Тепловизор

Оп ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социааистических Республик(22) Заявлено 16.07.79 (2) 2800012/18-24 Ф)М Кл3 с присоединением заявки Йо(23)Приоритет С 06 Г 3/14 Государственный комнтет СССР по дедам нзобретений я открытийОпубликовано 230581, Бюллетень ЙВ 19 Дата опубликования описания 2305. 81(72) Авторы изобретения И.Д. Бондаренко и В.А. Фираго Белорусский ордена Трудового Красного Знаменигосударственный университет им. В.И. Ленина(54) ТЕПЛОВИЗОР 1Изобретение относится к методам регистрации и измерения параметров тепловых полей и может быть использовано при разработке инфракрасных систем телевизионного типа (теплови зоров), использующих в качестве чувствительного элемента видикон с пироэлектрической мишенью.Известны тепловизоры, предназначенные для визуализации и контроля 10 тепловых полей, содержащие последовательно установленные инфракрасный объектив, модулятор, видикон с пироэлектрнческой мишенью, блок управления, блок обработки видеосигнала 15 и блок индикации 1.В качестве модулятора используется диск с секторными отверстиями, установленный иа валу электродвигателя.Однако такой модулятор не обеспе чивает требуемой параллельности и синхронности движения края сектора с вертикальной (кадровой) скоростью движения электронного луча, сканирующего мишень, что приводит к низкой25 эффективности модуляции излучения.Известен также тепловизор.с модулятором, обеспечивающим закрывание и открывание мишени (синхронное и параллельное) с вертикальной скоростью 30 электронного луча и представляющим собой механическую систему, состоящую из двух шестерен, на которых специальным образом закреплены шторки 12.Однако такой тепловизор имеет сложную систему синхронизации частоты вращения модулятора и малую надежность работы, связанную с ограниченным сроком службы механических деталей модулятора.Цель иэображения - упрощение и повышение надежности тепловизора.Поставленная цель достигается тем, что в тепловизоре модулятор выполнЕн в виде электрооптических ячеек, расположенных в плоскости, параллельной плоскости пироэлектрической мишени вндикона, и подключенных к выходам блока синхронизации, а блок синхронизации содержит кольцевой счетчик, формирователь импульсов синхронизации и формирователь импульсов управле" иия, вход которого является первым входом блока синхронизации, а выход подключен к первым входам кольцевого счетчика, выходы которого подключены к выходам блока синхронизации, а вторые входы - к выходам формирова 3 832551следования которых равен периодукадра, деленному на количествоячеек модулятора 2, поступают напервые (счетные) входы кольцевогосчетчика 9. Одновременно с другоговыхода блока 5 управления кадровые О синхроимпульмы поступают на вход формирователя 10 импульсов синхронизации, являющимся вторым входомблока б синхронизации. На выходахформирователя 10 формируются двепоследовательности импульсов, сдвинутых друг относительно друга напериод кадра. Частота следованияэтих импульсов в два раза нижечастоты кадров, а длительность импульсов равна длительности обратногохода кадровой развертки. Эти импульсы поступают на вторые (синхронизирующие) входы кольцевого счетчикаи используютсядля установки счетчика 9 в нулевое или единичное состояние в начале цикла кадровой развертки.Если под действием кадровогосинхроимпульса триггеры счетчика 9,установились в нулевое состояние, ЗО то на выходах блока б синхронизации,подключенного к выходам кольцевогосчетчика, и на всех ячейках модулятора 2 будут низкие потенциалы, чтосоответствует открытому модулятору.35 Под действием управляющих импульсов,поступающих на первые входы кольцевого счетчика 9 триггеры счетчика последовательно переходят в состояниес высоким выходным потенциалом и одновременно высокие потенциалы возникают на соответствующих ячейках модулятора 2, переводя его синхроннос движением электронного луча взакрытое состояние. К концу периодакадра все ячейки модулятора закрытыи под действием кадрового синхроимпульса все триггеры счетчика 9находятся в единичном состоянии дотех пор,. пока электронный луч ЙВ воз- .вратится в исходное состояние, соответствующее началу очередного циклакадровой развертки. Теперь под действием управляющих импульсов триггерысчетчика 9 последовательно переходятв состояние с низким выходным потен циалом, что приводит к открыванию соответствующих ячеек модулятора2. При этом электронный луч считывает с мишени видикона 3 заряды, отвечающие предыдущему кадру охлажде- О ния мишени. С началом очередногокадра считываются заряды, отвечающие кадру нагревания мишени. Далеецикл повторяется.е Таким образом, осуществляется на 65 дежная синхронизация работы модулятеля импульсов синхронизации, вход которого является вторым входом блока синхронизации.На фиг. 1 представлена функциональная схема тепловизорана фиг.2 схема блока синхронизации.Тепловизор содержит инфракрасный объектив 1, модулятор 2, видикон 3 с.пироэлектрической мишенью 4,блок 5 управления, блок 6 синхронизации, блок 7 обработки видеосигнала и блок 8 индикации. Блок синхронизации содержит кольцевой счетчик 9, формирователь 10 импульсов синхронизации и формирователь 11 импульсов управления.Тепловизор работает следующим образом.Излучение исследуемого объекта (на фиг.1 не показан) с помощью объектива 1 проходит модулятор 2 и проецируется на мишень 4 види- кона 3.Под действием падающего излучения мишень генерирует электрические заряды, пропорциональные ее облучен- ности. Эти заряды считываются электронным лучом, в результате чего на нагрузке мишени возникает видеосигнал, который затем постуПает в блок 7 обработки видеосигнала и далее в блок 8 индикации. Для получения максимального видеосигнала необходимо падающее излучение модулировать так, чтобы каждая точка мишени нагревалась (модулятор открыт) или охлаждалась (модулятор закрыт) в течение периода. кадра. Такой режим модуляции обеспечивается в том случае, если прерывание излучения осуществляется с периодом, равным двум периодам кадра и синхронно с вертикальной скоростью движения электронного луча. Для этого модулятор 2 выполнен в виде электрооптических ячеек, расположенных последовательно в плоскости, параллельной плоскости пироэлектрической мишени в непосредственной близости от нее, и подключенных к выходам блока бсинхронизации. Причем модулятор 2может быть выполнен из набора отдельных ячеек, длина каждой из которыхперекрывает размер кадра по строкеили же монолитным (по размеру кадра),на одной стороне которого сформировано и горизонтальных изолированных друг от друга электродов. Количество ячеек определяет эффективностьмодуляции в и выбирается из условия Блок б. синхронизации обеспечиваетпереключение ячеек модулятора 2 воткрытое или закрытое состояниесинхронно с вертикальной скоростьюэлектронного луча. Для этого строчнысинхроимпульсы с одного из выходов блока 5 управления поступают на входформирователя 11 импульсов управления, который является первым входомблока б синхронизации. С выхода формирователя 11 импульсы, период832551 иг./ Составитель И. БондаренкоТехред Н. Майорош КорректорН. Ст Редактор М. Ликови Тираж 745 ПодписноеИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий5, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/ аказ 37 В 30 нлиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная 1тора с горизонтальной и вертикальной скоростью развертки электронного луча видикона. формула изобретения5 1, Тепловизор, содержащий последовательно установленные инфракрасный объектив, модулятор, видикон с пироэлектрической мишенью, блок управления, два выхода которого подключены 10 к двум входам: блока синхронизации и блок обработки видеосигнала, вход которого соединен с выходом видикона, а выход - с блоком индикации, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения и повышение надежности тепловизора, в нем модулятор вы,полнен в виде электрооптических ячеек, расположенных в плоскости, параллельный плоскости пироэлектрической мишени вндикона, и подключенных к выходам. блока синхронизации. 2, Тепловизор по п.1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что,блоксинхронизации содержит кольцевойсчетчик, формирователь импульсовсинхронизации и формирователь импульсов управления, вход которого.является первым входом блока синхронизации, а выход подключен к первымвходам кольцевого счетчика, выходыкоторого подключены к выходам блокасинхронизации, а вторые входы - квыходам формирователя импульсов синхронизации, вход которого являетсявторым входом блока синхронизации.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Исследование воэможностипостроения тепловиэионной аппаратурыбеэ оптико-механического сканирования. Отчет по ИИР БГУ, инв.Р Б 641409, 1978.2. Патент США 9 4073576,кл. 6 05 0 25/00, опублик. 1978