(54) ТЕПЛОВИЗОР(54) HEAT
Изобретение относитс к методам регистрации и измерени параметров тепловых полей и может быть использовано при разработке инфракрасных систем телевизионного типа (теплови зоров), использующих в качестве чувствительного элемента видикон с пироэлектрической мишенью. Известны тепловизоры, предназначенные дл визуализации и контрол тепловых полей, содержащие последов тельно установленные инфракрасный Объектив, модул тор, видикон с пИро эл1гктрической мишенью, блок управлени , блок обработки видеосигнала и блок индикации 1. В качестве модул тора использует диск с секхорными отверсти ми,установленный на валу электродвигател . Однако такой модул тор не обеспечивает требуемой параллельности и синхронности движени сектора С вертикальной (кадровой) скоростью движени электронного луча, сканирую щего мшиень, что приводит к низкой эффективности модул ции излучени . Известен также тепловизор с модул тором, обеспечивающим закрывание и открывание мишени (ёинхронное и параллельное ) с вертикальной скоростью электронного луча и представл ющим собой механическую систему, состо щую из двух шестерен, на которых специальньм образом закреплены шторки 2. Однако такой тепловизор имеет сложную систему синхронизации частоты вращени модул тора и малую надежность работы, св занную с ограниченным сроком службы механических деталей модул тора. Цель изображени - упрощение и повьниение надежности тепловизора. Поставленна цель достигаетс тем, что в тепловизоре модул тор выполнен в виде электрооптических чеек, расположенных в плоскости, параллельной плоскости пироэлектрической мишени видикона, и подключенных к выходам блока синхронизации , а блок синхронизации содержит кольцевой счетчик, формирователь импульсов синхронизации и формирователь импульсов управлени , вход которого вл етс первым входом блока синхронизации, а выход подключен к первым входам кольцевого счетчика, выходы которого подключены к выходам блока синхронизации, а вторые входы - к выходам формировател импульсов синхронизации, вход которого вл етс вторым входом блока синхронизации. На фиг, 1 представлена функциональна схема тепловизора;на фиг.2 схема блока синхронизации. Тепловизор содержит инфракрасный объектив 1, модул тор 2, видикон 3 с.пироэлектрической мишенью 4,блок 5 управлени , блок б синхронизации, блок 7 обработки видеосигнала и бло 8 индикации. Блок синхронизации содержит кольцевой счетчик 9, формирователь 10 импульсов синхронизации и формирователь 11 импульсов управлени . Тепловизор работает следующим образом. Излучение исследуемого объекта (на фиг.1 не показан) с помощью объектива 1 проходит модул тор 2 и проецируетс на мишень 4 видикона 3. Под действием падающего излучени мишень генерирует электрические зар ды, пропорциональные ее облучен ности. Эти зар ды считываютс электронным лучом, в результате чего на нагрузке мишени возникает видеосиг нал, который затем поступает в блок 7 обработки видеосигнала и далее в блок 8 индикации. Дл получени максимального видеосигнала необходимо падающее излучение модулиро вать так, чтобы кажда точка мишени нагревалась (модул тор открыт) или охлаждалась (модул тор закрыт) в течение периода кадра. Такой режим модул ции обеспечиваетс в т случае, если прерывание излучени осуществл етс с периодом, равньил двум периодам кадра и синхронно с вертикальной скоростью движени электронного луча. Дл этого модул тор 2 выполнен в виде электроопт ческих чеек, расположенных последовательно в плоскости, параллельн плоскости пироэлектрической мишени в непосредственной близости от нее и подключенных к выходам блока б синхронизации. Причем модул тор 2 может быть выполнен из набора отде ных чеек, длина каждой из которых перекрывает размер кадра по строке или же монолитным (по размеру кадр на одной стороне которого сформировано п горизонтальных изолирован ных друг от друга электродов. Коли чество чеек определ ет эффективно модул ции m и выбираетс из услови 11 - - Блок 6 синхронизации обеспечива переключение чеек модул тора 2 в открытое или закрытое состо ние синхронно с вертикальной скоростью электронного луча. Дл этого строч синхроимпульсы с одного из выходов лока 5 управлени поступают на вход ормировател 11 импульсов управлеи , который вл етс первым входом лока 6 синхронизации. С выхода ормировател 11 импульсы, период ледовани которых равен периоду адра, деленному на количество чеек модул тора 2, поступают на первые (счетные) входы кольцевого счетчика 9. Одновременно с другого выхода блока. 5 управлени кадровые синхроимпульмы поступают на вход формировател 10 импульсов синхронизации , вл ющимс вторым выходом блока 6 синхронизации. На выходах формировател . 10 формируютс две последовательности импульсов, .сдвинутых друг относительно друга на период кадра. Частота следовани этих импульсов в два раза ниже частоты кадров, а длительность импульсов равна длительности обратного хода кадровой развертки. Эти импульсы поступают на вторые (синхронизирующие ) входы кольцевого счетчика и используютс дл установки счетчика 9 в нулевое или единичное состо ние в начале цикла кадровой развертки . Если под действием кадрового синхроимпульса триггеры счетчика 9. установились в нулевое состо ние, то на выходах блока б синхронизации, подключенного к выходгц кольцевого счетчика, и на всех чейках модул тора 2 будут низкие потенциалы, что соответствует открытому модул тору. Под действием управл ющих Ямпульсов, поступающих на первые входы кольцевого -счетчика 9 триггеры счетчика последовательно переход т в состо ние с высоким выходным потенциалом и одновременно высокие потенциалы возникают на соответствующих чейках модул тора 2, перевод его синхронно с движением электронного луча в закрытое состр ние. К концу периода кадра все чейки модул тора закрыты и под действием кадрового синхроимпульса все триггеры счетчика 9 наход тс в единичном состо нии до тех пор, пока электронный луч tre возвратитс в исходное состо ние, соответствующее началу очередного цикла кадровой развертки. Теперь.под действием управл ющих импульсов триггеры счетчика 9 последовательно переход т в состо ние с низким выходным потенциалом , что приводит к открыванию соответствующих чеек модул тора 2. При этом электронный луч считывает с мишени видикона 3- зар ды, отвечающие предьвдущему кадру охлаждени мишени. С началом очередного кадра считываютс зар ды, отвечающие кадру нагревани мишени. Далее цикл повтор етс . Таким образом, осуществл етс надежна синхронизаци работы модул тора с горизонтальной и вертикальной скоростью развертки электронного луча видикона.The invention relates to methods for recording and measuring parameters of thermal fields and can be used in the development of television-type infrared systems (radios) using a vidicon with a pyroelectric target as a sensitive element. Thermal imagers are known for visualizing and monitoring thermal fields, which contain successively installed infrared lens, modulator, vidicon with a sensory target, control unit, video signal processing unit, and display unit 1. As a modulator, it uses a sechore hole installed on the motor shaft. However, such a modulator does not provide the required parallelism and synchronism of movement of the sector C with the vertical (frame) speed of movement of the electron beam of the scanning target, which leads to a low efficiency of radiation modulation. Also known is a thermal imager with a modulator that provides closing and opening of the target (synchronous and parallel) with the vertical speed of the electron beam and is a mechanical system consisting of two gears on which the shutters 2 are attached in a special way. rotational speed of the modulator and low reliability of operation associated with the limited service life of the mechanical parts of the modulator. The purpose of the image is to simplify and improve the reliability of the imager. The goal is achieved by the fact that in the thermal imager the modulator is made in the form of electro-optical cells located in a plane parallel to the plane of the Vidicon's pyroelectric target and connected to the outputs of the synchronization unit, and the synchronization unit contains a ring counter, a synchronization pulse shaper and a pulse shaper control, whose input is the first input of the synchronization unit, and the output is connected to the first inputs of the ring counter, the outputs of which are connected to the outputs of the synchronization unit, and The second inputs are to the outputs of the synchronization pulse generator, whose input is the second input of the synchronization unit. Fig, 1 shows a functional diagram of the imager; Fig. 2 diagram of the synchronization unit. The imager contains an infrared lens 1, a modulator 2, a vidicon 3 with a pyroelectric target 4, a control unit 5, a synchronization unit b, a video signal processing unit 7, and an indication unit 8. The synchronization unit comprises a ring counter 9, a synchronization pulse shaper 10, and a control pulse shaper 11. The imager operates as follows. The radiation of the object under study (not shown in Fig. 1) with the aid of lens 1 passes the modulator 2 and projects onto target 4 of Vidicon 3. Under the action of incident radiation, the target generates electric charges proportional to its irradiation. These charges are read by an electron beam, as a result of which a video signal is generated at the target load, which then goes to the video signal processing unit 7 and then to the display unit 8. To obtain the maximum video signal, it is necessary to modulate the incident radiation so that each point of the target is heated (the modulator is open) or cooled (the modulator is closed) during the frame period. This modulation mode is provided if the interruption of radiation occurs with a period equal to two frame periods and synchronously with the vertical speed of the electron beam. For this purpose, the modulator 2 is made in the form of electro-optical cells arranged in series in a plane parallel to the plane of the pyroelectric target in its immediate vicinity and connected to the outputs of the synchronization unit b. Moreover, modulator 2 can be made of a set of separate cells, the length of each of which overlaps the frame size by line or monolithic (by the size of the frame, on the side of which, n horizontal electrodes are formed, isolated from each other. The number of cells effectively determines m and is selected from condition 11 - - Synchronization unit 6 ensures that the cells of the modulator 2 are switched to the open or closed state synchronously with the vertical speed of the electron beam. For this, the clock pulses from one of the local outputs 5 controls are fed to the input of the control puller 11, which is the first input of synchronization lock 6. From the output of the actuator 11 pulses, the study period of which is equal to the adra period, divided by the number of cells of the modulator 2, are fed to the first (counting) inputs of the ring counter 9 Simultaneously from the other output of the control unit 5, the frame sync pulses are fed to the input of the generator 10 of the synchronization pulses, which is the second output of the synchronization unit 6. At the outputs of the driver. 10, two sequences of pulses are formed, shifted relative to each other by the period of the frame. The frequency of these pulses is two times lower than the frame rate, and the duration of the pulses is equal to the duration of the reverse frame sweep. These pulses arrive at the second (synchronizing) inputs of the ring counter and are used to set counter 9 to zero or one at the beginning of a vertical sweep cycle. If under the action of the frame sync pulse the triggers of the counter 9. are set to the zero state, then the outputs of the synchronization block b connected to the output of the ring counter and all cells of the modulator 2 will have low potentials, which corresponds to an open modulator. Under the action of the control Yampulsy arriving at the first inputs of the ring-counter 9, the counter triggers successively go into a state with high output potential and simultaneously high potentials arise on the corresponding cells of the modulator 2, transferring it synchronously with the movement of the electron beam to the closed state. By the end of the frame period, all modulator cells are closed and under the action of the frame sync pulse all the triggers of the counter 9 are in the unit state until the tre electron beam returns to the initial state corresponding to the beginning of the next frame scanning cycle. Now, under the action of the control pulses, the triggers of the counter 9 are successively switched to a state with a low output potential, which leads to the opening of the corresponding cells of the modulator 2. In this case, the electron beam reads from the vidicon 3 target charge corresponding to the previous frame of the target cooling. At the beginning of the next frame, charges corresponding to the target heating frame are read. Then the cycle repeats. Thus, a reliable synchronization of the modulator operation with the horizontal and vertical scanning speed of the electron beam of the vidicon is carried out.