(1) كاشف التبريد
الموضع الأساسي: جوهر معدات التصوير الحراري المبردة هو الكاشف المبرد. وظيفتها الأساسية هي تحويل إشارات الأشعة تحت الحمراء المستقبلة إلى إشارات كهربائية، ولكي تتمكن من اكتشاف الإشارات الحرارية الضعيفة، يحتاج الكاشف إلى التبريد إلى درجة حرارة منخفضة للغاية. على سبيل المثال، يمكن لأجهزة الكشف المبردة في بعض التطبيقات العسكرية أن تعمل عند درجات حرارة منخفضة تصل إلى 77 كلفن (درجة حرارة النيتروجين السائل) أو أقل.
مبدأ الكشف: عندما تكون المادة الموجودة في الكاشف في بيئة ذات درجة حرارة منخفضة، سيتم تقليل الضوضاء الحرارية الداخلية بشكل كبير، مما يسمح للكاشف باستشعار التغيرات الفيزيائية الصغيرة الناجمة عن الأشعة تحت الحمراء بشكل أكثر حساسية. على سبيل المثال، يمكن لكاشفات تيلوريد الزئبق والكادميوم (HgCdTe) أن تنتج تأثيرًا ضوئيًا كهربائيًا أكثر فعالية للفوتونات تحت الحمراء عند درجات حرارة منخفضة. عندما يضرب الإشعاع تحت الأحمر مادة الكاشف، فإن معدل توليد أزواج الإلكترونات والفجوات في المادة يتناسب طرديًا مع شدة الإشعاع. الأشعة تحت الحمراء. متناسبة، وبالتالي تحويل الإشارات الحرارية إلى إشارات كهربائية، مما يوفر الأساس للتصوير اللاحق.
(2) نظام التبريد
الوظيفة والضرورة: يعد نظام التبريد جزءًا أساسيًا في الحفاظ على بيئة عمل جهاز الكشف ذات درجة الحرارة المنخفضة. نظرًا لأن الكاشف يحتاج إلى العمل في درجات حرارة منخفضة لتحقيق حساسية عالية ودقة عالية، فيجب أن يكون نظام التبريد قادرًا على إزالة الحرارة الناتجة عن الكاشف والحرارة المنقولة من الخارج بشكل فعال. على سبيل المثال، يمكن لنظام التبريد باستخدام مبرد ستيرلينج تحقيق التبريد من خلال الضغط والتمدد الدوري للغاز لتبريد الكاشف إلى درجة الحرارة المنخفضة المطلوبة.
مبدأ العمل والتكوين: يتكون نظام التبريد بشكل أساسي من ضاغط وموسع ورأس بارد ومكونات تبديد الحرارة. يقوم الضاغط بضغط غاز التبريد لزيادة ضغطه ودرجة حرارته، ثم ينقل الغاز عالي الحرارة والضغط إلى الموسع عبر خط أنابيب. في الموسع، يتمدد الغاز ويقوم بعمل خارجي، وتنخفض درجة حرارته بشكل حاد. ويرتبط الرأس البارد ارتباطًا وثيقًا بالكاشف، وينقل الطاقة الباردة إلى الكاشف لتبريده. وفي الوقت نفسه، تعمل مكونات تبديد الحرارة على تبديد الحرارة المتولدة أثناء عملية التبريد في البيئة المحيطة لضمان استمرار دورة التبريد.
(3) وحدة معالجة الإشارات وتضخيمها
أهمية معالجة الإشارة: في التصوير الحراري المبرد، تكون الإشارة الكهربائية الصادرة عن الكاشف ضعيفة للغاية، وتلعب وحدة معالجة الإشارة والتضخيم دورًا حيويًا. يمكنه إجراء سلسلة من العمليات مثل التضخيم والترشيح وتقليل الضوضاء على الإشارات الكهربائية التي يولدها الكاشف، وتحويل الإشارات الضعيفة إلى إشارات فعالة يمكن استخدامها بواسطة أنظمة التصوير اللاحقة.
محتوى التشغيل المحدد: أولاً، يتم زيادة قوة الإشارة إلى مستوى مناسب من خلال مكبر للصوت، ويتم استخدام مرشح لإزالة مكونات الضوضاء والتداخل عالية التردد في الإشارة. على سبيل المثال، من خلال ضبط تردد القطع المناسب، يمكن تصفية الضوضاء الإلكترونية للكاشف نفسه وإشارات التداخل الكهرومغناطيسي في البيئة. بعد ذلك، يتم استخدام محول تناظري إلى رقمي (ADC) لتحويل الإشارة التناظرية إلى إشارة رقمية، مما يوفر أساس بيانات لمعالجة الصور الرقمية اللاحقة.
(4) نظام بصري عالي الدقة
وظيفة النظام البصري: يعد النظام البصري عالي الدقة عنصرًا أساسيًا آخر في معدات التصوير الحراري المبردة. وهي المسؤولة عن جمع الأشعة تحت الحمراء المنبعثة من الجسم المستهدف وتركيزها على الكاشف. نظرًا لأن معدات التصوير الحراري المبردة تُستخدم عادةً في المواقف التي تتطلب دقة عالية ووضوحًا، فإن جودة النظام البصري تؤثر بشكل مباشر على تأثير التصوير.
متطلبات المكونات البصرية: يجب أن تكون العدسات والعاكسات والمكونات الأخرى في النظام البصري مصنوعة من مواد ذات نفاذية عالية في نطاق الأشعة تحت الحمراء، مثل الجرمانيوم (Ge) وكبريتيد الزنك (ZnS) وما إلى ذلك. في الوقت نفسه، يجب أن تلبي دقة معالجة وتجميع هذه المكونات معايير عالية جدًا لتقليل العيوب البصرية مثل الانحراف والتشوه اللوني، مما يضمن إمكانية تركيز الأشعة تحت الحمراء بدقة على المنطقة الحساسة للكاشف، وبالتالي تحقيق وضوح والتصوير الحراري الدقيق.
اذهب إلى الأعلى
Gen 2+/3 الرؤية الليلية
التصوير الحراري غير المبرد
التصوير الحراري المبرد
جهاز تحديد المدى بالليزر