Основные понятия пвт, характеристики и виды
Приборы ночного видения предназначены для наблюдения за объектами, в условиях частичной или полной темноты, а также за источниками инфракрасного излучения.
Сначала вспомним, что зрение человека совершенно только днем, к тому же в ограниченном участке оптического спектра, от 0,38 до 0,76 микрометра. Обладая высокой остротой зрения при ярком свете, с наступлением сумерек глаз лишается этого качества. Зрение ухудшается настолько, что в звездную ночь наблюдатель смутно различает очертания крупных объектов, а при сплошной облачности он вообще не в состоянии ориентироваться.
В этом случае на выручку пришли приборы ночного видения (ПНВ), раздвинувшие человеку горизонты видения как по спектру, так и по уровню яркости.
Основу ПНВ составляют электронно-оптические преобразователи ЭОП (Рис.5) и усилители света. Понять работу ПНВ нетрудно если ознакомиться с устройством и принципом действия ЭОП.
ЭОП представляет собой электровакуумную колбу цилиндрической формы. На переднем торце колбы напылен фотокатод, а на противоположном торце нанесен люминесцентный экран. Внутри колбы закреплены специальные электроды, образующие электронную линзу. От источника высокого напряжения 20-25 кВ к электродам подводится электропитание. Тем самым создается электростатическое поле определенной конфигурации, способное управлять движением электронов при пролете от фотокатода к экрану.
Принцип действия ЭОП заключается в следующем. Когда изображение спроецировано на фотокатод, из него вылетают электроны. Под влиянием приложенного электрического поля электроны разгоняются и бомбардируют люминесцентный экран. Возбужденный люминофор начинает светиться зеленоватым светом. Электронная линза, управляющая движением электронов, действует таким образом, что электроны, покинувшие фотокатод из какой-либо его точки, собираются в определенную точку на экране. Аналогично каждый элемент изображения одновременно переносится с фотокатода на экран. И на экране ЭОП будет четкая, но повернутая на 180 градусов картина, подобная той, которая проецировалась на фотокатод.
Электронно-оптический преобразователь: 1. объект; 2. оптическая линза; 3 фотокатод;4 электронно-вакуумная колба; 5 электронная линза; 6 люминесцентный экран; 7 видимое изображение объекта.
Если фотокатод чувствителен к ИК лучам, то ЭОП может преобразовывать невидимое на фотокатоде инфракрасное излучение в видимое на экране. Отсюда и произошло название - преобразователь света. Фотокатоды ЭОП характеризуются проявлением внешней фотоэмиссии. Это значит что спектральная чувствительность у них ограничена длиной волны 1,5 мкм - красной границей внешнего фотоэффекта, поэтому ЭОП преобразует волны длиной не более 1,5 мкм.
На базе однокамерных ЭОП были созданы многокамерные усилители света, которые и применяются в настоящее время. Многокамерные усилители света как бы объединяют в одной колбе несколько ЭОП. Они хороши тем, что создают последовательное усиление яркости света от каскада к каскаду. Усиление удается довести до такой степени, когда на экране становятся заметны вспышки света, создаваемые каждым электроном, покинувшим фотокатод. Практически столь большое усиление не требуется, и свыше 50 000 раз оно нецелесообразно. При таком значении усиления, получаемого в трехкамерном усилителе, на экранах ЭОП различимы объекты, подсвеченные светом звездного неба.
Недостатком многокамерных усилителей считается снижение детализации в темных участках изображения при избыточном освещении фотокатодов. Более того, при ярких вспышках света, например в случае взрыва, большое усиление вредно для ЭОП, так как возникающий мощный поток электронов способен прожечь экран.
Приборы ночного видения бывают активного и пассивного действия.
Принцип действия активного ПНВ следующий. Цель подсвечивается ИК прожектором, отраженный от нее свет поступает в прибор, и объективом на фотокатоде ЭОП строится инфракрасное изображение цели. Это изображение ЭОП преобразует в видимое, после чего оно рассматривается наблюдателем через лупу с увеличением до 15 раз.
1. Принцип действия – заключается в способности некоторых химических соединений реагировать на тепловое ИК-излучение, исходящее от ИП через оптическую систему ПВТ. Во избежание выхода ПВТ из строя запрещается включать их при дневном освещении или наводить на источники яркого света.
Состав
Любой ПВТ состоит из следующих основных частей:
· объектив – система линз, расположенных на одной оптической оси и помещенных в обойму. Формирует изображение объекта в фокальной плоскости;
· электронно-оптический преобразователь (ЭОП) – преобразует оптический или тепловой сигнал, поступающий от объектива, в последовательность электрических импульсов;
· видоискатель – производит обратное преобразование электрического сигнала в видимое изображение. Имеет на выходе окуляр, через который наблюдатель контролирует изображение;
· источник электропитания (ИЭП) – обеспечивает электроэнергией ЭОП и видоискатель.
Дополнительно в состав ПВТ может входить инфракрасный (ИК) осветитель. В этом случае он имеет собственный ИЭП.
Классификация
а) по принципу действия:
· активные – имеют собственный ИК-осветитель, в результате чего, способны работать в полной темноте;
· пассивные – не имеют ИК-осветителя, поэтому могут работать в частично освещенном пространстве, либо в полной темноте, но с помощью ИК-осветителей других ПВТ.
б) по назначению:
· наблюдательные;
· лабораторные ЭОП;
· прицельные приспособления;
· приборы ночного вождения транспорта;
· приборы ночных работ.