Тепловизоры: мифы и легенды

[kartmaxxx]

Вам больше по картинке понравился?

тоже интересно, хотя предполагаю

[терентий100]

...и все таки NETD очень важная величина...мне имхуется...
выше озвученный мной случай на охоте подтверждает (косвенно) о влиянии этого. конечно, сравнивать фокус 100 и 50 не корректно (ну не было больше ничего), но в апекс 50 увидеть зверя только подойдя на 400м (хоть и мокрого и в воде)-это что-то.
производители сенсоров почему-то всегда указывают данную величину при f1.0, но не все производители тепликов...

[yevogre]

А может быть такое, что грамотно рассчитанный объектив с относительным 1:1,2 или 1:1,4 будет лучше работать при использовании его на каком-то конкретном приборе чем описанный ранее 1:1? По-моему, может. Или нет?

1. ОДНОЗНАЧНО бОльшая площадь объектива соберет больше энергии с одинаковой цели (к вопросу об обнаружении)
2. Кирилл, ты абсолютно ПРАВ. К относительному нужен соответствующий счет.
Вот для примера из поста этой темы:

Как видите, у относительного 1:1 есть потенциал поднять контраст до 60%
У 1:1.25 контраст нормальный, а вот 1:1.6 уже, практически, предел.
При этом обратите внимание на то, как реальный график по полю приближается к идеальному с увеличением относительного.
Но при этом еще происходит уменьшение количества полезного сигнала из-за уменьшения диаметра входа.

производители сенсоров почему-то всегда указывают данную величину при f1.0, но не все производители тепликов...

ИМЕННО поэтому для тепловизора данная величина является абсолютно пустым звуком.
Если вам нужен ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ сенсор, то выбирать надобно с оглядкой на NETD.
Другое дело, что в уши потребителю задули бред в виде того, что НЕТД является минимально разрешимой температурой
и матрица с меньшим НЕТД обладает лучшим тепловым распознаванием.
Это чушь - при демонстрации слайд-шоу с частотой 30 кадров влияние оказывает ТОЛЬКО количество улавливаемой энергии.
Количество энергии пропорционально температуре в 4-й степени и СТЕПЕНИ ЧЕРНОТЫ источника.
Так что складки, рельеф и прочее вы видите в зависимости от этой самой степени черноты.
Что касается счета, то количество асферик на качество влияет очень сильно.
Но оно так-же влияет и на цену линзы.
А если добавить киноформ (дифповерхность), то это еще полтинник сверху к цене вне зависимости от количества.
А без киноформа на относительном 1:1 дифкачество не получите.
А без дифкачества относительное уходит на второй план.
В общем там очень много факторов, которые просто не публикуются производителями оптики.
И относительное только верхушка, но очень сильно помогает маркетологам.

[SONY]

Изначально написано yevogre:
Другое дело, что в уши потребителю задули бред в виде того, что НЕТД является минимально разрешимой температурой
и матрица с меньшим НЕТД обладает лучшим тепловым распознаванием.
Это чушь - при демонстрации слайд-шоу с частотой 30 кадров влияние оказывает ТОЛЬКО количество улавливаемой энергии.
Количество энергии пропорционально температуре в 4-й степени и СТЕПЕНИ ЧЕРНОТЫ источника.
Так что складки, рельеф и прочее вы видите в зависимости от этой самой степени черноты.

Вот у нас лето. Грунт прогрелся Солнцем до 36,1 градусов, а на этом грунте засел враг с температурой 36,6 градусов.
Увидим ли мы врага через тепловизор с матрицей 1000 мК и дифракционно-ограниченным объективом f/1?..
Разумеется, что нет: разница между потоком тепла от него и от грунта потонет в шумах.
Вы, конечно, можете сказать, что если долго смотреть на одно место, то мы даже сквозь такой шум заметим, что в каждом кадре здесь теплее. Но тепловизор редко ставят неподвижно на штатив, обычно его держат в (трясущихся) руках, причём часто специально двигают - "сканируют" пространство. Поэтому эффект от усреднения шумов между кадрами минимален, по сути от тепловизора требуется, чтобы цель была чётко различима в каждом кадре.
Разумеется, я тут утрировал: матриц 1000 мК не существует. В самом худшем случае это 100-120 мК, а этот шум уже достаточно мал, чтобы не создавать фундаментальных проблем. Но, всё-таки, чем ниже шумы матрицы - тем менее требователен прибор к навыкам оператора, тем комфортнее с ним работать. И вопрос стоит в том, готов ли человек сильно переплатить за свой комфорт или же он лучше чуть напрягаться будет, зато сэкономит.

[Leser]

Изначально написано SONY:

Вот у нас лето. Грунт прогрелся Солнцем до 36,1 градусов, а на этом грунте засел враг с температурой 36,6 градусов.
Увидим ли мы врага через тепловизор с матрицей 1000 мК и дифракционно-ограниченным объективом f/1?..

Если у них одинаковый коэффициент отражения регистрируемого сенсором диапазона волн ( что в "поле" бывает редко) - Вы его даже в охлаждаемый 10 mK. не увидете, для него нужна разница в 1000 mK при 100 кадрах в секунду, выше я расчеты по ПТУРС Джавелин приводил...

[yevogre]

Вот у нас лето. Грунт прогрелся Солнцем до 36,1 градусов, а на этом грунте засел враг с температурой 36,6 градусов.

Хороший пример. Достойный.
Можно еще упомянуть нагретый воздух, создающий "шумы"
Фундаментальная ошибка ваших высказываний заключается в том, что фон создает не шумы с уровнем.
Фон, цель и пр. выдает СИГНАЛ, т.е. хватает определенную мощность излучения,
которая количественно описана законом Стефана-Больцмана.
А в формуле оного присутствует еще степень черноты цели - она равной или близкой не бывает, ибо даже угол взгляда на нее влияет.
Конечно, влияние температуры первично - там все-таки 4-я степень в формулке....
Но еще раз - НЕТД никакого влияния на разрешимую температуру в теплоВИЗОРАХ не оказывает.
Если цель 36грд на фоне камня 32грд, то с любым НЕТД вы ее увидите только очень сильно вглядываясь.
Прибор-то один, значение сигнал/шум тоже одинаковое - будете ловить возможную МРТД, которая зависит от значения сигнал/шум.
Это значение обычно не меньше 100
НЕТД у хороших матриц 50, у менее качественных 70
Вот и пробуйте поймать разделенные участки с температурой 5 или 7 градусов.
Не путайте базовый уровень шума с тепловым разрешением.
И не сводите все только на температуру - это неправильно.
Хотя сколько-бы я об этом не талдычил, толку ноль...
Приемник по имени "Тепловизор" определяет "антенна" в лице передней оптики, а ее из уравнения обычно убирают.
И пытаются найти разницу, опираясь на эфемерные параметры, в правдивости публикаций которых лично я сомневаюсь.

[zemba]

Изначально написано GTS 12:
По- моему, вопрос, в очередной раз, задается неверно ...
... может быть такое, что грамотно рассчитанный объектив с относительным 1:1,2 или 1:1,4 будет лучше работать при использовании его на каком-то конкретном приборе чем описанный ранее 1:1?

Я понимаю, что относительное не единственная характеристика объектива, и что 50HD Армасайта отличается от 50:1,0 Фортуны. И что от параметров сенсора и дальнейшей обработки сигнала зависит изображение, которое я вижу, тоже понимаю. Меня интересовало влияние отдельного фактора. Ответ я получил, Евгений спасибо.

[SONY]

Изначально написано Leser:
Если у них одинаковый коэффициент отражения регистрируемого сенсором диапазона волн ( что в "поле" бывает редко) - Вы его даже в охлаждаемый 10 mK. не увидете, для него нужна разница в 1000 mK при 100 кадрах в секунду, выше я расчеты по ПТУРС Джавелин приводил...

Если использовать измерительный тепловизор (через монокуляр вы не сможете понять, насколько именно светлое пятно теплее серого фона), то легко можно убедиться в том, что разница температур на одной поверхности (нагретый тапками пол, например, когда по нему прошли) в несколько десятых градуса вполне видна. 0,1 градуса, конечно, не заметишь, но 0,5 - уже запросто. И это с самой обычной матрицей 50-70 мК и ;9 Гц.

Изначально написано yevogre:
Фундаментальная ошибка ваших высказываний заключается в том, что фон создает не шумы с уровнем.
Фон, цель и пр. выдает СИГНАЛ, т.е. хватает определенную мощность излучения,
которая количественно описана законом Стефана-Больцмана.

Ваша фундаментальная ошибка в том, что вы выдумываете ошибки за других...
Никакой такой ошибки я не совершал.

Изначально написано yevogre:
Если цель 36грд на фоне камня 32грд, то с любым НЕТД вы ее увидите только очень сильно вглядываясь.
Прибор-то один, значение сигнал/шум тоже одинаковое - будете ловить возможную МРТД, которая зависит от значения сигнал/шум.
Это значение обычно не меньше 100
НЕТД у хороших матриц 50, у менее качественных 70
Вот и пробуйте поймать разделенные участки с температурой 5 или 7 градусов.

Почему же я отчётливо вижу след тапка с температурой 28,8 градуса на полу с температурой 28,2 градуса?..
Может потому, что на самом деле соотношение сигнал/шум, равное 3, уже вполне достаточно для обнаружения этого самого сигнала не "очень сильно вглядываясь"?..

[yevogre]

Почему же я отчётливо вижу след тапка с температурой 28,8 градуса на полу с температурой 28,2 градуса?..

Это уже проходили...
След ноги увидите, след тапка только если он мокрый или жирный.
Вы видите разницу степени отражения/излучения, а не температуру.
Но можете и дальше считать свою точку зрения единственно правильной.
На этом диспут предлагаю закончить.

Ваша фундаментальная ошибка в том, что вы выдумываете ошибки за других...
Никакой такой ошибки я не совершал.

Для того, чтобы понять свою ошибку, вам надобно понять как работает микроболометр.
Просто отсечь разницу температур и сосредоточиться на мощности излучения.
И заодно почитать что-же такое NETD.

соотношение сигнал/шум, равное 3

Это вообще из области.
3 Дб еще куда ни шло, но просто 3 - вы вообще ничего не увидите.
Разве что частоту кадров до 1Гц снизите, увеличив время экспозиции.

[kartmaxxx]

Вы видите разницу степени отражения/излучения, а не температуру.

именно поэтому на снегу видно дорогу от авто, хоть оно и не проезжало сутки, температура покрытия вообще одинаковая, излучение разное, снег в колее плотнее, близко ко льду. Мы видим излучение мощность которого на прямую зависит не только от температуры, но и от самой поверхности, а вот что она больше, отражает или излучает, это вопрос

[Leser]

Изначально написано yevogre:
Это уже проходили...

Причем много раз...

[Leser]

А вообще, для наглядности, можно собрать элементарный "лабораторный" стенд для определения MRTD (минимально разрешаемой разницы температур):
Круглая металлическая пластина с небольшим нагревательным элементом в центре, и два термодатчика (в центре и на краю пластины).
Устанавливаем теплики на штатив, включаем нагреватель и смотрим, до какой разницы температур края и центр пластины будут светиться неравномерно.
Для наглядности визуализации прогрева можно квадратную пластину взять.
И никаких собак, сервантов, шкафов и перчаток с расчетом их теплопроводности и градиентов не нужно...

[zemba]

Изначально написано Leser:
И никаких собак, сервантов, шкафов и перчаток...

Механистически как-то, без души)))

[SONY]

Изначально написано yevogre:
След ноги увидите, след тапка только если он мокрый или жирный.

Я так понимаю, что когда я лазером рисую тепловые узоры, они тоже жирные, и именно поэтому видны, а не из-за нагрева пола на 0,5 градуса...

Изначально написано yevogre:
Это вообще из области.
3 Дб еще куда ни шло, но просто 3 - вы вообще ничего не увидите.
Разве что частоту кадров до 1Гц снизите, увеличив время экспозиции.

Вот это вообще шикарно...
Довожу до вашего сведения, что 3 дБ разницы в мощности - это 2 раза. А я говорю про 3 раза - это 5 дБ.

[Leser]

Изначально написано SONY:

Почему же я отчётливо вижу след тапка с температурой 28,8 градуса на полу с температурой 28,2 градуса?..

Подскажите, чем и как успели замерить такую разницу температур в центре массива (пол) и во что ее наблюдали...

0,1 градуса, конечно, не заметишь, но 0,5 - уже запросто. И это с самой обычной матрицей 50-70 мК

Вообще конечно, у FLIR уже есть приборы на LWIR с чувствительностью 0.5 гр.С (параметр Screening), при точности +/- 2 гр.С (параметр Accuracy). Но это специальный измерительный инструмент с сенсорами <40mK и соответствующим задаче программным обеспечением...
https://www.flir.com/products/t530/

[Карданиус]

заякорюсь почитать на досуге...

[Читатель]

Был #356

Матрица с "пикселем" 25мк более чувствительна как ранее писали,
Получается с 17мк можно сделать не хуже собрав больше света?
Увеличить диаметр линзы/фокус.
???

Изначально написано yevogre:
Нужно увеличить относительное отверстие.
Просто диаметр без привязки к фокусу увеличивать бесполезно.
Если поднять относительное до 1:1, то эффект будет виден однозначно.
Конечно, если это делать грамотно, а не просто увеличивая диаметр.

Евгений, а есть примеры грамотных на ваш взгляд решений в 17й матрице? Подбираю тепляк, а Квантум уже кажется старым мастодонтом.

[yevogre]

Евгений, а есть примеры грамотных на ваш взгляд решений в 17й матрице?

Затрудняюсь ответить.
Параметры используемой оптики покрыты тайной.
И не потому, что это тайна, а потому, что оптика, как таковая, практически всеми производителями выведена за скобки.
Т.е. кроме относительного больше ничего в параметрах не участвует.
ТОЛЬКО мнения "практиков", рассуждающих о вкусе апельсина.
Я знаю, что Пульсар оптику проектировал под себя.
То-же самое делает ДЕДАЛ.
Остальные закупают готовое, а там полное отсутствие информации.

[zemba]

Евгений, если не затруднит, объясните пожалуйста, как на кратность прибора влияет экран и окуляр.
Можно на примерах:
Тор 640х512 с объективом f50 - кратность 2.5, экран 800х600, eye relief 28. Поле по спецификации 12.5. Но на реальном приборе объектив не тот, что на фото в мануале. Реально стоит объектив Армасайта, с ним кратность визуально меньше, чем у Хелиона с таким же объективом. Я бы осторожно оценил, что кратность 2.
Хелион 640х480 f50 кратность 2.5 с родным объективом, экран 640х480, relief 16. Поле с родным объективом 12.4. Если поставить объектив Армасайт с тем же фокусом, кратность непонятна, но явно больше, чем у Тора. Поле Армы 14.8 по спецификации 640го Зевса.
Трейл 640, кратность 1.6, экран 640х480, удаление 50. Поле горизонтальное 12.4 градуса.

[yevogre]

как на кратность прибора влияет экран и окуляр

В принципе, отдельно никак.
Дисплей имеет физический размер (800 Х 600, 12.6um пиксель, диагональ 12,6мм)
Рассматриваем его с дистанции 250мм и получаем исходный угол в 3 градуса.
Далее берем окуляр (в данном конкретном это просто лупа) и узнаем его фокусное расстояние.
Судя по АйРелифу где-то около 25мм
Увеличение лупы 250/f' - в данном случае 10Х
Определяем угол, под которым прибор цель ПОКАЗЫВАЕТ = 3грд Х 10Х = 30грд.
Берем только горизонт:
Угол поля по горизонту 23 грд
Увеличение прибора есть соотношение углов, под которым прибор показывает к тому, под которым прибор ВИДИТ.
Угол, под которым прибор ВИДИТ есть производная от размера матрицы и фокуса объектива.
По горизонту 640 * 0,017 = 10,88
ATAN(10,88/50)=12.3грд
Увеличение 23 / 12,3 = 1,86Х
Если фокус окуляра БОЛЬШЕ, увеличение будет еще меньше и, соответственно, наоборот.

[zemba]

Евгений, спасибо.
Начал переваривать. Чтобы облегчить процесс, можно еще несколько вопросов?
1. Физический размер пикселя дисплея 640х480 как у 800х600, а диагональ 10,08?
2. Почему рассматриваем дисплей с расстояния 250 и для всех ли приборов это расстояние +/- одинаковое или от чего зависит?
3. Как на основании айрелифа прикинуть какой фокус?
4. Может ли быть поле Армасайта больше 14 градусов, если поле по горизонту для всех объективов F50 и матриц 640 одинаковое?
5. Есть ли у вас инфо по фокусному окуляра у ЭОПных прицелов Дедала?

[yevogre]

1. Физический размер пикселя дисплея 640х480 как у 800х600, а диагональ 10,08?
2. Почему рассматриваем дисплей с расстояния 250 и для всех ли приборов это расстояние +/- одинаковое или от чего зависит?
3. Как на основании айрелифа прикинуть какой фокус?
4. Может ли быть поле Армасайта больше 14 градусов, если поле по горизонту для всех объективов F50 и матриц 640 одинаковое?
5. Есть ли у вас инфо по фокусному окуляра у ЭОПных прицелов Дедала?

1. Это не диагональ, это горизонтальный размер.
У 800Х600 пиксель 12.6мкм, а у 640Х480 кажется 15мкм.
Так что размер будет 9.6мм
2. Это т.н. формула увеличения линзы. Из учебника физики.
250мм минимальное расстояние аккомодации глаза.
3. Они примерно равны для гляделок. Для прицелов примерно половина.
4. Арктангенс отношения размера матрицы к фокусу не зависит от названия.
Если фокус меньше 50мм, то поле будет больше. И наоборот.
5. Точной цифры нет, но там 26...27мм где-то

[zemba]

Большое спасибо.

[zemba]

Евгений, ещё вопрос в развитие темы про увеличение. На Торе окуляр от ПВС14 (на IR hunter, говорят тоже), не знаете, там фокус равен релифу?

[yevogre]

На Торе окуляр от ПВС14

На ПВС-14 фокус окуляра 25мм
Но поле окуляра рассчитано на диаметр экрана ЭОП, а это 18мм.
Диагональ ОЛЕДа 12мм, так что АйРелиф можно увеличить, добавив легких искажений по краям.

[zemba]

Это просто другой наглазник поставить или какую-то проставку, отодвигающую окуляр от прицела?

[yevogre]

Это просто другой наглазник поставить или какую-то проставку, отодвигающую окуляр от прицела?

Просто отодвинуть глаз.
По моим расчетам можно отодвинуть до 45мм где-то - тогда диагональ полностью впишется в поле за окуляром.
Но так как окуляр считан под 25мм, края будут несколько нарушены.
Кроме того окуляр считан под сферический экран.
Так что преимуществ никаких - сам окуляр не такой уж дешевый.

[zemba]

Менять на окуляр от 480/490 ЭОПного Дедала стоит?
Мне рекомендовали, сказали будет комфортнее. Б/ушный окуляр есть.

[yevogre]

Оптическая система, применяемая в этих приборах, не совсем окуляр.
Это, скорее, лупа.
А лупа это как очки - смотрите, сравниваете и выбираете что лучше.
Конечно от прицела будет лучше - АйРелиф будет больше, стрельба комфортнее вне зависимости от наглазника.

[zemba]

Евгений, а что такое барий-строцум-титанат?
Это ведь что-то древннее. Там матрица 25 мкм?