и характеристик. М.: Издательство стандартов, 1988. - 64 с.

76. Дорожовец M.H. Система измерения характеристик температурного поля //ПТЭ. 1987.-№ 2.-С. 246.

77. ОСТ 3-4408-82. Тепловизоры медицинские. Методы измерения основных параметров.-М.: Госстандарт, 1982.

78. ОСТ 3-4408-91. Тепловизоры медицинские. Общие технические требования. Методы измерения основных параметров. М.: Госстандарт, 1991. 57 с.

79. Нагибина И.М., Прокофьев В.К. Спектральные приборы и техника спектроскопии. М., Л.: Машгиз,1963. 273 с.

80. Шабашев O.K., Муравейская A.A. Тепловые излучатели для определения параметров тепловизоров // Оптико-механическая промышленность. 1982. -№ 12. - С.42-43.

81. A.c. 1622777 СССР. Модель абсолютно черного тела / JI.JI. Васильев, В.Л. Драгун, C.B. Конев (СССР) Заявл. 08.03.87. Опубл. 23.01.91.

82. Рождественская Е.А. Разрешающая способность тепловизора // Тр. конф. "ТеМП-82". JL: ГОИ, 1982.-С. 168-176.

83. Павлюков А.К., Холопов Г.К., Парамонов П.И. и др. Коллимированный градуировочный источник инфракрасного излучения // Оптико-механическая промышленность. 1981. -№ 3. - С. 22-25.

84. Павлюков А.К., Холопов Г.К., Антропов В.Г. Черное тело для энергетической градуировки ИК аппаратуры // Оптико-механическая промышленность. 1979. - № 10. - С. 24-26.

85. Курилин К.И., Рудакас П.П. Малоинерционная модель черного тела // V Всесоюзная конференция "Тепловизионные приборы для медицины и неразрушающего контроля в промышленности" (ТеМП-91): Тез.докл. Красногорск, сентябрь 1991 г. С. 45.

86. V. Agan, L. Ziph Safatzberg, N. Fontyn. A Dynamic Simulator for Infrared Fickers // Proc. SPII. V. 819. - 1987. - P. 165-171.

87. Михельсон H.H. Оптические телескопы: Теория и конструкция. M.: Наука, 1976.-510 с.

88. Пат. № 2563017 Франция. МКИ G02 В27/30, 7/00. Collimateur d'harmonisation entre deux diapositivs optiques. F.R. Loy (Франция). Telecommunications radioelectriques et Telephoniques TRT (Франция) № 8406057; заявл. 17.04.84, опубл. 18.10.85.

89. A.c. 183428 СССР. QOlm 11/00. Устройство для параллельного смещения визирных линий зрительной трубы, например, автоколлиматора / Э.И. Ро-зенберг, И.Е. Эфрос (СССР), № 1001606/26=10; заявл. 05.04.65, опубл. 17.04.66, б юл. № 13.

90. Попов Г.М. Асферические поверхности в астрономической оптике. М.: Наука, 1980.- 160 с.

91. Русинов М.М. Вычислительная оптика. JL: Машиностроение, 1984.

92. ГОСТ PB 20.57.306-98 КСКК. Аппаратура, приборы, устройства и оборудование военного назначения. Методы испытаний на воздействие климатических факторов. М.: Госстандарт России, 1998. - 25 с.

93. Геращенко О.А., Гордов А.Н., JTax В.И. Температурные измерения. Справочник. Киев: Наукова думка, 1984. - 500 с.

94. ГОСТ 28498-90. Термометры жидкостные стеклянные. Общие технические требования. Методы испытаний. -М.: Госстандарт, 1990. — 16 с.

95. Волькенштейн А.А. Визуальная фотометрия малых яркостей. М., Л.: Энергия, 1965.- 142 с.

96. Оптико-физические средства измерения параметров процессов. Каталог 82. В двух томах. М.: ВНИИ ОФИ, 1983.

97. ГОСТ 24469-80. Средства измерений параметров лазерного излучения. Общие технические требования. М.: Государственный комитет по стандартам, 1980.- 18 с.

98. Скворцов Ю.Е. Исследование вклада продуктов неполного сгорания в спектр инфракрасного излучения струи реактивного двигателя: Кандидатская диссертация: ГИПО Казань, 1981.

99. Александров А.Н., Никитин В.А. О выборе нормалей и методах градуировки призменных инфракрасных спектрометров // УФН. 1955. - Т. LVI. Вып. 1. - С.3-53.

100. A.c. 147747 СССР. Оптическая система для инфракрасной области спектра / Е.Е. Скобелева, Ю.Е. Скворцов, А.Ф. Кельдиватов (СССР). Приоритет от 29.10.79.

101. Иванов С.А. Цифровая система для прецизионного измерения температуры // Приборы и системы управления. 1984. -№ 9. - С.22-23.

102. Абызов A.A., Глазунов Ю.А., Колесов С.Н. Тепловизор ТВ-03 с персональной ЭВМ типа ДВК // V Всесоюзная конференция "Тепловизионные приборы для медицины и неразрушающего контроля в промышленности" (ТеМП-91): Тез. докл. Красногорск. - 1991. - С.23.

103. Бугаенко А.Г., Макаров А.Н., Сибаев К.Г. Технические средства автоматизации измерительного комплекса для контроля выходных параметров оптико-электронных приборов // 2 Отраслевой семинар "Автоматизация оптических приборов". Ленинград, 1989.

104. Селиванов H.H., Фридман А.Э., Кудряшов Ж.Ф. Качество измерений. Метрологическая справочная книга. Л.: Лениздат, 1987. - 295 с.

105. Бугаенко А.Г., Зарипов Р.И. Принципы построения электронных устройств управления высокоточными измерительными ИК-системами // Оптический журнал. 2002. - Т. 69. - № 4. - С. 26-30.

106. Свидетельство на полезную модель № 29155 РФ. Инфракрасный коллиматор / А.Г. Бугаенко, Р.И. Зарипов, В.П. Иванов, Н.И. Кадыров (РФ). Приоритет от 18.11.2002 г.

107. Патент на полезную модель № 32614 РФ. Инфракрасный коллиматорный комплекс / А.Г. Бугаенко, Е.Ф. Дедюхин, Р.И. Зарипов, В.П. Иванов, Н.И. Кадыров (ПФ). Приоритет от 26.05.2003 г.

108. Ахметшин А.Ф., Бугаенко А.Г., Морозов А.Е. Оценка качества теплови-зионного канала III поколения // XVIII Международная конференция по фотоэлектронике и приборам ночного видения, 25-28 мая 2004 г.: Тез. докл. Москва, Россия, - С.65.

109. Семенчук А.С., Скворцов 10.Е., Бугаенко А.Г. Переносной тепловизор-радиометр "ТРАП" // V Всесоюзная конференция "Тепловизионные приборы для медицины и неразрушающего контроля в промышленности" (ТеМП-91): Тез. докл. Красногорск. - 1991. - С. 14-15.

110. Перлов В.В., Красников Д.Н., Сергеев В.П. Тепловизор для исследования природных ресурсов земли // Оптико-механическая промышленность. 1981. № 4. - С.27-29.

111. Мирошников М.М., Минеев В.Н., Соловьев В.И. Комплекс инфракрасных радиометров для измерения температуры водной поверхности с самолета // Оптический журнал. 1992. - № 12. - С.68-71.

112. Бугаенко А.Г. Аппаратура для оценки характеристик тепловизионных систем при испытаниях и эксплуатации // Оптический журнал. 2002. - Т. 69. №4.-С. 19-25.

113. Горева Н.З., Кощавцев Н.Ф., Лелейкин В.И. Прибор для контроля тепловых полей с измерением температуры / XIV Международная научно-техническая конференция по фотоэлектронике и ПНВ, 25-27 мая 2000 г.: Тез. докл. Москва, Россия.

114. Алеев P.M., Овсянников В.А., Чепурский В.Н. Воздушная тепловизионная аппаратура для контроля нефтепродуктопроводов. М.: Недра, 1995. 160 с.

115. Бугаенко А.Г., Ленинг В.А., Курт В.И. Радиометр сканирующий "Искра-М" // II Всероссийская научно-техническая конференция "Метрологическое обеспечение обороны и безопасности в Российской Федерации": Тез. докл. М.: Мытищи. - 1998. - С. 98.

116. Фродшем. Использование камертонных прерывателей света при гелиевых температурах // Приборы для научных исследований. 1975. - № 3. С.79-84.

117. Горева Н.З., Кощавцев Н.Ф., Лелейкин В.И. Портативный тепловой пеленгатор "Изумруд" // XIV Международная научно-техническая конференция по фотоэлектронике и ПНВ, 25-27 мая 2000 г.: Тез. докл. Москва, Россия.

118. Кощавцев Н.Ф., Горева Н.З., Теплов В.И., Федотова С.Ф. Малогабаритный тепловизор для гражданских целей // XIV Международная научно-техническая конференция по фотоэлектронике и ПНВ, 25-27 мая 2000 г.: Тез. докл. Москва, Россия.

119. NATO Standard Target, Technical Description, 1988.

120. Falbel G., Iannarell A. Radiometric Calibration for the Earth Radiation Budjet Experiment Instruments // SPEI. 1981. - Vol. 308. - PP. 122-135.

121. Филиппов В.JI., Макаров A.C., Мирумяиц С.О. Экспериментальные данные о прозрачности атмосферных трасс различной протяженности в диапазоне длин волн 0,6-25,0 мкм. М.: ЦНИИ информации, 1979.

122. ElectroOptic. 1996. - V.26. - No 126. - P. 13. Оптика сегодня и завтра.1997. № 1(4). - С.25.

123. Портативный прибор для получения ИК изображения // ElectroOptic.1998. V.26. - No 124. - P. 5 / Оптика сегодня и завтра. - М.: Дом оптики, 1996.-№3.-56 с.

124. Развитие тепловизионной техники на основе приемников излучения // Photonics Spectra. 1996. - V. 30. - No 6. - P. 52 / Оптика сегодня и завтра. -М.: Дом оптики, 1996. -№ 3. - 56 с.

125. Портативные бесконтактные ИК-термометры // Photonics Spectra, 1996. -V.26. No 126. P. 13 / Оптика сегодня и завтра. М.: Дом оптики, 1997. - № 1(4). С. 27.

126. Бугаенко А.Г., Никитин Ю.П., Пантелеев Н.Л. Коллиматоры для проверки тепловизионных прицелов/Юптический журнал. 2004. - Т.71. - № 2. С. 3236.

127. Никитин Ю.П. Аналитическое определение погрешности съема при программной асферизации оптических поверхностей малым инструментом // Оптико-механическая промышленность. 1978. -№ 7. - С. 54-56.

128. ГОСТ 15114-78. Системы телескопические для оптических приборов. Визуальный метод определения предела разрешения. Изд-во стандартов, 1978.-9 с.

129. Корнеева Т.В. Толковый словарь по метрологии, измерительной технике и управлению качеством. Основные термины. М.: Русский язык, 1990. 464 с.

130. Алленов A.M., Алленов М.И., Иванов В.Н. Стохастическая структура излучения облачности. С.-П.: Гидрометеоиздат, 2000. - 176 с.

131. Bugaenko A., Belozerov A., Kurt V. Calibration of the measuring hardware for IR imagers // Eurotherm Seminar "Quantitative Infrared Thermography V",

132. GIRT'2000 Rheyms, France, Jule, 2000 (Калибровка измерительных комплексов для ТВП).

133. Бугаенко А.Г., Белозеров А.Ф., Иванов В.П. НПО ГИПО: перспективы тепловидения в реальности // Военный парад. 2002. - № 4 (52).

134. Свет Д.Я. Пат. РФ 1676336 // Бюллетень изобр. 1996. - № 7. - С.286.

135. Шмельков К.И. Погрешность ИК радиометров, использующих метод двух эталонов // Оптико-механическая промышленность. 1988. - № 7. - С.4-6.

136. Чугунов A.B., Федюнина С.А. Оценка изменения погрешности градуировки ИК радиометра в полевых условиях // Оптико-механическая промышленность. 1990. - № 12. - С.67-71.

137. Вентцель Е.С., Овчаров JI.A. Теория вероятностей и ее инженерные приложения. -М.: Наука, 1988.- 183 с.

138. Горсун Д.Л., Холопов Г.К. Геометрические соотношения при энергетической градуировке радиометров // Оптико-механическая промышленность. 1977. -№ 1.-С. 49-51.

139. Холопов Г.К., Шуба Ю.А. О нормировании чувствительности радиометров // Оптико-механическая промышленность. 1977. - № 10. - С.6-8.

140. Холопов Г.К., Шуба Ю.А., Ялышев Ф.Х. Анализ энергетических погрешностей при градуировке радиометрических приборов // Оптико-механическая промышленность. 1974. -№ 8. - С.3-7.

141. Курт В.И., Холопов Г.К., Новоселов В.А. Анализ методов калибровки ИК-излучателей по радиационной температуре // 12-ая научно-техническая конференция "Фотометрия и ее метрологическое обеспечение": Тез. докл. М. - 1999,-С.9.

142. Бугаенко А.Г., Белозеров А.Ф., Митряйкин В.И. Опытный учебно-тренировочный и научный центр по тепловидению // Оптический вестник. Бюллетень оптического общества им. Д.С. Рождественского. С.-Петербург, 2002.-№ 105.-С. 8-11.

143. Шишкин И.Ф. Метрология, стандартизация и управление качеством. -М.: Изд. стандартов, 1990. 711 с.

144. Артемьев Б.Г., Голубев С.М. Справочное пособие для работников метрологических служб. Книга 1. М.: Издательство стандартов, 1986. - 350 с.

145. Новоселов В.А., Афанасьев В.А., Елисеев Ю.В., Курт В.И., Павлюков

146. A.К., Холопов Г.К., Михайлюта Г.И. Универсальный калибровочный стенд КИМ-300М // Тезисы докл. н.-т. конференции "Фотометрия и ее метрологическое обеспечение", ВНИИОФИ, Москва. 1999, С. 13.

147. Куинн Т. Температура. М.: Мир, 1985. - 448 с.

148. Маликов М.Ф. Основы метрологии. 4.1. Учение об измерении. М.: - 1949. 480 с.

149. Холопов Г.К., Новоселов В.А., Курт В.И., Павлюков А.К., Саприцкий

150. Афанасьев В.А., Алешко Е.И., Курт В.И., Новоселов В.А. Инфракрасный компаратор К-100 // Оптико-механическая промышленность. 1986. -№ 3.1. C.15-17.

151. Афанасьев В.А., Алешко Е.И. и др. ИК-компаратор К-100. Фотометрия и ее метрологическое обеспечение (тезисы докл. 5-й Всесоюзной н.-т. конф.). М.: 1984, Госстандарт, - С. 229.

152. Григорьева А.Ф., Курт В.И., Киатрова З.В., Новоселов В.А. Низкотемпературный ИК-излучатель // Оптико-механическая промышленность. 1985. № 4. - С.20-21.

153. Алешко Е.И., Курт В.И., Новоселов В.А. Приборы тепловизионные. Поверочная схема для средств измерения энергетической яркости // Отраслевой журнал, 1989. - Вып. 2(121)-3(122)-Сер. 7.-С.9.

154. Борн М., Вольф Э. Основы оптики. М.: Наука, 1970.

155. Ларионов Н.П., Лукин A.B., Рафиков P.A. Моделирование аберраций оптических систем с помощью синтезированных голограмм // Оптико-механическая промышленность. 1980. -№ 8. - С. 16-17.

156. Larionov N.P., Lukin A.V., Mavrin S.V., Nushkin A.A., Raficov R.A. Holographie control of optical elements and systems using axial computer-generated holograms // Proc. SPIE. 1993. - V. 2108. - P. 490-494.

157. Лукин A.B., Протасевич Д.В. Контроль сверхсветосильной асферической оптики на основе использования осевых синтезированных голограмм в качестве оптических компенсаторов // Оптический журнал. 1999. - Т.66. № 12.-С. 75-77.

158. Лукин A.B. Голографический интерферометр на основе четырех дифракционных решеток // Оптический журнал. 1993. - Т.60. - № 9. - С. 40-41.

159. Отраслевой стандарт "Детали оптические с асферическими поверхностями. Метод контроля с использованием синтезированных голограмм" (ОСТ 3-4730-80).

160. Патент РФ № 2244950. Инфракрасный коллиматорный комплекс / А.Г. Бугаенко, Е.Ф. Дедюхин, Р.И. Зарипов, В.П. Иванов, Н.И. Кадыров (ПФ). Приоритет от 26.05.2003 г.