Тепловизоры

Введение

Первые тепловизоры гражданского назначения в России появились сравнительно недавно, в начале 2000-х годов, и начали постепенно вытеснять приборы ночного видения с российского рынка. Абсолютно новая технология обработки изображения внесла огромный вклад в развитие наблюдательной оптики и проложила новый путь в ее истории. Все тепловизионные приборы не боятся засветки и могут видеть в абсолютной темноте. Дальнейшая эволюция тепловизоров позволила снизить габариты до карманных размеров, устанавливать на шлем и оружие, использовать как прицел.

Pulsar Merger LRF XT50

Guide TD631 LRF

Посмотреть в прибор

Чтобы правильно выбрать тепловизор, нужно ознакомиться с основными характеристиками, определиться с целями и бюджетом. Самое распространенное использование тепловизора - это охота, наблюдение за животными и их выслеживание в полевых условиях, а также военные цели. Такие характеристики как разрешение сенсора, частота обновления кадров, температурная чувствительность и дистанция обнаружения являются самыми основными критериями выбора тепловизора. Для качественного теплового изображения рекомендуется выбирать тепловизор исходя из следующих параметров:

Разрешение сенсора от 384x288 px
Температурная чувствительность (NETD) не более <40-50 mK
Максимальная дистанция обнаружения от 800 м
Частота обновления кадров от 30 Гц

Тепловизоры делятся по типам на бинокли, монокуляры и очки. Бюджетные тепловизоры в отличие от премиальных не обладают столь высокими техническими характеристиками и функциями, но отлично справляются с самыми необходимыми задачами на охоте, показывая себя эффективно на близких и средних дистанциях.

Основные критерии при выборе тепловизора

Разрешение микроболометрической матрицы (или сенсора). Одна из важнейших характеристик, выражается в пикселях. Указывает на количество тепловых точек, которое способен зарегистрировать тепловизор, напрямую влияет на качество изображения. Чем больше разрешение, тем детализированнее и четче будет тепловое изображение. Самые распространенные значения: 384 px и 640 px
Диаметр объектива. Важная характеристика при выборе тепловизора, выражается в миллиметрах. Чем больше диаметр объектива, тем лучше качество изображения, больше дистанция обнаружения и цена. Самые распространенные значения: 19, 25, 35, 50 и 60 мм
Температурная чувствительность NETD (noise equivalent temperature difference). Чувствительность тепловизора к разнице температур между двумя соседними точками, измеряется в миликельвинах (mK). Чем ниже этот показатель, тем более контрастным будет контур объектов и тем менее размытой будет разница между объектом и средой. Самые распространенные значения: <50 мК, <40 мК и <25 мК
Увеличение (кратность). Значение, показывающее во сколько раз видимое в прибор изображение больше изображения видимого невооруженным взглядом. Чем больше увеличение, тем меньше поле зрения. Также чем больше диаметр объектива (апертура), тем больше диапазон кратности
Поле зрения (горизонтальное и вертикальное). Может быть выражено в линейной (метры на 100 м или 1000 м) или угловой (градусы) мере. Чем больше значение, тем большее пространство может захватить тепловизор. Важно отметить, что поле зрение обратно пропорционально увеличению.
Рабочий диапазон (Диапазон эксплуатационных температур). Заявленный производителем диапазон температур, при котором гарантируется работа прибора. Самые распространенные значения: от -40 до +50
Вес и габариты. Большинство моделей делится на компактные и габаритные. Вес приборов может начинаться от 200 гр и достигать более 1000 гр.
Время работы. Сколько часов прибор может функционировать при полном заряде аккумулятора. При низких температурах этот показатель снижается.
Максимальная дистанция как правило определяется по фигуре 1.7x0.5 м Обнаружение - расстояние, на котором можно увидеть факт присутствия теплового объекта. Более 1,5 пикселя Распознавание - расстояние, на котором можно распознать тип объекта, выделить отличия между человеком, машиной, животным и другим объектом. Более 6 пикселей Идентификация - расстояние, на котором можно четко определить детали объекта. Более 12 пикселей
Частота обновления кадров. Выражается в герцах. Определяет насколько плавным будет изображение (без рывков и зависаний). Самые распространенные значения: 25 Гц и 50 Гц. Оптимальным считается значение от 50 Гц
Тип дисплея. Технология дисплея (экрана). В основном используются следующие типы: LCOS (Liquid Crystal on Silicon) - гибридная технология, которая объединяет в себе жидкокристаллические панели и кремниевую подложку. Использует жидкие кристаллы для управления светом на кремниевой подложке, отражая свет от каждого пикселя. Отсутствие мерцания (благодаря отсутствию подсветки) OLED (Organic Light-Emitting Diode) - использует органические светодиоды, которые излучают свет. Каждый пиксель - самостоятельный светодиод, низкое энергопотребление в режиме показа черных цветов, тонкий профиль AMOLED (Active Matrix Organic Light-Emitting Diode) - улучшенная версия OLED, использующая активную матрицу для управления каждым пикселем, который управляется собственной транзисторной матрицей. Может использоваться на изогнутых экранах, обеспечивает быстрый отклик, яркие цвета, высокий контраст и разрешение.
Лазерный дальномер LRF. Для наблюдения на дистанции более 200 м наличие лазерного дальномера будет большим плюсом. Лазерный дальномер обозначается аббревиатурой LRF (Laser range finder), он помогает определить точное (с незначительной погрешностью в 1 м) расстояние до объекта. У большинства тепловизоров с отсутствующим лазерным дальномером есть стадиометрический, который рассчитывает расстояние до цели с помощью рассчетов, основанных на размерах цели.
Запись фото и видео, модуль Wi-Fi. Модуль записи позволяет сохранять изображения и видео на карту памяти. Модуль Wi-Fi открывает множество возможностей: трансляция изображения на мобильные устройства, удаленное управление настройками.

Часто задаваемые вопросы

Как работает тепловизор?

Собирает инфракрасное излучение с окружающих объектов и фокусирует его на чувствительный детектор
Детектор преобразует получаемое инфракрасное излучение в электрический сигнал.
Электронные компоненты тепловизора анализируют электрический сигнал, полученный от детектора, и преобразуют его в изображение.
Полученное тепловое изображение визуализируется на экране прибора, обеспечивая видимую картинку, где объекты с разной температурой отображаются разными цветами и градиентами.

В чем разница между тепловизором и прибором ночного видения?
Основные различия между тепловизором и прибором ночного видения заключаются в принципе работы и создании изображения. Тепловизор обнаруживает инфракрасное излучение, тепло, излучаемое объектами и измеряет разницу температур между ними и средой, отображая ее разными цветами и градиентами. Чем теплее объект - тем ярче он будет выделяться. Тепловизор может видеть в абсолютной темноте, а также обнаруживать тепловые следы.
Ночное видение в свою очередь использует иной принцип работы - увеличение слабого видимого света в десятки тысяч раз, поэтому боится засветки и не может видеть в абсолютной темноте без ИК-подсветки.
Видит ли тепловизор через кусты, дождь, снег или туман?
Тепловизор способен увидеть контраст между окружающей средой и объектом даже не смотря на такие природные помехи, как растительность, дождь, снег и туман. Стоит отметить, что интенсивные осадки могут существенно снизить дальность обнаружения и четкость картинки, а густая листва и растительность могут вызвать сложности с идентификацией и распознаванием объектов.
Может ли тепловизор видеть сквозь стекло?
Не может, так как стекло обладает большой теплопроводностью, распределяя тепло с одной стороны на другую. Также стекло является непрозрачным для большей части инфракрасного излучения.
На сколько часов работы хватает заряда тепловизора?
Это зависит от емкости аккумулятора и типа батарей, а также особенностей потребления энергии каждой отдельной моделью тепловизора. Стоит отметить, что при низких температурах время работы аккумуляторов снижается в силу увеличения внутреннего сопротивления, снижения емкости и скорости химических реакций материалов внутри батареи.
Почему тепловизоры такие дорогие?
Одна из главных причин высокой стоимости тепловизоры - это сложная технология и производство: самый дорогой компонент в приборе - это болометрическая матрица, которая сложна в производстве и изготовлена из специальных дорогостоящих материалов. В среднем стоимость бюджетного тепловизора начинается от 60000 рублей.
Какие виды тепловизоров существуют?
Тепловизоры делятся по конструкции и предназначению: очки, бинокли, монокуляры, насадки, а также прицелы с возможностью установки на оружие.