4.2 Разновидности тепловизоров
Тепловизоры работают в ИК-диапазоне и состоят из объектива, тепловизионной матрицы и блока обработки теплового сигнала.
Сфера использования тепловизора достаточно широка29: они используются при осуществлении контроля над багажом и пассажирами в аэропортах, при научных исследованиях, во время охоты в ночное время, а также в военных целях и для выполнения спасательных операций.
Современные тепловизоры можно разделить на приборы с охлаждаемой и неохлаждаемой матрицей. Тепловизоры практически не восприимчивы к изменениям погоды и к условиям задымленности. Для работы в ночное время эти приборы не нужно оснащать подсветкой. Различают тепловизоры ближнего, среднего и дальнего действия. Дальность детектирования тепловизора ближнего действия составляет 500 метров, прибора среднего действия – до 5 километров.
4.3 Приемники излучения длинноволнового ик-диапазона30.
Камеры инфракрасного диапазона, позволяющие визуализировать изображение объекта или воссоздать картину нагрева известны как FLIR (Forward Looking InfraRed), тепловые, термографические камеры или тепловизоры, часто называются просто ИК-камерами, которые используют для этого длины волн порядка 8-14 мкм.
До недавнего времени ИК-камеры (главным образом из-за высокой цены) применялись только в узкоспециальных областях — таких как военная техника и пожарная безопасность.
Тепловые ИК камеры имеют целый ряд полезных свойств, делающих их незаменимыми в некоторых случаях:
Отличная работа в условиях плохой освещенности — датчики хорошо «видят» тепло в ночное время суток, в условиях дождя, снега, тумана, смога.
Тепловизоры не чувствительны к бликам от солнца и ослеплению от встречных источников света.
Условия мониторинга значительно различаются и в зависимости от темноты, дождя, снега, тумана или дымки, смога или дыма. Так, дождь значительно снижает характеристики стандартных видеокамер вследствие того, что капли дождя имеют большую отражательную способность, чем воздух, и становятся видимыми, отражая свет. Снег и туман — ввиду малого размера капель и их высокой плотности — являются еще большими негативными факторами для стандартных видеокамер, чем дождь, но на передачу тепловой энергии практически не влияют.
Смог, пыль, выхлопы и дым представляют собой твердые частицы, рассеивающие видимый свет, а инфракрасные волны проходят через них со значительно меньшим рассеянием благодаря существенно большим – почти в 30 раз - длинам волн.
4.4 Поглощение лучей атмосферой31.
Поглощение лучей атмосферой избирательное и зависит от длины волны излучения. Существуют так называемые "окна прозрачности" атмосферы (отображены на графике (рис.4.4.) белым цветом). Они представляют собой такие участки спектра электромагнитного излучения, которые не поглощаются атмосферой.
Окна прозрачности: 1) "большое окно": 0,3-1,3 мкм (видимый диапазон); 2) 1,5-1,8 мкм (инфракрасный диапазон); 3) 2,0-2,6 мкм (инфракрасный диапазон); 4) 7,0-15,0 мкм (тепловой инфракрасный диапазон); 5) 0,5 мм и более 10м (микроволновый и радиодиапазон - наибольшая прозрачность).
Рис.4.4 Зависимость пропускания атмосферы электромагнитного излучения от длины волны