Методи та апаратура технологічного контролю
На етапі складання та юстування оптико-механічної частини тепловізорів виникають проблеми, зумовлені непрозорістю у видимому діапазоні компонентів оптичної системи. У зв'язку з цим такі завдання, як оцінка якості оптичної системи, контроль за положенням чутливих елементів ПІ та ін. можуть бути вирішені тільки з використанням фотоелектричних методів.
Контроль якості оптичної системи тепловізорів виробляють з урахуванням аналізу виміряної ОПФ. Існують різні методи вимірювання ОПФ, але найбільшого поширення контролю ІЧ систем отримали методи, засновані на вимірі прикордонної кривої. Суть методу полягає в наступному.
На рис.1 представлена схема установки вимірювання ОПФ. Як тест-об'єкт, розташований у фокальній площині коліматора використовується рухома діафрагма типу "ніж".
Рис. 1 Схема установки для вимірювання оптичних передавальних функцій об'єктивів та приймальних систем тепловізорів: 1 – ІЧ-випромінювач; 2 ножова діафрагма; 3 – коліматор; 4 – контрольований об'єктив; 5 - аналізуюча діафрагма; 6 – ПІ; 7 – підсилювач; 8 – інтерфейсний модуль; 9 - ЕОМ.
Якщо таку діафрагму підсвітити від деякого джерела, то розподіл яскравості у фокальній площині коліматора можна виразити через функцію Хевісайду так
Освітленість у площині зображення контрольованої оптичної системи, припущення, що коліматор не вносить спотворень, описується як
де HN (x) - функція розсіювання лінії;
к0 - коефіцієнт пропорційності.
Потік випромінювання після аналізованої щілинної діафрагми, що має розміри, набагато менші, ніж розмір плями розсіювання контрольованого об'єктива, дорівнює
Якщо вираз (3) продиференціювати і потім обчислити перетворення Фур'є, то отримаємо
Принцип виміру похибок юстування приймальної системи тепловізора випливає з таких властивостей ОПФ. Якщо аналізуюча діафрагма або чутлива площадка ПІ зміщена вздовж оптичної осі, графік функції, що описує модуль ОПФ, за рідкісним винятком у всьому діапазоні просторових частот буде нижче, ніж ОПФ для площини найкращої установки. Якщо аналізуюча діафрагма або чутливі майданчики ПІ усунути від оптичної осі в поперечному напрямку, то графік частотно-фазової характеристики змінить нахил, пропорційно величині зміщення.
Методи та апаратура для атестаційного контролю.
Основними параметрами тепловізора, що підлягають атестаційному контролю, є ДГ і ДТр (vT). Схема установки, призначеної для виміру цих
параметрів, що представлена на рис.2.
Рис 2 Схема установки для атестаційного контролю тепловізорів: 1 та 5 – випромінювачі у вигляді АЧТ; 2 – блок тест-об'єктів; 3 – коліматор; 4 - послаблюючий нейтральний ІЧ фільтр; 6 – напівпрозоре дзеркало; 7 та 8 - контрольований тепловізор.
До складу установки входять два АЧТ, одне з яких підсвічує транспарант з відповідним просторовим коефіцієнтом пропускання, а інше створює рівень рівномірного фону. Для варіювання температурного розмаїття у схемі даної установки передбачені нейтральні змінні ІЧ фільтри. Параметр ДТп вимірюється з використанням осцилографа, а ДТр (vT) визначається суб'єктивним методом на основі оцінок, які дають треновані оператори.