Termal Görüntüleme kamerası ne zaman ve kim tarafından icat edildi

Ağustos 11, 2022

Yaşadığımız dünya mükemmel değil. Ve bu dünyadaki bir adam sürekli olarak onu iyileştirmeye ve içindeki yerini tanımlamaya çalışıyor. Tepesi sadece sanal dünyada var olan bir yer. Sorunu inceleyen bilim adamları, yüzyıllar boyunca çözümüne gittiler ve zirveye ulaştıktan sonra bunun bir zafer değil, sadece bir ara nokta olduğunu fark ettiler. Kanatsız bir adam her zaman bir kuş gibi uçmayı hayal ederdi. Ve bir uçak tasarlayarak uçtu. Havaya çıktığında dehşete kapıldı - sadece Olympus'un ayağıydı. Ne de olsa, uçaktan yıldızları hayal etmeye daha yakındı ve okyanus yüksekten uçsuz bucaksız ve keşfedilmemiş gibiydi. Bu, yalnızca daha ileriyi, daha net ve daha iyiyi görmek de dahil olmak üzere ilerleme arzusunu artırdı. Karanlıkta bir kedi gibi görmek ve canlı bir sıcak kanlı organizmanın başka birinin sıcaklığını kullanarak üçüncü, neredeyse gerçek bir "kedi görüşü" keşfetmek. Bir vizyon açıldı ve hemen hemen her bilimsel faaliyet alanının geliştirilmesinde bir dizi yeni ve beklenmedik çözümler açıyor. Bu, uzun ve sonu gelmeyen bir yolculuğun sadece başlangıcıdır. Kızılötesi çalışma ve uygulama yolu, ortak tabirle termal teknoloji, iki yüzyıl önce başladı. Bilimde, yayılan termal enerji için "ısı imzası" olarak tanımlanan karmaşık-basit bir tanım vardır. Prensip olarak, bir nesne orantılı olarak ısındıkça buz termal enerji yayarsa bile, bir yılanın açıkça hissedebileceği kızılötesi dalgalarda termal enerji salınımı artar. Bu, kemirgenlerin sıcaklık farkını ayırt eden bu hayvanın tamamen karanlıkta avına nasıl başarılı bir şekilde saldırdığının en iyi örneğidir. O nasıl çalışır?

Termal görüntülemeyi ne zaman ve kim icat etti?
On dokuzuncu yüzyılın başlarında, gökbilimci William Herschel, teleskoplarda güneş görüntüsünün parlaklığını azaltma sorununa bir çözüm ararken, kırmızı bir filtre kullanırken büyük miktarda ısı salınımını keşfetti. Ölçüldüğünde, ısı, tayfın kırmızı ucunun ötesindeki karanlık bölgede arttı. Maksimum noktası belirlendiğinde, şimdi "kızılötesi dalga aralığı" olarak bilinen spektrumun kırmızı ucunun çok ötesinde bulundu. Bu keşfe termometrik dürbün adını verdi. Daha fazla araştırma, bu spektrumun ötesinde, "görünmez ışınlar" adı verilen ve yalnızca yetmiş yıl sonra artık bilinen "kızılötesi" adını alan görünmez bir ışık biçimi olduğunu gösterdi. Bu arada, termograf adını verdiği, kağıt üzerinde bir termal görüntünün ilk kaydını da elde etti. On dokuzuncu yüzyılın sonunda, Amerikalı bilim adamı Langley, termal radyasyonu ölçmek için bir cihaz - bir bolometre icat etti. Kızılötesi radyasyonu plakalara odaklayan ve bir galvanometre ile elektrik akımını ölçen günümüzün çok hassas termometresinin prototipiydi. Yirminci yüzyılın başında, 1934'te Macar fizikçi Tihanyi, kızılötesi radyasyona duyarlı elektronik televizyon kamerasını icat etti. Bu, gece görüşünün aktif gelişimi için başlangıç ​​noktasıydı. O zamandan beri gece görüş cihazları nesillere ayrıldı. Her neslin kademeli olarak tanıtılması, gözlem aralığının arttırılması, görüntü kalitesinin iyileştirilmesi ve cihazların ağırlığının ve boyutunun azaltılması ile ilişkilendirildi. Yeni nesli tanımlayan kriter, cihazın ana bileşenidir - özü, parlaklığı artırarak görünmeyeni görünür kılmak olan elektro-optik dönüştürücü.
Termal görüntüleme nasıl doğdu?
Başlangıç, Hollandalı Philips firmasından bir optik dönüştürücünün kullanıldığı, "Holst'un camı" geliştiricilerinden birinin adını taşıyan "sıfır" nesil tarafından verildi. Fotokatot ve fosfor, iç içe geçmiş iki beherde diplerine uygulandı. Elektrostatik alan oluşturarak görüntü aktarımını sağladılar. Aslında, bu versiyonda, ekipman yalnızca gözlem nesnesinin bir kızılötesi spot ışığı ile zorunlu olarak aydınlatılmasıyla işlev gördü. Cihaz etkileyici boyutta, çok ağır ve düşük görüntü kalitesine sahip olmasına rağmen, İngilizler 1942'de ordunun ihtiyaçları için seri üretimine başladı. Bu dönüştürücüyü kullanmaya başladıktan dört yıl sonra, gece manzaraları, dürbünler, tanklar ve diğer ekipmanlar için sistemler başladı. Altmışlı yıllarda, görülenlerin doğrusal görüntülerini tarayan ve yaratan tek elemanlı dedektörler üretme girişimleri vardı. Projenin maliyetinin yüksek olması nedeniyle bu fikir gerçekleştirilememiştir.
Bu neslin tek kademeli cihazları, artılardan daha fazla dezavantaja sahiptir. Elektro-optik cihazın ilk neslinde, ana eleman olarak fotokatot duyarlılığına sahip kırılgan bir cam vakum ampulü kullanıldı. Bu cihaz merkezde net bir görüntü verdi ve kenarlarda her şeyi bozdu. Yandan veya önden parlak ışık kaynağı ile enstrüman pratik olarak "kör" oldu. Ek kızılötesi aydınlatma olmadan geceleri görünürlük de neredeyse sıfırdı. Altmışlı yıllarda, fiber optik teknolojisinin gelişmesiyle, birinci nesil cihazları şartlı bir artı ile değiştirerek geliştirmek mümkün oldu. Düz camın yerini fiber optik bir plaka aldı, bu da görüntülerin büyük netlikle iletilmesini, çerçeve boyunca yüksek çözünürlük elde edilmesini ve parlamayı ortadan kaldırmayı mümkün kıldı.
Yetmişler, ikinci nesil cihazların geliştirilmesiyle işaretlendi. Amerikalı araştırmacılar, cihazı, özel bir odadaki elektronların birçok kez güçlendirildiği ve mükemmel bir vizyon elde ettiği bir mikro kanal plakasına dayalı bir amplifikatör ile donattı. Bu nedenle, elektro-optik cihazın ikinci nesline yaygın olarak bir invertör cihazı denir.
Sonraki ikinci artı nesilde, düzlemsel olarak adlandırılan hiçbir dağılma odası yoktur ve elektron, doğrudan elektron-optik dönüştürücü ekranından girer. Cihaz görüntü kalitesini kaybetti ve aynı zamanda kızılötesi moddaki görüntünün hızı iki katına çıktı. Yenilikler, parlaklık kontrolü ve yan ve ön ışıktan koruma ekledi. Bu cihazlar profesyonel ekipmanlara aitti.
1982 yılında, tasarım açısından farklı olan üçüncü nesil elektro-optik cihazların geri sayımı başladı. Kızılötesi hassasiyeti birkaç kat artıran galyum kullandılar. Bu neslin cihazları yüksek teknoloji olarak kabul edilir ve her şeyden önce askeri-sanayi kompleksine büyük ilgi gösterir. Fiber optik plakanın olmaması nedeniyle, dördüncü nesil cihazların yanal ışığa maruz kalmaya karşı korunmadığına dikkat edilmelidir. Ve fiyat. Bu nesildeki cihaz, üreticinin maliyet oluşumunu anlamada tüm makul toleransları aştı.
Muhtemelen cihazın dezavantajlarını telafi etmek ve maliyeti azaltmak için SUPER iki artı neslinin cihazı geliştirildi. Geliştiriciler, önceki tüm elektron-optik dönüştürücü nesillerinin teknolojik avantajlarını bu ekipmanda birleştirmeyi planladılar. Sonuç, çok hassas bir foto katottu. Uzmanların da kabul ettiği gibi Super Two Plus ile üçüncü nesil arasında hiçbir fark yok. Fiyat hariç. Maliyet açısından, Super Two Plus, ortalama bütçeli bir arabanın fiyatına karşılık gelir.
İlk uygulamalar
1930'un başında, Alman bilim adamları termal radyasyonun yarı iletkenler üzerindeki etkilerini aktif olarak araştırdılar. Sonuç olarak, askeri sanayi için her ay dört bine kadar üretilen çok sayıda kızılötesi sistemin geliştirilmesinde önemli bir rol oynayan hassas radyasyon alıcıları geliştirildi. 1930'larda en başarılı olanlar, gemiler için gece ve gece manzaralarında tankları sürmek için ekipman yaratan Amerikalılardı. 1941'de İngiliz donanması, gemileri, teknelerin karanlıkta ana üslerine dönmelerine yardımcı olan optik görüntü dönüştürücülere dayalı gece görüş cihazlarıyla donatmaya başladı. Onların yardımıyla, bir saldırıdan sonra dönen tekneler, sinyal ışıklarından ana gemiyi buldular. Neredeyse aynı zamanda, Alman ordusu geceleri tankları sürmek, gece tüfek manzaraları ve uçak tanımlama sistemleri için kızılötesi ekipmanla donatıldı. Örneğin, geceleri, kızılötesi filtreyle kapatılmış tanklarda iki yüz watt'lık farlar kullanıldığında, sürücü neredeyse iki yüz metre uzaktaki devasa engelleri görebiliyordu ve tüfek görüşü yüz metreye kadar etkili bir şekilde çalıştı. Altmışlı yılların başında, İsveçli AGA şirketi, kızılötesi görüntüleme için sonraki modelleri uzun yıllar dünyanın en iyisi olan ordu için bir kızılötesi termal görüntüleyici geliştirdi. En büyük üç kızılötesi üreticisi, Amerikan şirketleri FLIR ve Inframetrics ve İsveçli AGEMA Infrared Systems, doksanların ortalarında birleştiğinde, yeni bir termal görüntüleme aşaması başladı. Bugün bir Amerikan şirketi olan FLIR Systems, bilimsel araştırma, endüstri ve tarım, endüstri ve tarım, havadaki nesne izleme ve gece görüşü için dünyanın en büyük ticari termal görüntüleme kameraları üreticisidir.