ИНФРАКРАСНАЯ СИСТЕМА КРУГОВОГО ОБЗОРА

Заявляемая полезная модель относится к технике инфракрасных (ИК) систем оптического приборостроения и может быть использована в наблюдательных и прицельных системах кругового обзора.
ИК-системы обнаруживают объекты по их собственному тепловому излучению, что позволяет им работать в пассивном режиме в любое время суток. Кроме того, ИК-системы имеют высокое пространственное разрешение, что обеспечивает высокую точность определения координат объектов.
Известно устройство ИК-системы кругового обзора пространства (см. Ж.Госсорг, «Инфракрасная термография», Москва, изд. Мир, 1998 г., стр.193.), предназначенное для панорамного (кругового) обзора путем непрерывного вращения головки, содержащее ИК-оптическую систему, приемник ИК-излучения и вращающийся коллектор для вывода информации с вращающейся головки на устройство отображения информации.
Недостатками данного устройства являются:
- недостаточная область обзора, т.к. вращение головки с ИК-системой происходит только вокруг вертикальной оси;
- низкая скорость вращения головки;
- ненадежный и недолговечный в эксплуатации вращающийся коллектор для вывода информации с вращающейся головки.
Известно также устройство ИК-системы кругового обзора по патенту US 4221966, опубл. 09.09.1980 г., содержащее неподвижное основание, на котором установлена платформа с возможностью вращения относительно вертикальной оси. Поворот платформы по горизонту осуществляется приводом и контролируется датчиком угла поворота платформы, соответствующие узлы которых установлены на вращающейся платформе и неподвижном основании. На вращающейся платформе жестко установлена ИК-система, содержащая ИК-объектив, который оптически сопряжен с N-элементным (многоэлементным) приемником ИК-излучения. Приемник ИК-излучения соединен с замкнутой системой охлаждения и подключен к последовательно соединенным N-канальному блоку нормирующих усилителей, N-канальному аналого-цифровому преобразователю и электронному коммутатору. Известная ИК-система содержит также канал передачи информации, связанный с устройством отображения информации и управления, который выполнен в виде персонального компьютера с дисплеем и расположен вне платформы.
Недостатками известного аналога являются:
- требующее специальных схем управления высокочастотное коллекторное устройство;
- фоны и наводки при работе устройства, для устранения которых требуются специальные схемы и технические методы.
Наиболее близким аналогом по совокупности существенных признаков к заявляемому изобретению является ИК-система кругового обзора по патенту RU 2189049 С1, опубл. 10.09.2002, содержащая неподвижное основание, установленную на нем платформу, вращающуюся преимущественно вокруг вертикальной оси, снабженную приводом и датчиком угла поворота платформы по горизонту. На платформе установлены: ИК-оптическая система, содержащая ИК-объектив, последовательно соединенные N-элементный приемник ИК-излучения, N-канальный аналого-цифровой преобразователь и электронный коммутатор, а также канал передачи информации, расположенный вне платформы.
Недостатками известного ближайшего аналога являются:
- недостаточно высокое качество изображения информации, передаваемое с вращающейся платформы через высокочастотное коллекторное устройство в устройство отображения;
- недостаточная помехозащищенность передаваемых вращающейся платформой сигналов;
- низкая скорость вращения платформы - 40 оборотов в минуту.
Задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является повышение эффективности наблюдения ИК-системы кругового обзора.
Технический результат заключается в том, что скорость вращения обзора ИК-системы увеличивается до 60 оборотов в минуту.
Для достижения указанного технического результата в известном устройстве инфракрасной системы кругового обзора, содержащем неподвижное основание, установленную на нем платформу с расположенным на ней вращающимся, преимущественно вокруг вертикальной оси, оптико-механическим блоком с фотоприемным устройством и блоком предварительной обработки сигналов, снабженными приводом вращения и датчиком угла поворота по горизонту, установленную в оптико-механическом блоке ИК-оптическую систему, оптически сопряженную с фотоприемным устройством и связанную с блоком предварительной обработки сигналов, который, в свою очередь, связан с неподвижным основанием, состоящим из видеоконтрольного устройства и блока обработки оптического изображения,
- сопряжение вращающегося оптико-механического блока с фотоприемным устройством и блоком предварительной обработки сигналов с неподвижным основанием выполнено через блок передачи данных по оптоволокну;
- платформа выполнена гиростабилизированной;
- блок передачи данных по оптоволокну выполнен в виде разреза оптоволокна на две части с формированием воздушного промежутка между обеими частями оптоволокна, причем одна часть связана с вращающимся оптико-механическим блоком, а вторая закреплена на неподвижном основании.
В инфракрасной системе кругового обзора новая совокупность конструктивных элементов, а также наличие связей между ними позволяют более качественно и надежно передавать оцифрованные, предварительно обработанные сигналы с помощью оптоволоконного кабеля из вращающегося оптико-механического блока с фотоприемным устройством и блоком предварительной обработки сигналов, через блок передачи данных по оптоволокну в неподвижный модуль оптической связи для дальнейшей обработки. Кроме того, значительно увеличивается помехозащищенность передаваемых сигналов.
Сущность предложенного технического решения поясняется чертежом, на котором приведена блок-схема инфракрасной системы кругового обзора.
Инфракрасная система кругового обзора, содержит неподвижное основание 1, установленную на нем платформу 2. На платформе 2 расположен вращающийся, преимущественно вокруг вертикальной оси, оптико-механический блок 3 с фотоприемным устройством 4 и блоком предварительной обработки сигналов 5. Фотоприемное устройство 4 выполнено в виде N-элементного фотоприемника. Оптико-механический блок 3 выполнен как с узкопольной, так и широкопольной ИК-системами. В блоке предварительной обработки сигналов 5 сигнал с фотоприемного устройства 4 оцифровывается и предварительно обрабатывается. Оптико-механический блок 3, фотоприемное устройство 4 и блок предварительной обработки сигналов 5 снабжены приводом вращения 6 и датчиком угла поворота по горизонту 7. В оптико-механическом блоке 3 установлена ИК-оптическая система 8, которая оптически сопряжена с фотоприемным устройством 4 и связана с блоком предварительной обработки сигналов 5. Блок предварительной обработки сигналов 5, в свою очередь, связан с неподвижным основанием 1, которое состоит из видеоконтрольного устройства 11 и блока обработки оптического изображения 12. Сопряжение вращающегося оптико-механического блока 3 с фотоприемным устройством 4 и блоком предварительной обработки сигналов 5 с неподвижным основанием 1 выполнено через блок передачи данных по оптоволокну 9. Оптоволокно разделено на две части с формированием воздушного промежутка между обеими его частями так, что одна часть оптоволокна связана с вращающимся оптико-механическим блоком 3, а вторая часть закреплена на неподвижном основании 1. Платформа 2 выполнена гиростабилизированной. Оцифрованный сигнал передается на неподвижное основание 1 через модуль оптической связи 10.
Заявляемая ИК-система кругового обзора функционирует следующим образом. Сканирование поля обзора по горизонту обеспечивается вращением вокруг вертикальной оси вращающегося оптико-механического блока 3, снабженного датчиком угла поворота (не показан) и приводом вращения 6. Сформированное оптико-механическим блоком 3 ИК-изображение фокусируется на фотоприемном устройстве 4. Считанное N-элементным фотоприемным устройством 4 ИК-изображение поступает в блок предварительной обработки сигналов 5, где оцифровывается и предварительно обрабатывается. Далее поступает в блок передачи данных по оптоволокну 9. Использование передачи данных по оптоволокну 9, разрезанного на две части с воздушным промежутком между ними позволяет осуществить более быструю передачу данных с вращающегося оптико-механическго блока 3 на неподвижное основание 1.
Таким образом, решается поставленная задача и достигается технический результат, состоящий в более качественной и надежной передаче сигнала с большей помехозащищенностью, по сравнению с аналогами, и, как следствие, увеличение скорости вращения обзора до 60 оборотов в минуту с высоким качеством получаемого изображения, которое в дальнейшем анализируется оператором.