PORADÍME VÁM
DENNE 8-22

0948 167 772 do 15:00
0908 587 052 od 15:00

Viac informácií
štvrtok, 09 november 2017 12:24

Systém pre nočné videnie

Napísal(a)
Ohodnotiť túto položku
(0 hlasov)

Systém pre nočné videnie pracuje na princípe zvyškového svetla od hviezd a mesiaca. Zväzok fotónov prechádza fotonásobičom, ktorý ich premení na elektróny. Tie sa potom elektrochemickým procesom znásobía, usmernia cez fosforovú obrazovku a premenia sa na viditeľné svetlo, ktoré je potom viditeľné v hľadáčiku.

Výsledkom je nazelenalý obraz s obrysom pozorovanej scény. Prístroje pre nočné videnie sú vybavené technológiou prvej, druhej, tretej alebo štvrtej generácie. Jedná sa o označenie nasadenia typu násobiča zvyškového svetla. Nočné videnie neposkytuje pri pozorovaní možnosti ako ďalekohľady počas dňa, napriek tomu sú nevyhnutou súčasťou pri niektorých aktivitách.

Infračervené svetlo

Pre pochopenie systému nočného videnia je dôležité vedieť, čo je to svetlo. Jedná sa o množstvo energie vo svetelných vlnách. Kratšie vlnové dĺžky majú viac energie. Hneď vedľa svetelného spektra sa nachádza infračervené spektrum, ktoré je možné rozdeliť do troch kategórií:
Blízka - najbližšie k viditeľnému svetlu (0,76-5 mikrometrov)
Stredná - využíva sa v rôznych el. zariadeniach, ako sú napr diaľkové ovládače (5-30 mikrometrov)
Dlhá - (30-1000 mikrometrov)
Kľúčovým rozdielom je, že dlhé IR emitované objektom sa odráža mimo neho. Všetko sa deje na atomárnej úrovni. Ako je všeobecne známe, tak atóm sa skladá z jadra a elektrónového obalu.

Elektróny v tomto obale krúžia okolo jadra v mnohých rôznych dráhach. Pri pôsobení tepla sa jednotlivé elektróny začnú pohybovať na vyššie úrovne orbitálov, ďalej od jadra. Akonáhle sa elektrón presunie do vyššej energetickej dráhy, chce sa ihneď vrátiť do základného stavu. Keď táto situácia nastane, uvoľní svoju energiu ako fotón - častice svetla. Svetelná energia závisí od stavu elektrónu a jeho množstvo energie pri uvoľnení. Tento princíp sa využíva pre nočné videnie a termovíziu.

Generácia nočného videnia
Každá podstatná zmena v prístrojoch pre nočné videnie znamenala zavedenie novej generácie.

Generácia 0 - Jedná sa o systém nočného videnia vytvorený pre armádu Spojených štátov amerických, ktorý bol využívaný prevažne v druhej svetovej vojne a vojne v Kórei. Tento systém využíval infračervené svetlo a IR reflektor bol pripojený k nočnému videniu. Prístroj premietal lúč blízky infračervenému svetlu, neviditeľný okom, ktorý sa odrážal od objektov a putoval späť do šošovky nočného videnia. Využívaná bola anóda s katódou pre urýchlenie elektrónov. Problémom však bolo to, že zrýchlenie pohybu elektrónov viedlo k deformácii obrazu a k zníženiu životnosti trubice násobiča. Ďalším závažným problémom bolo využitie tohto systému práve pre vojenské účely, keď nepriateľské jednotky využívali vlastné systémy nočného videnia a mohli vidieť infračervený lúč premietaný zo zariadení tejto generácie.

Generácia 1 - Ďalšia generácia systému nočného videnia sa vzdialila od aktívneho infračerveného lúča a využívala princíp pasívneho infračerveného svetla. Generácia 1 využíva okolité svetlo z mesiaca a hviezd a nepotrebuje teda premietaný infračervený lúč. Nevýhodou je, že nefunguje dobre pri zamračenej oblohe alebo bez mesačného svitu.

Generácia 2 - Táto generácia ponúka oveľa lepšie rozlíšenie a výkon, než generácie predtým. Využíva násobič elektrónov, ktorý pracuje na efekte sekundárnej elektrónovej emisie. Toto usporiadanie umožňuje zvýšenie počtu elektrónov a ich energie. Najväčšou výhodou je schopnosť vidieť aj za veľmi zlých svetelných podmienok, a to aj bez mesačného svitu. Vďaka novej technológii dochádza tiež k oveľa menšiemu skresleniu ako u predchádzajúcej generácie nočného videnia.

Generácia 3 - Táto generácia je teraz využívaná americkou armádou. Nie sú tu žiadne zásadné zmeny proti generácii 2, má však lepšie rozlíšenie a citlivosť. Fotokatóda je vyrobená z arzenidu a gália a je veľmi účinná pri konverzii fotónov.

Generácia 4 - Táto technológia označovaná ako "priechodná" vykazuje mnohé zlepšenia a zvýšenie úrovne svetelných podmienok. Vďaka odstráneniu iónov z bariéry MCP sa odstraňuje šum z pozadia a zvyšuje sa pomer signálu k šumu. Obrázky sú potom podstatne menej skreslené a jasnejšie. Uzavretý systém napájania umožňuje fotokatóde rýchlo zapnúť a vypnúť napätie, čo umožňuje rýchlejšiu reakciu na kolísanie svetelných podmienok v určitom okamihu. Toto je najväčší pokrok v histórii systémov nočného videnia, umožňuje sa presunúť z nízkej hladiny osvetlenia až priamo na slnečné svetlo. Stávalo sa, že vojak mohol za tmy takmer oslepnúť, keď práve využíval nočné videnie a v blízkosti sa rozsvietilo jasné osvetlenie. Tieto obavy však už teraz odpadajú.

 

Termovízia

Pre infračervenú termografiu sa využíva špeciálny objektív, ktorý zaostrí infračervené svetlo vyžarované zo zohľadňovaných objektov. Zamerané svetlo je postupne snímané spolu s infračervenými prvkami. Detektor potom vytvára priebeh teploty a vzniká tzv termogram. Tento proces trvá jednu tridsatinu sekundy a informácie sú získavané z niekoľkých tisíc bodov v zornom poli objektívu. Termogram vytvorený z týchto prvkov je potom premenený do elektrických impulzov. Impulzy sú následne zasielané do procesorovej jednotky, ktorá ich spracuje a posiela dáta na displej, kde potom vidíme rôzne farby v závislosti na intenzite infračerveného žiarenia. Kombinácia všetkých týchto prvkov vytvára nasledujúci obraz.

Zdroj: http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Passivhaus_thermogram_gedaemmt_ungedaemmt.png

Typy tepelných zobrazovacích zariadení

Väčšina tepelne zobrazovacích zariadení dokáže skenovať 30krát za sekundu. Môžu snímať teplotu v rozmedzí od -20 stupňov Celzia až do 2 000 stupňov Celzia. Bežne detekujú zmeny už pri teplotnom rozdiele 0,2 ° C.
Existujú dva typy týchto jednotiek:
Nechladené - jedná sa o najbežnejší typ týchto zariadení. Infračervené detekčné prvky sú obsiahnuté v jednotke, ktorá pracuje pri izbovej teplote. Tento typ je úplne tichý, okamžite sa aktivuje a má zabudované batérie.
Hlboko chladené - sú oveľa drahšie a náchylnejšie na poškodenie. Tieto systémy majú prvky vnútri uzavretého kontajnera, ktorý je ochladzovaný na 0 ° C. Veľkou výhodou je vyššie rozlíšenie a citlivosť systému na možné zmeny. Tieto systémy môžu zaznamenať rozdiel 0,1 ° C aj na vzdialenosť 300 m, čo umožňuje tiež detekovať, či má človek v tejto vzdialenosti zbraň.
Termovízia sa ideálne hodí pri detekcii osôb či na prácu v tme. Väčšina systémov nočného videnia používa technológiu vylepšenia obrazu.

Technológia vylepšenia obrazu

Keď väčšinou ľudia hovoria o nočnom videní, majú na mysli technológiu vylepšenia obrazu. Jedná sa o úpravu snímok urobených systémom nočného videnia, ktoré sú potom pomocou zosilňovača lepšie viditeľné. A ako to celé funguje?
Konvenčné šošovka, tzv objektív, zachytí okolité svetlo a niektoré blízke infračervené svetlo. Vo väčšine nočných videní je zosilňovač napájaný z dvoch AA batérií. Elektrónový zosilňovač má fotokatódu, ktorá sa využíva pre konverziu energie fotónov svetla na elektróny.

Elektróny prechádzajú trubicou a v prevádzači sa ich počet násobí vďaka použitiu MCP. Táto malá sklenená doštička obsahuje milióny mikrokanálikov, ktoré pôsobia na rýchlosť elektrónov. Keď sa dostanú elektróny z katódy do MCP, ihneď sa zrýchlia a znásobia sa. Tento proces sa nazýva kaskádová sekundárna emisia. Pôvodné elektróny sa spolu zrazia na strane kanálov a uvoľňujú sa ďalšie elektróny. Vytvára sa tak reťazová reakcia, ktorá má za následok ďalšie tisícky elektrónov opúšťajúcich kanáliky. Zaujímavosťou je, že MCP je vložená v miernom uhle (5 - 8 stupňov), čo podporuje elektrónovú kolíziu a znižuje spätnú väzbu od fosforu na výstupnej strane.
Na konci trubice zosilňovača sú elektróny potiahnuté fosforom. Tieto elektróny udržujú svoju pozíciu vzhľadom k ceste, ktorú prešli, a poskytujú tak dokonalý obraz, pretože zostávajú v rovnakom usporiadaní ako pôvodné fotóny. Energia fotónov umožňuje dosiahnuť excitovaný stav a uvoľnenie fotónov. Luminofóry potom vytvoria zelený obraz na obrazovke, ktorý sa dá charakterizovať ako nočné videnie.
Zelený fosforový obraz je potom videný cez ďalší objektív, tzv očnú šošovku, ktorá umožňuje zväčšiť a zaostriť obraz. Zariadenia na nočné videnie môžu byť spojené s elektronickým displejom (monitorom), alebo môže byť obraz videný priamo cez očnú šošovku.

Nočné videnie a aplikácie

Využitie systému nočného videnia možno rozdeliť do troch hlavných kategórií:

Puškohľady - jedná sa o monokulárny typ namontovaný na zbraň. Nie sú nosené ako okuliare a sú vhodné tam, kde chce človek získať lepší pohľad na konkrétny objekt a potom sa vrátiť k normálnym svetelným podmienkam.
Okuliare - môžu byť ručné, ale nosia sa najčastejšie na hlave. Okuliare sú binokulárne a sú vhodné pre konštantné zobrazenie, napr pre pohyb v temnej budove.
Fotoaparáty - kamery s technológiou nočného videnia môžu zasielať obrázky na monitor a využívajú sa v budovách a na vrtuľníkoch.

Medzi bežné aplikácie pre nočné videnie patria:

Vojenské účely
Vymáhanie práva
Poľovníctvo
Pozorovanie divokej zveri
Dohľad
Zabezpečenie
Navigácia
Detekcia skrytých objektov
Zábava

Pôvodným účelom systému nočného videnia bolo lokalizovať nepriateľské ciele v noci.To je tiež v armádach využívané dodnes, rovnako tak aj pre navigáciu, sledovanie a cielenie. Polícia a ďalšie bezpečnostné zložky používajú aj termovíziu a technológiu vylepšenia obrazu. Milovníci prírody zase môžu vďaka systému nočného videnia manévrovať v lese aj v noci. Pri správnom výbere Vám ochotne poradí skúsený užívateľ alebo www.dalekohlady-puskohlady.sk

 

Čítať 32 krát Naposledy zmenené štvrtok, 09 november 2017 12:38

Najnovšie od Adrian Gallo