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夜視儀原理詳解

文章來源: 人氣:678 發(fā)表時(shí)間:2018-01-31

夜視儀是一種夜晚觀測(cè)目標(biāo)的隱蔽設(shè)備。隱蔽是最為主要的特點(diǎn),如果不需要隱蔽,直接用強(qiáng)光手電就能觀測(cè)到目標(biāo)。而很多夜視儀使用的紅外輔助光源,如果開啟,是會(huì)被被觀測(cè)目標(biāo)發(fā)現(xiàn)的。所以部隊(duì)在使用夜視儀時(shí)是必須關(guān)閉紅外燈的。一代夜視儀由于技術(shù)的限制,在稍微暗一點(diǎn)的情況下,就必須開啟紅外燈。所以一代夜視儀可以說不是一種隱蔽設(shè)備。在購買夜視儀是,建議購買二代夜視儀,才能真正在夜晚看清非常遠(yuǎn)的目標(biāo)。

透鏡,濾光片研發(fā)生產(chǎn).jpg

  夜視儀原理就是將來自目標(biāo)的人眼看不見的光(微光或紅外光)信號(hào)轉(zhuǎn)換成為電信號(hào),然后再把電信號(hào)放大,并把電信號(hào)轉(zhuǎn)換成人眼可見的光信號(hào)。

  專業(yè)講:紅外夜視儀原理就是通過目鏡將光線聚焦在影象增強(qiáng)器上來采集和增強(qiáng)現(xiàn)有光線,在增強(qiáng)器內(nèi)部,一個(gè)光電陰極會(huì)被光“激活”,并將光子能量轉(zhuǎn)變成電子,這些電子經(jīng)過一個(gè)位于增強(qiáng)器內(nèi)部的靜電區(qū)域被加速后,撞擊在磷表面屏幕上(就好象一個(gè)綠色的電視屏幕),形成人眼可見的圖象。經(jīng)過對(duì)電子的加速,增強(qiáng)了亮度和圖象的清晰度。

  近幾年夜視儀已經(jīng)逐漸的深入到我們工作和生活中,但是很多人紅外線夜視儀的工作原理并不是很了解,從而導(dǎo)致購買夜視儀時(shí)無從下手,下文將詳細(xì)介紹紅外線夜視儀的工作原理及分類:

  一. 夜視儀原理

  夜視儀收集現(xiàn)有的環(huán)境中存在的光(月光,星光,或者是紅外光)通過鏡頭前端。通過這個(gè)點(diǎn),電子從管子一頭射入時(shí),便在管內(nèi)來回碰撞,激發(fā)出越來越多的電子,這些電子被管壁的電壓加速,并且碰撞出的幾何級(jí)數(shù)增加的電子,使得管子末端出射的電子獲得很高的增益,放大或者更多一點(diǎn),變成我們可以看到的光,由紅外光變成可見光,便實(shí)現(xiàn)了無須紅外照明的微光觀測(cè)。

  二.為什么紅外夜視儀的成像是綠色的而不是呈紅色的紅外光譜?-夜視儀原理

  絕對(duì)0 度以上的物體都要輻射能量。溫度越低,波長(zhǎng)越長(zhǎng)。一般室溫時(shí),為紅外線。當(dāng)溫度為800度左右,輻射為可見光,就是為什么鐵燒紅了你能看到亮光。紅外線我們是看不見的,晚上了,沒有可見光,但是仍在輻射紅外線,人和周圍的樹木的溫度不同,輻射的紅外線波長(zhǎng)也不同。紅外夜視儀的原理是將我們?nèi)庋劭床患t外線轉(zhuǎn)化成為可見光。因?yàn)檩椛涞募t外線很弱,所以轉(zhuǎn)化成的可見光也很弱。圖像呈綠色是因?yàn)槲覀兊难劬?duì)綠光感光性最敏感,而且容易疲勞,這些都是使我們對(duì)弱光看得更清楚些。而且紅光和綠光的區(qū)別就是波長(zhǎng)不一樣而已,很容易轉(zhuǎn)變的。夜間模糊的圖象→光電陰極(把光子轉(zhuǎn)化為電子)→微通道板(通過高壓使電子數(shù)量增加)→熒光屏(電子撞擊一個(gè)具有磷光質(zhì)涂層的屏幕)所以紅外夜視儀看到的景象大多是綠色的

  三.紅外夜視儀圖像增強(qiáng)管的代數(shù)-夜視儀原理(沒找到解說,根據(jù)自己的理解寫了一段。這個(gè)理科生比較容易懂,知道就行,不需要理解,中間涉及的知識(shí)屬于物理專業(yè),不是我們特別關(guān)注的領(lǐng)域) 這些短管時(shí),更多的電子被釋放。這個(gè)特殊的過程使得第二代紅外夜視儀可以增強(qiáng)光線,提供比一代更明亮更清晰的圖像。因?yàn)樵黾恿诉@個(gè),所以貴! 三代是在二代的基礎(chǔ)上增加了敏化物——砷化鎵,由此獲得了更加明亮清晰的圖像。另外增鍍了離子阻隔膜延長(zhǎng)管子的使用壽命。砷化鎵是一種深海提取物,因?yàn)樘釤挼倪^程比較復(fù)雜,所以也是價(jià)格昂貴的一個(gè)原因。 四代由于涉及到一些軍方技術(shù)問題,屬于違禁品,無法進(jìn)口。

  增像管的代數(shù)直接影響到紅外夜視儀的觀測(cè)距離和觀測(cè)效果。當(dāng)然這也不是絕對(duì)的。紅外夜視儀的效果還收到鏡片質(zhì)量,口徑大小,倍數(shù)大小,內(nèi)部原器件的干擾,以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)的影響。所以同樣是1代+的紅外夜視儀各型號(hào)之間是有較大差距的。

  夜視儀的代數(shù),指的就是夜視儀的增像管代數(shù),理論上代數(shù)越高,看得越遠(yuǎn),越清晰。

  第一,第二,第三,第四代夜的主要區(qū)別就是增像管代數(shù)的不同了,現(xiàn)在世界上最流行的就是2代管,但是由于我國夜視儀發(fā)展比較晚,目前在市面上更多的見到的是第一代夜視儀。

  1.第一代夜視儀,讓你在晚上看清楚了這個(gè)世界,給你提供了一個(gè)明亮的晚上,費(fèi)用相對(duì)也低廉些。但是一代夜視儀基本上是需要借助紅外輔助光源才能看到。觀看距離非常有限,所以很多人認(rèn)為一代夜視儀,特別是單筒一代夜視儀,其實(shí)是一個(gè)玩具,根本無法使用。

  在實(shí)際使用中的最低要求,也需要使用雙筒的一代+夜視儀,因?yàn)橐恍﹥?yōu)秀的雙筒夜視儀如:奧爾法TRACKER 560,B550都是采用雙增像管,加上雙鏡頭通過率更高,相對(duì)單筒夜視儀其亮度會(huì)明顯提高,能夠大大提高觀測(cè)距離。

  一代夜視儀是一種經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的夜視儀,但是盡量選擇雙筒的夜視儀,在美國市場(chǎng),2012年一款全新的一代+雙筒夜視儀奧爾法B550面市,由于這是世界首款中央調(diào)焦的雙筒夜視儀,而且相對(duì)其它的雙筒夜視儀,由于其采用了軍用級(jí)的1代+增像管,讓其有更遠(yuǎn)的觀測(cè)距離。在2012年上市第一年就成為全美一代+夜視儀銷量王。2.第二代夜視儀主要用于執(zhí)法機(jī)構(gòu)或者專業(yè)的應(yīng)用,第一和第二代的主要區(qū)別是增加了微通道板,通常稱為MCP的。該MCP的工程作為一個(gè)電子放大器,并直接放在背后的光陰。當(dāng)電子通過這些短管,數(shù)以千計(jì)的電子被釋放。這額外的進(jìn)程使第二代夜視儀放大光有更多的亮度。比第一代給你一個(gè)更光明的和清晰的圖像。說到二代夜視儀,不得不提的兩個(gè)品牌就是ORPHA和愛吉。ORPHA奧爾法可以說在夜視儀領(lǐng)域的位置非常重要,他是美國軍方最大的夜視儀供貨商,從一代到四代,美國軍方都是和ORPHA一起開發(fā)夜視儀產(chǎn)品。而美國愛吉在數(shù)碼夜視儀領(lǐng)域可以說是領(lǐng)軍人物,其知名的NV2020占據(jù)了全球數(shù)碼夜視儀50%以上的市場(chǎng)份額,美國軍方采購的數(shù)碼夜視儀90%都是愛吉這個(gè)品牌

  二代夜視儀在性能上相對(duì)一代夜視儀,有質(zhì)的飛躍,可以這樣說,只有二代夜視儀才是真正的夜視儀,才能在非常暗的情況下,可以非常清晰地觀測(cè)到目標(biāo)。

  現(xiàn)在二代夜視儀占據(jù)了夜視儀的主要市場(chǎng),非常知名的型號(hào)有ORPHA G450和ORPHA TRACKER560二代+雙筒夜視儀。ORPHA G450作為連續(xù)兩年全球二代+夜視儀銷量冠軍,其不到2000美金的售價(jià),讓其成為最佳性價(jià)比王。

  

  3.第三代夜視儀是最新的夜視技術(shù)。通過增加一個(gè)敏感化學(xué)品,砷化鎵的photocatnode一個(gè)更光明的和清晰的圖像實(shí)現(xiàn)。然而,大大更加昂貴然后第一或第二代。典型的第三代股將耗資超過30000美元。

  4.第四代夜視儀:第4代夜視儀技術(shù)的最大的技術(shù)突破在圖像加強(qiáng)在過去的10年。通過消除離子阻隔薄膜表明大幅度增加目標(biāo)探測(cè)距離和決議,特別是在極低的輕水平。

  使用膠片的技術(shù)和自動(dòng)門控電源的第四代像增強(qiáng)導(dǎo)致:

  高達(dá)100 %的改善光。的出色表現(xiàn)極其微光(更好的S / N和EBI的)至少有三高光決議(至少36罐/月相比, 12罐/毫米)有顯著改善,相反的水平和性能方面的所有光線條件下,第四代代表頂級(jí)產(chǎn)品的性能在夜視市場(chǎng)。

四.夜視儀的紅外照明?-夜視儀原理

  所有星光范圍需要一些光放大。這意味著,如果你是在完全黑暗的你不能看到。由于這一點(diǎn),我們有一個(gè)內(nèi)置的紅外線照明燈,即使在完全黑暗。在紅外線照明燈就像一個(gè)手電筒的距離,您可以看到這將是有限的。我們使用最強(qiáng)大的人眼安全照明燈在市場(chǎng)上。所有紅外燈的距離一般最遠(yuǎn)就到100米,由于電力在短距離的紅外線照明燈可能只包括40-60 %的可視面積。 所以在全黑的情況下,夜視儀不論幾代,最遠(yuǎn)的可視距離就在100米了。如果你需要在全黑情況超過100米,您只能選擇熱像儀。

  同時(shí)紅外發(fā)射器在實(shí)際使用中,是會(huì)被被觀測(cè)目標(biāo)發(fā)現(xiàn)爆點(diǎn)的(就是機(jī)身上的紅外設(shè)器使用時(shí),遠(yuǎn)處看會(huì)看到紅點(diǎn)),所以在部隊(duì)上使用時(shí),是不允許開啟紅外燈的。所以二代及以上的夜視儀紅外燈都很小,距離只有10米左右,以免被對(duì)方發(fā)現(xiàn)。

  一代夜視儀沒有辦法,不使用紅外發(fā)射器在稍微暗點(diǎn)的地方就無法觀測(cè)到目標(biāo),只能使用紅外發(fā)射器。所以一代夜視儀理論上夜晚使用會(huì)被目標(biāo)發(fā)現(xiàn),除非目標(biāo)不是人,而是其他的物體。


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