Автор работы: Пользователь скрыл имя, 10 Января 2013 в 12:27, курсовая работа
Существующие технологии особенно востребованы по следующим направлениям:
1) обнаружение целей и определение траекторий их движения:
-визуализация поля наблюдения,
-наблюдение целей, помеченных с помощью других устройств,
-использование атмосферного ночного свечения в качестве подсветки в условиях безлунной ночи при наблюдении,
-различение и формирование изображения в условиях тумана, дымки и пыли,
По этим показателям пассивные приборы на базе ЭОП не имеют конкурентов. Их преимущество в том, что приборы можно реализовать по довольно простым схемам, без применения сложных оптико-механических связок. Обычно масса колеблется в значениях 0.3 – 3.0 кг. Примерные габариты (ДхШхВ) – 200х80х60. Питание осуществляется с помощью батареек типа АА на 2.5 – 2.7 В. В АИ приборах масса и габариты увеличиваются за счет присутствия затвора и ИК-подсветки. Из-за нее же увеличивается и энергопотребление прибора.
Масса низкоуровневых телевизионных приборов в среднем равна 1.0 – 3.0 кг, линейные габариты (ДхШхВ) – в среднем 200х90х90, энергопотребление 4 - 15 Вт, напряжение питания 4 – 27 В или 220 В, энергопотребление 4 – 300 Вт.
Масса АИ приборов в среднем колеблется в диапазоне 2 – 50 кг, линейные габариты (ДхШхВ) - 200х200х100, напряжение питания 10 – 27 В или 220В, энергопотребление – 15 – 500 Вт.
Наихудшие показатели имеют ТПВ приборы, но только в тех случаях, когда они решают задачи распознавания на предельных дальностях работы. Если же задача ограничена только обнаружением, то требуется ТПВ прибор с менее чувствительным фотоприемным устройством. Следовательно, для него необходимо уже не криогенное, а термоэлектрическое охлаждение. Для решения такой задачи требуется менее светосильный и менее длиннофокусный объектив. Все это приводит к достижению приемлемых массы, габаритов и энергопотребления.
Масса тепловизионных приборов около 1 - 50 кг. Его линейные размеры в среднем (ДхШхВ) - 400х200х100. Питание осуществляется с помощью внешнего источника 10 – 15 В или Li-ion аккумуляторов.
Наибольшее значение этих показателей имеют пассивные приборы на базе ЭОП. Срок службы таких ПНВ сильно зависит от уровня освещенности, при котором эксплуатируется прибор. Наиболее опасный случай – эксплуатация в вечернее и дневное время суток, а также длительная работа с включенной мощной ИК – подсветкой. В этих ситуациях срок службы прибора может составлять всего 2 часа. Время непрерывной работы в нормальных условиях 12 - 40 и более часов.
При нормальных условиях работы наработка отечественных приборов с ЭОП 1, 2 поколений составляет от 1000 до 2500 часов. Реальный срок службы 3 – 5 лет. Импортные ЭОП имеют наработку 10000 – 15000 часов и работают обычно более 10 лет.
Наименьший срок службы имеют тепловизионные приборы. Ограничение срока службы вызвано наработкой на отказ охлаждающего элемента - обычно это несколько тысяч часов непрерывной работы. Особенно неудобны ТПВ приборы с газобаллонной системой охлаждения, так как для обеспечения продолжительной работы в комплекте прибора должно находиться значительное количество таких баллонов. Кроме того, необходимо предусмотреть специальные станции их заправки. Выход из положения – ограничить роль тепловизионных приборов задачей обнаружения.
Также не рекомендуется использовать прибор в непрерывном режиме длительное время – изображение теплого объекта, на который направлен тепловизор, может привести к «выгоранию» картинки, и след от объекта останется навсегда на дисплее. Среднее время непрерывной автономной работы тепловизоров при нормальных условиях 4 часа.
И здесь сохраняется первое место за пассивными приборами на базе ЭОП. Реализовать эти приборы возможно по довольно простым схемам, в них нет сложных оптико-механических связок. Приборы, как правило, выполняются в прочно, легком, эргономичном пыле- и влагозащищенном, электроизолированном корпусе из металла и пластика. Диапазон рабочих температур -40…+50 град. Цельсия. Низкоуровневые телевизионные приборы также обладают высокой стойкостью к механическим и климатическим нагрузкам.
Последнее место по этому критерию - за тепловизионными приборами. Тепловизоры относятся к числу наиболее сложных и дорогостоящих систем, включающих светосильную оптику, высокочувствительные фотоприемные устройства, охлаждаемые до низких температур, криогенные охлаждающие устройства, оптико – механические блоки развертки изображения, электронные блоки обработки последнего и индикаторные устройства. Из-за своей сложности и наличия подвижных сканирующих узлов они нуждаются в наиболее серьезной защите. Корпус у них пыле- и влагозащищенный, электроизолированный, а также дополнительно обрезиненный – защищает от случайных падений. Диапазон рабочих температур -20…+40 град. Цельсия, диапазон предельных температур -40…+60 град. Цельсия.
Минимальную стоимость имеют пассивные приборы на ЭОП. Стоимость таких приборов зависит в первую очередь от того, какого поколения ЭОП используется. Так средняя стоимость прибора ночного видения на основе ЭОПа 1-го поколения не превышает 300 – 400 $. Стоимость приборов на базе ЭОП 2-го и 2+ поколений будет колебаться к пределах 950 – 2000 $, а для 2+ до 2500 $. Стоимость приборов с ЭОП 3-го поколения в 1,5 – 2,5 раза выше, чем у приборов с ЭОП поколения «2+» и составляет 3000 – 7000 $. Также на стоимость приборов на основе ЭОП влияет и необходимость использования дорогой светосильной оптики. НТВ и АИ приборы занимают промежуточное место, приближаясь к пассивным приборам на базе ЭОП.
Максимальную стоимость имеют тепловизионные приборы. Пределы стоимость тепловизора могут варьироваться от 3000 до 100000 $. На цену влияет диапазон измеряемых температур, чувствительность, точность измерения и другие параметры. Основными критериями формирования стоимости являются размер матрицы термодетекоров в пикселях (160х120 или 320х240) и объектив, оптика которого изготавливается с добавлением германия, редкого материала.
Заключение
В данной работе были описаны основные типы приборов наблюдения, используемые в ИК области спектра. Были рассмотрены принципы их работы, а также основные параметры, по которым приборы характеризуются. Также был проведен анализ каждого типа приборов вразличных условиях - днем при прямом солнечном свете и ночью, при пониженной освещенности и прозрачности атмосферы, при воздействии интенсивных световых помех, таких как излучение фар, прожекторов, сигнальных огней. В ходе анализа были отмечены все достоинства и недостатки каждого типа приборов по сравнению с остальными. Ни один тип приборов не решает поставленную задачу «видеть все при любых условиях» полностью, поэтому для каждой конкретной цели рационально выбирать более подходящий прибор.
Также из анализа возможностей приборов всех типов по перечисленным выше показателям следует, что наиболее целесообразным техническим решением было бы объединение отдельных приборов различных типов в виде каналов в единый комплекс так, чтобы недостатки одного канала компенсировались бы достоинствами другого. При этом особую роль играет АИ канал, который оптимален с точки зрения достижения рекордных дальностей распознавания в широком диапазоне изменения внешних условий. Следует отметить, что создание приборного комплекса может привести к ухудшению ряда показателей прибора (например габариты, масса, энергопотребление, стоимость), поэтому в каждом конкретном случае нужно искать соответствующее компромиссное решение.
Список литературы
Информация о работе Анализ средств наблюдений в ИК диапазоне