автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.20, диссертация на тему:Создание быстродействующих тепловизоров для применений в медицине и народном хозяйстве

ВСЕРОССЕШСКИП НАУЧНО-НССЛ ЕДОПЛТЕЛ ЬСКНП ИНСТИТУТ «АЛЬТАНР»

РГВ од

На правах рукописи УДК 621.384.3

Жуков Анатолий Григорьевич

СОЗДАНИЕ БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИХ

ТЕПЛОВИЗОРОВ ДЛЯ' ПРИМЕНЕНИЙ В МЕДИЦИНЕ И НАРОДНОМ ХОЗЯЙСТВЕ

05.12.20 — Оптические системы локации, связи и обработки информации

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук в виде научного доклада

Мсскза 1003

юта выполнена -в Государственном научно-производственном дпрпятгш "Исток" ,• '

[циальные оппоненты:

Доктор технических наук, профессор, чл.-корр.РАН Мирошников Михаил Михайлович

Доктор технических наук, профессор Якушенков Юрий Григорьевич

Доктор технических наук, чл.-корр. Технологической Акаде-РФ Ковтонюк Николай етлпппозич

5ущее предприятие: Г,ШЛО "Спектр", г.Москва

цкта состоится

■со

0 9 199 fy г. в /Учасов

заседании специализированного совета- -Д 130.03.01 Ш "Альталр" по адресу: -•• . -•- • 1024, г.Москва, ул. Авиамоторная,--д.57, зал НТО.

С диссертацией мокко ознакомиться в библиотеке ВНИИ

ЛЬТаПр" .

.ссертация в- виде научного доклада разослана_

ш;! секретарь гепрализированного совета, лстор технических наук, еаренй научный сотрудник А.В.Лпстратов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

В диссертации изложены основные результаты разработок и научных исследований в области гражданской тештовизионной аппаратуры, приведет данные о внедрении ее в производство и рассмотрены основные проблемы применения разработанных быстродействующих тепловизоров в медицине и технике.

Цели и задачи-работы, ее актуальность. ТеплоЕИЗионные контроль и диагностика во многих отраслях техники (в частности в строительстве, энергетике, микроэлектронике, радиотехнике, на транспорте), а такхе в медицине (онкологии, нейрохирургии, артрологии) в последние года получают все более широкое распространение. Отечественные тешювизионные приборы крайне необходимы для развития здравоохранения' в нашей стране и улучшения качества выпускаемой продукции, поэтому-работы по их созданию требуют разЕИ-тия в широких масштабах.

Первые отечественные тепловизионные приборы были разработаны еще в 50-х годах под руководством советских ученых П.В.Тимофеева (ВЭИ) и М.М.Мирошникова (ГОИ). Тепловизоры ВЭИ отличались простотой конструкции, длительностью кадра в несколько секунд. Тепловизоры ТОЙ ("Рубин", "Факел" и-др.-)- обеспечивали высокое качество изображения (200 строк) и высокое температурное-разрешение (до 0,05°С), но длительность кадра их составляла около I мин. В 70-х годах в МИРЭА под руководством Н.Д.Куртева были разработаны среднескоростные тепловизора с длительностью кадра в несколько секунд. Все указанные тепловизоры не давали изображения в реальном масштабе времени, и это ограничивало области их применения.

- о -

К началу робот, .описанных в диссертации (конец 60-х годов), серийно выпускался лишь одцн шдлешюдействуищий отечественный тепловизор "Рубин", который но удовлетворял полностью спрос на тешювизионную аппаратуру.

За рубежом в этот период была создана не только медленно-, но и быстродействующая тепловизионная аппаратура. В нашу страну она поступала в небольших количествах. Из-за дороговизны она практически не применялась в народном хозяйстве.

Б связи с этим была поставлена задача создания-дешевых быстродействующих серийных отечественных тепловизоров для массовых применений, реализуемых с помощью доступных технологических средств и отечественной комплектации,с характеристиками, соответствующими требованиям технической и медицинской диагностики. Зта задача была решена в работах, изложенных в настоящей диссертации.

При разработке тепловизоров основной акцент был сделан на быстродействие, позволяющее в реальном масштабе времени воспроизводить' на экране прибора наблюдаемые объекты и регистрировать в динамике многие тепловые процессы.

Разработки тепловизоров выполнялись в ГНИЛ "Исток" в рамках работ по медицинской электронике, проводимых по инициативе академика Н.Д.Девяткова в-соответствии с Программой предприятия по медицинской технике. " .

Научная новизна. За период выполнения работ автором выдвигались положения, исследовались и решались проблемы, касающиеся тепловнзионного приборостроения, которые обладали научной новиз- ■ ной и представляли научный интерес. К ним относятся:

- конструктивное решение зеркально-линзовой камеры, у которой зеркальные элементы сканеров являются составными частями оптической системы, а линзовый компонент выполняет несколько функций;

разработка оригинальной схемотехники многофункционального тепловизора с высокой частотой воспроизведения (50 Гц) при сравнительно низкой кадровой частоте пространственной развертки, обес-печиващего высокую точность измерения перепада температур за счет суммирования кадров в момент измерения;

- концепция принципа построешш оптико-сканирующей системы и конструкторского решения малогабаритной камеры с многоэлементккм шотоприемником (ФП), габариты и параметры которой оптимизированы за счет выбора организации и числа приемных площадок;

- построение тепловизионной системы на пировидиконе (электростатическая система отклонения типа'дефлектрон, тонкопленочная мишень на основе линейного органического пироэлектрика, уменьсен-ное число строк);

- использование двух- и многоспектральных сигналов в тепло-~видении, обеспечивающих дополнительный анализ излучения;

- комплексироваиие тепловизионных преобразователей изобретения с активными и пассивными устройствам® Ж-диапазона, обеспечивающими дополнительную информацию об объекте.

. - Научный интерес представляют также расчетные и исследова- - - -тельские работы, касающиеся энергетического анализа тепловизион-~ных камер, методы сравнения.характеристик Ш и тепловизионных. приборов, работающих на основе различных принципов. -

Реализация и внедрение результатов разработок, их практическая ценность.

В результате выполненной работы создан ряд тепловизионных приборов: ТВ-03 (БТВ-1) в составе двух вариантов поставок; ВТВ-2; БТВ-3 в составе модификаций: БТВ-ЗБ (базовой), БТВ-ЗД (длинноволновой), БТВ-ЗЭШ (компьютерной); тешювизионный прибор на основе пировидикона и конструкция базовой малогабаритной тепловизионной системы БТВ-5.

Тепловизор ТВ-03 .(БТВ-1) внедрен в серийное производство в 1975-1979 гг. на заводе "Агат" (г.Кстово) и выпускается до настоящего времени. Этим же заводом освоены и выпускаются модификации тепловизора с линзовыми насадками, с цветным блоком воспроизведения изображений, выпущено несколько образцов варианта тепловизора с цифровым отсчетом температуры.

■ В ГНПП "Исток" в 1392 г. начат выпуск экспериментальных образцов тепловизора БТВ-3, в 1993 г. начато его мелкосерийное производство.

Тепловизор ТВ-03 используется в медицинской диагностике многих лечебных учреждений страны. Широкие применения он нэаел в энергетике, радиоэлектронике, дефектоскопии.

Тепловизор- ТВ-03 используется в крупных- «аучно-исследователь-ских разработках, в частности "в автоматизированных .системах нераз-рушащего контроля многослойной теплозащиты (Томский институт ин- -троскопии), в системах контроля тепловых потоков (Минский институт тепло- и массообмена), а также в исследовании свойств атмосферы (Томский институт оптики атмосферы), в создании двухдиапа-зошюй теплоЕИзионной системы регистрации, тепловых полей морских объектов (ГНПО "Альтаир") и др. _

Новый тепловизионный комплекс БТВ-3, благодаря меньшему весу и меньшим габаритам-, разнообразию вариантов назначения (работа в длинноволновой области и в двухспектральных областях одновременно, компьютерная обработка), имеет существенные преимущества перед тепловизором БТВ-1 (ТВ-03) и более широкий потребительский рынок.

Апробация работы. Результаты работы докладывались на Всесоюзных конференциях ТеШ-79, ТеМП-82, ТеМП-85, ТеШ-88, ТеЫП-91, на тепловизионной-конференции в г.Луцке в 1384 г., на школах-семп-нарах на ВДНХ, на семинарах, проводимых Домом оптики в г.Москве,

на Всесоюзных конференциях по интроскопии, методам и средствам измерения температуры, на школах и совещаниях по энергетике (Союз-техэнерго, Южгехэнерго), на КНТС по тепловизиошюй технике и др. Всего автором совместно с сотрудниками сделано около 30 докладов.

Тепловизор ТВ-ОЗ и его дадификацни демонстрировались на выставках ЖНХ (серебряная и 3 бронзовых медали), на выставке Мед-экспорт (диплом П-й степени), в Польше, бывшей ГДР, Индии.

. Публикации. По теме диссертации автором и в соавторстве опубликованы 51 статья и 26 технических отчетов. В статьях рассмотрены проблемы создания быстродействующих тепловизоров ["1-53, представлены результаты работ по созданию фотоприемных устройств [6-8], освещены вопросы расчета и энергетического анализа теплови-зионных камер С9—143» вопросы применения тепловизоров [15,77] и др.

Получено 8 авторскихсвидетельств, в которых защищены варианты структурных схем тепловизионных приборов, проблемы реализации опорных сигналов, конструктивные решения оптико-сканирующих систем.

В соавторстве с сотрудниками издана брошюра [16], посвященная популяризации тепловидения, а такке книга [17], в которой изложены основы тепловизионной техники, даны описания основных современных тепловизионных приборов.

- - На работы автора иглеется большое число литературных ссылок-з статьях и монографиях.""

Основные положения, представляемые к защите. На защиту щносятся:

I. Многофункциональные быстродействующие тепловизионные •.омплексы массового применения (БТВ-1 (ТВ-ОЗ), БТВ-2, БТВ-3),раз-аботанные на основе одноэлементных фотоприемников (ФП) с исполь-ованием отечественной элементной базы и доступной технологии, беспечившие в масштабах страны широкое внедрение методов опера- I

тивного тепловизионного контроля в медицинскую и техническую диагностику*.

2. Многофункциональный телловизионный кошлекс (БТВ-5) на основе многоэлементных ФП с повышенной четкостью изображения и температурной чувствительностью при уменьшенных габаритах, полученных за счет предложенной организационной структуры многоэлементных Ш с учетом их собственных и фоновых шумов.

3. Технические, конструкторские и технологические решения основных элементов тепловизнойных комплексов на основе одноэлементных и шогоэлементшх ФП (тепловизиош-ше камеры, сканеры, опорные излучатели и др.), защищенные авторскими свидетельствами ( [26,43, 3I.47.28j).

4. Теоретические разработки и экспериментальные исследования методов создания и средств обработки тепловизйойных изображений.. -(повышение точности в отсчете температуры и ее контраста, двух-спектральный реаим, синхронная лазерная подсветка и др.), обеспечивающих увеличение информативности и областей применения теплоЕИ-зионных средств.

5. Аналитические выракешш для температурной чувствительности тепловизионных камер, учитывающие совокупность основных рабочих-характеристик тепловизоров и введенные на основе этих выражений "факторы качества", позволившие сравнивать тепловизионные камеры различных типов, в том числе работающие на различных принципах, и выбирать необходимые соотношения их параметров и массо-габаритных характеристик.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Тепловизионный прибор обеспечивает построеш1е и визуализацию изображения нагретых объектов (рис.1 и 2, Приложение I).

В настоящее время в основном применяются сканирующие тепловизоры с оптико-механической системой развертки, использующие дискретные ФП, и тепловизоры с электронной разверткой на основе телевизионных (ТВ) передающих трубок с мишенями, чувствительными к Ж-излучению (рис. 3).

I. Анализ и сравнение характеристик тепловизионных приборов

При разработках тепловизионных приборов важное практическое значение имела конкретная методика сравнения тепловизионных приборов, в том числе работающих на различных принципах (дискретные ФП и трубки), анализ их основных параметров в зависимости от изменения конструкции и эксплуатационных характеристик в процессе разработки и усовершенствования.

Задачи совершенствования тепловизионных приборов. Тепловизор регистрирует тепловой поток, исходящий с поверхности нагретого объекта. Этот поток пропорционален лучистости объекта В , зависящей ~ от его температуры и йзлучательной способности 6 . Таким образом, . по тештовизионнсму сигналу при известном •• € можно определить .параметры поля теплового излучения наблюдаемого объекта: распределение по координатам и времени лучистости В(Х.\ и ее контраста , а по ним распределение температуры или ее контраста ДТСХ/У,^) . Распределения Т(Хи &Т(Х1Ч('Ь) тепловизор должен воспроизводить с максимальной точностью, следовательно, он должен обладать достаточным временным и пространственным разрешением, достаточной чувствительностью к потоку излучения , и точностью отсчета его величины, а такяе;чувствительностью к

спектральному составу излучения.

В связи с этим был сделан вывод, что совершенствование тепло-визионных приборов целесообразно вести в двух направлениях:

- повышение температурной чувствительности и точности отсчета сигнала,

- повышение четкости изображения.

Первое направление связано с расширением метрологических возможностей тепловизора (разд.З), второе - с повышением качества его изображения (разд.4).

Основы анализа и сравнения тепловизионных подборов. Для сравнительного анализа показателей тепловизионных приборов, работающих на основе различных принципов (дискретные ТВ трубки), были получены выражения, определяющие порог температурной чувствительности в форме, удобной для сопоставления характеристик тепловизоров.

. В случае сканирующих тепловизионных приборов с дискретными ФП C"10fllj для протяженных объектов31 использовалось выражение:

оа

ДТпордискр- J

i^JT Q . . . . _

у* ф ~ '

где: J)¡\max - максимальное значение спектральной обнаружительной способности ФП, работающего в режиме- ограничения фоном; О - относительное отверстие объектива; - шумовая полоса пропускания усилителя, равная J , где бспектральная

о

плотность шума Ш в рабочей полосе'тепловизора, приведенная к ее. значению на частоте модуляции, на которой градуируется ФП; K(f) -спектральный коэффициент усиления, приведенный ко входу усилителя

^Влияние пространственной частоты;учтено_ в- разделе

5.1.

и нормированный.к своему максимальному значению в рабочей полосе, заданной интервалом частот ¿верх - /ниокц (за пределами этого интервала 'К И) мал); Лп. - пространственное угловое поле зрения Ш; Ад - площадь приемной площадки дискретного ФИ, соответствующая элементу изображения; 6д(Т) - спектральная плотность лучистости АЧТ; - относительная спектральная чувствительность Ш; ТоА - спектральный коэффициент пропускания оптики; ТаЛ спектральный коэффициент пропускания атмосферы; - излуча-тельная способность объекта.

В большинстве случаев в технической литературе отсутствуют сведения о размерах Ш, но практически всегда имеются данные об углах обзора и числе строк. Поэтому для удобства сравнения тепловизоров различных конструкций получено выражение для АТпор , учитывающее рабочие характеристики тепловизоров, а именно: угловое поле обзора г £2. г. » число строк А1с. и элементов в строке

А/эс(ри6/2"б) [Ш:

СО

АТ1 ■ т /Яе. I 2Р ' (Т)г <(г т АН

А ШКЖЯТс] ~7дт~ ыя*^1.2)

Ш- . 0

Здесь Бв* - площадь входного зрачка; - эквивалентное фо-

кусное расстояние объектива; Гь - частота кадров; р - коэффициент использования растра.

Выражение (1.2) получено в предположении, что шумы ФП белые, а полоса пропускания определяется верхней граничной частотой

= ЕбХ

Реальные ФП имеют существенную компоненту шума типа У/ . Как показан! оценки (см.разд.2Л), этой компонентой можно пренебречь для достаточно широких полос, характерных для тепловизионных камер с одиночными ФП. При использовании в. быстродействующих тепло-

визорах многоэлементных'ФП требуются более узкие полосы в усилительных трактах. В этом случае необходимо использовать точное выражение для АЗш , учитывающее - компоненту шума (см.разд.4).

Для анализа и сравнения энергетики тепловизионных камер в процессе их разработки введено понятие "фактор качества" б? , определяемый Формулой [12 J :

а,,

где £ —J¿А ТоЬ^а-^сШ , - коэффициент экранирования в зеркальных объективах с отверстием в середине. Значение С? получено из выражения (1.2) в предположении, что температура объекта, его излучательная способность и чувствительность ФП одинаковы для сравниваемых камер. Фактор качества характеризует только параметры оптики и системы развертки камер.

--Выражение (1.3) получено в предположении, что работа ФП ограничена их собственными шумами. Если ае ФП работают в режиме ограничения фоном, необходимо учитывать обнаружительную способность

, зависящую от пространственного углового поля зрения ФП [11,12].

Для телловизионной камеры, использующей видикон с полупроводниковой мишенью, чувствительной к ИК-областр спектра, по анало- -гии с видиконами видимого диапазона Г13Л

-I ЫмахТГО2 Аё 7ЭШ~ п, хгг

о

где Аё - площадь мишени; б? - заряд электрона; Ьтр - ток, проходящий через трубку; - полоса пропускания видеоусилителя;

СХ^- спектральная характеристика коэффициента преобразования ( ОС.Д = упах -СС^огц).

Это выражение справедливо, если шум входного усилителя не превышает шумы трубки.

Для тепловизионной камеры, использующей пировидикон, известное выражение для АТпор преобразовано к виду, удобному для сравнения пиротепловизора с другиш типами тепловизионных камер CI3J:

p^g?2 An [W^ ^о-ьМ ,

к Тпор n~ApcS \j2eTiri ' М&ГлП. вгг + СЧб-1 Jg ТчёГ" (1,5)

у Ее 6-1 1 + 13

Здесь р - пироэлектрический коэффициент; - спектральный коэффициент поглощения; £> - плотность мишени; С - удельная теплоемкость; £ - толщина мишени; ¿п. - ток пьедестала; Ее. - коэффициент сверхразвертки; С - коэффициент учета сглаживания пространствен- -ного заряда; 6 - коэффициент вторичной-эмиссии; Вп— коэффициент, учитывающий разброс б" fi> - постоянная .инерционности луча.

С целью упрощения учета зависимости ЛТпор от Af- -при сравнении пировидикона с другими преобразователя?.® изображения в • выражении (1.5) опущены компоненты, обусловленные шумами мишени и усилителя. Ими можно пренебречь, так как они малы по сравнению с шумами тока пьедестала, величины которых превосходят все другие компоненты шума, во всяком случае в полосе частот до 1-2.МГц, т.е. в диапазоне, который рассматривается в данной работе.

Разработанная методика расчета и сравнения тепловизионных систем основана на использовании полных интегралов контраста потока излучения с обработкой на ЭШ. Подготовленные программы обесце-■ чивают достаточно простой расчет требуемых параметров тепловизионных систем [103.

Система полученных в работе выражений и коэффициентов (факторов) позволили сопоставить современные технические характеристики тепловизоров с дискретными ФП и оптико-механическими сканерами

и тепловизоров с электронными сканерами (на пировидиконах) и правильно определить их области применения (разд.5Л). Выражения использованы также в текущих разработках для сравнения показателей отдельных вариантов конструкций тепловизоров и нахождения приемлемого или необходимого соотношения их чувствительности и массо-габаритных' характеристик.

2. Основные элементы тепловизионных приборов

В настоящем разделе рассмотрены вопросы создания составных элементов тепловизионных приборов: сканеров, приемников излучения и оптических систем.

Сканер может, состоять из одного или двух узлов, но в обоих случаях^для одноэлементного Ш требуется сканер, обеспечивающий двухкоординатную развертку (рис.3).

Дробность, с которой возможно разложение пространственного поля наблюдения на общее число элементов /V? = А/с 'А/эс , а также растровый параметр в целом зависят от постоян-

ной времени Ш. _ Тар и его обнаружительной способности.

Оценки показывают, что у фотовольтаических ФП на основеТььЗё 5,10 о Г9Л. При приемлемом воспроизведении сигналов от .отдельных элементов изображения в соответствии с временной переходной функцией

1 4- ^^{гр^пр)2" реализуется

растровый параметр (\/р ~ 10^ с--'", обеспечивающий 80-100 строк при частоте кадров 10-15 Гц.

Для ФП на основе Сс/НдТе.

величина 'Спр составляет при—

-7 '

мерно 10 с, следовательно, растровый параметр тепловизора с таким

й —т

ФП будет вше и составит примерно 5.10 с . Через выражения для

М или Л{(м (см.выражения (1.1) и (1.2), ГЮЗ ) растровый параметр взаимно связан с энергетикой прибора, определяемой величинами Ъъ , & , Ад и пропусканием оптики.

80-100 строк для тепловизора с ФП на основе Гп$ё сочетается с приемлемыми габаритами ( с1&)сзр ~ 100-5-150 ш, О = 1:2, 52 = 3;4 угл.град), порогом температурной чувствительности 0,1-0,2°С при частоте кадров около 15 Гц. Известно, что хорошее слитное изображение обеспечивается при 14-16 кадрах в секунду, а приемлемое изображение достигается уде при 6' кадрах в секунду.

Приведенные параметры приемлемы и достаточны для тепловизоров широкого применения.

2.1. Тепловизионные фотоприемные устройства и методы исследования та характеристик - -

■ Работа сканирующего тепловизора зависит не только от постоянной времени ФП, но и от его спектральной чувствительности и обна-ружительной способности. Для тепловизоров представляют интерес фотоэлектрические приемники, работающие в спектральной области 2-15 .мкм. (Их спектральные характеристики приведены на" рис.4). Оценка эффективности работы ФП в тепловизионном устройстве определена на основе введенного в "Г14] фактора, эффективности ФП ["10,14].,. , следующего из выражения (1.1):"

Сравнение ФП проводилось при единичном пространственном угле зрения 51к=0Г (значение шума максимально). В этом случае фактор эффективности определялся выражением:

^=1Ш/Iт1*8^ > (2-2)

где 2>fi,<rr - спектральная обнарукительная способность при 52л =ÎT.

Для ФП, работа которых ограничена собственны!'.! иумсм, вместо тг вводился множитель

Как показали результаты сравнения по фактору , для полос А^Ш , соответствующих тепловизорам с ода ночным Ш, влияние собственного шума ФП (рас.5) оказывается малым (рис.6), поэтому сравнение всего ассортимента Ш (рис.?) выполнено по фактору

по

9а =fol* То* Zah dA - (2.3)

о

Как следует из fI4J (Рис.?)-, при регистрации излучения слабо нагретых объектов (2S0-3Û0 К) в сканирующих тепловизионных при- -борах с одиночным ФП предпочтительно использовать ФП -на основе■ CdMßTz- (77.К), а для более высотах температур - на основе ТпSê (77 К). У ФП, работающих с термоэлектрическими холодильниками, параметры ниже. Среди них наибольшей величиной фактора обладают Ш на основе Сс/НдТе. (195.К).

Увеличение расстояния от объекта до. тепловизионного прибора в рассматриваемых атмосферных условиях с учетом затухания Г18] существенно сказывается на эффективности ФП на основе ItzSê , CdHßTi., P&SuTe. . На более коротковолновые ФП, например на основе P&S&. (295 К) и особенно на основе CdHtjTe. (IS5 К), чувствительность которых располагается близко к окну прозрачности в области 3-4 мкм, увеличение расстояния оказывает меньшее влияние.

Для обеспечения разработок тепловизионных систем эффективными ФП рееены вопросы технологии- ФП на основе IriS& ц

CdHfz-

["4,6,7J, создания и исследования-р -//^"^"гперехо'до^-в■ ФП па основе

зеркалом в сходящееся пучке. Зто позволило уменьшить габариты сканирующего ■элемента п пошскть его (Зыстродейстше. Тепловизор с ДБухкоордине/гшдл сканером (рис.8 я 9), вскользупщим кулачковый ке-хаиизы £2,3], позволил подучить рсстр в 200 отрок со с:.:сиой коля за 4 с. Отличительная особенность этого сканера - обеспечение од-икм кеханнзгаон развертки по двум координатам.

С помощью индикатора на 351Т с послесвечением осуцесигдепа работа теняошзора в реально:,; масштабе времени. Удобство воспроизведешь изображения на экране ЗлТ и его непосредственное наблюдение оказались очевидными. Однако достигнутого быстродействия оказалось недостаточно, так как пел лепользоканги тепловизора в медд-цинской практике перемещение пациента приводило к значительным пс-кахеишш изображения, к его "затягивании" на экране.

В связи с задачей повышения с:кстродейстшя тепловизора исследовались сканеры строчной развертки, использующие вращательное движение. Иа призере тепловизора со сканером в виде зеркальной крлз^и Г19] (рис.10,II), показаны достоинства вращательного движения, позволяющего полностью устрашать ударь?, впбращт и снизить шум.

2.3. Тепловизионше оптические системы (ОС)

Необходимость сопряжения ОС и сканеров, в тенловизлочнкх приборах предъявляет повышенные требования к функциональным возможностям оптекн (необходимые углы зрения, положения входных и выходных зрачков). Проблема построения необходимых ОС решена как за счет их усовершенствования (дополнения зеркальных систем лщнзовыш компонентами, использования функционально слсзнюс линзовых систем), так и за счет принципиально новых вариантов внесения в ОС сканирующих элементоз. Часть этих проблем била решена при создании ноной конструкции тепловизора на основе зеркально-линзовой камеры.

Др/доя 1 ость тоятя яос-оя..-;.; о:.;;;о . до; о-ог. то: -.я. з:>о с;;.; о-:■.1:1..":о розд.т. ■ ' .

¡¡остро"!.:;;" здоотоДтоп опт' ..<-о.ох.' язся.Д ст--я-' г.: те .ото..-зооо со сканера: ;д, расаолояен;:;;: ' ояо яд :,:е: оу-ао; (, сааяяоа.о сазоятая. С' , оояо т;ЯлД1 ояоектяя у.с-за з:о-.~

яяяаяяя::::: зозроаяяяяо::;: .кружков но лозооляод о зато: зон от 1> вазоноло--ясотоо;л;лД ростр, его фуляд-ая.яизъиге во зясолго ста огаоязяева. Дясоз-коз тз ззркаядшнг объектив линзового иоапояеитя (гис. 12,13) позволяло усоворяонстиовать ого конструкцию, расширить ауякхгионолъннс ?оз-аозсисстп; з частности умзнъпнтъ угловой размер аберрк?:о»шых круя-1*ор, изменять масштаб изображения СС, переведением линз осуществлять наводку на-резкость.

Тепловизор на основе зоокатако-лпкзовоД (ЗЯЮ. Преиму-

щества зеркапыю-япнзозой ОС воплощены в быстродействующее теило-опзорэ па основе 51;К -(рис. 14) ~ ["24-27] Скоростная развертка в нем ;еутцестгу'легся зеркалами, которое являются злеиентот::: СС [ .'¿63. з?о позволило избегать внесения в ОС дополнительных ео:лпокоегоз [призм, зоркел и др.).' Развертка по строка:.; осуществляется кслэба-;тва:н с частотой Бс5 Гц ко :-:т рот раяст ело наго зеркала, установленного на торсионном валу, задемленпоы только с одного.конца Г.24.,27] [рис.15), развертка по кадрам - колебаниями осйоеного вогнутого зеркала объектива (рис.14). Установлено, что при наклоне--основного-зеркала объектива в ОС ЙЯК аберрации в наклонных- пучках ке увелн-шваются. (рис.16) ["26]. На предложенную оптнко-скакпрувдуп сксте:зу юлученн свторс:и-:е свндстол:-.ства £26,23].

Бносс; ;линзового компонента позволило снизить аберрациоы-шо угла И'.' . олто-уомой 00 и достичь следующих параметров: =100, П-. = I-:; р = 0,8; = 3x2,5°; 10x7°, АТ/гер~- 0,5°С при диаметре соня ого зеркала. объектива 80 :аа

- li — ■

Сргв?:шп;е кглис'пза" Ф созданной камеры н камор

других vemomsopos СЕаде^ельотвуе? о. високих эпергетл-йзекнх xspai:-тсрютикех малогабаритной Э1К (табл.2.1) fI2j.

ТабжшД 2.1

"ыактор качества" ЗЩ и друг:;;: камер

; | ; _ ;

Паоадатр ! SIK ! ASA 680 ! ASÁ 780 ! БТВ-I ! БТЗ-2

________!_____!_____!_____!______!________

■ 7)0 . . см 5,4 7,4 2,8 15,6 ' 15

рэ , см 9 ' 13,4 3,3 35 23,3

¡Ъ , с-1 16 16 25 16 16

6? .отн.ед. 2,86 2,96 1,14 2,32 3,83

Использование зеркально-линзовой ОС и систем разверток на. колеблющихся зеркалах позволило создать малогабаритную- тепловизн-онную камеру (рис.17), отличающуюся простотой конструкции.сканеров и ОС, светосильиостью, высоким пропусканием в широком спектральном диапазоне.

3. Быстродействующе тепловизоры, особенности их конструкции и методика обработка сигналов . . -. .

"" Тепловизор, кроме быстродействия и качественного изображения' должен по получаемым термограшам-обеспечивать измерение параметров температурного поля. Поэтому в работе большое внимание обращено на развитие метрологических свойств тепловизоров, расширение спектральной области их работы (см.разд.3.2).

3.1. Конструкции быстродействующи тепловизоров

Тепловизор БТВ-I. При создании быстродействующих тепловизоров системы БТВ, предназначенных для серийного выпуска ["4,5,1,29] ,

использовались результаты нредощжгашаас проргг/Зэток н нсслодова- ! иа11 (см,разд.2). В тепловизоре Ы'В применен строчный сканер на пропускавшей вращающейся призме (рис,18). Такой развертка показал высокую эффективность в работе тепловизоров шведской <Ыр:.и | ЛУА С17]. Кадровая частота развертки 16 Гц позволяет использовать | для воспроизведения изобретений экран, телевизионного типа на ЭлТ. I В тешювнзпожой камере использована зеркгльпо-линзовая ОС I с различными варлантаг-дя построения (рис.19). Внесение линзового |

¡сот.щонента [301 -позволило реализовать различные увеличения и, следовательно, угловые и лииейнне поля зрения (табл.3.1). Конструкция геплоЕизпонной камеры (рис.20) обеспечила высокие эксплуатационные характеристики тепловизора. -

'Габариты ОС выбраны из условия обеспечения высокой температурной чувствительности (0,1-0,2°С), достаточной четкости изображения ( Л/с. = 100) и необходимого быстродействия ( И. = 16 Гц). При разработке ОС с линзовыми компонентам-! обращалось вникание на дос-зшеяне высокой физической светосилы и качества изображения, при которых сохранялись бы указанные параметры. С этой целью был вы- ■ нолнен расчетный подбор параметров зеркально-линзовой системы. Выбрано соотношение диаметра основного зеркала объектива (200 ш), его относительного"отверстия (1:2,24) и диаметра кадрового зеркала (72 км), позволившее достичь приемлемый коэффициент экранирования (линейный) кадровым зеркалом (0,5) и требуемое угловое поле обзора (см.табл.3.1). Величина полевой диафрагмы ( с1 - 0,8 мм) (рис.21), оптическое увеличение конденсора ( = 0,75) и размеры ФП экспериментально подобраны с целью достижения достаточного качества воспроизведения Ж-изобраяений при максимальном сохранении заданного АТпср^ 0,1-0,2°С.

Основные оптические и энергетические Объектив

Таблица 3.1

характеристик! тепловизоров серии КГБ с одноэлекеотк т - т. Г ~ Т,

Объектив и его параметры, мм

Интерв. Угло- ;

; рабоч. вое ;

) расст., поле ;

; Я, мм зрения,;

! 1 угл.гр. |

Увелич. при

Я мин.

'Линей-'яый размер поля зрения, мм при РС мин

Мгн. угол, угл. мин.

Размер элем., мм

Кот- ¡Отно- Порог

кок ; сит. темпе

рас- ¡отвер- ра.т.

сея- стие чувст

ния, 1 °С

мм I

I.Зеркальный Зеркало г= 701

2500>оо 4,5x4,Ь 0,16х 196,4х 3,3 2,4- На оси 1:2,3

х!96,4

0,6;

вне оси 1,25

2. {Зеркальный

З.Зоркально-' линзовый

4.Зеркально-линзовый

Ь.Зеркально-1 : линзовый

Зеркало г= 539,5

Зеркало "С = 539,5 линза

р = -778,75

Зеркало

Г.- 539,5 линза Р = 356,0

Зеркало

Х = 539,5 линзы: Р = 154,45 /г = 495,18

6004-1176 894*0"

189-г234

1:1, ь

4,5x4,0 0;51 63x63 3,49 0,75_ 2 7,2x7,2 0,24х 134x134 4,4 2 0,4 1:2,3

п г;

и, 10 0,15

4,8x4,8 1,2х; 29,5х 5,4 0,3 0,3 х29,5

1:2,4 0,2

73,4т8,1 8,4x8,4 -2,8х 10,6х 6,2

х!0,6

0,13 На оси 1:3,5 0,25 0,45; вне оси 1,2 .

- Выполнен хсомнлекс-'конструкторских проработок элементов и узлов камеры. В результате на кадровом сканере был обеспечен необходимый циклообразннй закон движения с временем обратного хода не более 18/6, угловое дрожание зеркала снижено до долей мгновенного угла при частоте кадров 16 Гц. Отработана конструкция сложного высокооборотного узла (200 об/с) строчного сканера, создана технология изготовления его деталей, пригодная для воспроизведения в заводсгих условиях.

В оптико-мшЕшрущув систему введена схема опорного сигнала от зеркальных фасок призмы (рис.22) (авторское свидетельство 131]), позволившая существенно повысить "стабильность работы схемы обработки сигнала (дрейф) не более 0,6 °С/час).

На рис.23 приведена электрическая структурная схема тепловизора. Подбором полосы пропускания предварительного усилителя в тепловизоре обеспечено оптимальное соотношение высокой температуркой чувствительности и качества изображения. Основное оптические л энергетические характеристики тепловизора приведены в табл.3.1. Внешний вид прибора показан на рис.24, а изображения с его экрана --на рис.25. • - - - -

Тепловизор БТВ-1 в 1975-1578 гг..под названием ТВ-03.освоен • в производстве и - серийно•выпускается заводом "Агат"-электронной отрасли [32-38]. В дальнейшем тепловизор был'дополнен блоком многофункциональной обработки сигналов [35-37] (рис.26), линзовыми насадками [303 и блоком цветного отображения сигналов ["39-40]" . (рис.27).

Тепловизор ТВ-03 удобен в работе, относительно прост по технологии изготовления, его комплектация доступна. Он отличается

^Блоки цветного отображения разработаны Львовским ОКБ "Кинескоп" по ТЗ, согласованному с автором. Документация на цветной блок ойюрмлека и передана на серийный завод ОКБ при-заводе "Агат".

- ЙЗ - ■

л:сонл;д качсстгог.м^зобраопеник нплретпх объектов. К началу выпуска ю :лп';.ору 'j-'ю;л: параметров тепловизор БТБ-I (Tb-OS) соответствовал .■-ровню луллих отечоотвенппх н оаруеелпнх подборов.

Бонловнзоп WUB-3. Тепловизор БТВ-2 —'18J , созданный в рвз-л:тле тпнловлзора БТВ-1, отличается существенным раслпсе;г:е:л еупп-дп: - лотролог:п£ос:л;х возмслпоотсн. I13:.i;hicz:i:ji CG, пеее-

слботллл полностью понструквдл камеры а создан но:;:;:- блок отоорлне-:в;л :: обработки сигнала.

Б теплоплзлоннол полове Б':.'В-Й использовал тепле зернелвно-лннзовн:; объектив со сменными кесаллзли нз . Е СО БТВ-2 по сравнению с БТВ-I введен еще один нгв " лт лзнгонвс поседел с ллн.л-ыы:.; поле:-.-! зрел;:я до 10x10 ш, а таиле пороченный конденсор, но-то-рпл упростил настройку ОС и совместно о Ш с основы:.; опнсл типа "Цикада" позволил уменыгить габариты СО и каверн з цело:.; (опс.28). Достигнутые аберрационные. характеристики позволили получить тлселое качество пзобрвленлл. Б оптлыо-опелылелгло систему вп-лепа поbu: схема опорного сигнала (авт.евлд. [47J),-гюопоплелся лепнептъ ста-сильнооть сигнала л точность отсчета относительной температуры. Опоили. с-лгнал поступает от зачерненной лас:-:: пепзелг (рис.£9) за . счет, ее собственной температура, дрейп которой учитывается специальным датчиком. Г4о1, Для пе;л:;:о:с:я стабильности роботы схем ре-гдетрапдл сигналов существенно улучшен тепловой редл:.; камеры.. Выделяющие тепло силовые трансеорлаторн БЕкесонн за продел:; каморы, а гред-щлеся двигатели отделен:; от ее ко: Б тепловвзлонпой камере сохранены без изменения некоторые наиболее следюле по технологии; узлы л детали: вал строчного механизма, кулачок кадрового узла развертки, основнло оптические элементы к др. Для удобства ебор;ш и налад:-:! в капоре использован ыолулвннн принцип (рпс.31), конструы-пля овеынлх объективов обеспечивает простую л быструю нх замену.

ууучу-луу чгч.чч:ч;чч'ччч! уччуч ;Л'У~У уч-ч:. ч .о чугччччч; с; у

ч:: i -'.С.is—I, y Уч чуч, ууч ча чучууууп-учч:: счуччеу. ччууч'ЧЧ) уч~ ' т(Ч;СУОО С-УУДОТОЛЬСТУЗ

::o;/:¡;ч:.чу "-.очуччч Л-..i--'i ч ;учуууу'учу . 'уочочсчуч" :уу

Су^-чучз "чу.: у чулчууччччч, liïiv-I, oí.и :учччу уууу

ЬчччМо]. хч;ччо,чс чу цчусолчч i:;:/;;::: "чсучу чч:-учучумучуз (c-J Гц) yoсучуууусч пуч сууччхчсуу.уо г.ччч:ч (le Гц) ччуч:ччч: частоте гччоуучуоу; учччу;. уччччуучл уУчДоу.

Основные ysprysyyy теучо;чч,чууу ч; счуусу: L.;.g-2 в ууучуууч,! чеччлчечч; присед:?": в учел,Г.у. Гчуч, .;учг-ччачччо чоччч;ччу~е о;у ■

расчутшл.! (и ,СВ-Я3 Д^'С). Полу ччо?:чу учччуччу чсуоча чччстччуэлччусуч < Од'"С соответствует оаучуучгччууу- "ччччучч;уу::о:уу ча;:чччуч1ччу, р :lu ' u: g у ¿ ; с :. ¡y уеуу:о;чч>учсу,: ч мс-ууччт уоучууучцчч сигнала за с-чччгуо сулушрозанич у чсгч;уччччл.

?еплог-"зор Ь'.;У:"-3. Для удачлетворсч:ия потребностей уехпчкл л медицины возкиуучу ¿необходимость у еезуччии солее универсальной конструкции тепловизора Б'ГЗ-З. Ггс тепчоннзуончая камера'построена ко той у:а оптической схеме, что п камора БТВ-2, не имеет более оо~ ньгчекну:: ночечуукчуу. В чончончуоуе чсчонууовучо малогабаритное 1;ндс'0.у,о!:тролы:ое устройство. которое чучту уув чвчвеучк, уогнууе-кое у позитивное очеоре-уенче. Оптическая система камору имеет те ча

ВЧУПЧУЧУ, ЧТО У Ч ЬГч-У И УЧУЛСУЧ'ЧЛ:^ СЧУЧУЧТЧИН; УУССУЧЧ: (еуучучн

3.1).

Внешний вид БТВ-3 представлен на рис.36.■ Тепловизор создан в виде модификаций: ВТВ-ЗБ - базовой (камера и устройство видеоконтрольное) , БТВ-ЗД - длинноволновой (диапазон 8-12 мкм), БТВ-ЗЭШ - компьютерной и др.

Модификация БТВ-ЗЭШ имеет схему сопряжения с ЭШ типа 1БМ РС в виде трех плат, вставляемых в слоты ЕС, и обеспечивает воспроизведение изображений нагретых объектов на цветном мониторе ЭШ (рис.3?) как в реальном масштабе времени, так и с покадровым накоплением, а также обработку термограмм по заданным программам, в том числе определение температуры и ее контраста, площадей изотермических областей, температурных профилей вдоль произвольных сечений, построение гистограмм и др.

Устройство сопряжения удовлетворяет современным требованиям в области цифровой обработки термограм?^ РС.

По набору функций, универсальности применений и параметра!.! тепловизор БТВ-3 соответствует лучшим зарубежным образцам тепло-визионной техники;. Мелкосерийное производство его начато в 1993г.

3.2. Отображение и обработка тепловизионных сигналов

Отсчет температуры. Тепловизоры серии ВТВ-1,. ВТВ-2 и БТВ-3 имеют.ряд специфических функций, расширяющих..возможности их при-, менения.

Ранее традиционные в практике тепловидения методы количественной обработки термограмм сводились к измерению сигнала (температуры) в ограниченной области (точке)"", индицируемой каким-либо маркером (перекрестием), или в протяженной области, выделяемой изотермой. .■•■ - ■

^Разработано в КПК "Юта" иод руководством В.Г.Аппаяонова.

26 —

• В данной работе оба эти метода усовершенствованы. Введение двух перекрестий позволило измерять непосредственно разность температур Г 35}, что удовлетворяет требованиям тепловизионпой методики в медицинской практике. Во время отсчета сигнала (или разности сигналов) в блоке обработки БТВ-2 в пределах нескольких кадров суммируется сигнал,■повышающий точность определения температуры.

При измерении перепада температур с помощью изотермы в установлении нижнего уровня сигнала (температуры) существует некоторая" неопределенность, температура яе верхнего уровня перепада (в максимуме) определяется с достаточной точностью. Для повышения достоверности измерения перепада температур в качестве нижнего от-счетного уровня используется температура изотермической области, площадь которой максимальна (рис.38)-. При этом точность отсчета----перепада температуры повышается в два раза Г49]. . .

Цветное -воспроизведение тепловых изображений при привязке цветной изотермической шкалы к температуре обеспечивает достаточно ■подробную количественную интерпретацию наблюдаемой картины (рис.39), В варианте тепловизора с ЭШ предусмотрена привязка всего массива данных о терыограмме к внутреннему опорному сигналу. - - - - .

Расширение спектральной области работы тепловизоров. Для расширения функциональных возможностей тепловизоров с одноэлементным ШП реализован реяйм работы в -диапазоне 8-12 мкм. Длинноволновый прибор построен на основе существующих камер путем замены их оптики и использования соответствующих ФП. Более широкие возможности обработки сигналов' обеспечивает двухспектральнык режим. В отличие от. шведского тепловизора модели А6А-782, содержащего'два отдельных канала, в разработанной- камере двухспектральный режим осуществлен при использовании'пространственно совмещенных приемных площадок §П в виде структур типа -"сэндвич"- ["50,517. Тепловизор--

с даухспекхральиш ФЕ (рис.40) обеспечивает дополнительную шйюр-мацшо, а именно: он позволяет производить простешпн спектральный анализ принимаемого излучешхя. Для иллюстрации обработки! двухспект-ральных сигналов использована ЭШ типа "Элеотроника 60", стыкованная с тепловизором Г51] (рис.42).

Определение температурного поля. Тепловизоры серии БТБ с одноэлементным Ш могут быть использованы для исследования температурного поля. На основе выражений (1.1) и (1.2) была рассчитана зависимость сигнала от температуры с учетом спектральных хараюте-ристик ФП, оптики и среды. Для тепловизоров серии ЬТВ с одноэлементным' Ш эта зависимость имеет вид Ыс-игн ^ , где /Т~ 18-г'24. В общем случае Тист^'/ё^Для более точного определения истинной температуры следует исключить величину излу-чательной способности £ . Для уменьшения влияния <£ мажет быть .использован двухспектральный тепловизор'[17,50,51]. На возможность такого подхода указывалось автором еще в 1973 г. [■ 52]. Расчетным и экспериментальным путями установлены возможности и ограничения такого метода [53].

Калибровка тепловизиошшх приборов.. Калибровал теплошзоров в условиях- эксплуатации осуществлялась с помощью разработанного .-контрольного излучателя ИТ0-1 (собственная его погрешность составляет +0,2°С) Г54,55,56]. Для аттестации его был сконструирован эталон первого разряда К0-1 (+0,4°С). В качестве прибора сравнения при калибровке контрольного излучателя по образцовому использован тепловизор ТВ-03 с измерителем разности температуры ИРТ-1 (+0,03°С) С56]. Для измерения зависимости порога температурной чувствительности тепловизора от температуры объекта и его пространственной частоты был разработан измерительный излучатель [57J (рис.43).

В итоге проведенных исследований показано, что наиболее эффективны быстродействующие тепловизоры. Быстродействующие тепловизоры реализованы на сканерах в виде вращающейся' призмы и колеблющемся зеркале, установленных в сходящемся пучке, одноэлементный фотоприемник позволяет получать равномерный растр, удобный при метрологической обработке термограмм. Схемные решения с элементами цифровой техники обеспечивают количественную обработку термогрзмм, а линзовые насадки - смену масштаба увеличения. Созданные быстродействующие тепловизоры БТВ-I (ТВ-03), БТВ-2 и БТВ-3 просты по конструкции, используют отечественную комплектацию. Параметры их• достаточны для решения большинства задач медицинской и технической тепловизионной диагностики.

4. Тепловизоры на многоэлементных ФП (МЭФП)

Совершенствование'тепловизоров осуществлялось не только за ■ счет создания возможностей измерения параметров температурного 'поля, но и путем увеличения четкости изображения T59J. Зто было достигнуто.в. конструкциях тепловизоров с многоэлементными Ш.

• Расчет параметров. Повышение четкости тепловизионных изображений требует увеличения числа строк Nc. При этом порог температурной чувствительности ЛТпор не должен превышать 0,1-0-,05°С-. Для увеличения Nc при сохранении или увеличении AT hop выполнен анализ общих выражений (1-Х) и (1.2) для температурной -чувствительности тепловизионных камер (см.разд.1.1). .

tДля выявления наиболее общих закономерностей зависимости 47ftepOT /г , А/с , А , 0&хгГП (171 - число приемных площадок Я) и -представления их в наглядной форме, были использованы упрощенные выражения, в которых.предполагалось, - что-работа Ш

ограничена собственным белым шумом (раздел I). После подстановки в выражение (1.1) значения полосы пропускания через (X. , А/с- ,'А/эс., РЪ и р (см. [10,11]) для тепловизора с МЭШ в виде однорядной параллельной линейки получено:

¿¡V2a MnN^i ЪТ

Анализ этого выражения показывает, что увеличение Nc_ и /Уэс при сохранении значений ГЪ ' приводит к снияешю тешературной чувствительности тёпловизионной камеры. Чтобы преодолеть это противоречие, необходимо увеличить относительное отверстие объектива О , линейный размер Ш ~][К и -число его элементов DTL .

Увеличение относительного отверстия ОС ограничено величинами около'1:1, 1:1,5, "реально осуществимыми для функционально сложных ОС' скашрухщих тепловизоров. При достигнутой предельной величине 0 увеличения AT пор можно достичь за счет увеличения линейных размеров ФП. Но в большинстве случаев в конструкциях тепловизион-ных камер мгновенный угол является фиксированной величиной ifA!F-э — consf > заданной угловым полем зрения ОС и числом -строк в растре. Поэтому увеличение линейного размера "{А позволит увеличить .ATft_cp , но и повлечет за собой увежчеше'габа-ритов тёпловизионной камеры, что в большинстве случаев нежелательно. Поэтому реальное увеличение ЛТпер возможно только за счет увеличения Ггъ .

Полный учет шумов ФП вносит ряд особенностей в характер зависимости чувствительности от других параметров. Если ФП работает

— / jc-x _ fa О

в режиме ограничения фоном, то AT пор" Т)^^ ак-& (тате как 52/г (см.выражение (4.1)). Этот бывод"полезно использовать при практическом анализе тепловизионных систем. В этом случае чувствитель-

но

кость г. коикиэй мере зависит, о? ® л ной фиксированном ..значении

мгновенного угла она пропорциональна диамоттзу входного зрачка -л''"

(т. е. Л Ъг cp~JJ,SM<u-Do)'

Для кллвстравди зависимостей .«d/ZiopoT габаритов оптики, параметров растра и Ш в работе [12 J (рис.44) приведены рассчитан-нко по шркхекшо (I.X) зависимости А ¡порот ¡YL с учето;л кумов вида Yf 7J31. Как видно из рисунка, характер роста

температурной чувствительности (уменьшение й Íпор) тепловизора зависит от числа элементов ПЪ . Следует отметить, что рост Л! пор вследствие влияния тут вида Уи угла зрения Ш 52«. оказывается меньшим, чем это следует из выракенля (1.1), в котором АТпор^/ггЪ > при подстановке значения Aj~üJ. Такое отступление особенно характерно для приемников на основе CdHgTc , уак как. относителыше шумовые полосы Aju¿<pn-Jfcfiub<¡/1 каналов усиления с этими <Ш больше относительных шумовых полос каналов с-Ш на основе ItiSb-

4.1. Особенности конструкций тепловизоров с 1-ЛЭШ

В разработанных тепловизорах с ШШ использовались линзовые к зеркально-линзовые оптические системы (рис.45).

На первом этане работы исследовались возможности создания тепловизора с Ш, нмещим относительно небольшое-число" приемных элементов (ПЪ = 10) С60,613. Необходимый в этом случае дзухкоордя-натный сканер наиболее целесообразно было реализовать б виде зер-

"Расчет выполнен для камеры, у которой ° = 1:2, F = 3,4см.

Шаг1 :.i3Ш в виде линэйкд, расположенной rcf-c "са о ПЕшравло-ниш сканирования, равен 0,007 см, охлаадс п ~ч а ^геноло;-:;е-ка на расстоянии 0,2 см от линейка и невроз оо .. .рдаю. Частота кадров 25 Гц,окозахГициепт испольооьс."г b,ó При .рас-

четах учтены ташчкне спектоадшхе плотности о ов ¡ то - о тов "Цикада" ( JnS& ) я "цезии" ( CdHeT* ), даая - : в ГБШ "Исток" для тепловизоров ВТ.а-2 и ьТы-З. ..... - о

- о! -

калыюго барабана (рие.До). У тажоло толлолл-ора (рис.47) Д-^о = 128 х 130 х 50 о"1 при АТ1гСр~0 J. Изобраридле, полученное на окладе, приведено па рис.47(5. По сраллолид: о теплю ли л оро:л с одиночным 4-П i: данном приборе ул;;, лл.:лн растроили параметр.

¿¡ля имяслопля влияния числа элементов лй па характеристики тепловизора. анроблровалж;ъ вариант:-: тепловизоров с оодылид числом элементов. В дроотолмсм варианте такого теддо.лллора с RL - 64 [62] использован сканер в виде 12~грлл;пол усеченной пирами,(рдс.4о л 49} , расположенной перед проекционным объективом. При 64-идемептком «й система обоспечивача растр 256x253, частоту кадров 25 Гц и Д'Тпар— 0,2-s-O ,!.°С. Изображение, полученное на экране топловпзора, приведено па рис.496. В приборе успешно применена электронная система. коммутации.

Получить дисокое качоство изображения газлешлло лсд лд.зоданде телескопической ОС..При этом обеспечивалась едена рабочих углов, т.е. масштаба изображения, и удобство, расположении ололлмл излучателей в плоскости прамежуточного изображения l63j.

Талера тепловизора в тедее::аддчс?сллл СО имеет дга пэрекддда-алдх оптических калила (рис.50 и 51). Сканер д гиде -усечен;:ой зеркальной пирамидк осуществляет двухзонную- развертку поля зрения и с Д11 да 64 элементах' дает растр 126x200 элементов разложения с частотой кадров 25 Гц. В тепловизоре применена ойфзхстивкая система выравнивания величин тешювизионпых сигналов. "Коррекциялюкзжешш, вносимых сканером, осуществляется цифровой схемок [75J. Во втором капало достигнуто'достаточно высокое, близкое" к расчетному, значение углового разрешения Ш' , разное 0,8-г! угл.мпн.

К началу разработки большинство тепловизоров с мЗШ имели ■ оитпко-злектрокше коммутаторы. для cpsixv. . " « ости работы

теплови;-л-ошлп-с приборов с электронной и оптпко-олектвощшп ковллу-талинл; в теппоипзор о толз.юконпнеокой 00 бнд введен оптический капелл (ело.52) СоЗ] . лзобва;о;;ле в '¿том ковале воспроизводилось лл~ ;<;Дк.оп светодподов л прнплма.яоиь хлднконом. Тепловизор с оптическим каналом в ловп поепропзводетвкт сигналов позволил одновременно корлоктпровать покллепкл. растра., вносимые сканером.

о тепловизоре бпла опробована систола привязке! к опорном сивиллам. Однако из-за посозерпепства песодаточкол дукллщл слюнного дополл;те.1ВПого звена преобразования тенлоппзионпого сигналы; евото-длод-ллвднлон, нендептплностл светодподов, значительной сглздлнести спгпалуа. качество пзобрапеппп было нпв:е (рпс.оЗ), чел к случае электронной коммутации, поэтому такое направление работ бнпо отдео-не но.

4.2. Далогабарлтнне тепловлзпохпл'С каллоры с ДЗдП

Разработ'ЛИв:е тепловизор;; с.О- з виде дллнпкл .лплеек р32-63_] оооепс^плп впеолое качество лзобрвленлй, в телл числе п уделскнпп объектов (рис.61,63).

Применение ал. с еолвллм в .одом элементов в виде дни линеек удобно тел, что они в принципе позволяют попользовать только однбкоо;днл:атный кадровый сканер. Однако во многих случалд с.теням ' сканером все до не удается создать требуемпй растр па необходешов число строк, а использовали; е чересстрочного сканера (со сдвигом изображения на один элемент) связано со значит едыпп;:; тчштчеепкып трудностяллл [со] . Длапллле линейки увеличивают стоимость прибора п требуют сложной тодди-; вправк1.;ва;п;л сигнала. Кроме того, о ж повидают требования к еункхшзнапьпыгл возможностям оптики: усложняют проэ1ад1он;л1иг объектив, увеличиваю? его селение и, -следовательно, габариты тепловизора в в,слом. . . ....

При создании малогабаритных камор с е:е:Я1 Силу выполнена расчетная оценка их параметров. Уме в работе Г67J при анализе чуваш-. телыгоотп каморы. в зависимости от числа приемных площадок отмочено, что вето кс только количество' приемных ниоусдок, ко а их организационная счрчвтуун. L связи с зуву сил неполной расчетный анализ тем../суачуенол ччвлгвнтелв¡и.ени учллевн зленной каморы с учетом еочо--нуу н -чумов с различней о речи вн.: в в;.: еч в вевуе чвуетвчель-нен: и чое.чедогттелчччл оуноучунуч ччч чневоряденч: линеек (ечочач-рлц) дел кямерч с растром IЙанВЙо, параметры которой указааы на cbd.3Q. Результат!: расистов (рис,04) получена б впдез зависимости

iv иэаэп. — в ^ ч-уелгу

от общего ^шела приемных нчоцауон Y7L. - rYlnc X. H'Jnp, где ПЪпр- число элементов, расЕоловулншх пзрлещуткулярно нлнравнокинь сканирования (пареутвельнея лппейка): ГПпс. - 4:1 ело елемептов, вытянутых вдоль паяра:.ле:у:я сканирования (пооледователънче линейки)™.

Фактор Фнэсрп- выделен из выражения для порога температурной чувствительности (I.I) и отналает .зливпне на порог числа приемных площадок ШШ, величин фоновых и -лумов. Число ПЪпр

учитывается через fSepx гр\ в выражении для A feu (-tea. (I.I)). Число последовательно расположенных площадок (ГП-пс.) учитывается кнойсптелем"|/ГП.цс . Полученше результаты (рпс.54) показали, что преимущество кме:от последовательные лпнейки, особенно многорядные. В таких линейках приращение AT пор идет от величины АТпор> соответствующей сравнительно высокой частоте следования

Результаты приведены в статье "Вгшяние- организационной струи-туры мпогоэлементных. сОотопснеглшков на тешератургода чувстзтптель-несть тепловизпонных камер" в кн. ''Тепловидение , Йемвуз.сб.паучн. т судов, '¿9, ISS2.

теплохшиошшх сигналов п достаточно парокой полосе пропускания, 5 которой влияние составлявшей у^; -шума сказывается узе незначительно.'

Учитывая характер полученной зависимости б?цэсрп (ггъ), практически нецелесообразно стремиться к значительному наращивании общего числа приемных площадок параллельных линеек (более 204-30 элементов для случая камеры, характеристики которой приведены на стр.30). Короткие последовательные яанейки на 8-5-16 элементов (лучше двух- или многорядные) обеспечивают более высокую температурную чувствительность камеры-. Хотя короткие линейки или малые матрицы требуют использования двухкоординатных сканеров, они требуют также и малых утло- . вых апертур пучков, что поаволяет упрощать проекционную оптику, уменьшить ее габариты. Поэтому стремление обеспечить малые габариты и"невысокую стоимость тепловизионной камеры заставили отдать предпочтение МЭШ в виде коротких, в основном последовательных, линеек или малых матриц.

В настоящем разделе рассмотрены предложенные автором конструкции двух вариантов малогабаритных камер и тепловизоров на их основе. В.значительной степени в них использованы элементы схемотехники, конструктивные-решения и ОС, развитые в работе (опорные излучатели в плоскости промажуточного изображения, зеркальные приз-' менные сканеры и др.). Анализ их габаритов и энергетики основан на -использовании системы выражений, приведенных в разд.1 и 4.

В первом варианте конструкции тепловизора сканер в виде усеченной пирамиды устанавливается в параллельном пучке (рис.55). Коррекция и преобразование растра обеспечиваются развитой в- работе схемотехникой.

Конструкция камеры решена для ФП в виде' .параллельной линейки с организацией 16x1 или 16x2. Расчетные параметры камеры: число

/Ус = 192, П- - 25 Гц, АТпор~ 0,05°С, габариты камеры-без объектива 100x250x150 мм, масса 5 кг. Излучатели опорных сигналов расположены ка шторке, закрепленной на барабане. Ка такое исполне-'ние ОС с опорными излучателями получено авторское свидетельство

Ш].

Во втором варианте тепловизора использован строчный сканер на зеркальной щ;лкндрической призме. Однако с таким сканером из-за удвоения угла не достигается высокий коэффициент использования. Согласующее вогнутое зеркало- (рис.56) позволило увеличить угол, в котором принимается пучок, отраженный от сканера, уменьшить сечение светового пятна пучка, попадающего на сканер, и габариты сканера в-целом. Дополнительное выпуклое зеркало" компенсирует аберра-. ции в 0С~.

По рассмотренной схеме разработана конструкция малогабаритной тепдовизнонной камеры с ;лЗФП в виде однорядной (или много рядной) последовательной ликеШ. . ..

., В базовой модификации (БТВ-5) (рис.56) используется одноряд- . ная последовательная линежа на 6-16 элементов,-кадровая' частота составляет 625 Гц, число строк для пространственной развертки на-* „ изображении - 256.. - - -.

- В модификации- БТ1ММ рнс-.57). использована однорядная последовательная линейка, частота кадров составляет 3,125 Гц, а число строк в пространственном растре - 256. Зта система выполнена в дзухканалъном варианте (3...5 и 8... 12 мкм) с дополнительны?.! выделением более узких спектральных участков с помощью сменных фильтров.

"Заявка на изобретение й 5.056.218. Тепловизионкая оптико-, сканирующая система/' А.Г.Нуков, Т.А.Трунова/. - приоритет от . 24 ивяя 1952 г. „ ..........— —

Преимущества однорядных линеек - обеспечение высокой степени однородности растра.

Использование многорядных линеек позволяет увеличить число строк и частоту кадров.

, Современная цифровая схемотехника позволяет гибко решать проблему быстродействия тепловизора. Например, могло снизить кад ровую частоту пространственной развертки до 12 и дане до 6 и мен Герц. Использование ОЗУ дает возможность воспроизводить получекн изображения с более высокой частотой, вплоть до 50 Гц (как в сис теме БТВ-2). При снижении кадровой частоты пространственной развертки до 6 Гц остается еще возможность слитного восприятия подвижных объектов (разд.2), т.е. возможность работы в реальном мае: табе времени. Снижение же кадровой частоты пространственной развёртки позволяет повысить-параметр» тепловизора, или при сохранении их уменьшить число приемных площадок ~ФП и упростить схему с>б . работки сигналов.

Разработанная базовая схема оптико-сканируюцей системы положена в основу ряда создаваемых конструкций тепловизионных приб> ров, использудшх различные типы ;.5ЭШ, различные виды организаци: их структур и систем охлаждения,.в.том числе и термоэлектрическо: варианты схем образования растра с. использованием памяти и черес--строчностн, различную схемотехнику обработки сигналов (Приложение 2).

Таким образом, создание тепловизоров нового поколения с повышенными параметрами возможно за счет использования мЗШ. Сочет; ние малых габаритов и достаточно высоких параметров обеспечивают благодаря использованию ФП в виде коротких последовательных лине

4.3. Комплексироваше тепловизионных систем

Дополнение тепловизора лаз ершил сканером Гб5,?0^ существенно расширяет его возможности. В отличие от пассивного (тепловизпонно-го)„активный режим позволяет получать ин&орглацдаэ об объекте (об излучательной способности поверхности объекта), его конфигурации и т.п. В работах £71,72] описаны сканирулщш, синхронно работающие теплоЕизионпо-лазеркые устройства, обеспечивающие построение изображения в отраженных лазерных пучках (рис.58-60).

Под руководством автора разработан тепловизор, вошедший в состав ксмплекспрованной системы Сб!5] (рис.61-63). В тепловизоре использован ¡,¡331 на 64 элемента и большинство схемных решений, излаженных в разделах 4.1-4.2.

5.'Тепловизор на основе .гшровидакона

ТешгавизнонЕые передающие трубка с шшеняш, чувствительными- • • в ЯК-диапазоне (в основном, это пировидиконы), позволяют построить тепловизоры, работающие непосредственно в телевизионном стандарте: Тепловизоры на паровидиконах не требует охлаждения лшдиш азотом. Они могут быть включены в обычную телешзнопнута сеть, например, в системах контроля объектов, работающих. в видимом и -ИК-спектральных диапазонах. Но / кгк показывает"практика, они полностью не 'ре&тазувг четкость, залаженную в используемом растре.

Кроме того, у тепловизоров на пировпдккснах, обычно использующих, в качестве мишени триглищшеульйат, достаточно узкий интервал рабочих температур и сравнительно низкая вибропрочность.

изображения, работающих в одинаковых условиях (оптика, объект, обработка сигнала) (табл.5.1) [11,13].

Таблица 5.1

Расчетные значения &Тр<тр

Преобразователь ; Число злемен-тов ; минимальная разре-; шаемая разность тем-{ иератур, С

Дискретные ФП, 1гг$& I 10 256 256x256 6,9 0,4 0,16 0,05

Дискретные Ш,Со!Н^Те. I. 10 256 256x256 1,0 0,24 0,19 0,12

Видакон с мишенью _ У к

из Р& Те Г133

Дирошдикон [13] - 3,5

В качестве параметра сравнения тепловизоров пр5нята минимальная разрешаемая разность температуры Г13] :

- ■ атрсчр =йТпср -тол (5.1)- •

где *{(&) - относительная функция, учитывающая влияние угловой 7 пространственной частоты В объекта на температурную чувствительность .

Данные получены для стандарта разложения 256x256. Непосредственно в телевизионном стандарте сделать сравнение не удалось из-за отсутствия частотно-контрастных характеристик тепловизора-" на пировидиконе для числа линий более 250. Проблематично также сало построение быстродействующего тепловизора с одиночным ФП на такой стандарт. Из табл.5.1 следует, что преобразователи на ТВ

трубках по своим характеристикам близки к сканирующим преобразователям с одиночным ФП и уступают преобразователям с МЭФП.

Таким образом, в настоящее время сканирующие тепловизоры с МЭФП реально могут обеспечить более высокую четкость изображения и температурную чувствительность, чем тепловизоры на передающих телевизионных трубках [ 76], и если говорить о проблеме повышения реальной четкости изображения тепловизионных приборов, то необходимо отдать предпочтение тепловизора!,1 с дискретными многоэлементными Ш, в том числе с термоэлектрическим охлаждением.

6. Применение тепловизоров в технической и медицинской диагностике

Вопросам практического применения тепловизоров уделялось большое внимание на протяжении всей работы. Исследованы проблемы применения большинства разработанных конструкций тепловизоров и полученные результаты использованы как при обосновании эффективности быстродействия (тепловизионкая система для медицинских применений, разд.2), малых габаритов (тепловизор, с -зеркально-линзо-. вой камерой, разд.2), количественной обработки термограмм (тецло-визор с-цифровым отсчетом температуры, разд.З) и др., так и при усовершенствовании их- конструкции-.

Наиболее важное прикладное значение имели тепловизоры серии БТВ с одноэлементным ФП. Эти приборы, особенно серийная модель ТВ-03, нашли' широкое применение' как диагностические средства в медицине и технике (рис.65). Они успешно используются в лечебных учреждениях, в условиях цехов, лабораторий и т.п., а также для исследований в натурных условиях на самолетах, вертолетах, кораб-. лях.

Автором выполнены подробные исследования областей применений тепловизоров, их функциональной пригодности и практической ценности [77-87].

В связи с тем, что области применений тепловизора ТВ-03 очень широки, а парк самих приборов достигает 1000 штук, очень трудно перечислить все области применения. Наиболее важными из них являются: медицина, энергетика, транспорт, радиоэлектроника, микроэлектроника, геологическая разведка, контроль противопожарного состояния лесов, 'натурные испытания прозрачности атмосферы, цеха и сооружения с горячими операциями, поиск нагретых объектов и определение их конфигурации, определение границ удобряемых с воздуха полей и др.

Очень широки и стабильны применения тепловизора ТВ-03 в медицине. На конференциях по тепловидению сообщалось о широких применениях ТВ-03 в онкологии, артрологии," в "лечении, сердечн о-со-судпсткх заболеваний, в нейрохирургии. В последнее время тепловизор применяется при обследовании органов брюшной полости, желудка, печени и др. '

для координации а'популяризации диагностической службы в стране на базе тепловизоров ТВ-03 при содействии автора организованы тешловизионные центры в городах Нижний -Новгород,"Москва,■ Фрязино, работают квалифицированные тепловизионные кабинеты во многих клиниках страны.

В ряде организаций выполнены крупные работы с применением тепловизоров ТВ-03. В частности, в Томском институте интроскопии выполнен комплекс разработок по созданию автоматизированной аппаратуры и методов дефектоскопии многослойных теплозащитных материалов, в Томском институте оптики атмосферы Земли проведены исследования влияния свойств атмосферы на распространение.ИК-излучения,

в Минском институте 'тепло- и массообмена создана методика зондирования тецлового режима газовых сред, в НПО "Альтанр" ТВ-03 используются при определении тепловой топографии морских объектов с подробным анализом термограмм с применением иийровой техники и ЭНЛ.

Во многих применениях достигается значительный экономический эффект. Например, в энергетике при контроле линий электропередач, оборудования подстанций (по данным "Южэнерго" г.Львов) этот эффект в 80-е годы составлял окало 300 тыс.руб. в год на один прибор .

Таким образом, с помощью разработанных тепловизионных приборов внесен значительный вклад в решение проблемы создания современных средств диагностики'й'неразрушающего контроля в народном хозяйстве страны. • ■ - -

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации, представленной в виде научного доклада, кратко изложены полученные и опубликованные за период с 1967 по 1993 гг. основные результаты научных исследований и разработок тепловизионной аппаратуры, позволившие решить научно-техническую проблему создания и выпуска широкого класса отечественных быстродействующих тепловизоров. Созданные приборы обеспечили внедрение в медицину и технику оперативных методов тепловизионной диагностики и неразрушающего контроля и дали значительный экономический и социальный эффект.

Основные научные и практические ре з.у ль. таты работы заключаются в следующем.

I. Большой объем приборных проработок, а также изучение ■ • ■ отечественного и зарубежного опыта по созданию тешхоЕизионных приборов позволили создать ряд конструкций быстродействующих тепловизоров БТВ-1 (ТВ-ОЗ), БТВ-2, ЬТВ-3 и их шдаТзцсашщ 'с одноэлемент-ны!.ш ФП. Достоинствами их являются: отечественная комплектация, простота технологии изготовления, доступность массовым потребите-■ лям',' невысокая стоимость. Приборы удовлетворяют ■ современны-."! требованиям по функциям, качеству изображениями его количественной обработке.

- 1.1. Тепловизор ЬТВ-1 (ТВ-ОЗ) - перьый в стране серийный быстродействующий тепловизор, выпуск которого был начат в 1975 г. и продолжается до настоящего времени. К началу выпуска он обладал . параметрами, соответствуищиш'лучшйгГзщубвнйбй!Шалогачнш прибора!,1 ( АТпар^ ОД5тО,2°С, 100 строк, 16 кадров в,секунду) .

.Прибор послужил основой для создания и развития тепловнзионншс методик в технике и медицине, способствовал внедрению теплоЕизион-ной техники в народное хозяйство. Его быстродействие явилось определяющим фактором в установлении возможных областей применения, в объеме и качестве получаемой информации.

1.2, Тепловизор БТВ-2 отличается широким спектром функций: он позволяет измерять разность температуры и ее значения при использовании внешнего опорного излучателя, экстремальные значения температуры, площади выделенной изотермической зоны и др. с одновременным наблюдением получаемых данных на экране. Разработанная конструкция камеры предусматривает- стабилизацию теплового ражима, введение схемы стабилизации уровня сигнала, что обеспечивает высокие метрологические качества тепловизора. Цифровая схемотехника обеспечивает получение "немигающего" изображения (50 Гц при частоте пространственной развертки 16 Гц), получение стоп-кадра и интегрирование сигнала в момент его отсчета ( Л77г<?р~0,Х°С).

1.3. Тепловизор БТВ-3 конструктивно решен в виде нескольких модификаций: базовой, компьютерной, длинноволновой и др. Сравнительно- небелылие габариты и масса (камера 13 кг, УЖ 8 кг), сменные оптические насадки, (угловые и линейные'поля обзора 4,5°, 7,2°;-60, 29,5 и 10,5-,мм) ,.возможность подробной обработки на,ЭВМ поду.т чаемых термограмм (профили сигналов, площади' изотермических областей, гистограммы и др.), работа в длинноволновом диапазоне и в двух диапазонах одновременно, обеспечивают ему высокий универсализм и широкие области применения. Указанные достоинства ставят прибор в один ряд с лучшими зарубежными тепловизионными системами.

2. Повышение эксплуатационных характеристик тепловизионных приборов (включая четкость изображения и высокую температурную чувствительность, малые габариты и массу) осуществлено благодаря

разработке тепловизнойной"камеры с многоэлементнкм Ш (256 строк, Л Тпар ~0,07°С, масса 5 кг). Требуемое соотношение габаритов и параметров камеры достигнуто за счет использования предложенной организационной структуры многоэлементных ОП в виде однорядных или мкогорядных последовательных линеек, которая следует из учета собственных и фоновых шумов. Возможность видоизменения предложенных организационной структуры многоэлементных Ш л оптической системы позволяет в значительной степени изменять рабочие характеристики теплозизионных камер (число строк, частоту кадров, чувствительность и др.) и создавать различные модификации теплонизоров (БТВ-4, БТВ-5, БТВ-5Т и др.). Любая из модификаций тепловизора БТВ-5 работает с ЭШ типа 1Ш РС. У одной из них предусматривается работа с термоэлектрическим охлаждением. По своим габаритам, параметрам и функциональным возможностям тепловизор БТВ-5 аналогичен лучшим зарубежным системам фирм А1ША (Швеция), "Инфраметрикс" (США).

3. На основе пирозидикона разработана портативная теплови-зионная камера, не требующая охлаждения жидким азотом. В ней использована передающая .телевизионная трубка типа дейлектрон, поз-„волившая уменьшить габариты и массу каперы. ',"лше:-з в виде органа-, ческой диэлектрической пленки позволила повысить эксплуатационные характеристики пировйдикона (интервал рабочих температур от -5 до +45°С), а пониженное число строк (до 256) улучшило отношение сигнал/шум.

Тепловизоры с камерой на основе пировидикона можно рекомендовать для применений-в энергетике, строительстве', на транспорте в качестве экспресс-средства теплового контроля.

4. Благодаря разработанным средствам повышения точности отсчета температуры и ее контраста (накопление в момент;измерения, гистограммы при определении контраста), методикам обработки термограмм, а также осуществлению режимов синхронной лазерной подсветки (данные об отражательной способности и структуре поверхности объекта), работе в двух и большем числе спектральных диапазонов (цветовой метод в тепловидении, спектральный анализ принимаемого . излучения)^ существенно расширены функциональные, метрологические и информационные возможности тепловизионных систем.

5. На основе выведенных выражений для температурной чувствительности тепловизионных камер, учитывающих рабочие характеристики тепловизоров, проведен расчетный анализ чувствительности тепловизионных камер, в том числе использующих многоэлементные §Н;-проведено сравнение тепловизионных систем, работающих на основе раз- -личных принципов.

Разработаны методические приемы сопоставления характеристик тепловизионных камер, позволившие достигать необходимых соотношений параметров тепловизионных камер и их массо-габаритных характеристик в процессе разработки и совершенствования тепловизиоинкх систем.. .

-."б,- Выполненные автором работы позволили создать направление по разработке и выпуску быстродействующих тепловизоров для применения в народном хозяйстве и медицине..Обеспечен выпуск первого в стране серийного быстродействующего тепловизора ТВ-03 (БТВ-1) и его модификаций; начат мелкосерийный выпуск тепловизора БТВ-3, разрабатывается тепловизор нового поколения БТВ-5.

СПИСОК ОПУЕИРЖОВШЖ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Жуков'А.Г. Быстродействующий тепловизор // Электронная; промышленность. - 1971. ~ Ге 4. - С.28-30.

2. Разработка и исследование лабораторного макета установки для визуализации теплового излучения / В.Н.Лебедев, Б.В.Карпов, В-.Д.Иосилевич, А.Г.Жуков. - Техн.отчет й 62-3265. - НПО "Исток", IS67. - 27 с.

3. Разработка тепловнзионной системы для медицинских целей / В.К.Лебедев, Б.В.Карпов, А.Н.Горюнов, А.Г.ЖукоЕ и др. // Электронно-лучевые и фотоэлектрические приборы. - IS69. -Вып.4 (II), Том I. - C.I6I-I63.

4. Разработка и обследование элементов тепловнзионной аппаратуры и создание действующего макета малоинерционного тепловизора / Р.К.Богенс, И.К.Гипсман, А.Н.Горюнов, А.Г.Жуков и др. -Техн.отчет ß 159-3769. - НПО "Исток", 1969. - 42 с.

5. Разработка быстродействующего тепловизора с частотой кадров "10-20 Гц / А.Г.Жуков,. К.К.Бычков, А.Н.Горюнов и др. - Техн. отчет & 156-3941. - НПО "Исток", 197.0. - 48. с.

6. Разработка малоинерционного приемника излучения для теплови-зиошшх систем / А.Г.Жуков, К.К.Рычков, А.А.Кельфа и др. -Техн.отчет Si 157-3942. - НПО "Исток", 1970. - 41 с.

7. Влияние отяига на электрические свойства монокристаллов

CdHjTe, / Р.З.Луцив, 1,1.В.Паш'.овский, Л.Г.Свеколкина, Б.А. _ Сусь, А;Г.Жуков // Известия АН СССР. Неорганические материалы.-1968., - Том 17, Je 5. - С.778-779.

8. Разработка технологии изготовления иойно-легированных 10-эле-

" ментшх фотодиодов для тепловизора с частотой-'кадров 50 -Гц-/- -А.Г.Жуков, Г.А.Крысов, К.К.Рычков и др. - Техн.отчет 72-4650. - НПО "Исток", 1974. - 58 с.

9. Кальфа A.A.,Жуков А.Г. Расчет основных параметров сканирующих тепловизпонных устройств. - Техн.отчет Js 170-5033. - НПО "Исток1,1 1975. - С.131.

10. Жуков А.Т. Расчет параметров сканирующих тепловизионных-систем // В кн.: Тепловидение. Мелсвуз.сб.науч.трудов. - М.: ЖРЗА, 1980. - Вып.З. - С.36-44.

11. Куков А.Г. Сравнение тепловизконных приборов, работающих на основе различных принципов.//'В кн.: Тепловидение. МежвузГсб. науч;трудов. - И.: ШРЭА; - 1988. - Вып.?. - С.14-20.

12. Буков А.Г.. Энергетический анализ тепловизионннх камер. //В кн.: Тепловидение, ыеквуз.сб.науч.трудов. - М.: ШРЭА. - 1980.-Бып.З. - С.65-71.

13. Еуков А.Г. Телевизионные передающие трубки в тепловидении.// Электронная техника. Сер. Электровакуумные и газоразрядные приборы. - IS37." - Вып. 3 (118). - С.27-31.

14. Жуков А.Г., Комарницкая О.Б. Сравнение тепловизионннх фотоприемников.// В кн.: Тепловидение. Ыежвуз.сб.науч.трудов.-М. : ШРЭА. - 1984. - Вып.5. - С.41-50."

15. Жуков А.Г. Инфракрасные методы неразрушающего контроля ИЭТ. // Электронная промышленность. - 1975. - В,5. - С.54-56,

16. Жуков А.Г., Городов А.Н., Кальфа A.A. Тепловидение. - М.: Знание, 1974. - 63 с'.

- 17. Куков А.Г., Горюнов А.Н., Кальфа A.A. Тепловизионные приборы, и их применения. - М.: Радио и связь, 1983. - 167 с. "Ï8." Бисярин В.П., Жуков А.Г. Влияние атмосферных условий на работу тепловизоров.// В"кн.: Тепловидение. Мажвуз.сб.науч. трудов. - iL: ¡.ШРЭА. - 1986. - Шп'.б'. - С.29-38.

19. Разработка тепловизора для измерения поверхностного распределения температуры миниатюрных объектов полупроводниковой интегральной СВЧ техники и биологии / А.Г.Еуков, А,II.Горюнов, А.А.Кальфа и др. --Техн.отчет # 9-4369; - НПО "Исток", 1973.-

_44 с.

20. Сурылянйсто-индиевый фотодиод для быстродействующих теплови-

•- :-зионных систем / В.В.Гаврушко, С.Н.Дрокин, А.Г.Жуков и.др.//-..-Электроника СВЧ. - I97Î. : .-, :

21. Ионнолегированные р-п_ переходы на основе антимонида индия / А.В.Артикулов, А.Г.Еуков, О.В.Косогов и др. //

■ Электронная промышленность. - IS74. -

22. Фотодиоды на основе ^äMOE^'JiH^iTÄi^®^^^^

" имплантацией селена / А. В. Артикулов, Ä. Г.Жуков; О.В.Косогов И др. - 1974.

23. Фотодиод Ф-31ДА для быстродействующего тепловизора / И.О. Потапов, П.И.Борисова, К.К.Рычков, Л.Г.Жуков // Сер. Электроника СБЧ. - 1375.

24. Создание светосильной тепловизионной камеры / А.Г.Жукоз, Е.П.Пугачев, Т.А.Тихошрова и др. - Техн.отчет Д 91-5572. -НПО "Исток", IS78. - 48 с.

25. Зеркально-линзовая тепловизионная камера / А.Г.Жуков, Е.П. Пугачев, Т.А.Тихомирова, H.H.Севастьянов // В кн.: Тепловидение в медицине. 4.1. Труды Всесоюзной конференции "Тепло-визионпые приборы, направление развития и практика применения "в медицине" (ТеЖ-79). - Л.: ГОИ,' i960. - C.II0-II2.

26. Авторское свидетельство (СССР) Jü 1235303. Тепловизионная камера / А.Г.Жуков, Т.А.Трунова, Е.П.Пугачев. Приоритет -

18 апреля 1984 г.

27. Разработка тепловизионного прибора на основе зеркально-линзовой камеры / А.Г.Жуков, Е.П.Пугачев, В.Г.Портнов, А.Г. .

СЭфронов. - Техн.отчет В 57-6294. - НПО "Исток", 1981. -

19 с. . - -

28.' Авторское свидетельство (ССОР) D 386582. Тепловпзнонное устройство / A.n.Горнов, А.Г.Жуков, К.К.Рычков. - Приоритет

■ от 21 марта 1973 г.

29. Жуков А.Г., Жснлчев В.А., Горюнов А.Н. Разработка технологии производства быстродействующего тепловизора, - Тем.отчет

J5 114-4474. - НПО "Исток", 1973.''- 14 с.

30. Жуков А.Г., Тихомирова Т.А..Линзовые насадки" к-тепловизору -

'" ТВ-03 (БТВ-1) '// Электронная промышленность. - IS8I. - 3.-

С.51-52. .. ...... . . . .

31. Авторское свидетельство (СССР) }я 492195. Приемник инфракрасного излучения / А.Д.Шендюк, Б.Е.Маханек,_А.Г.Жуков. Приоритет от 29 января 1973 г. , " У.'лвв-й-.-

32. Оказание помощи заводу "Агат" в пзготоатешш и наладке-15 шт. тепловизоров (в т.ч. нескольких с цифровым отсчетом) с повышенными характеристиками по надежности / А.Н.Горюнов, А.Г.Жуков, С.Н.Чумаков и др. - Техн.отчет S 71-5553. - НПО "Исток", 1978. - 28 с.

33. Луков А.Г. Быстродействующий тепловизор ТВ-03 (БТВ-1) // Электронна* промышленность. -' 1981. - Внп.З. - С.50.

34. Модернизация тепловизора с целыа повымекля его долговечности, снижения шутда и укомплектования его цифровым и цветшим НУ п контрольным излучателем / А.Г.Пуков, А.Н.Горюнов, С.И.Чумаков к др. - Техн.отчет й 137-5618. - НПО "Исток", 1878. - 30 с.

35. Тепловизор с щвнровым отсчетом температуры / А.Г.луков,

B.З.Пархоменко, А.д.йеыдюк, С.НЛушков // Тезисы Всесоюзно:! конференции "Тепловизпонные приборы, направления развития и практика применения в медицине" (ТемП-79). - Л.: Г0П, 1979. .

36. Разработка дополнительных блоков и устройств для тепловизора ТВ-03 (БТВ-1), расширяющих его диагностические возмом-ности и повииаадпх его информативность / А.Н.Горюнов, А.Г. 1{уков, С.Н.Чумаков и др. - Техн.отчет £ 159-6123. - ШО "Исток", 1980.- - 24 с.

■ 37; Г-орюпов А.Н., Еуков А.Г., Пархоменко В.В. Быстродействующая тепловизионная установка // В кн.: Тепловидение, мемвуз.сб. науч.трудов. - Х: МНРЭА, 1980. -'Ёып.З. - С. 100-106. ...

38. модернизированный тепловизор ТВ-03 / А.Г.луков, К.А.Глазунов, Н.А.лалпцкая п др. // Электронная промыыленность. - 1957.-Внп.8. - С.62-63.

39. Преобразователь менохронного видеосигнала в цветной для теплсвпзпонкых приборов / А.у.Горкгвекко, А.И.Горюнов, А.Г. Куков и др. // Электронная проглышленность. - 1976. - Вып.4.-

C.72-73. " " '

-40.. Цветное .видеоконтрольное устройство / А.Ф.Горкавзнко, А.Н. Горюнов, А.Г.Жуков, В.С.Сторонский // Электронная промышленность..» 1978. - Вып.4 (64). - С.54-56.

41. Исследование путей создания упрощенной и облегченной модернизированной камеры со стабилизированным выходным сигналом для многофункционального тепловизора / А.Г.Еуков, С.Н.Чутлаков, Т.А.Тихомирова и др. - Техн.отчет ^ 108-6305. - ШО "леток", 1981. - 18 с.

42. Разработка тепловизора с многофункциональным комплексом обработки информации, модернизированной камерой / А.Г.Жуков, В.'В.Пархоменко, А.Н.Горюнов и др. - Техн.отчет Jj 222-6846. -НПО "Исток", IS83. - 25 с.

43. Свидетельство на промышленный образец Jî ISS67. Камера тепловизионная / С.К.Чумаков, А.В.Ульченко, А.Г.Еуков, H.Î.Î.Денисов. - Приоритет от I февраля IS85 г.

44. Ыногоаункциональнкй тепловизор / А.П.Трунов, В.В.Пархоменко, А.Г.Еуков и др. // В кн.: Тепловидение в медицине. 4.1. Труды Всесоюзной конференции "Тепловизионная медицинская аппаратура и практика ее применения" (Те:«П-8о). - Л.: ГОИ, 1987. - С.154-156.

45. Разработка тепловизора с многофункциональным устройством (ВКУ) / А.Г.Еуков, Б.В.Пархоменко, А.П;Трунов и др. -Техн.отчет & 50-7555. - ШО "Исток", 1986. - 47 с.

46. Разработка базовой модели тепловизора с улучшенными характеристиками для тепловизиоиного комплекса "Кольцо-К" / А.Г.Еуков, А.П.Трунов, С.Н.Чумаков,В.Пархоменко. - Техн.отчет "

>,243-8279. - ШО "Исток", 1988. - 23 с.

47. Авторское' свидетельство' (СССР) ]ê 1503465. Тепловизионное сканирующее устройство / В.В.Пархоменко, А.Г.Еуков. -.Приоритет от 5 нюня 1987 г.

48. Еуков А.Г. Новые тепловизионше системы // В кн.: Тепловидение в медицине. Труды Всесоюзной конференции "Тепловизионная медицинская аппаратура и практика ее применения" (ТеЫП-Ш). - Л. Г ГОИ, 1990. - С. 24-30.

49. Тепловизионный метод"объективного определения перепада тем-пёратур / Н.Д.девятков, А.Г.Жуков, А.П.Труков,..'В.В.Пархо-* • менко // В кн.: Тепловидение в медицине. 4.1. Трудд Есосоюз-ной конференции "Тепловизионная медицинская аппаратура и практика ее применения" (ТеШ-85). - Л.: ГОИ, 1987. - С.181-184.

50. Еуков А.Г., Трунов А.П., Комарницкая О.Б. Контроль тёплоЕого ршшма ИЭТ с помощью двухспектрального тепловизора // Злектронная техника. Сер. Электроника СВЧ. - 1987. - Вып.4 (398). - С.64.

51. Жуков А.Г., Комарницкая О.Б., Трупов А.П. Двухдиасазошшй тепловизор // Злектронная про!,1ЕДленностг.'"'"- 1987. - Вип.8 (166)..- С.61-62. \ ™

52. Жуков А.Г., Калька A.A. Измерение температуры в тепловидении // Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конференции "Методы и средства измерения температуры". 4.2. -Л.: Тип. "московский печатник", 1973. - С.73-78.

53. Некоторые вопросы измерения те:.~ературы в тепловидении / Д.Я.Свет, В.И.Саяшша, А.Г.Жуков, А.А.Кальфа // В кн.: Объективные метода пирометрии излучения металлов / Под ред. Д.Я.Света. - л.: Наука, 1976. - С.51-56.

54. Контрольный излучатель КИ-I в комплексе тепловизора ТВ-ОЗ / А.Н.Горалов, Б.Е.маханет:, А.Г.Жуков и др. // Тезисы докладов на Всесоюзной конференции "Теиловизионная медицинская аппа-

■ ратура и практика ее применения" (Tel.31-82). - Д.: ГШ, 1982.-С.54-55.

55. Жуков А.Г., Горюнов А.Н., Портков В.Г. Приборы для калибровки и измерения параметров тепловизоров // В raí.: Тепловидение в медицине. Труды Всесоюзной конференции "Тепловизнон-ная медицинская аппаратура и практика ее применения". (ТеШ-85). - л.: ГОН, I9S7. - С.205-206.

56. Жуков А.Г., Трунов А.П., Портков З.Г. Тенловизпонная При'став-,ка для измерения разности температуры // Измерительная техника. - 1989. - й 3. - С.23-25. •

57. Разработка аппаратуры для калибровки и аттестации тепловизора "Кольцо-5" /' А.Г.Жуков, З.Г.Порсков, А.П.Трунов, Ю.Г.Потапов.. - Техн.отчет Л 55-S09I. - НПО "Исток", 1988. - 26 с.

58. Портнов З.Г., Нотапсз Ж.Г., Жуков А.Г. Проведение государственных испытаний и цинических испытаний излучателя контрольного HK-II.1 (ИТО-Í) и подготовка документации для органи-

■ зации производства. - Техн.отчет й 194-8230. - НПО "Исток", I9S8. - 17 е.- . " . ■ _ . •

59. Жуков А.Г. Основные тенденции! в развитии созременногоЖтепло-видения // В кн.: Тепловидение. Мезвуз.сб.науч.трудов. -П.: МИРЭА, 1982. - Вып.4. - С.4-9.

60. Разработка быстродействующего тепловизора с частотой кадров 50 Гц и температурным разрешением 0,2°0 / [Д.Я.Нечушкин, А.Н.Горюнов, А.Г.Жуков и др. - Техн.отчет J5 101-4964. -НПО "Исток", 1975. - 36 с.

61. Быстродействующий тепловизор с десятиэлементнш фотоприемот-коы / А.Г.Буков, А.Н.Горюнов, З.А.Поляков, К.К.Рнчков // Б кн.: Тепловидение. Медвуз.сб.науч.трудов. - М.: ЖРЭА. -1978. - Вып.2. - С.80-86.

62. Разработка портативного тепловизора на основе КЗ-элементного йотоприеыпзка./ А.Г.Буков, Е.В.Аверин, Т.А.Трунова и

■ др. - Техи.отчет. - НПО "Исток", 1983.

63. Создание тепловизионной аппаратуры./ й.Д.Самородов, А.Г.Жуков, Т.А.Трунова и др. - Техн.отчет. - НПО "Исток", 1984.

64. Блок сопряжения тепловизионной камеры с промышленным БКУ / А.Г.Буков, А.П.Трунов,- Б.В.Аверин, В.В.Пархоменко. - 1987.

65. Создание тепловизионной активной системы. / С.И.Ребров, Ю.Д.Самородоз, В.П.Беляев, А.Г.Луков и др. - Техн.отчет. -НПО "Исток", 1984.

66. Исследование возможности создания быстродействующего тепловизора с повышенной четкостью изображения и порогом температурной чувствительности 0,1°С на основе 128-канального кото-приемного устройства / Е.В.Аверин-,-А.М.Севрук, А.Г.Жуков

и др. - Техн.отчет й 56-8092. - НПО "Исток", 1988. - 24 'с.

67. Буков А.Г. Анализ температурной чувствительности теплови-зиошшх камер. // Б кн..:. Тепловидение. Иеавуз.сб.науч.трудов.-и.: ЖРЭА, 1990. - Зып. 3. - С. 15-20.

68. Жуков- А.-Р.- Тешгонизионное устройство. Заявка на изобретение 4634501/24-25 (149385) от 24 октября 1988 г. Положительное решение от 17 мая-1989 г. Авт.свид. (СССР) № 1577478.

69. Исследование возможности использования лавизора и быстродействующего тепловизора / А.Г.Буков, А.Л.Логутко, Ю.Д.Самородов и др. - Техн.отчет. - 1980.. - -4-^=---. —---

70. луков А.Г. Новые тепловизионные системы. -Материалы 8-го общепнститутского семинара. - урязино, 1982. »71. Буков А.Г., Горюнов А.К. Разработка устройства наблюдения .

объектов с подсветкой сканирующим лучом лазера с углом зрения до 10°. - Техн-отчет. £ 105-4465. - -ШЮ-^Псток", 1973. -

72. Горюнов Д.П., £уков Л.Г. Устройство видения в отраженном лазерном пзлуче-пш // Электроника СБЧ. - 1976.

73. Разработка тепловнзнонново иеохлалДае:.:ого, без механического сканирования прибора (ппротспловнзора) па основе'телевизионной передающей труби: с пироэлектрической млмепью./ Е.П.Пугачев, Л.П.Горюнов,"Л.Г.луков и др. - Техн.отчет л 236-6860.-Н10 "Исток", 1253. - 28 с.•

74. Разработка портативного тепловизора с обтюрированием на основе плровпдпкона / В.II.Пугачев, А.Г.Самсонов, Л.Г.луков к др. - Техн.отчет Л 262-7412. - НПО "Исток", 1085. - 40 с.

75. Авторское свидетельство (СССР) Д 1403159. Теплозизпошюе устройство с пировпдикоком / А.Г.луков, Е.П.Пугачев. -Приоритет от 27 пиля 1987 г.

76. луков А.Г. Перспективы повышения основных параметров современных тепловнзконных приборов // В кн.: Тепловидение в медицине. 4.1. Труды Всесоюзной коннере-шии ""Тепловпзионная медицинская аппаратура и практика ее приткения". (ТеЖ-85) -

Л.: ГОП, 1987. - С.164-168.

77'. Горюнов А.II., Еуков А.Г. Тепловизиокные приборы - средства керазрумающего контроля о помощью инфракрасного излучения // Электронная техника. Сер. Управление качеством и стандартизация. - 1974. - Вып.12 (30). - С.101-106.

76. Прибор для визуализации и измерения пространственного распределения мощности излучения в поперечном сечении луча 0КГ на С0;> / П.А.морозов, С.П'.ыорозова, А.Г.луков и др! '// Измерительная.техника. -- 1974. - 12. - С.43-44.

79. Авторское свидетельство (СССР) Л 594544.-Способ контроля— юстировки зйгзедлящах систем приборов пролетного типа и.:Гч~-устройство для его' ооуцествдешш-^'А^й.ТбрЖ^ н К.Д.Казаринов, А.А.КальсТ-а. - Приоритет, от-Т8-октября--1976"г.:

80. Горюнов А.Н., луков А.Г., Казарпкоз И.Д.еО возмомности-контроля надежности лБВО с помощью тепловизора // Электронная техника. Сер. Электроника СВЧ. - 1983. - Вып.4'- (352). -

С.44-46. -- ..... ........

81. Исследование -тепловых полей изделий' электронной техники (КЗТ) с помощью тепловизпоннод аппаратур! для создания инженерных штодак контроля / Л.Н.Горюнов, А.Г.Еуков, А.А.Калька и др. - Техн.отчет Р 95-5148. - 1310 "Исток", 1576. - 63 с.

82. Тепловпзйопкая диагностика соединений токопроводоз / А.Г.Еуков, А.Л.Афендик, л.д.Будь, А.К.Горюнов // В кн.: Тепловидение. ¡лсжвуз .сб. науч. трудов. - ;Л.: 1,ПРЗА, 1978. - Вып. 2. -' 0.168-171.

83. Еуков А.Г. , Тихомирова Т.А. , Колосов С.И. Опит использования оптических насадок к тепловизору ТВ-03 в практике кейрохирур-гии // Тезисы докладов на Всесоюзной конференции "Теплониж:очные приборы, направления развития к практика применения в медицине" (ТеЖ-79). -I.: ГОИ, 1979. - 0.69-70.

84. Тепловизионная семиотика нейрохирургических заболеваний / С.Н.Колесов, Я.Б.Лихтеркан, А.Г.Еуков"к др.'//Тезисы докладов на Всесоюзной конференции "Тепловизионнке приборы, направления развития и практика применения в медицине " (Та.31-79) .Л.: ГОИ, 1979. - С.128-131.

85. Колесов С.Г., Еуков АЛ?., Горюнов А.К. Первый опыт использования насадочно'го наклонного 'зеркала для инфраоперацпоннсй тепдовизнокпок диагностики поражений головного мозга // ..

" ' Тезисы докладов на Всесоюзной конференции "Тепловизионная медицинская аппаратура и практика ее применения" (Те1.11-е2) .Л.: ГОИ, 1982. - С.36-37.

86. Девятков,Н.д., Еуков А.Г. Опыт использования в !.:одицкке:-:оЗ практике и'перспективы усовершенствования быстродействующих• тепловизоров, серии БТВ./У Б I®.:-'Тепловидение.в медицине. Труды 'Всесоюзной конференции "Тепловизионная аппаратура и практика ее применения в медицине(ТеЩ^82). - Л.: ГОИ. " ' ''

" 1984. - С.27-31. ' ...........

87. Применение быстродействующего .теглоЕИЗора^^

диагностики_ очагоЕой - патологии^ нерБНо^О^^ЖёЩ^ЩЖддЖт.-.....

ков, А.Г.Еуков, А.Н.Горюнов и-др. .-//-Ж^ркШ^^нёз^патолд^к

и психиатрии. - 1980. - Т.ПИ, Ь;::.12. - С. 1782-1787. ■

- об -

Прнлсмонле-! РИСУЗНШ К РАЗДЕЛУ -'ТОДКййШШ РАНСТН''

Нзл.стр ви,ц.(),Т(Х,у,<)

Рас.I.Обобщенная структур- - Рис.2.Схемы реализации темпсоа-ная схема тепловизора: • тусного (йТце£ и простпапствён-

I - нагреткй объект; 2-среда; ного (Лит) разрэиення тешкшззо-3-оптическая система; 4- ра в процессе определения харак-

сканер; 5-прнемник излучения; терпстпк В(Х}ч^) , ТСХ, 6-комглутатор; ?-усилитель; поля теплового лзлучення (а) п 8-выходное уствойство. связи углового сазселения («г ) с

параметвали пространственного' растра А/с., ЛЛ?с) (б).

§

Рис.3. ПрцЕЦМшальпве схемы тепловпзорсз с оптико-механическим сканированием (а и б) и электронным . сканированием (а):

1-сканео; 2-входкой объектив; 3-псоекцгэнный объектив; 4-Ш; 5-пространственнкй растр; 6-гшровпдикон; 7-моннтоР. .

На рис.а - двухкоордн 'а1 в с а 1а с.б - два однокоординатных сканера. _ - __

: nt^BTUrU

40

4/2

10

40

40

ia

L

4 Г\ 2Э ¡0 9

/

2 4-6

40 -12 44 л,мим

Рпс.4. Снекгралыпш .зашсввостк обнаруплтелвнов способности различных Шр, работающих как и режиме ргтеивлченлл собственным шумом (2)£),

тег. и в ренапне ограничения'лоном ( jDÍtt ) в vr.~e ТГ : I-.V РёSe ,295 Х,Шс; 2 - JtCS& ,19o К.'Шр: 3 - Pá7é Д95 К.Oíd: ' ■ 4 - CdHaTe. ,195 К, Шо; 5 - CdHgTe, , 77 К. дД; 6 - JnSt tf К, уд;' 7 - .Р$Sa Те , 77^ К, УД; 8 -Ge.: Из , 30 ÍC, йш; 9 и 10 -предельные знача;шя дая йПр к уД соответственно. Здесь Шр -б.отопро водящие Ш, уа - фотодиодкые.

9ш

Рис.5.Спектры собственного..

шума ФП:

i - Гп Sé пои частоте птодуля-щш 800 Гц;. 2- Cofh¿7¿-np¡ 900

CdHgTs CdH¡jTe

-йSS-C^ — калы, полоса,

^--09ЛЫи ШуМ.

лЗЗ _—предельное * значение ¿>А

290 ЛО 330 roS,K

Рис.6.Расчетные температурные зависимости фактора рш .

ю

10

40

L'5-Юм

/а

2км

п

2so' 3WTd¡,K ¿90 ' згот^к XJ -

Рис.7.Температурные зависимости оактора"" и^ .

Номера кривых соответствуют ;.

Рис.8.Оптическая схема тепловизора с двухкоор-дикатшм сканером: 1-вогнутое сферическое зеркало; 2-контротрака-тель; З-^П; 4-двухкоор-динатный сканер; 5-электродвлгат ель.

± 2

) г в;-

и. Я: *

{-4, I

I ' - Л

' ГЬ ^ 1

'Г

а)

б)

Рис.9. Тепловизор с двухкоординатным сканером (а) и тепловое изображение на его экране (б).

зг

( -Л-«-- ¡Р. {4 Vе' г! - чА I ' ,»4 Л , i ( 3 ' СУ.' |

Щ

Рис.10.Оптическая схема тепловизора со сканером на зеркальной призме: 1-строчный сканер; 2-зеркаяо; З-с&ерическое зеркало объектива; 4-ФП.

- о):

Рис.'II.Тепловизор с зеркальной "призмой (а) и тепловое изображение на его экране объекта с двумя температурными полями (б).

3

Рис.12.Оптическая схема зер- Ркс.13.Оптическая система теплови-

кально-линзового объектива знойной камеры £ШК:

с расширением (а) и с увела- 1-са.ерическое зеркало;2-смениая

чегшем угла обзора (б): насадочная .шшза; 3-контротрама-

1-с$ерическое зеркало; тельное зеркало; 4-наклонное

2-линза. зеркало.

Рис. 14. Схематический черте.';; зеркально-линзовой камеры (ЗЛ10 : 1-сСерическое зеркало; 2-контротрана-.телъное зеркало; З-наклонкое зетжало; 4-1;й; 5-сменнач линза; 6-строчный сканер; 7-устройство кадрового сканера; 8-злектродвигатель механизма о:о-кусировки.

Рис.15.Строчный скакео с плоским"зеркалом (д), электроприводом (2), датчиком (3) на защемленном снизу торслоне (4)

«4 г

40

20

02 '0,1 1 М <яу

ыа- В 1

Рис.±6.Аберрационная характеристика сферического зеркала

при угле зрения 2,5 : а - нормальное положение зеркала, с^ = 0 ; б - наклондсе положение,

.. Ц ъщ

•л^Г

а!

'1

,1 б)

Рис.1?.Тепловизор па основе Зл1\:

а - устройство камеры; б - внешний вид тепловизора.

- со -

1 :с.13. С;:е!.-;а строчного сканера б дпде многогранно!! преломляющей приз;,и-:, расположенной г сходящиеся пучд.э зеркадд-ного объектива:

I - вогзутое зорг-тд-о; 2 - кодтротража-тель; 3 - призма; 4 - линзы конденсора.

Рис.-13. Варианты- оптической сделемд тепловизора ЬТБ-1 (ТВ-03) с углом обзогд 4,5x4 (а), 7,2x7,2 (г), ддя наблюдения мелких объектов с :лл>дл.1П 30x30 им (б) п 60x60 мм (в) (см.табл.3.1): I - вогнул _л ееердческоо зеркало с - -701 мил (а) и % = = -539,5" мм (еУндг); 2 - контротражательное зеркало; 3 - призма строчного сдллееа; 4 - линзи конденсора; 5 - сменные насадочнне линзы с р - 327,5 мм (б) и р~ -780,6 мм (г).

Рис.20. Чертеж приемной камеры тепловизора ЕТВ-1 (ТВ-03): 1 - вогнутое зеркало; 2 - кадровый сканер п коктротра-лалель: '3 - строчный сканер и призма; 4 - Ш; 5 - электродвигатель строгого сканера; б - электродвигатель кадрового сканера; 7 - электродвигатель механизма фокусировка; 8 - блок питания.

-( Г, А г 1 им

. л.

-О.* ,

ММ

Рис.21. Зеркально-линзовый объектив тепловизора БТВ-д (а) с конденсором (б) п относительные распределения облученности в плоскости полевой диафрагмы (в,г) п плоскости Ш (д): 1,2 - линзы конденсора; 3 - полевая диафрагма; 4 - диафрагма перед Ш; 5 - Ш; 6 ж 7" - кривые относительного распределение:; облученности для зеркального и зеркально-линзового объектилол соответственно; с/7 , с/з — диаметры пятна облученности в плоскости полевой дпахрагмы для зеркально-линзового объектива; с/я-диаметр пятна дои зеркального объектива, ' - диаметр пятна на ©П; с15 - ддеэлетр полевой диафрагмы; - размер Ш. • : • -

7 ,2

1ср/.7- 72 К

а

г

С т/:.'

Олорме^ С1/М<ХМ/ I *т Т<р/7 0 I

Рис.22. Схема получения опорного сигнала (а) и эпюра полезного п опорных сигналов \б):

1, 2 - линзы конденсора; 3 - лл; 4 - полевая .диафрагма; 5- - призма; 6 - зеркальная йаска пр:ид..д; 7 - "холодный" сигнал с Ш; 8 - отраженный от зеркальной б.аскл призш опорный сигнал.

r'Sif в

¿s___J^éstêd

Рис.23. Структурная схевл тепловизора БТБ-I: 1-прие?.ншк излучения; 2-йуедуснлитеяь; З-калл 4-усплитель; 5-устронство сор —эния; б-виход? о с Уотодиодн синхронизация; - усилители! стг uio

стшхроимпульсов; II - уст,,;.;...... „о" о;ор:л:рован1и

12 - устройство ИИДОЛЗНИЯ ГЛОТКЛ; 13 - устрояс о о тер:.;; 14-интсгратор; 15-блок разверток;" Ï6-B1 с о о i г i нитоль; 17-гепоратор шсш электродвигателя, п..

лепил ¡лотки.

: ;тель; <,

о л о

'шел

^ .Л

А) 6)

■с.24. Бистродоист: .нлев-изор ТВ-03 (LÏ3-I): а - иервиГ

.рвав?; 6 - второй: г-авки.

64 -

Рис.25. Тепловое изображение лица человека с экоана тепловизора ТБ-03:

а) типичное градационное изображение,

б) изображение с изотермой.

Рис.26. Блок многолунклно-наяьной обработки терногратл с нплровой индикацией. На изображении указана разность темпе-сатуры участков, отмеченным перекрестия:."'.

Рис.27. Тепловизор-БТВ-Г (ТБ-03) с цветным блоком отображения сигналов. Изображения с экрана тепловизора на рис.39.

Рис.28. Варианты ОС тепловизора вТВ-2 с углом обзора 7,2x7,2 (а) "и 4,5x4 (д), а такзе с полями зрения 30x30 мм (б), 10x10 мм (в) и 60x60 мм (г):

I - вогнутое сёерическое зеркало с 2. = -539,5 ш (а,б,в,г) и Т. — -701 ш (д) (см.табл.3.1); 2 - контротраматёЛБное зеркало кадрового сканера; 3 - призма строчною скаиева: 4 - линзы конденсора; 5' - сменные' насадочкке линзы: Р ~ -778,4 ш (а), Р = 358,2 мм (б), Г = 164,9 мм и Р - 411,6 ш (в).

Рнс.29. Схема образования опорного сигнала в тепловизоре Б'ГВ-2: I -.пщзт с (Лаской; 2 - полевая даайтзшда; 3 - линзы конденсора; 4 -'""холодке" диафрагмы; 5 - йото-прпемник.

Рис.30"/ Чертеж камеры тепловизора БТВ-2:

1-основное зеркало объектива; 2-контротражательное зеркало - элемент кадрового сканера; 3-призма строчного сканера; 4-праемккк излучения; 5'- двигатель механизма фокусировки; 6-оправа и наса-дочнгя линза; 7-электродвигатель механизма строчкой разверткй; 8-злектродвигатель механизма кадровой развертки.

! ^ ^г * а ,

в; _ 0

рпс.Зх. Элементы камеры теплошзора Ью-2.

а - камера с отделенным Ш; б - отделен узел кадрового сканера; в - свемвке насадочкые объективы.

- С7 -

Ркс-.-32. Электрическая структурная схема тепловизора БТВ-2: I-приемник излучения; 2-предЕарительнкй усилитель; 3-уси.дидоль; 4-шийратор; 5-осветдтель кадровый; 6- шотодиод кадровик; 7 -осветитель строчный; 8-фотоднод строчный; 8-усиллтель синхроимпульсов; ГО-формирователь синхровшульсов; 11-сюрмирователь перекрестий; 'Т2~{7:ор:л:рователъ изотерм; 13-измеритель площадей; 14-йорш1роЕате.дь''зош-:; 1о-йормирователь "макс.1', "миним", "средн."; 16-когдмутатор; 17-механизм кадровой развертки; 18-механизм строчной развертки; 19-блок питания.""'

Рис.33. Злектрпческая структурная схема блока УЖ-2: 1-платы памяти; 2-счетчик выбора адресов; 3-плата управления; 4-акалого-дофровой преобразователь; 5-длата управления памятью; 6-йормироватёль полного .тепдовп знойно до сигнала; 7-видеоусили-тельр 8-гекоратор кедровой развертки; £--генератор строчной разверти;; ТО^ъшойштель*какряссеняя; 11-фор:д;сователь градаций; 12-аналого-1Д!о":роЕОй преобразователь пзмёрительшй; 13-г.одпроЕ-!щк; 14-(':ор1лирователь 'дайр; 13-ЭЛТ.

,' О

■ / : ; :: 1

г

\

[. I

... --------!__1

! \;

е -

Рис.34.Внешний вид тепловизора БТВ-2 в различных вариантах конструктивного исполнения.

11

< 1! 1

а;

6)

¡•*" ■ - -5-

в)

I—

(и

1

J

Д)

Рис.35.Тепловые изображений с экрана тепловизора БТВ-2 с иллюстрацией различных йункций: а - изотермы ( Г = 34,53 С), 6 - перекрестий С Л) = 3,39°С), прямоугольных маркеров: в - Тъох= 34,01 С, г - Тп7//г-=28,2о°0, д - площадь изо-теркаческой области $ ~ 13,23 гаг.

г

е.-

Рис.36.Внешний вид теплови- гис.37.Термогралма лица

зота_Ы'В-3 с компьютером человека с экрана дисплея

1Ш.РС и контрольным л злу- компьютера, чателегл ИТ0-1~

щ ' г/ х

Тнйхс

Тер —

5

?::с.38.Распределение' температуры (а) к соответствующе ещу распределения -площадей квазийзотеркичоскях областей (6}, выделенных через ракше про-мезуткн перепадов температуры.Гистограммы площадей изотермических областей (в),площадь участка поверхности с Т >ТсР (г).

Рис.39. Цветное воспроизведение теплового изображения, получение е с тепловизора ?Б-03.

/г Л пкп

Бис.40.Относительные спектраль ше характеристик! двухдиапа-

30НН0Г0 Ш.

'--¡Он1 Т ».* ) ,

глс.41 .Блок питания,исдолзе:-вакный для" наблюдения его двуи диапазонным тепловизором.

а)

б)

в)

вне.42.Тепловое изображение блока вдталля, -полученное б спектрально;! области 3-5 ¡.¡ив; (а), 6-12 лил (б) и вел совместно;; оор;: сотне двух т;ев;л>нечолвннл леоел лиенпн с нонолвл £3,; (в).

2.

Рис.43. Измерительный комплекс для калибровки тепло-визлонннх приборов:

I --контрольный излучатель"ИТ0-1; 2 - образцовый излучатель 1-го разряда; 3 - измеритель разности температуры ЙРТ-Р.

&т,к

1пЗв10=-/--2,ЗООК СсШдТе,бч:2,300К

г- , -

Ш

256

*"пс.44. Расчетные зависимости температурной чувствительности тешюЕизкошюй камеры при частоте модуляции 25 Гц от числа элементов ШТ. На кривых указано -сплело строк в растре для линейных размеров Ш ОД - сплошные линии, 0,075 и 0,05 - штрих-пунктирные. Штриховыми линиями приведены зависимости для П-образной формы фильтра, а пунктиром - для идеальных Ш с таким ле фцльт-рог:-д(для случая 128).

Рис.45. Варианты ОС, используемых в тепловизорах с МЭШ: а -объектив с"Ш в локальной плоскости; б - телескоп с Ш в фокальной плоскости проекционного объектива; в - телескоп со сферическим зеркалом после -окуляра; СК - положение сканера.

7Т7ПТП 3 1

.Рис.46. Оптическая схома тепловизора с ГО-элешнтным 011: в-сдерическое зеркало объектива; 2-зП; 3-двухкоординаг-ный"сканер па барабане Вейлера.

. I., V

ИМ

а.) б) -

Рис.47. Быстродействующий тепловизор с Ю-элементншгШ (а) и тепловое изображение, снятое с его экрана (б).

Рис.48. Оптическая схема тепловизора,с 64-элементным ОД: ¿-¿Зшзогнй' проекционный объектив; '¿-Й1; 3-двухкоорди-натннй сканер в виде усеченной! пирамиды. -------- ---------------

Г ^

а)

Ж

Рис.43. -Тепловизор с 64-элементккм жение, снятое с экрана (б).

:овое;: нзобра-

Рис.50. Оптическая схема тепловизора с телескопом, имеющим 64-элемонт>ии: йа и электронный коммутатор: Х-проеиилонннй объектив; 2-51; 3-сканер: 4-окуляр; 5-смепный объектив.

г

б)

Рис.51. Тепловизор с 64-элементннм да и телескопической оптической системой (а) и тепловое изображение, снятое с его экрана (б Объектив 1:2,4, угол 2x4 , расстояние до объекта 400 и,- . •

Рис.52.Схема тепловизора с 64- • элемектннтл <Ш и оптико-электрон-шл коммутатором в канале шдц-мого диапазона:

1-линейка светодиодов;. 2-объек--тив; З-проетащонпнй объектив; -4-епдвкон.

гис.оЗ. ■■ Тепловое пзосраже-ние клинообразной миры, снятое:с экрана тепловизора. с оптико-электронной коммутацией. -

напр а А*.

□......□□ с*а"ар-

т

а;

■¿о'

Рпс.о4. Прииски рассматриваемой оргаклзс

3511 (а/ п 'расчетные

зависимости сектора (хмэфпс? числа пвнгмных плсладок Д.1Я /л36

(б) И (з).

Рис.55. Схематически чертеж малогабаритного тепловизора с мЭШ и сканером на усеченной плоамлде:

1-Ш; 2-проёкцпокны2 объектив; 3-окудяр; 4-с;.!енный объектив; 5-сканер; 6-элемекты электродвигателя; 7-опорнкй излучатель на шторке.

т

Рис. 5 6. Черт еж приемной кгелерк тепловизора БТВ-5: 1-объектпв с окуляром; 2-длос-кое зеркало кадрового сканера; 3,4-плоскпе зеркала; ¿-согласующие зеркала; 6-прпзма стсочного сканева; 7-проехцасннкй объектив; 8-Ш; 9-злектродвигатель; Ю-редуктср. ■

?:: с. с 7. Оптико-электронный блок тепловизора НГЗ-4 (а) л тепловое пзобрЕл:е:~:е с его экрана (б)

Рис.58. Схема тепловизора с синхронной лазерной подсветкой: I - ®П; 2 - зеркальный объектив; 3 - строчный сканер; 4 - кадровый .сканер; 5 — а"Д канал.

> -Т* < '

Рис.59.Устройство тепловизора с синхронной лазерной подсветкой.

Г? :

г7

1_

а) -

6)

Рис.60.Изображения металлических предметов в их собственном тепловом излучении(а),а такяе в отраженном лазерном излучении с Д.=10,6мкм (б) и Л = 0,6328 мкм (в).

Рис.61.Оптическая схема двухканального тепловизора с'лазерным излучателем: I - узкоугольный канал; 2 - широкоугольный канал; 3 - облучатель.

Рис.62.Оптико-электронный блок комплексированной ЙК-системы.

Рис.бЗ.Тепловизионное изобрзаение, снятое с экрана узкоугольного тепло-визионного канала (2x4 ) комплексированной системы. Расстояние до объекта 500 м.

Э 1 . |гЛ

НШт

Р-С.6А. Перекосной тепловизор па телепигпоннси передающей"трубке. с пароэлектрической

Рис 65 йллзсттзадаи областей применений тепловизора ТВ-03: а- медицина -'репкяоадая варикозного расширения вен зюг, б - радаоэлектронпка - тепловые поля блока, передатчика, в г - стсоительство - тепловые поля здании; д'- тепловое поле цеха с горячими опорадаями; е - энергетика - тепловое поле элементов эле-.т^сс^£_с_ ес^О! перегрева. . __

Црялоте;2

CîAâîîTUbiiûS IAFAJCIÏPilCTiSM ОСНСЗйа TiTÙCЛЗШЗД СЮТД

ЁШ, вэ- Еатвйь Часло CTKlt te ело элементов в К8 Частота Кад-foB, Гц Порог тениа-1». VgcTB., Углевое я линейное поля обзора,, утл. град, к ш Tan ¡c~ тьпри-ешшка Оепошьа фулмза теплоьвзорсв ■ Гссарты, Macos, иг

ска-[сва BUC-HIÖ-ИЭВв лаки. камера ИТ 'аыерй S3

I (ТЗ-ОЗ) г.. З-Д т* ег 82 IOC 16 0,2 4,5x4,5° JHS* s.a. .Позитив, кег£тяв, изотерма, осенжа разности температур! и значения темнеетyjM ера внесем спорном едгиаяэ 455 г 332х iea 42Сх 480х 7ЕО 21 17

(ТВ-ОД), "Агат" 82 82 ICD 15 0,2 4,5x4,5° IfX.ßi K.ß. Поз«гив,пегьтив,^-а Еервярестяз.йяэ)-эпачетаЗ ташеретурь.Еьаеллаысй рлсада на íuíposou вольтметр* 455х 332х 263 420х 48Сх "60 21 17

í (Т5-СЗ), вар; акт арки, 1966. "Агат" • ег £2 ICO IS 0.2 4,5X4,5? 10,5x10,5 . In St z.a. Лоэагйв,seraгяв,две изотвр-н, оценка -разноота темг.зготур* я зньчекия теу-сег>а.гу£У срй Блекнем опорнсм евгньле 4с5х 332х ÜGS •120х 4ÍJÜX 21 (йеэ насадок) 17

I (Т&-СЭ), НОЙ, 1*07, "Агат" 82 82 100' 16- 0,2 4,5x4,5? 7)2x7 2° 29,5хОЭ,5»м IHS» *,a. ría 45 НУ те яэ {унюзги.что в п.З тасл. яа U3 УсЗ - ерлвязга яэотер-мпчеекпа картины к телт.ерату^н.^кале по Еье^не'^7 о горкому я з.-уч^те.т. Сг.енг.а rewnsLAryi« в зО-'Лста.ЕЫ^елекксИ мерко-рсм, US изотера - в предо/зи иветяей зош 455х З3'«1х ¿еа 42Сх Шх 21 (Сеэ иаса-z.zr-1 17

•2, IC58 г., i Исток" 82 ег ICO 16 ItO) 0,15 4.5x1,6? 7.217,2° I0,5JÜ0,5»4 z.a. 0пределей!9 reicepaTypí и резкости т?ы-перитур по Еес?к?естяяи,изотерам, сп-роделение й.юсзлей азотеoí.iao?et. Привязка к Енутрея.опорному сигналу, г^лиерогпа so еяевдему опешему излучателе Й0х 515 160Х ЗЗОх 4ео 14 (ÛÔ3 насадок) 31

u3j 1976, 240 -240 0,025 0,1*-О.й 20X20° lüÄi z.a.. Регистрация тепловых взойрагений на хгническ^П с^тлаге.остяческяй ялин, Ее?тилалькый гержэпрск'Яль 19С0х ВСЮх 8üQ (со 8201 ЗТСх 340 155 (со стаТИ- 60

Ora <Л\с ■ней вклис. 5г. Дзовс-опт.-^х. иг 132 140 0,25 20x17 ьл II-элемента;! x.a. 1Ш а ЧБ градаиюкное взойрвлеетА.с*-^-ровое интегрирование за 2,4,6,8 кадров, cpo-jawb сигнала,значение темаервтура в ендоленисй оСластя ( 65 Ох 850z ЭТО 630Х 540Х освшл 200

, ЙТЗА 25С 250 0,2 (BOC J "är 0,2 11x15°. 10x10° ■ în$* U.S. РаЛота в теда.врадурв.интервалах 1,2,5, 10 я 20иС, контур, силуэт, взоте£*и-ческвв о&ласа . . . - - - -

jTbttrt&iSic ЗА ,75 75 16 0,2 Псзнтгв,яегатив,две аэотсрм»,£нутреани4 :по11Шй сигнал, оп ре далекие р^ност* теи-гг^атур я эвачымя телтеретурй при fifies-•е» ci'.iopncM *здуч2®еде 220х 24ÛX 550 4£0х' 2COI 530 13,5 23,7

гтоу'су'ои , KtJQr., лВД 70 2SO ICO 25 0,1 3.5x3.5° "12x12* 20520° ж.a. :а ЧБ мониторе градационное иэскЗриекяе, !оэ!Тив л негатпв.две изотера.встроен-•иЯ онорнкй 1злучатель.Изиекие раэн-тя •е»с&р2ту1М а температура по внешнему еох 125х 190 44СХ 133х 2S9 1,6 7

, 1987 г.,-ля ТОх 4 280 175 _ 6,25 (частота полз й 0,07 2,5x2,5° 12x12^20x20 5x2 m ■ es ЦТ*. ж.4. ■а ЧБ НСГ «обрежеккв ^змерс« 50x50, . пэзитгв.негатяэ,изотер.«.СоЕряевкяв о íL-fli типе ISM КЗ. ООреЛотка по прог- 93х КОх 205 253t I2ÎX 322 2,5 4,5

тв-Еух «а фудзкцу, J?. ,Л30 КПД 185 - 174 0,1 0,1 20x15 - с-гродавйсйлс-в оценка тежератури С пои.веотерм.оОра-:отка о понааьл спешропессорв ЭООх 620 S5CI 800

k/OTfeícep. ель 6T6LÍ9S6 йяояид,СЙА 124 248 ПГВ ЧйСХ х&лР- 300 г i ,0,5 - 0,1 Увелнченде Iiä» U St CJHjTu - •S i UB (8,16,64 света) язоврааагав в Резлнчнух ^орыах.реигм многих иэобра«-ЕаЛ.урелйченкое взоорвхвняв,"заморожен-, кое* иэоОражекие, яэмерегав теюературы в точке,отмеченной перёкресяеи,1Эоте|>-сигналов I77X 140х 2SO 3S0X I90X 495 . 7 17,5

фремётсило. ьдь 760, Ir., C¿A 240 2« 194 ' ¿5 " 0,1 . POxIV1 caHjft. Р: ЛОТ П/?Т в вар-те с терао- Ака.-иэ сигнала В' редлдах: *строчкыа tjjo- • íJWbn,"B?üTa3.si",*CEeT",S39 суетные . взотерьм на S фоне,однострочное скаян-ров&кге.реЛаа усгедненга по 4,8,16 кад-ргм. РаЛота t--a ТШ- 3,4 'без-ома етк-W .5.6

-35, 1593г. Ц "Исток" 62 82 :jq 16 . 0.15 4,5x4,5? 7,2x7,2 20.üx29.5vM ии к.в. ЧБ 1зо<Зра*енав.по91тив,негазт!В,ДБ9 изотермы.Определение разнося теипери-тур и те!(па;#.тущ При внестеи о сортом 220х 2S0x 515 26CI I40X 600 13 8 •

1-ая. I9?2r. a "Í.CÍCR" 62 ■ 32 ICO 16 0,15+ 0,2 4,5x4,5° ¿/fyr«. а.а. '5 язобсез:ек2е1созатЕВ|;?егйТ1В,ЛЕ9 изо- т^-а.С'.пед^дэтаа раз ноет» температур и ге-лт-ги ерп запеты опорной имучат. 220х 2QGi 515 2601 I4CI 600 13 е

il an . 82 82 JOO 16 ' 1 ТК ш еря Kf-AMl- ' ленет) 4,5x4,5? 7,2x7,2° 29,5x29,5wM 10,5x10 ,ín» J „St ■ib изоор&лвниз.поэятвв.кегйтав, 1аотер«ы,Осгеделекае рьэноста теупер©-, ттр я тегоег-агу^ы еря взеснем опорном гЬлучатс^.с.тюб вэотер«яч. иэосрате -кие ycHiTopo ЗВ4 с прлаязрсЛ к то»- • сег4туря:Е;кал9 оо внешнему спорному из--туплг^.'О)./'Тrvpca'-ьная оораСотка по zporpcjew. 220х ZîOx 515 260х I40X €00 13 8

ISïJ-94 .Ifen -исток" KB 256 256 6,25 (çoe-з^сиэв. 0,С7 • 7x7a 13x13? • 2£x20° bjfKtf 16-эл. ладейка 1ч St ж,a. zr* lè-йЛ..'Я- нейг-а 4S ;cjor¿j;^CT,e.no3ar¿Bllnera'iHE,íí9 иээ-тержы.осред^леьяе ра^нсстя тб;.п:еро.тур я TívuepaTvpu п;л внешн.ооорнеч азлуателв. Úífvrs.-« 1!зст«г;-шч.изо<5рзяе;шв на монгто-м ci.iíf с грлвяэг.зй к теда.ьяале tro рн?ш. огорчен кэлучиелв. Унквврсь'^нел оОрь-Аотка no npcrpPJ^e- гео* 9CI 150 (бэа осле ятжва I40X 600 ■ s а

l-Í.IS32-94rr Л1 iïCTOR" 256 256 256 ' 3,125 läo) 0,1 4x4° 30x30° t лянекка IhjU В Tx'íüU'jriHecKZA ам^.н.-з-р-лдг1Я тег.и£гэ»гч.систе.'«а.всгроец.чь,е i BÍi->oc¡'-3Je otorga из-т/чатÍ-'Д ,об{«йотка iia C-lii, ськкнье ¿«льтры ircx 200 400z 600

^т, rai Г S ГГ. i Л "i'i-TCK" 1 128 256 256 ЗЛ25~| С,2 (50) 2CX20J KocK'ttiit Егрианг - 'С 1 ¿6Сх ТйВ,»;егйТ;!Е,Д£9 изотег».«. КасакепкЛ j £€х ?2ггзпт - осгьботг.а с ci\.í . | 150 ){öc3 260Х I40X OJO s 8 ■

ОГЛАВЛЕНИЕ

Стр.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ .......................2

Цеди и задачи работы, 'ее актуальность....................2

Научная новизна ..........................................3

Реализация и внедрение результатов разработок, их практическая ценность................'.... 4

Апробация работы . ............. ...... 5

Публикации.......... . . •........................6

Основные положения, представляемые к защите ..............6

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ . . . .................................8

1. Анализ и сравнение характеристик теплбвизионкых приборов 8

2. Основные элементы тепловизионных приборов............13

2.1. Тешгавизионше фотопркемные устройства.....142.2. ТепловизионЕке сканеры............................16

2.3. Тепловизио'нкые оптические- систеш . .............17

3. Быстродействующие тепловизоры, особенности их конетрук-_

дай и методика обработки сигналов. . . ......., 19

3.1. Конструкции быстродействующих тепловизоров. ... .19 -

-:3-.2. Отображение и,обработка тепловязпонных сигналов . 25

4. Тепловизоры на ыногоэлеыентных Ш (¡Ш) . ...........28 -

4.1. Особенности конструкций тепловизоров с МЗФП . . . 30

4.2. Малогабаритные тепловизионные камеры с ГЛЗФП ... . 32

4.3. Комплексирование тепловизионных систем............37

5. Тепловизор на основе пировидикона......................37

5.1. Сравнение тепловизоров на основе дискретных.ФП и

передающих телевизионных .трубок . .'.. . . . . .. ..,.. 38

Стр.

6. Применение тепловизоров в технической п медицинской диагностике................................40

ЗАКойЧЕЫШ............................................43

Стюок опубликованных работ по теме диссертации ... 47

Приложение 1..........................................56

Приложение 2..........................................77