Висвітлено питання теорії та практики сучасного прецизійного приладобудування. Описано просторову енергосилову структуру п'єзокерамічних перетворювачів, методи та системи оптично-електронної та цифрової обробки сигналів. Наведено автоматичну оцінку параметрів дисторсії для програмного відновлення форми зображень. Проаналізовано вплив типу та параметрів дисплея на ймовірність розпізнавання в оглядовій телевізійній системі. Визначено дальність розпізнавання об'єктів тепловізором з мікроболометричною матрицею. Розглянуто прецизійні методи вимірювання швидкості ультразвуку, визначення геометрії руху потоків електромагнітного випромінювання.

Освещены вопросы теории и практики современного прецизионного приборостроения. Описаны пространственная энергосиловая структура пъезокерамических преобразователей, методы и системы оптическо-электронной и цифровой обработки сигналов. Приведена автоматическая оценка параметров дисторсии для программного восстановления формы изображений. Проанализировано влияние типа и параметров дисплея на вероятность распознавания в обзорной телевизионной системе. Определена дальность распознавания объектов тепловизором с микроболометрической матрицей. Рассмотрены прецизионные методы измерения скорости ультразвука, определения геометрии движения потоков электромагнитного излучения.

Розроблено математичну модель формування сигналу в тепловізорі, яка враховує аберації об'єктива і геометричні, енергетичні та інерційні параметри матричного приймача випромінювання, а також швидкість руху об'єкта спостереження. Одержано аналітичний вираз для розрахунку сигналу на виході довільного пікселя, який враховує параметри об'єктива та приймача випромінювання. Розглянуто приклад розрахунку вихідного сигналу мікроболометричної матриці U3000A, який сформовано точковим об'єктом, що рухається.

Ключ. слова: фотодіод, багатоелементний фотоприймальний пристрій, схеми
Індекс рубрикатора НБУВ: З996-5

Рубрики:

Інфрачервона техніка

Шифр НБУВ: Ж25189 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Розроблено математичну модель формування сигналу в системі тепловізор - оператор, яка дозволила одержати аналітичну формулу для розрахунку мінімальної роздільної різниці температур (МРРТ). Ця формула враховує кутове збільшення системи тепловізор - оператор. Розглянуто обмеження на застосування функції МРРТ у ході проектування тепловізорів. Одержані результати можна використовувати під час проектування тепловізійних систем спостереження різного призначення.

Запропоновано методику розрахунку мінімальної виявленої різниці температур (МВРТ), яка враховує параметри об'єкта спостереження, тепловізора (об'єктива, приймача випромінювання, електронного блока, дисплея) і закони зорового сприйняття зображення. Одержано аналітичну формулу для розрахунку МВРТ, яка дає можливість аналізувати і оптимізувати параметри тепловізора. Розглянуто приклад розрахунку МВРТ.

Розроблено математичну модель формування сигналу в системі тепловізор - оператор, яка враховує сучасні досягнення в дослідженні зорового сприйняття зображення. Одержано аналітичну формулу для розрахунку мінімальної роздільної різниці температур тепловізора, яка враховує реальну модуляційну передавальну функцію ока. Одержані результати можна використовувати у процесі проектування тепловізійних систем спостереження різного призначення.

З використанням удосконалених методик розв'язано задачу підвищення точності розрахунку максимальної діяльності розпізнавання (МДР) тепловізійної системи спостереження (ТСС) та розширено область її застосування. Досліджено наукову задачу розрахунку МДР за шкалою NIIRS. Одна з найбільш розповсюджених систем, яка визначає порогові функціональні можливості ТСС, взаємопов'язана з характеристиками об'єкта, атмосфери, ланок ТСС, зорового аналізатора (ЗА) оператора, умов спостереження. Це дозволяє дослідити вплив цих параметрів на рівень NIIRS, синтезувати нову ТСС для забезпечення необхідної якості зображень за NIIRS, визначити, з якої найбільшої відстані буде забезпечуватись виконання завдання щодо розпізнавання об'єкта з урахуванням його рівня NIIRS, параметрів ТСС і умов спостереження без проведення експериментальних досліджень. Розглянуто математичні моделі атмосфери, ланок ТСС (оптичної системи, приймача випромінювання, блоку електронної обробки сигналу, дисплея), а також властивості та характеристики ЗА оператора. Створено методику, яка передбачає застосування нового підходу до врахування атмосфери, зорового сприйняття оператора, впливу руху та вібрацій зображення об'єкта, електронного збільшення на МДР. Це дозволяє аналізувати взаємозв'язок параметрів об'єкта та фону, загальних метереологічних даних, окремих елементів тепловізора, параметрів ЗА оператора, умов спостереження з МДР ТСС. Використання замість закону Бугера модуляційної передавальної функції атмосфери, дозволяє розраховувати МДР за умов сильного вітру, турбулентності, що було неможливо раніше і дає результати, близькі до експериментальних.

Обгрунтовано роль і місце оптико-електронних пристроїв (ОЕП) у складі сучасних систем керування вогнем (СКВ). Запропоновано нову систему прицілювання та керування зброєю, до складу якої входять дві телевізійні камери і лазерний далекомір. Розглянуто математичну модель системи ціль - ОЕП - оператор для визначення просторового й енергетичного розділення, максимальної діяльності виявлення (МДВ), а також дослідження впливу параметрів окремих компонентів системи на ці характеристики. На підставі цієї моделі одержано загальне рівняння для розрахунку МДВ цілі ОЕП, який працює в автоматичному режимі. Одержано формули для розрахунку роздільної здатності об'єктива та розміру пікселя матричного приймача випромінювання (МПВ), які дозволяють забезпечити необхідну роздільну здатність ОЕП за заданого контрасту зображення. На підставі нового критерію - геометрична шумова смуга - досліджено узгодження аберацій об'єктива з розмірами пікселя МПВ з метою підвищення роздільної здатності ОЕП. Розроблено математичну модель тепловізора з мікроболометричною матрицею, яка передбачає врахування постійної часу та розміру пікселя МВП і аберації об'єктива. З використанням цієї моделі одержано аналітичну формулу для розрахунку сигналу на виході довільного пікселя. Ця формула дозволяє розрахувати кутову похибку визначення координат цілі.

Досліджено характеристики тепловізорів (ТВ) та приймачів випромінювання, які в них використовуються. Доведено, що для підвищення просторової та температурної роздільної здатності ТВ необхідно використовувати приймачі випромінювання, що мають високу питому здатність виявлення, малі розміри чутливого елемента та невелику постійну часу. Розроблено математичну модель формування сигналу в піровідиконі (ПВ), на базі якої одержано аналітичні вирази для просторово-часового імпульсного відгуку та потенціалу мішені. Проведено узгодження основних конструктивних параметрів та режимів роботи ПВ з метою одержання максимального вихідного сигналу. Запропоновано систему параметрів та характеристик для атестації ПВ.

Розглянуто проблему підвищення експлуатаційної ефективності технологічних систем теплоізоляції фасадів з застосуванням тонкошарових декоративно-захисних штукатурок і дрібноштучних виробів шляхом розробки нових технологічних основ з використанням сучасних можливостей полімерних і полімерцементних матеріалів. Запропоновано метод достовірної оцінки експлуатаційної ефективності систем, яка дозволяє співставити закономірності змін показників за натурних умов експлуатації та в апараті штучної погоди, а також визначити співвідношення "рік - кількість циклів". Розроблено процедуру та визначено параметри оцінки ефективності різних конструктивно-технологічних рішень теплоізоляції огороджувальних конструкцій будівель за допомогою тепловізорної зйомки та побудови температурних полей у будинках, що експлуатуються з різними конструкціями зовнішніх стін.

Висвітлено актуальні питання розробки та застосування сучасних методів неруйнівного контролю у різних галузях промислового виробництва як засобу оцінювання технічного стану обладнання й об'єктів підвищеної небезпеки з метою запобігання ушкодженням та аваріям. Наведено матеріали про участь Українського товариства неруйнівного контролю та технічної діагностики в європейському проекті "SHIP-INSPECTOR". Обгрунтовано рекомендації щодо застосування неруйнівного контролю для оцінювання технічного стану та паспортизації об'єктів технологічних комплексів вугільних підприємств. Проаналізовно досвід застосування тепловізорів в аудиті охорони праці. Розглянуто проблеми та перспективи використання методу акустичної емісії для оцінювання технічного стану ємностей для зберігання та транспортування кріогенних продуктів. Визначено ефективність сучасних методів неруйнівного контролю експлуатаційних пошкоджень у металоконструкціях. Розроблено методику технічного огляду й експертного обстеження (технічного діагностування) газорегуляторних пунктів та устновок системи газопостачання України. Висвітлено питання підготовки й атестації технічних експертів з промислової безпеки. Розроблено систему управління якістю випробувань машин, механізмів та устаткування підвищеної небезпеки. Обгрунтовано шляхи удосконалення управління виробництвом та охороною праці на шахтах.

Освещены актуальные вопросы разработки и применения современных методов неразрушающего контроля в различных отраслях промышленного производства как средства оценивания технического состояния оборудования и объектов повышенной опасности с целью предотвращения повреждений и аварий. Изложены материалы об участии Украинского товарищества неразрушающего контроля и технической диагностики в европейском проекте "SHIP-INSPECTOR". Обоснованы рекомендации по применению неразрушающего контроля для оценивания технического состояния и паспортизации объектов технологических комплексов угольных предприятий. Проанализирован опыт применения тепловизоров в аудите труда. Рассмотрены проблемы и перспективы использования метода акустической эмиссии для оценивания технического состояния емкостей для хранения и транспортировки криогенных продуктов. Определена эффективность современных методов неразрушающего контроля эксплуатационных повреждений в металлоконструкциях.

Разработана методика технического обзора и экспертного исследования (технического диагностирования) газорегуляторных пунктов и установок системы газоснабжения Украины. Освещены вопросы подготовки и аттестации технических экспертов по промышленной безопасности. Разработана система управления качестввом испытательных машин, механизмов и оборудования повышенной опасности. Обоснованы пути усовершенствования управления производством и охраной труда на шахтах.

Запропоновано метод проектування оптичної системи тепловізора, яка забезпечує його задані характеристики. Розглянуто приклад розрахунку поля зору, фокусної відстані, діаметра вхідної зіниці та кутового розділення об'єктива.

Індекс рубрикатора НБУВ: Р343.38 + Р. с05

Рубрики:

Радіоелектроніка у діагностиці. Кібернетика і автоматика у діагностиці

Шифр НБУВ: Ж16492 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Розроблено метод розрахунку мінімальної розділюваної різниці температур (МРРТ) тепловізійних систем спостереження, в якому вплив дисплея і спостерігача на МРРТ виключається. На основі математичної моделі тепловізора аерокосмічного базування одержано рівняння для розрахунку МРРТ. Розглянуто приклад застосування розробленого методу для розрахунку МРРТ тепловізора, який використовує мікроболометричну матрицю, для дистанційного зондування Землі.

Вперше вивчено вплив взаємного розташування отворів на температурний режим пожежі у моделі приміщення житлової будівлі. Виявлено залежності температурних режимів і прогрівання огороджуючих конструкцій від кількості отворів та їх взаємного розташування, а також величини щільності пожежного навантаження. Вдосконалено методику експериментального дослідження температурних режимів в об'ємі приміщення та на поверхні будівельних конструкцій, застосуванням одночасно двох способів реєстрації температур: контактного та безконтактного. Запропоновано спосіб створення оптичного контрасту для тепловізійних приладів, у якому використання матриці - металевої сітки із термоконтрастними елементами забезпечило візуалізацію навіть за умов забрудненого газодимовими сумішами оптичного шляху до тепловізора. Набув подальшого розвитку розрахунок температурних режимів пожеж в приміщеннях житлових будівель.

Проаналізовано шляхи підвищення ефективності оптико-електронних прицільних комплексів бронетанкової техніки. Розглянуто тенденції розвитку сучасних і перспективних прицільних комплексів, до складу яких входять візуальний, тепловізійний і телевізійні канали, а також лазерні канали вимірювання дальності до цілі і керування протитанковими ракетами. Обгрунтовано доцільність використання панорамного прицілу та багатоканального прицілу з незалежною лінією прицілювання. Рекомендовано залишити у складі прицільного комплексу оптичний візир, який має високу роздільну здатність і надійність. Зазначено, що для оцінювання ефективності оптичного візиру використано середній час виявлення цілі. Для підвищення ймовірності виявлення цілі запропоновано метод наведення, у випадку якого кутова швидкість візування автоматично регулюється в залежності від дальності до цілі і кратності збільшення візира. Розглянуто більш досконалу математичну модель тепловізійного каналу, яка дозволяє проектувати канал з необхідними характеристиками. Досліджено вплив цифрового збільшення тепловізора на максимальну дальність розпізнавання та вплив фактору заповнення чутливими елементами інфрачервоної матриці на якість зображення. Обгрунтовано доцільність використання тепловізора "Catherine - FC" у складі системи керування вогнем вітчизняного танка "Оплот", що значно підвищує його ефективність. Розкрито вплив механічних збурювань на надійність і ефективність прицільних комплексів. Наведено залежність роздільної здатності системи приціл - оператор від амплітуди і частоти вібрацій, дослідження якої дозволило запропонувати методи стабілізації поля зору прицілу. Розглянуто методи і засоби комплексування візирних і лазерних каналів, які підвищують ефективність їх застосування.

Вирішено наукову проблему підвищення ефективності оптико-електронних систем дистанційного зондування (СДЗ). Розглянуто танковий тепловізор, космічний сканер і лазерні СДЗ. Створено теоретичні основи проектування тепловізійних систем спостереження, в основі яких лежить запропонована модель системи та критерій ефективності у вигляді максимальної дальності розпізнавання. Отримано нові рівняння для розрахунку максимальної дальності розпізнавання за заданій ймовірності розпізнавання з урахуванням електронного збільшення системи. Наведено характеристики танкового тепловізора "Пітон" та розроблено напрямки підвищення його ефективності. Досліджено оптико-електронну систему космічного сканера з метою підвищення його просторового та спектрального розділення. Розроблено оригінальні оптичні схеми сканерів середньої, високої та надвисокої роздільної здатності та конструкцію оптико-механічних блоків, що дозволило одержати якість зображення, близьку до дифракційної межі. Запропоновано схеми гіперспектрометрів і сканерів інфрачервоного діапазону, високоефективної генерації другої та третьої гармонік, а також методи стабілізації ефективності генерації другої гармоніки. Вирішено наукову проблему підвищення енергетичних характеристик лазерних далекомірів та імпульсних лазерів з перетворенням частоти.

Представлено нові методи та технічні засоби контролю і вимірювання фізичних величин, які відбивають процес передачі енергії та речовини в різних технологічних процесах. Розглянуто проблеми проектування вимірювально-інформаційних систем, алгоритми автоматичної компенсації їх похибок, методику вибору по точності засобів одержання вимірювальної інформації, а також метрологічні задачі забезпечення таких систем. Велику увагу приділено побудові високоточних лічильників різних видів енергії та потоків речовин. Описано досягнення в області створення високочутливих приладів та речовин для вимірювання температури, параметрів акустичного поля, оптичних випромінювань та механічних величин. Наведено результати досліджень нових типів лазерних систем, оптичних перетворювачів концентрації, рефлектометрів, а також спеціальних систем для дослідження нетканих та полімерних матеріалів. Ряд питань присвячено ресурсо- та енергозберігаючим технологіям промислових та агропромислових комплексів. Розглянуто ресурсозберігаючі технології в машинобудуванні, в хімічній, легкій, вугільній, металургійній, машинобудівній і харчовій промисловості, а також в переробних галузях сільського господарства. Проаналізовано системи контролю технологічних параметрів, зокрема, глиноземного виробництва, в процесі соекструзії полімерів, переробки відходів поліуретану, а також продуктів рослинництва, тваринництва та рибництва. Описано вплив деформаційно-релаксаційних процесів на різні матеріали, динамічних навантажень в різних механізмах, тепловиділення та структури матеріалів на якість кінцевої продукції. Значну увагу приділено питанням збереження та переробки продуктів сільсько

го господарства. Наведено нові технологічні процеси переробки зерна з виділенням зародкових структур, а також енергозберігаючі технології переробки овочів та фруктів. Проаналізовано кримінально-правові аспекти гарантування безпеки, збереження інформації, алгоритми одержання патентів України, принципи управління ринком праці. Акцентовано увагу на проблемах обов'язкової та добровільної сертифікації, методах і засобах ідентифікації різних видів продукції, впливі шкідливих речовин на якість харчових продуктів. Представлено нові системи інформаційного забезпечення системи контролю і управління якістю, проаналізовано роль підприємств різних форм власності в розвитку економіки України, показано перспективи та шляхи підвищення якості вищої освіти. Представлено сучасні технології лікування та діагностики, описано нові види медичної техніки, а також концепцію створення діагностичної медичної техніки на основі нових фізичних ефектів. Велику увагу приділено аналізу стану та розвитку квантової медицини і відповідному апаратурному забезпеченню, розкрито роль електромагнітного випромінювання в мм-діапазоні довжин хвиль в лікуванні людей та тварин. Наведено результати лікування за допомогою резонансної терапії і розкрито механізм взаємодії міліметрових хвиль з живим організмом, а також описано нові типи медичної апаратури, зокрема, гіперзвукових томографів, імпульсних рефлектометрів, цифрових рентгенівських апаратів, тепловізорів та ін. Значну частину статей присвячено побудові моделей і розкриттю механізму взаємодії різних видів випромінювання з живими організмами. Виконано оцінку лікувальної дії різних рослин.

Розглянуто основні методи зниження шумів тепловізійних зображень, котрі виникають внаслідок використання в тепловізійній камері мікроболометричної матриці. Для моделювання шумів було застосовано закон Гауса. Ефективність методів визначалася за допомогою розрахунку відношення сигнал/шум. Одержано залежності відношення сигнал/шум від параметрів фільтрів, таких як фільтр згладжування Гауса, лінійний метод усереднення, фільтр Вінера та медіанний фільтр. Для повного та об'єктивного аналізу побудовано таблицю, що базується на певних візуальних характеристиках.

Вирішено проблеми узгодження аберацій об'єктива і геометричних параметрів матричного приймача випромінювання (МПВ). На базі профілакторію НТУУ "КПІ" проведено оцінку впливу радіуса кружка розсіювання об'єктива і періоду матриці приймача випромінювання на якість тепловізійного зображення, розглядаючи узгодження модуляційної передавальної функції (МПФ) об'єктива і матричного приймача випромінювання. Розглянуто два критерії узгодження МПФ об'єктива і МПВ для медичного тепловізора. Для порівняння якості тепловізійного зображення запропоновано використовувати ефективну просторову смугу пропускання тепловізора. Відповідно до критерію узгодження, виявлено, що ефективним є використання в тепловізорі об'єктива, що дифракційно обмежений замість абераційного об'єктива. А також показано, що суттєвим є використання в тепловізорі мікроболометричної матриці з меншим періодом пікселів.