Принцип работы прибора ночного видения

21. Принцип действия и устройство приборов ночного видения

21. Принцип действия
и устройство приборов ночного видения.

Для визуально-оптического
наблюдения в инфракрасном диапазоне
необходимо переместить невидимое для
глаз изображение в инфракрасном диапазоне
(более 0.76 мкм) в видимый диапазон. Эта
задача решается в приборах ночного
видения (ПНВ).

Основу
приборов ночного видения составляет
электронно-оптический преобразователь
(ЭОН), преобразующий невидимое глазом
изображение) объекта наблюдения в
видимое. Самый простой ЭОН. так называемый
стакан Холста, состоит из двух параллельных
пластин, помещенных в стеклянный стакан,
из которого выкачан воздух (рис. 3.4).

Внешняя сторона
первой пластины – фотокатода покрыта
светочувствительным материалом (слоем
из окиси серебра с цезием), второй
представляет металлизированный экран
с люминофором. Между пластинами создается
сильное электрическое поле разностью
электрических потенциалов 4-5 кВ.

Обратите внимание

На фотокатод
объективом проецируется изображение
в ИК-диапазоне. В каждой точке фотокатода
под действием фотонов света возникают
свободные электроны, количество которых
пропорционально яркости соответствующей
точки изображения.

Электрическое поле
между пластинами вырывает свободные
электроны из фотокатода и, разгоняя,
устремляет их к экрану с люминофором.
В моменты столкновения электронов с
люминофором возникают вспышки видимого
света, яркость которых пропорциональна
количеству электронов.

Таким образом,
на экране с люминофором формируется
видимое изображение, близкое исходному
в ИК-диапазоне.

Однако параметры
(чувствительность, разрешение)
рассмотренного ЭОП невысокие и не
обеспечивают наблюдение при низкой
освещенности и, следовательно, добывание
демаскирующих признаков об объекте с
мелкими деталями.

С момента создания
первого ЭОП в виде стакана Холста
разработано несколько поколений этих
приборов (от нулевого до 3-го). ЭОП 2 и
3-го поколений, которые используются в
настоящее время, имеют чувствительный
фотокатод, а между пластинами камеры
размещается так называемая микроканальная
пластина.

Пластина содержит приблизительно
5000 микроканалов на 1 мм2,
внутри которых движутся электроны
фотокатода.

В результате устранения
взаимного влияния электронов от соседних
точек фотокатода, движущихся по разным
микроканалам, достигается повышение
разрешающей способности прибора ночного
видения с микроканальной пластиной.

Кроме того, в процессе движения электронов
внутри каналов происходит «размножение»
электронов в результате выбивания их
из стенки канала при столкновении с нею
движущихся электронов.

Важно

На основе ЭОП 2
и 3-го поколений созданы различные
приборы ночного видения, включающие
ночные бинокли и очки, артиллерийские
приборы и прицелы для различных образцов
военной техники.

Приборы ночного
видения эффективно работают в условиях
естественного ночного освещения, но не
позволяют проводить наблюдения в полной
темноте (при отсутствии внешнего
источника света). Их чувствительность
недостаточна для приема световых лучей
в ИК-диапазоне, излучаемых телами.

Приборы ночного
видения (ПНВ) разделяют на 3 группы:

  • приборы малой дальности действия (ночные очки), позволяющие видеть фигуру человека на расстоянии 100-200 м. Вес и габариты этих приборов позволяют носить их в карманах, сумках, портфелях;
  • приборы (ночные бинокли, трубы) средней дальности (человек виден до 300-400 м), наблюдение ведется с помощью с рук;
  • приборы большой дальности действия (до 1000 м), устанавливаемые для наблюдения на треноге или подвижном носителе.

По способу подсветки
приборы ночного видения условно разделяют
на три типа:

  • объект наблюдения подсвечивается с помощью искусственного источника ИК-излучения, размещенного на приборе ночного видения;
  • с подсветкой от естественного освещения;
  • принимающего собственное тепловое излучение объекта наблюдения.

Приборы ночного
видения первого типа содержит ИК-фару
в виде обычного источника, закрытой
спереди специальным фильтром..

Приборы ночного
видения при освещенности ночью в летнее
время позволяют видеть фигуру человека
на расстоянии до 300-400 м.

Приборы третьего
типа называются тепловизорами.

Тепловизоры

Наблюдению объектов
в полной темноте (при отсутствии внешних
источников ИК-света) на рассмотренных
принципах мешают тепловые шумы
светоэлектрических преобразователей.

Снижение уровня шумов достигается
применением малошумящих светочувствительных
материалов и охлаждением преобразователей.

Для надежного обнаружения теплового
излучения объекта наблюдения на фоне
шумов светоэлектрического преобразователя
последний нуждается в охлаждении до
весьма низких температур – (-7О…-2ОО)°С.

Способы охлаждения
светоэлектрического преобразователей
реализуются в тепловизорах, типовая
схема которого приведена на рис. 3.5.

В качестве
светоэлектрических преобразователей
современных тепловизоров используются
линейки с фотодиодами (60-200 штук),
образующими строку кадра.

Развертка по
вертикали (сканирование) производится
путем механического качания зеркала,
направляющего световые лучи от объектива
к фотоприемнику.

Совет

Охлаждение фотоприемников
осуществляется жидкими газами в
специальных сосудах и специальными
микрогабаритными охлаждающими
устройствами, в которых реализуются
принципы термоэлектрического охлаждения,
расширения газа в вакууме, термодинамические
циклы Стирлинга и др.

Основными
характеристиками технических средств
наблюдения в ИК-диапазоне, влияющими
на их возможности, являются следующие:

  • спектральный диапазон;
  • пороговая чувствительность по температуре;
  • фокусное расстояние объектива;
  • диаметр входного отверстия объектива;
  • угол поля зрения прибора;
  • коэффициент преобразования (усиления) ЭОП
  • интегральная чувствительность.

Источник: https://StudFiles.net/preview/4515416/

На чем основан принцип действия прибора ночного видения (ПНВ)

Оптический диапазон занимает длины волн 0,001-1000 мкм, однако человеческий глаз различает только его узкую часть: 0,38-0,78 мкм. Поэтому при очень слабой освещенности (меньше 0,01 люкс) человек видит лишь крупные объекты, да и те на близком расстоянии.

Перед учеными была поставлена задача создания приборов, способных перевести типы излучения, недоступные глазу в «обычном» режиме, в видимое восприятие объектов. Работа увенчалась успехом, и сегодня для создания приборов ночного видения (или ПНВ) используются разработки, позволившие человеку видеть ночью.

Прибор работает по двум принципам – внутреннего, внешнего фотоэффекта. В основе последнего явления лежит испускание электронов любым твердым телом. Эффект был положен в основу действия электронно-оптического преобразователя (или ЭОП), который входит в любой прибор ночного видения.

По сути, преобразователь является устройством, усиливающий видимый глазом диапазон волн в тысячи раз. Помимо этого, ЭОП способен преобразовывать инфракрасное, ультрафиолетовое, рентгеновское излучение в различаемое глазом.

Внутренний фотоэффект использует способность полупроводников изменять электропроводность под действием квантов света. Данное явление используется для работы фотоприемных устройств. Последние «заняты» тем, что преобразуют сигналы, которые излучают объекты; при помощи электронной обработки получается тепловое изображение, доступное глазу.

Общий принцип работы ПНВ таков. Сначала слабоосвещенное изображение через объектив попадает на фотокатод, который эмитирует полученные электроны в вакуум. Поток электронов, несущих изображение, ускоряется посредством ЭОП и попадает на катодолюминесцентный экран.

Из-за того, что фотоны преобразуются в электроны, появляется возможность их усиления, т.е. увеличения яркости изображения. В результате поток электронов фокусируется, усиливается и «подается» на люминесцентный экран, где его уже может различить человеческий глаз.

Каждая разновидность приборов оптимизирована под конкретную задачу. Из ПНВ выделяются прицелы, очки, приборы для наблюдения и устройства, способные документировать изображение. Большинство ПНВ имеют однокамерные ЭОП со стеклянным вакуумным корпусом, способные усиливать яркость в тысячу раз. Есть и минус: хорошая резкость сохраняется лишь в центре изображения, по краям оно будет размытым. Тем не менее, благодаря относительно невысокой цене, подобный тип приборов распространен достаточно широко. Если в ЭОП используется волоконно-оптические пластины, то такой прибор способен усилить яркость уже в 30, а то и 50 тысяч раз, при этом изображение будет четким по всей картинке. Также производители предлагают приборы, способные документировать наблюдаемые объекты. В этом случае место окуляра занимает видео или фотокамера, в которой изображение преобразуется в цифровую форму.

Источник: https://www.kakprosto.ru/kak-894910-na-chem-osnovan-princip-deystviya-pribora-nochnogo-videniya-pnv

Ночное видение, танковые военные приборы, новое поколение ПНВ – очки и инфракрасный прицел, устройство и принцип работы

Человек – это исключительно дневное существо. Мы очень плохо приспособлены к ночной жизни. Зрение – наш основной канал получения информации об окружающем мире – после захода солнца становится практически бесполезным. Глаз человека – это удивительно сложный и совершенный механизм, но, к сожалению, функционал его серьезно ограничен.

Возможно, что именно поэтому мы завидуем другим представителям животного царства, которые имеют отличное ночное зрение: волкам, совам, летучим мышам и кошкам.

Такое несовершенство человеческого организма всегда сильно досаждало военным. Не то чтобы ночью совсем уж невозможно воевать, но боевые возможности темнота ограничивает значительно.

Обратите внимание

Только в середине прошлого столетия данную проблему удалось частично решить. Было создано специальное устройство, которое позволило видеть ночью, почти также ясно, как и днем. Речь идет о приборах ночного видения (ПНВ).

В наши дни эти оптико-электронные устройства получили широкое распространение. Они используются не только военными, но и спасателями, охотниками, работниками охранных структур.

Сегодня в продаже можно найти огромное количество типов и видов ПНВ. Это монокли и очки ночного видения, бинокли, армейские прицелы ночного видения… Однако прежде чем перейти к их детальному описанию, хотелось бы сказать буквально пару слов про устройство прибора ночного видения, а также о физических принципах, на основе которых работает этот удивительный «девайс».

О физических принципах

Человеческий глаз содержит более 125 млн клеток, способных улавливать фотоны света. Несмотря на это, мы можем воспринимать довольно узкий спектр электромагнитного излучения, все, что находится за его пределами, для нас невидимо. Но это еще полбеды.

Наш орган зрения может полноценно работать только при достаточно высоком уровне освещения. При его снижении, например, до 0,01 люкса мы теряем способность различать цвета предметов и можем видеть только крупные объекты на сравнительно близком расстоянии.

Приборы ночного видения позволяют решить эту проблему. Эти оптико-электронные устройства способны многократно усилить слабый видимый свет и дать оператору адекватное изображение местности, объекта, цели и т. д.

Современные ПНВ могут дать изображение даже при уровне освещенности в 0,0005 люкса. Однако существует и другой принцип устройств ночного видения.

Он заключается в фиксации волн инфракрасного диапазона, которые излучают все без исключения нагретые тела. Так работают тепловизоры.

Действие всех приборов ночного видения основано на явлении внешнего и внутреннего фотоэффекта. Основой любого ПНВ является электронно-оптический преобразователь (ЭОП), который улавливает рассеянный слабый свет, усиливает его и превращает в электронный сигнал, отображаемый потом на дисплее.

Следует сразу отметить одну важную деталь: ни один, даже самый «навороченный» прибор ночного видения не способен отображать картинку в полной темноте. Правда, и бывает она крайне редко.

Мерцание звезд, слабый свет луны, отблески автомобильных фар или открытого огня – подобных очень слабых источников освещения достаточно для работы большинства ПНВ.

Схему прибора ночного видения можно изобразить так: оптическая часть – электронный преобразователь – оптическая часть.

Важно

Объектив (первая оптическая часть) собирает рассеянный свет и фокусирует его на ЭОП, в котором фотоны преобразуются в электроны, сигнал усиливается и посылается на люминесцентный экран. На нем мы уже можем видеть готовое изображение.

Данный принцип работы и конструкция характерна для любого поколения ПНВ, просто современные приборы отличаются от своих предшественников более продвинутыми преобразователями, способными значительно усиливать даже очень слабый сигнал.

Тепловизоры способны улавливать тепловое излучение объекта, которое испускается любым нагретым телом. Их «сердцевиной» являются болометры – весьма сложные устройства, способные реагировать на электромагнитные волны инфракрасной части спектра.

Конструкция любого тепловизора включает в себя объектив, матрицу, улавливающую ИК-излучение и преобразователя, который обрабатывает сигнал. Затем он передается на экран.

Тепловизоры можно разделить на две большие группы: с охлаждаемой и неохлаждаемой матрицей. Последние более бюджетны, но их чувствительность оставляет желать лучшего. Для охлаждения матрицы используется жидкий азот, ее рабочая температура может достигать -210 C.

Однако высокая стоимость тепловизоров обусловлена не столько матрицей, сколько оптической составляющей этих устройств. Дело в том, что обычное стекло практически непрозрачно для инфракрасного излучения.

По этой причине для объективов используется весьма редкие и дорогие материалы, такие как, например, германий. Он стоит около 2 тыс. долларов за один килограмм.

Сегодня и на Западе, и у нас ведутся активные поиски более дешевого материала, что сможет снизить стоимость тепловизоров на 40-50%.

Из истории ночного видения

Выделяют три поколения приборов ночного видения, которые отличаются чувствительностью фотокатода, разрешением центральной части изображения, а также степенью усиления света. Иногда на сайтах производителей можно найти информацию о ПНВ поколений 1+ или 2+, но подобная классификация весьма сомнительна и больше напоминает хитрый маркетинговый прием.

История приборов ночного видения началась еще во время Первой мировой войны. 23 августа 1914 года немцы, используя теплопеленгаторы, сумели обнаружить британскую эскадру. Более того, с помощью этих приборов они даже смогли корректировать артиллерийский огонь.

Долгое время подобные устройства были скорее любопытной научной диковинкой, практически не находившей себе практического применения.

Совет

Но в 1934 году в этой области произошел настоящий прорыв: голландский инженер Холст создал первый электронно-оптический преобразователь.

А через два года выходец из России Зворыкин придумал преобразователь с электростатической фокусировкой, на основе которого позже был создан первый коммерческий прибор ночного видения.

Настоящий всплеск интереса к подобным устройствам произошел во время Второй мировой войны. Лидером в этой области была гитлеровская Германия.

Еще в 1936 году немецкой компанией AEG был разработан прицел ночного видения для противотанковых пушек Pak 35/36 L/45.

Уже в ходе войны был создан танковый прибор ночного видения Sperber FG 1250, который был массово использован во время последнего немецкого крупного наступления у озера Балатон.

Все вышеописанные устройства сегодня относят к так называемому нулевому поколению ПНВ. Чувствительность этих устройств оставляла желать лучшего, поэтому их работы была нужна дополнительная подсветка. Для этой цели использовались мощные ИК-прожекторы (например, Uhu).

Читайте также:  Правило буравчика

Еще одним недостатком ЭОП приборов ночного видения нулевого поколения была чрезмерная чувствительность к ярким вспышкам света.

Советское командование это быстро поняло, поэтому при наступлении наши войска часто использовали обычные прожекторы, которые гарантировано выводили из строя немецкие ПНВ.

Были у немцев попытки создания прицелов на основе ПНВ для стрелкового оружия. Примером подобного устройства может служить прибор ночного видения Vampir, который устанавливался на автоматическую винтовку «Штурмгевер».

Кроме самого прицела, в состав этого комплекса также входил ИК-прожектор и аккумулятор. Все это имело вес около 30 кг, а время работы «Вампира» составляло всего 20 минут.

Обратите внимание

Несмотря на весьма скромные характеристики и значительный вес, эти приборы ночного видения активно использовались немцами на завершающем этапе войны.

В СССР также занимались темой ПНВ, причем работы начались задолго до начала войны. В середине 30-х годов для танков БТ был разработан прибор ночного видения «Дудка», позже ее аналог был создан и для «тридцатьчетверки». Был и отечественный прицел Ц-3 для пистолета-пулемета Шпагина, но все вышеперечисленное можно назвать опытными работами, которые практически не доходили до действующей армии.

Вторая мировая война четко показала перспективность новой технологии. Стало понятно, что приборы ночного видения могут серьезно изменить привычный способ ведения боевых действий, как на суше, так и на море, и в воздухе.

Но для этого устройства нуждались в значительной доработке и усовершенствовании.

Главным недостатком ранних моделей ПНВ была их низкая чувствительность, что не только ухудшало «картинку», но и требовало использовать вместе с прибором источник ИК-излучения, который был тяжел и очень энергоемок.

После войны было разработано первое поколения приборов ночного видения, на которых было установлен ЭОП с электростатической фокусировкой. Подобные преобразователи могли усиливать входящий сигнал в несколько тысяч раз, поэтому устранялась необходимость в дополнительной подсветке.

Примерами приборов данного поколения можно назвать американский AN/PVS-2 или советские очки ночного видения ПНВ-57.

Конечно, они были куда более совершенными, чем устройства военного периода, но все еще отличались внушительными размерами и были довольно чувствительны к ярким вспышкам света, которые могли вывести ПНВ из строя.

В 70-е годы появилась микроканальная технология, которая привела к настоящей революции в развитии подобных устройств и созданию ПНВ второго поколения.

Ее суть заключается в том, что поверхность фотоприёмной пластины усеяна многочисленными микроскопическими полыми трубками.

Попадая в один из таких каналов, фотон света выбивает сразу целый каскад электронов, что приводит к значительному усилению сигнала. В ПНВ второго поколения оно может достигать 40 тыс. раз.

Одним из основных направлений дальнейшего развития ПНВ стал поиск возможностей увеличения чувствительности фотоприёмной пластины. И, в конце концов, решение было найдено.

Важно

Специалисты голландской компании Philips предложили изготавливать ее из специального материала – арсенида галлия. Так появилось третье поколение приборов ночного видения.

По сравнению с фотокатодом предыдущего поколения чувствительность пластины из арсенида галлия была значительно больше (примерно на 30%), правда и стоимость ее была выше. Еще одним недостатком подобных катодов является малое время их работы.

Хотя, ПНВ третьего поколения способны усиливать входящий свет в 100 тыс. раз. Также можно добавить, что технологией получения арсенида галлия в промышленных масштабах сегодня в мире обладают только две страны: США и Россия.

Если вам будут предлагать прибор ночного видения четвертого поколения, то, скорее всего, вас просто обманывают. Пока их просто не существует. Хотя, конечно, работы в области дальнейшего совершенствования ПНВ активно ведутся во многих странах.

Самым любопытным является тот факт, что сегодня в продаже имеются устройства всех трех поколений.

Первое поколение ПНВ в основном используется для различных гражданских целей, второе – как для военных, так и для гражданских (например, приборы ночного видения для охоты), а третье применяется исключительно в военных целях, причем довольно ограничено из-за большой стоимости.

В последние годы инженерам удалось значительно улучшить чувствительность ЭОП второго поколения с мультищелочным катодом. Именно для этих ПНВ было «придумано» поколение 2+. Они стоят в два-три раза дешевле, чем преобразователи третьего поколения, но при этом вплотную приближаются к ним по характеристикам.

Типы ПНВ

Все устройства подобного типа можно разделить на четыре большие группы:

  • приборы наблюдения;
  • прицелы;
  • очки ночного видения;
  • устройства, которые позволяют записывать изображение.

К приборам наблюдения относятся различные бинокли, перископы, монокли. Они предназначены для ведения разведки, наблюдения, ориентации на местности. При этом абсолютно не подходят для использования во время стрельбы. Для одновременного ведения огня и наблюдения необходимо применение других видов ПНВ.

Прицелы устанавливаются на стрелковое или любое иное оружие и служат для ведения огня в темное время суток. Они могут быть и чисто ночными, и комбинированными, то есть позволяющими вести огонь, как днем, так и ночью.

Подобные прицелы больше подходят для выполнения боевых задач в статическом положении, то есть в обороне, дозоре, при ведении снайперского огня. Если же вам приходится самому перемещаться и вести огонь, то использовать ночной прицел довольно затруднительно.

Совет

Разве что для ориентации на местности по ходу движения. И это можно назвать главным недостатком подобных «девайсов».

Очки ночного видения крепятся на уровне глаз с помощью ремней или на шлеме, при этом руки бойца остаются свободными. То есть человек может одновременно и осматривать местность и вести огонь.

Правда, для этого оружие необходимо оснастить дополнительным лазерным прицельным приспособлением. Существуют как бинокулярные, так и монокулярные очки ночного видения.

Их можно использовать не только вместе с огнестрельным оружием, но и при вождении транспортных средств и даже пилотировании летательных аппаратов.

В отдельную группу ПНВ обычно выделяют устройства, способные фиксировать изображение (фото или видео) в ночью. Самым простым решением этой задачи, конечно же, является простое присоединение обычной видеокамеры к ПНВ, часть из которых для этой цели комплектуются адаптерами.

Однако обычно для фиксации изображения в темное время суток используются специальные устройства, которые не только записывают получаемый видеосигнал, но и транслируют его на один или несколько мониторов.

Подобные видеокамеры с ПНВ чаще всего применяют при охране различных объектов.

Источник: https://comp-pro.ru/tehnologii/nochnoe-videnie.html

Армейский прибор ночного видения: принцип работы, область применения

Одна ветвь развития этого направления породила телевидение и современное цифровое видео, а вторая привела к появлению электронно-оптических преобразователей (ЭОП), являющихся основой для приборов ночного видения.

Кирилл Рябов, разработчик.

Армейский прибор ночного видения

Как называется прибор ночного видения:

  • ПНВ — прибор ночного видения;
  • ИК — инфракрасный;
  • ЭОП — электронно — оптический преобразователь.

Принцип работы ПНВ

При помощи катода усиливает ночной свет, преобразуя невидимые человеком ИК-лучи в хорошо видимый спектр. Изображение фотокатод передаёт на люминесцентный экран, и картинка становится видимой. На практике существует большое количество ПНВ старых разработок типа ПНВ-57е, задействованы и новейшие третьего поколения, спаренные с тепловизором.

Функция ПНВ ПНВ первого
поколения
ПНВ второго поколения ПНВ третьего поколения
Чувствительность фотокатода 120-250 мА/люмен, 240 мА/лм  от 900 до 1600 мА/лм
Усиление света 120-900 раз от 25 000 до 50 000 до 100 000
Ресурс 40 часов от 1000 до 3000 час. 10 000 часов
Расстояние до крупного объекта 200-300 метров 400-600 метров 10 000 часов
Расстояние до мелкого объекта 150-250 метров 250-300 метров 350-500 метров
Защита от засветки есть есть есть
Помехозащищенность есть есть есть

Армейский прибор ночного видения используется:

  • для обнаружения движущихся объектов;
  • для обнаружения неподвижных объектов, находящихся в засаде;
  • оценки обстановки объекта.

Типовой аппарат ночного видения состоит из:

  • оптической системы;
  • усилители;
  • подсистема построения изображения;
  • тракт подсветки.

Картинку для глаз формирует выходная оптическая система. Поток в монокулярах поток разделяется на два зрачка. Армейские ПНВ задействуют монокуляры. Встречаются экземпляры с тепловизионными, ночными прицелами, создающими удобство при рекогносцировке.

История военных оптических приборов

Дата Событие
1935 год Лаборатория В.И. Архангельского начала разработку ПНВ на основе ЭОП
1936 год Испытаны теплопеленгаторные станции БТП — 36
1937 год Армейский ПНВ, модель Ц-1 и Ц-2, дальность 500 метров
1937 – 1938 год Создана система «Квант» установлена на БТ- 3
1939 – 1940 год Установлена опытная партия ПНВ на танки БТ – 7 «Шип» и «Дудка»
1939 – 1940 год Создан автоматический теплопеленгатор АТП – 40
1939 год Установлено  9 береговых БТП – 36
1943 год Испытан танковый прибор ночного видения на Т-34
1944 год ПНВ ИКН – 8 на танке Т – 34 – 85 прошел успешно испытания
1943 год ППШ оснащают ИК с прицелом Ц – 3 для бойцов ШИСБр
1943 год В авиации для наведения самолетов ночью используется «Гамма —  ВЭИ»
1943 год Корабли Черноморского флота оборудованы ИК
1942 – 1944 год Станция АТП-39 находилась на страже блокадного Ленинграда
1944 год Станция АТП-39 переведена в Таллин

Это малоизвестная тема. В основном хорошо известны разрекламированные немецкие военные оптические приборы ИК ПНВ Zielgerat1229 (ZG.1229) Vampir для МР — 43/1 (1944) и ночных прицелов FG 1250 на «Пантерах» (1945), а также орудиях ПТО (ПНВ AEG для РАК. 40).

Советский прибор ночного видения

В литературе часто встречаются свидетельства успешного применения американских ночных ИК прицелов М1 «Снайперскоп», при военных действиях в Окинаве в 1945 году.

На тот период ПНВ не использовались в массированном применении, это были войсковые испытания или опытные партии. Например, в 1945 году у немцев на вооружении стояло 54 единицы оснащённых FG1250 «Пантер».

В то время как опытная партия МР- 43/1 с ПНВ насчитывала 310 штук.

Обратите внимание

В исследовательском центре В.И.Архангельского с 1935 года разрабатывался ПНВ на основе электронно-оптического преобразователя (ЭОП). Объект, за которым велось наблюдение, освещался инфракрасным прожектором невидимым простым зрением.

В 1937 году В.И.Архангельский и П. В.Тимофеев создали макет ПНВ, используемый для кораблевождения и наблюдения с радиусом действия 500 метров. Ими разработана простая и высокотехнологичная конструкция ЭОП типа Ц-1 и Ц-2. Массовое производство конструкции началось в годы Великой Отечественной.

Смотрите также статью Казачья шашка и история возникновения

На фронте в 1943 году на двух танках Т-34 испытывались ПВН.

Улучшенные разработки ПНВ осенью 1944 инфракрасный прицел ночного видения механика-водителя ИКН-8 на танке Т-34-85 успешно прошёл испытания.

В 1939—1940 испытания ПНВ под названием «Шип» и «Дудка» на танке БТ-7 были пройдены успешно.

В комплект входили инфракрасные перископические военные очки ночного видения и дополнительное оборудование для вождения в тёмное время суток.

Военные приборы ночного видения времен Второй мировой войны

Приборы ночного вождения

В 1943 оснащён автомат ППШ прицелом Ц-3 для бойцов Штурмовой инженерно-сапёрной бригады.

Военный прицел ночного видения Ц-3 на автомате ППШ

Передвижная теплопеленгаторная станция АТП-39

Командованием Ленинградской военно-морской базой КБФ использовалась передвижная теплопеленгаторная станция АТП-39, для защиты блокадного Ленинграда. В период с 1943 по 1944 спецстанция обнаружила 1879 объектов — кораблей и подводных лодок в надводном положении.

Испытания теплоулавливателя диаметром 150 см обнаружения составляло:

  • торговое судно 8-9 км;
  • сторожевой корабль 12-16 км;
  • эскадренный миноносец 16-22 км;
  • подводная лодка в надводном положении 3-4 км;
  • паровой катер 4-5 км.

При этом точность пеленга равнялась 1—1,5°.

Область применения

В настоящее время военные прицелы ночного видения — ПНВ используются не только в армии, но и применяются в гражданской жизни. Широко задействованы в спасательных работах, мореплавании, авиации, экстремальных путешествиях и опытными охотниками, активно участвующими в ночной жизни дикой природы.

На протяжении продолжительного периода приборы постоянно совершенствуются и занимают одно из ведущих мест в современной жизни. ПНВ масштабно используют в военной технике для проведения боевых действий в темноте.

Качественные показатели определяются техническими характеристиками ЭОП и оптикой прибора. По используемой классификации они подразделяются на 3 поколения, с подгруппами I+, II+.

Прибор ночного видения (фото).

Поколение I — оптика ночного видения имеет: стеклянную колбу и фотокатод, чувствительностью 120−250 мА/лм. Усиление света 120-900, в центре разрешение 25-35 штр/мм.

 Чёткое изображение только в центре, попавший в поле зрения источник света препятствует наблюдению, засвечивает всю картинку. При низкой освещённости наблюдения ведут с инфракрасной подсветкой.

Важно

Приборы производителей Dedal, Dipol имеют электронную защиту от перегорания при вспышках света.

Поколение II различается по двум типоразмерам ЭОП с МКП 25 и 18 мм. Для солдат, пользующихся большим типоразмером, обеспечивается лучший комфорт для наблюдения сравнимым с большим экраном телевизора.

Поколение III имеют фотокатод на основе арсенида галлия, его величина составляет 900-1600 мА/лм, при разрешении на ЭОП равном 32 — 64 штр./мм, ресурс 10 000 часов. Отлично зарекомендовали себя в условиях очень низкой освещённости, показывают чёткую и контрастную картинку. Единственный недостаток они не защищены от боковых источников света.

Армейские приборы ночного видения

Сравнительные характеристики отечественных ПНВ.

Основные характеристики МОДЕЛИ
1ПН74 Кремль-1/2 Сова – Б1 GEO-NV-III-NG RECON-1
Увеличение, крат
* очки/бинокль с насадкой (объективом)
1/2.6* 1/4 1/4 1 1/3
Угол поля зрения, град 40 40/12 37/9.5 40 22//6
Угловое разрешение по оси, штр/мм 33-38 40-50 33/30 40 20
Фокусное расстояние 25 25/100 25/100 25 26/90
Относительное отверстие объектива F/1.4 F/1.1
Диаметр выходного зрачка 8 7.5 5
Удаление (вынос) выходного зрачка 15 14 20
Диапазон настройки по базе глаз 60-70 54-70
Диапазон диоптрийной наводки, дптр 64 64 65 64 64
Предел фокусировки 25-беск. 25-беск./500-беск.
Читайте также:  Ремонт сплит-систем своими руками

Источник: https://soldats.club/oruzhie/288-armejskij-pribor-nochnogo-videniya

Принципы действия прибора ночного видения

Человеческий глаз имеет ограниченную спектральную чувствительность. Видеть предметы и окружающий мир с полной четкостью изображения, без специального оборудования в ночное время – человек не может. Это связано с ограниченным спектром чувствительности сетчатки, то есть невозможность видеть в инфракрасном излучении.

Для этих целей, были использованы возможности фотоэлектроники. На сновании ее свойств разработаны специальные приборы, способные помочь «представить» обстановку невидимую для людей в темное время суток или в плохо освещенных помещениях.

Созданное оборудование разной чувствительности и функциональных возможностей, получило название – прибор ночного видения (ПНВ). В этот ассортимент вошли: очки ночного видения, прицелы, монокуляры, ночные насадки и бинокли ночного видения.

Устройство такого назначения может позволять «увидеть» через его оптику, не видимый глазу ультрафиолетовый и инфракрасный диапазон. Все модели имеют разные технические характеристики, поэтому возможности у них не равноценные.

Принцип работы:

Принцип работы ПНВ состоит в многократном увеличении интенсивности присутствующего светового потока, до величины, которая соответствует восприятию человеческого зрения. Отраженный от объектива свет направляется на входную линзу объектива. Объектив фокусирует попадающие на него источника света, и представляет (фокусирует) объект, который находится в поле, недопустимое для восприятия сетчатки глаза. Картинка на фотокатоде поддается многократному усилению до тех пор, пока объект не станет видимым. Готовое изображение предмета (объекта) подается на специальный экран, пользователь видит четкую картинку на обратной стороне объектива – окуляре. Это пассивный режим функционирования ПНВ.

В случае «полной тьмы», то есть для закрытого пространства такой принцип работы неприемлем, здесь использовано усиление при помощи подсветки съемного (накладного) инфракрасного усилителя (ИК). Такая подсветка может быть реализована с помощью светодиодов (бюджетный вариант), или при помощи более дорогостоящего ИК (на лазерных диодах). Режим функционирования ПНВ, при помощи включения ИК, называется активным или усиленным. Дальность «видения» прибора зависит от технических характеристик его составляющих.

ИК – мощностью 5 мВт, позволяют увеличить обзор на расстояние не более 30 метров, при параметре 20 мВ, видимость увеличивается на 100-150 метров. ИК осветители лазерного типа позволяют достигать четкости изображения объектов, с дальностью до 500 метров.

Например, прицел ночного видения Sentinel 3×60 «Лось», может фокусировать объект на расстоянии от 2 -100 метров, а монокуляр «Комбат» SM-3 1X Pro (наличие ИК) имеет намного лучшие характеристики.

Совет

Подбор оптических систем ночного видения производиться индивидуально, в зависимости от ваших требований к их техническим параметрам, а также способа использования. Право выбора остается за вами, продавцы предоставляют информацию только с технической точки зрения. Крепление, ношение и использование ПНВ – ваша прерогатива.

Источник: https://myhunt.ru/articles/optics/printsipy-deystviya-pribora-nochnogo-videniya/

Как выбрать приборы ночного видения — очки, бинокли,прицелы, телескопы, монокуляры

Приборы ночного видения это электрооптические устройства, базирующиеся на инфракрасном электронно-оптическом преобразователе, который помещён в защитный корпус и оснащён определённой системой крепления. Кроме того многие приборы ночного видения оснащаются инфракрасной подсветкой и телескопическими линзами. Они могут выпускаться в форме монокуляров, очков, телескопов и биноклей ночного видения.

Принцип работы приборов ночного видения значительно отличается. Обычные оптические очки и бинокли ночного видения отличаются от приборов ночного видения тем, что являются чисто оптическими приборами, которые позволяют видеть при низком уровне освещения.

Они только усиливают уже имеющийся свет и формируют изображение только оптическими средствами — за счёт объектива с линзами большого диаметра. Кроме биноклей ночного видения по этому же принципу работают телескопы ночного видения и ночные очки.

Также выпускаются астрономические бинокли — огромные бинокли с объективом с линзами очень большого диаметра.

Для чего нужны приборы ночного видения?

Фото изображения с прибора ночного видения.

Раньше приборы ночного видения использовались преимущественно военными и правоохранительными органами, но сейчас они всё чаще применяются обычными гражданами.

В гражданской сфере они нашли применение в ночной видеосъёмке и фотографии, в ночных наблюдениях за дикой природой, морской навигации и различных сферах, связанных с безопасностью.

В последнее время на автомобили устанавливаются компактные видеорегистраторы ночного видения.

Как устроен и работает прибор ночного видения?

Большинство телескопов, очков, биноклей и монокуляров ночного видения являются электрооптическими устройствами, которые улавливают и формируют изображение не только из света видимого диапазона, но и за счёт электромагнитного излучения, лежащего вне зоны чувствительности сетчатки человеческого глаза.

В отличии от обычного оптического бинокля в приборе ночного видения свет от источника изображения не проходит напрямую через оптическую систему. На самом деле вы видите только усиленное электронное изображение на люминофорном экране.

Прибор ночного видения улавливает слабый свет с помощью фотокатода линзы объектива. Он представляет собой электрод, который находится в вакууме и на котором поддерживается отрицательный заряд за счёт источника энергии.

Под действием фотонов света в процессе фотоэффекта на фотокатоде возникают электроны, которые ускоряются в сторону анода, пролетают через вакуум внутри усилителя, достигают люминофорного экрана и фокусируются на нём, как в обычной электронно-лучевой трубке телевизора.

Затем изображение на экране увеличивается с помощью оптической системы, чтобы его можно было рассмотреть в окуляр.

  1. электронно-оптический преобразователь;
  2. люминофорный экран (как в чёрно-белом телевизоре);
  3. линзы объектива;
  4. источник инфракрасного излучения.

На примере прибора ночного видения Bushnell покажем как работает ночное видение. Доступный свет собирается линзами объектива (3) и фокусируется на усилителе изображения (1), внутри которого фотоны света с помощью фотокатода «преобразуются» в электроны.

Далее электроны разгоняются в электростатическом поле усилителя и попадают на люминофорный экран (2), который и выдаёт изображение. Его и можно увидеть в окуляр.

Фактически «усиление» изображения происходит за счёт повышения энергии электронов в электронно-оптическом преобразователе и увеличения его размера на люминофорном экране.

Обратите внимание

Вы никогда не задумывались, почему прибор ночного видения всегда формирует изображение зелёного цвета? Человеческий глаз так устроен, что он может различать больше всего оттенков зеленого цвета. Теоретически можно создать люминофор любого другого цвета, но лучше всего будет восприниматься именно зелёный цвет.

Прибор ночного видения может «видеть в полной темноте», так как он способен улавливать широкий спектр электромагнитного излучения, начиная от видимого света и заканчивая инфракрасным, тогда как человеческое зрение способно воспринимать только лишь небольшую частью электромагнитного спектра, называемую видимым светом. Некоторые очки, телескопы и бинокли ночного видения оборудуются дополнительным источником инфракрасного излучения, который невидим для человеческого глаза, но хорошо улавливается прибором. В этом случае изображение высокого качества можно получить даже в полной темноте.

Насколько хорошо работает прибор ночного видения? Хороший вопрос. Это преимущественно зависит от качества и поколения используемого вами устройства. Одним из самых дешёвых на рынке является прибор ночного видения ATN Viper Night Vision Goggle, относящийся к первому поколению.

Записанное на этот прибор видео можно легко найти в интернете. Причём следует учесть, что видео с прибора ночного видения скорей всего записывалось на обычную бытовую видеокамеру. Таким образом даже самое простое устройство первого поколения способно сформировать отличную картинку.

Сколько стоит прибор ночного видения

Цена приборов ночного видения может зашкаливать. Как правило, чем выше поколение, тем дороже обойдётся устройство. Купить недорого прибор ночного видения можно только первого поколения, а именно очки с усилением света в несколько тысяч раз. Это недорогие устройства, которые идеально подходят для ежедневного использования, например, для походов и охоты.

Зачем нужны источники инфракрасного освещения?

Для работы устройств ночного видения требуется источник излучения.

Многие устройства, даже некоторые дешёвые очки ночного видения, идут в комплекте со встроенными источниками инфракрасного излучения.

Они излучают луч инфракрасного света, который невидим для человеческого глаза, но улавливается прибором ночного видения, что даёт возможность видеть даже в условиях казалось бы полной темноты.

Поколения приборов ночного видения

При выборе прибора ночного видения в первую очередь нужно обращать внимание на поколение устройства.

Технологии приборов ночного видения постепенно усовершенствовались — улучшались их технические характеристики и уменьшалась цена, что привело к возникновению нескольких «поколений» приборов ночного видения.

При сравнении различных моделей устройств поколение имеет чрезвычайно важное значение, поскольку оно отображает уровень используемых в приборе технологий.

Впервые приборы ночного видения начали использоваться во время Второй мировой войны, а массовое производство приборов ночного видения началось только во время войны во Вьетнаме.

Приборы ночного видения 1 поколения

Приборы ночного видения первого поколения впервые появились во время войны во Вьетнаме. Очки, монокуляры и бинокли ночного видения, выпускаемые по данной технологии, являются самыми доступными устройствами на рынке.

Каждое устройство первого поколения оснащается вакуумной камерой с фотокатодом чувствительностью 120 – 180 микроампер на люмен. Эти устройства способны усиливать свет в 120 – 900 раз. Разрешение в центре составляет 20 – 38 пар линий на миллиметр.

Максимальная дальность устройств первого поколения составляет около 80 метров. Часто они идут в комплекте со встроенным источником инфракрасного излучения. Эти приборы потребляют больше энергии, чем устройства других поколений, и могут издавать слабый высокочастотный шум.

Хотя приборы ночного видения первого поколения дают чёткое изображение в центре, у них часто имеются проблемы с качеством изображения по краям, что делает невозможным их использование для ночной фотосъёмки.

Важно

Это недорогие и полезные устройства, для которых можно найти множество практических применений, в частности с их помощью можно наблюдать за дикой природой на небольшом расстоянии.

Приборы первого поколения сильно отличаются по своим техническим характеристикам. Каждая трубка на этапе производства оценивается в зависимости от её качества и технических характеристик. Качественные трубки способны формировать чёткое изображение и хорошо усиливать свет.

И конечно же это отражается на конечной стоимости устройства ночного видения — самые хорошие трубки устанавливаются в наиболее дорогие приборы. Лучшие фирмы-производители, например, такие как Luna Optics, используют усилительные трубки только самого высокого качества.

Поэтому цена на такие устройства немного выше, но вы будете уверены, что покупаете качественный продукт.

Приборы ночного видения поколения 1+

Приборы ночного видения поколения 1+ являются дальнейшим развитием устройств первого поколения.

В них применяется трубка, на передней или задней части которой установлена волоконно-оптическая пластина, что позволяет значительно увеличить разрешения изображения и уменьшить искажения, особенно по краям.

Они обеспечивают усиление света в 900 – 1000 раз. Их чувствительность составляет до 300 микроампер на люмен, а разрешение в центре до 50 пар линий на миллиметр.

Хотим предостеречь, что некоторыми производителями выпускаются поддельные устройства 1+, которые на самом деле являются обычными устройствами первого поколения. Настоящий прибор ночного видения поколения 1+ не может стоить дешево — его цена достигает стоимости самых дешёвых устройств второго поколения.

Приборы ночного видения 2 поколения

Приборы ночного видения второго поколения отличаются от предыдущих поколений наличием специального электронного усилителя — микроканальной пластины. Существуют два типа усилительных трубок на базе микроканальной пластины: 25 мм и 18 мм. Чем больше диаметр трубки, тем выше её эффективность. Однако большие трубки можно установить только в крупные устройства.

Приборы ночного видения второго поколения усиливают свет примерно в 20 – 30 тысяч раз, что делает их очень эффективными при низком уровне освещения.

Чтобы дать вам представление о их усилительной мощи, например, с их помощью можно увидеть человека с расстояния 90 метров в пасмурную ночь, с 300 метров при свете звёзд и с 600 метров при полной луне.

Совет

Так как эти устройства практически не дают искажения, они идеально приспособлены для совместного использования с видеокамерами и фотоаппаратами. Приборы второго поколения великолепно подходят, как для длительного наблюдения за дикой природой на расстоянии, так и для разглядывания вблизи небольших животных.

Кроме того они характеризуются повышенной чувствительностью (300 – 320 микроампер на люмен) и увеличенным сроком службы трубки (4000 – 5000 часов по сравнению с 2000 – 2500 часами для поколений 1 и 1+).

Из-за высокой стоимости приборов ночного видения второго поколения они в основном используются правоохранительными органами и для профессионального применения.

Приборы ночного видения поколения 2+

Приборы ночного видения поколения 2+ являются улучшенные приборами второго поколения и способны усиливать свет в 22 – 25 тысяч раз. Их чувствительность составляет 300 – 600 микроампер на люмен, разрешение в центре — 39 – 50 пар линий на миллиметр, а заявленный срок службы — 5000 часов.

Читайте также:  Антенна для модема своими руками

Устройства этого поколения оснащаются автоматической регулировкой усиления, которая регулирует яркость изображения в зависимости от условий освещённости. Эти приборы также имеют защиту от засветки и практически не дают искажений по краям. До недавнего времени эти устройства использовались военными, но сейчас они стали доступней.

Вывоз за пределы США любой модели поколения 2 и 2+ контролируется Министерством торговли и может быть одобрен путем представления сертификата конечного пользователя.

Все приборы ночного видения поколения 2+ исключительно российского производства. В США сразу перешли со второго поколения к третьему, минуя поколение 2+. В соответствии с российским законодательством максимально разрешенная чувствительность приборов ночного видения, предназначенных для экспорта за рубеж, не должна превышать 350 микроампер на люмен.

Приборы ночного видения 3 поколения

В этих приборах ночного видения используются арсенид-галлиевый фотокатод и микроканальная пластина для усиления. Они отличаются крайне высокой стоимостью, что связано со сложностью их производства. Продажа, как правило, ограничена государственными ведомствами и вооруженными силами.

Приборы ночного видения 4 поколения

Хотя технология приборов ночного видения четвёртого поколения официально не принята военными, данный термин часто используется производителями устройств ночного видения. Их ещё называют бесплёночными или импульсными приборами ночного видения.

«Бесплёночность» означает отсутствие ионно-барьерной плёнки, которая присутствует в третьем поколение приборов ночного видения и приводит к возникновению на изображении «ярких белых пятен».

Слово импульсный означает наличие импульсного источника питания, что позволяет использовать такие устройства в дневное время. Это также способствует повышению разрешения изображения и минимизирует засветы от ярких источников света.

В целом приборы ночного видения четвёртого поколения по сравнению с третьим поколением практически в полной темноте обеспечивают ещё более резкое изображение.

Но опять же это также означает и их более высокую стоимость — монокуляр четвёртого поколения стоит 5 – 6 тысяч долларов США.

Цифровые приборы ночного видения

Несмотря на то, что цифровые приборы ночного видения более доступные, до недавнего времени они могли обеспечить качество изображения не выше, чем в устройствах первого поколения.

Однако технологии непрерывно совершенствуются и сейчас самые лучшие цифровые приборы ночного видения могут на равных конкурировать со многими устройствами третьего поколения.

Например, если вы купите цифровой прибор ночного видения iGen 20/20 Night Vision Viewer от Night Owl Optics, вы не только сэкономите деньги, но при этом получите поразительно высокое качество изображения.

Источник: http://velofun.ru/choose/pribory-nochnogo-videniya-binokli-teleskopy-monokulyary-pricely-i-ochki-nochnogo-videniya.html

Приборы ночного видения и их назначение

Приборы ночного видения устанавливаются на боевых, базовых и вспомогательных машинах бронетанкового вооружения и техники на рабочих местах командиров, наводчиков и механиков-водителей машин.

Приборы ночного видения командиров предназначены для наблюдения за местностью, поиска и обнаружения целей и для осуществления командирского управления при действиях машин в ночных условиях.

Ночные прицелы предназначены для наблюдения за местностью, поиска и обнаружения целей, прицеливания и ведения огня из оружия машин при действиях ночью.

Обратите внимание

Приборы ночного видения механиков-водителей предназначены для наблюдения за местностью (дорогой) при вождении машин ночью.

К приборам ночного видения относятся также комбинированные приборы, основу которых составляют приборы ночного видения со встроенными оптическими системами для наблюдения в дневное время.

Эффективное использование приборов (прицелов) ночного видения обеспечивается твердым знанием экипажем принципа их действия, устройства и строгим соблюдением правил эксплуатации, Приборы подразделяются на активные и пассивные.

3.1. Принцип действия

Принцип действия активного прибора ночного видения заключается в следующем: объект наблюдения освещают невидимыми инфракрасными лучами, отраженные от объекта лучи попадают в объектив прибора, который формирует невидимое изображение на фотокатоде электронно-оптического преобразователя (ЭОП), ЭОП преобразует невидимое изображение в видимое, изображение объекта наблюдения на экране рассматривают через окуляр прибора. Принцип действия пассивных приборов ночного видения отличается тем, что объект наблюдения освещается за счет естественной ночной освещенности видимого света, а яркость изображения объекта усиливается электронно-оптическим усилителем (ЭОУ).

3.2. Основы устройства и работы

В комплект активного прибора ночного видения входят инфракрасный осветитель, прибор наблюдения и источник питания.

Инфракрасный осветитель 14 (рис. 16) предназначен для облучения объектов наблюдения инфракрасными лучами. Основными элементами осветителя являются: лампа накаливания, отражатель и инфракрасный фильтр.

Прибор 9 наблюдения предназначен для приема отраженных от объекта наблюдения инфракрасных лучей и преобразования их в видимое изображение объекта.

Рис. 16. Принципиальная схема прибора ночного видения:

1 — объект наблюдения; 2 — объектив; 3 — фотокатод; 4 — электронно-оптический преобразователь; 5 — диафрагма; 6 — анодный цилиндр; 7 — экран; 8 — окуляр; 9 — прибор наблюдения; 10 — блок питания; Л — лампа накаливания; 12 — отражатель; 13 — инфракрасный фильтр; 14 — инфракрасный осветитель

объектив 2, электронно-оптический преобразователь 4 и окуляр 8.

Объектив предназначен для приема инфракрасных лучей и формирования изображения объекта в этих лучах.

Электронно-оптический преобразователь — главный элемент прибора наблюдения. С помощью ЭОП невидимое инфракрасное изображение преобразуется сначала в электронное, а затем в видимое изображение.

Важно

ЭОП представляет собой стеклянную колбу, из которой удален воздух. Внутри колбы имеются фотокатод и анод. Анод состоит из диафрагмы, анодного цилиндра и экрана.

Окуляр предназначен для наблюдения изображения на экране ЭОП.

Источники питания предназначены для обеспечения электрической энергией инфракрасного осветителя и ЭОП прибора наблюдения. Источником питания для осветителя является бортовая сеть машины. Источник питания ЭОП—высоковольтный блок питания, который преобразует постоянное низкое напряжение бортовой сети в постоянное высокое напряжение, необходимое для работы преобразователя.

В качестве источника света в осветителях применяют лампы 11 накаливания. Лампа 11 при прохождении по ее нити накала электрического тока излучает видимые и инфракрасные лучи.

Так как отражатель 12 осветителя представляет собой параболическое зеркало, а нить накала лампы расположена в его фокусе, отражатель формирует направленный поток видимых и инфракрасных лучей.

На пути лучистого потока в осветителе установлен инфракрасный фильтр 13, который поглощает (задерживает) видимые и пропускает инфракрасные лучи. Инфракрасный фильтр представляет собой или стеклянный диск из бесцветного стекла, на поверхности которого нанесена специальная окрашенная пленка, или стекло, окрашенное в массе.

Осветитель 14, направленный на объект наблюдения, облучает его инфракрасными лучами. Обладая теми же физическими свойствами, что и лучи видимого света (прямолинейное распространение, поглощение, преломление, отражение и т. п.), инфракрасные лучи вместе с тем невидимы для человеческого глаза.

Часть инфракрасного излучения поглощается поверхностью объекта наблюдения, а часть отражается от нее и поступает в объектив 2 прибора.

Объектив в соответствии с законами оптики формирует в своей фокальной плоскости действительное, уменьшенное и перевернутое инфракрасное изображение объекта. Фокальная плоскость объектива в приборе совмещена с плоскостью фотокатода ЭОП. Поэтому объектив проецирует на фотокатод четкое инфракрасное изображение объекта наблюдения.

Фотокатод 3 представляет собой полупрозрачную токопроводящую пленку специального состава, нанесенную на внутреннюю поверхность передней-стенки стеклянной колбы ЭОП.

Из каждой точки фотокатода под действием энергии инфракрасных лучей в результате внешнего фотоэффекта испускается поток электронов. Плотность потока электронов, выходящих из данной точки фотокатода, соответствует плотности инфракрасных лучей, направленных объективом в эту точку фотокатода.

Совет

Так как в инфракрасном изображении в различных его точках сконцентрировано различное количество инфракрасных лучей, плотность выхода электронов из различных точек фотокатода будет различной. Вследствие этого над поверхностью фотокатода образуется электронное изображение—точная копия инфракрасного изображения объекта наблюдения.

К ЭОП с помощью соответствующих вводов подключен высоковольтный блок 10 питания.

При включении блока питания между фотокатодом (—) и анодом (+) за счет приложенного высокого напряжения образуется электростатическое поле, форма которого обусловлена конструкцией преобразователя.

Это поле обладает свойством переносить электронное изображение с фотокатода в плоскость экрана, придавая каждому электрону запас кинетической энергии.

Из электронов, покинувших каждую точку фотокатода, под действием электростатического поля формируются сконцентрированные потоки электронов (электронные лучи), направленные в сторону диафрагмы. Пройдя сквозь отверстие диафрагмы,

электронные лучи попадают на экран 7.

Так как каждая точка плоскости фотокатода имеет сопряженную точку в плоскости экрана, на экране образуется четкое, перевернутое по отношению к фотокатоду электронное изображение.

При наличии на фотокатоде инфракрасного изображения экран непрерывно бомбардируется потоками электронов, выходящих из фотокатода.

Экран 7—прозрачная пластинка, у которой на поверхность, обращенную к фотокатоду, нанесен слой люминофора, обладающий свойством излучать видимый свет при бомбардировке его электронами.

В плоскости экрана электронное изображение преобразуется в видимое, так как яркость свечения каждой точки люминофора соответствует плотности бомбардирующих ее электронов. Так ЭОП преобразует невидимое инфракрасное изображение объекта сначала в электронное, а затем в видимое,

Обратите внимание

Окуляр 5, расположенный на выходе прибора, позволяет видеть изображение на экране в увеличенном виде. Наблюдатель через окуляр видит одноцветное, с зеленоватым оттенком изображение объекта наблюдения.

Электрическая часть блока питания состоит из прерывателя, трансформатора и выпрямителя. Подводимое к блоку питания низкое постоянное напряжение бортовой сети с помощью прерывателя преобразуется в импульсное напряжение, которое трансформатором преобразуется в переменное высокое напряжение, а затем высоковольтным выпрямителем—в постоянное высокое напряжение и подводится к ЭОП прибора.

3.3. Конструктивные особенности танковых приборов ночного видения

Танковые приборы наблюдения (прицелы) выполнены, как правило, по перископической схеме.

У перископических приборов в оптическую схему включены верхние (головные) и нижние зеркала или призмы, определяющие перископичность прибора. Перископический прибор легко разместить в машине и обеспечить защиту его основных частей от внешних поражений, так как вне машины выступает лишь головная легкосъемная часть прибора.

Электрическая часть танковых приборов ночного видения (прицелов), их блоков питания и осветителей выполнена по однопроводной схеме. Минусовым проводом является корпус машины.

В качестве осветителей в комплекты приборов ночного видения командира входят инфракрасные осветители, а приборов ночного видения водителя — инфракрасные фары.

3.4. ПРИБОР НАБЛЮДЕНИЯ КОМАНДИРА МАШИНЫ

Прибор ТКН-3

Прибор ТКН-3 предназначен для наблюдения за местностью, целеуказания и корректирования огня, разведки целей и ориентировочного определения дальности до них. В комплект прибора ТКН-3 входят прибор наблюдения, осветитель, запасные части и принадлежности.

Прибор наблюдения ТКН-3 представляет собой бинокулярный комбинированный перископ, электронно-оптическая система которого обеспечивает возможность наблюдения в прибор как днем, так и ночью,

Прибор состоит из следующих основных частей: корпуса, головки,

оптической (дневной) и электронно-оптической (ночной) систем и блока питания, смонтированных внутри корпуса

Важно

Корпус снаружи в верхней части имеет вид срезанного цилиндра, на боковых стойках которого запрессованы фланцы, имеющие глухие отверстия, являющиеся посадочными местами для установки прибора в цапфах.

На задней стенке корпуса вверху закреплен замок 6, связывающий прибор с осветителем ОУ-ЗГК (ОУ-ЗГКМ). На передней стенке закреплен упор. На корпусе прибора установлены рукоятка диафрагмы и рукоятка шторки.

Диафрагма предназначена для ограничения количества света, поступающего в прибор, при большом уровне освещенности местности ночью, а также при проверках прибора в дневное время. Шторка предназначена для устранения действия встречных засветок от фар, ракет, пожаров.

На корпусе приборов около рукояток и имеются надписи ОТКР. и ЗАКР., показывающие положение диафрагмы и шторки. Кроме того, снаружи на корпусе находятся разъем, выключатель прибора, патрон осушки, налобник, рукоятки.

Окуляры с призмами установлены в специальных оправах, позволяющих изменять расстояние между их осями (установка окуляров по базе глаз). Кроме того, конструкция окуляров позволяет осуществлять их диоптрийную настройку.

Окуляры прибора работают как в дневной, так и в ночной оптических системах. Переключение окуляров из одной системы в другую осуществляется зеркалом (расположенным внутри корпуса) с помощью рукоятки 9, расположенной на правой стороне корпуса прибора.

Надписи Д (день) и Н (ночь) указывают положение рукоятки переключения зеркала.

Патрон осушки служит для поглощения влаги внутри прибора, что препятствует запотеванию внутренних стекол и механических деталей при изменении окружающей температуры.

В ЗИП прибора имеются два запасных осушительных патрона и ключ для их замены. Для удобства наблюдения на корпусе прибора укреплен налобник.

Совет

Рукоятки предназначены для наведения прибора командиром путем наклона прибора или поворота командирской башенки. В рукоятках размещены кнопки управления:

в левой рукоятке кнопка целеуказания (переброс башни);

в правой рукоятке кнопка удержания поля зрения прибора на цели во время вращения башни и кратковременного включения осветителя ОУ-ЗГК (ОУ-ЗГКМ),

Осветитель предназначен для освещения дороги, местности и объектов инфракрасным или видимым светом при наблюдении в прибор ТКН-3 ночью соответственно через ночную или дневную систему.

Он представляет собой светооптическое устройство, основными частями которого являются отражатель, электрическая лампа накаливания типа НЖЗ-27Х110, фокусирующее устройство. инфракрасный светофильтр.

Осветитель включается переключателем, расположенным на блоке люка слева от прибора ТКН-3.

В ЗИП осветителя имеется бесцветное защитное стекло в оправе, которое устанавливается вместо инфракрасного фильтра в случае применения осветителя при работе в режиме видимого света. В нерабочее время осветитель закрывается защитной металлической крышкой.

Рекомендуемые страницы:

Воспользуйтесь поиском по сайту:

Источник: https://megalektsii.ru/s35749t9.html

Ссылка на основную публикацию