Коммуникации и связь / Дипломная работа: Разработка тепловизионного канала СП-1 АСДМ "Лидар"

Дипломная работа: Разработка тепловизионного канала СП-1 АСДМ "Лидар"

Т=750К

[Вт/см² ]

Т=1000К

[Вт/см² ]

3.5 5,5 5,36∙10^-4 7,73∙10^-4 1,09∙10^-3 1,50∙10^-3 5,68∙10^-1 2,38 8 14 1,26∙10^-2 1,48∙10^-2 1,74∙10^-2 2,01∙10^-2 3,34∙10^-1 6,05

Как видно из таблицы 1.2 в диапазоне длин волн 8ч14 мкм мощность излучения, испускаемая слабо нагретыми телами, значительно выше, чем в диапазоне 3,5ч5,5 мкм.

Указанные недостатки диапазона 3ч5 мкм частично компенсируются лучшей обнаружительной способностью. Это означает, что при одинаковых площадях фоточувствительного элемента и одинаковых электрических полосах пропускания приемники 3ч5 мкм чувствительны к более слабым сигналам, чем приемники 8ч12 мкм.

Также необходимо учесть влияние теплового контраста, характеризующего дифференциальную чувствительность измерений.

Кривые изменения теплового контраста для спектральных интервалов 3ч 5 и 8ч14 мкм показывают, что для данного перепада температур ∆T=Т₀ - T_f в окрестности определенной окружающей температуры тепловые контрасты изображения в интервале длин волн 3,5ч5,5 мкм превосходят тепловые контрасты в интервале длин волн 8ч14 мкм.

Рис. 1.6 Тепловые контрасты спектральной Рис. 1.7 Тепловые контрасты спектральной области области ∆л=3,5ч5,5 мкм∆л=8ч 14 мкм

Для системы тепловизионного мониторинга КС возможно использование как диапазона 3ч5 мкм, так и диапазона 8ч12 мкм. Диапазон 3ч5 мкм позволяет наблюдать слабоконтрастные объекты, что необходимо при ведении мониторинга, также помимо лучшего температурного контраста, на этот диапазон приходится максимум спектра излучения факела пламени и большинства строительных материалов. А диапазон 8ч12 мкм более выгоден на длинных дистанциях и соответствует наблюдаемому диапазону температур. Поэтому оптимальным решением для задач мониторинга является использование двух диапазонов одновременно, что позволит совместить их преимущества и сгладить недостатки. 1.3. Состояние рынка тепловизионных камер

1.4 Тепловизионные системы контроля КС

На сегодняшний день в России не существует систем тепловизионного контроля КС за исключением ТепСКО СП-1 АСДМ «Лидар». Представленные на рынке системы предназначены для охранной, поисково-спасательной деятельности, медицинской диагностики, а также нужд промышленности и мало подходят для мониторинга КС.

В настоящее время в системе «АСДМ-Лидар» в тепловизионном канале СП-1 используется тепловизор «Скат». Поле зрения объектива тепловизора «Скат» равно 18х14 угл. град., причём конструкция тепловизора позволяет использовать объективы с меньшим полем зрения для обеспечения надёжного обнаружения КС (на предельных расстояниях), сопровождающихся тепловыми выбросами. Тепловизор «Скат» работает в диапазоне 8¸13 мкм, имеет разрешение 320х240 точек, не требует охлаждения жидким азотом. Интерфейс связи с компьютером RS-485. Для вывода изображения в телевизионном стандарте используется цифро-аналоговый преобразователь, установленный между системным блоком компьютера и его монитором.

Тепловизор установлен на опорно-поворотное устройство, позволяющее направлять его на нужный сектор панорамы. Поле зрения тепловизора совпадает с полем визирующей камеры.

Система функционирует с 2007 г. по нынешний день и в ходе реальной эксплуатации показала пригодность тепловизора «Скат» для мониторинга КС. Частота кадров 25 Гц позволяет вести мониторинг в реальном времени.

ТепСКО СП-1 при хороших погодных условиях обеспечивает видимость до 12 км (Останкинская телебашня на рис. 1.8). Для СП-1 существуют два штатных тест-объекта: здание завода «Фрезер» находящееся на расстоянии 800 м от поста и здание НИИ «Орион» на расстоянии 2 км. Тепловизионный канал СП-1 дает возможность получать контрастное изображение дымов на фоне городской застройки и неба.