CC BY
36
МНОГОСПЕКТРАЛЬНЫЙ ТЕПЛОВИЗОР "ТЕРМА-2" И ЕГО МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ВОЗМОЖНОСТИ
А.М. Широбоков, Й.Д. Пулов, В.М. Чуйкин
НПК "Терма" разработана новая схема сканирующего тепловизора "Терма-2", в основу которой положен принцип зеркальной развертки в четырех спектральных диапазонах [1]. Отличительной особенностью схемы является то, что один зеркальный барабан при сканировании работает одновременно на 4 спектральных канала, причем одна зона работает на канал 3-5; 8-13,5 мкм, а вторая зона - на канал 0,8-1,0; 1,0-1,3 мкм. В дальнейшем деление каналов на 3-5; 8-13,5 мкм и 0,8-1; 1-13,5 мкм осуществляется зеркальной прямоугольной призмой. В каждом канале возможна самостоятельная компенсация терморасстраиваемости.
В качестве приемников ИК-излучения выбраны линейки, состоящие из 10 чувствительных элементов каждая. Размер одного элемента составляет 50x50 мкм, а зазор между элементами - 50 мкм. Использование таких элементов позволило при последовательном сканировании осуществить накопление сигнала и повысить энергетическую чувствительность, доведя ее в спектральных диапазонах 3-5 мкм и 8-13,5 мкм до 0,15 К.
В указанных длинноволновых каналах применены заливные приемники на основе
сурьмянистого индия и тройных соединений (CdHgTe), разработанные НПО "Орион",
* 11 1 1/2 * 10 1 1/2 с D*m = 1 • 10 Вт смГц и D*m = 4 • 10 Вт смГц соответственно. В диапазоне
1-1,3 мкм использована неохлаждаемая линейка приемников на основе германия, а для диапазона 0,8-1,1 мкм использована неохлаждаемая линейка приемников на основе кремния.
При развертке 4-гранного сканирующего барабана, изготовленного методом алмазного точения из алюминия, происходит одновременная развертка в спектральных диапазонах в угле 90°. При этом число элементов разложения по строке в каждом спектральном канале составляет 1024 (мгновенный угол 5,27'), а масса оптико-механического блока доведена до 20 кг.
Аналоговые сигналы от приемников ИК-излучения обрабатываются в блоке цифровой обработки и в телевизионном стандарте выводятся на монитор и на видеомагнитофоны. В аппаратуре предусмотрена возможность одновременного наблюдения 2 спектров на экране монитора. В последующем вместо записи каждого спектрального канала на свой видеомагнитофон осуществлена запись на винчестер всех 1024 элементов каждого канала по строке с выводом на монитор тех же 1024 элементов в реальном масштабе времени и в псевдоцветах. Последующий анализ изображений, благодаря программе обработки, позволяет быстро отыскивать необходимые объекты на изображении земной поверхности, а спутниковая навигационная система GPC обеспечивает привязку изображений к системе координат с точностью не менее 10м. Таким образом, тепловизор имеет следующие технические характеристики:
• спектральный диапазон - 8-13,5 мкм; 3-5 мкм; 1-1,2 мкм; 0,6-1 мкм;
• энергетическая чувствительность, К - 0,1;
• поле обзора, град - 90;
• мгновенный угол обзора, мин - 5,3;
• число элементов разложения по строке - 1024.
К возможным областям применения тепловизора "Терма-2" можно отнести следующее. Это, прежде всего, разведка и экологический контроль тепловых карт геологического строения и полей активности вулканов, поиск и регистрация тепловых источников, включая термальные воды, мест подземных утечек в энергосистемах, тепломагистралях и дренажных устройствах, обнаружение очагов зарождающихся
лесных пожаров и картирование сквозь пелену дыма, регистрация границ пожаров горючих ископаемых по скрытым очагам в штабелях угля, сланцев, в шахтных отвалах. Кроме того, тепловизор "Терма-2" позволяет решать задачи экологического контроля окружающей среды путем наблюдения и изучения морских течений и течений, обусловленных стоком в моря и реки отходов промышленных предприятий, обнаружения заболеваний лесной и сельскохозяйственной растительности.
Литература
1. А.М. Широбоков, Б. С. Товбин. Самолетный тепловизор "Терма-2", работающий в четырех спектральных диапазонах // Оптический журнал. 1997. Т.64. №7. С.78-80.
