Общее устройство тепловизоров и их виды

• Объектива (линзы)
• ИК детектора-микробалометра
• МЭО –модуль электронной обработки
• Дисплея
• Окуляра

Окуляр имеют все тепловизоры за исключением тепловизионных насадок и инженерных приборов. В случае с насадками функцию окуляра выполняет оптический прицел в тандеме, с которым она установлена. У инженерного тепловизора в вижу особенностей конструкции и специфики использования окуляр не предусмотрен.

Линзы тепловизоров изготавливаются из металла германия. Есть разработки предлагающие альтернативные материалы, но их массовое производство пока не нашло широкого применения несмотря на обещанную дешевизну.
Диаметр линз может варьироваться от 10 до 100 миллиметров и более. Применительно к линзам, установленным на тепловизоры существует правило. Чем больше линза, установленная на прибор тем дальше тепловизор может обнаружить и распознать цель. Линзу меньших диаметров чаще ставят на монокуляры и прицелы, рассчитанные для использования накоротке. Линзы более крупные устанавливают чаще на бинокли и «дальнобойные» прицелы. Чем больше линза, тем меньше угол обзора, который вы сможете обозревать и тем больше кратность. И наоборот, чем линза меньше, тем угол обзора больше, а кратность меньше. Материал линзы – германий, дорог. Поэтому цена линзы влияет на стоимость прибора. Больше линза, прибор дороже.
Важное примечание. Надо отметить, что линза 25 или 100 указанная в маркировке не всегда означает, что на приборе установлена линза диаметром 25 или 100 мм.  Это технический нюанс, но о нем надо помнить, так как многих покупателей это вводит в заблуждение. Некоторые производители предусмотрительно об этом умалчивают, экономя деньги на дорогой германиевой оптике.  Если в паспорте изделия или на маркировке прибора после цифры стоит F/1,0 (коэффициент фокусного расстояния), то линза соответствует заявленному размеру. Если же значение F/ больше единицы, то разделив заявленные цифры маркировки линзы на коэффициент вы получите реальный размер линзы
Инфракрасный детекетор - балометр.
Все тепловизоры можно условно разделить на две большие группы. Это фотонные (охлаждаемые и неохлаждаемые) тепловизоры и тепловизоры базе тепловых детекторов (микроболометров). Первые используются в научных целях и на сложных производствах. Технические возможности фотонных тепловизоров значительно превосходят болометры, но и их цена выше на один два порядка. Размеры фотонных тепловизоров так же не способствуют их применению в быту. Болометры же намного дешевле, компактней и соответственно легче своих собратьев, что позволяет их применять в системах широко применяемых в народном хозяйстве.  Микроболометр наиболее дорогая часть тепловизора. В среднем стоимость этого элемента составляет 30% и более от общей стоимости прибора

Принцип работы микроболометра. Неохлаждаемый инфракрасный детектор или болометр — это резистор, изготовленный из вещества с очень малой тепловой емкостью и большим термальным коэффициентом сопротивления. Тепловое излучение, попадающее на детектор сильно, меняет сопротивление датчика. Схема действия болометра основана на изменении сопротивления.  В ИК детекторе попадающее тепло изменяет температуру материала, что, приводит к изменению сопротивления. Этот эффект и позволяет электронному блоку обработки данных выводить на дисплей «тепловое» изображение. Изменение сопротивления одного резистора дает изменение одного пикселя на экране.

Применяемые материалы. При производстве «гражданских» микроболометров наиболее часто применяются такие компоненты, как диоксид ванадия и легированный аморфный кремний. Ванадий проще в производстве, но уступает кремниевым матрицам по показателям сопротивления. Кремний же менее стабилен несмотря на лучшую контрастность получаемого изображения.

МЭО Модуль электронной обработки. Основной задачей этих устройств являются генерация управляющих сигналов болометра, восприятие потока данных и его «оцифровку», с последующей передачей на дисплей.

Окулярная часть тепловизора. Каких-то общих принципов для этой детали тепловизора в настоящее время нет. Тут все зависит от конструкторских решений производителя, однако надо отметить, что у монокуляров и биноклей окулярная часть как правило короче, чем у прицелов.