Noktowizja – widzenie w ciemności; urządzenia wzmacniające światło. Noktowizory pracują w świetle odbitym, widzialnym lub podczerwieni. Producenci: Philips(Europa), DEP(czyli Photonis, też Europa) Hamamatsu(Chiny), ITT(USA), NGEOS, OMNIBUS.

Generacje wzmacniaczy obrazów:

0. - (praktycznie nie ma wzmocnienia)

1. – inny układ fotokatody; wzmocnienie rzędu kilkuset razy; większe (rzędu kV) napięcie zasilania niż w gen. 0

2. – rozmycie w obrębie punktów świetlnych

3. – dalszy rozwój

4. – marketing – praktycznie nie istnieje

Parametry wzmacniaczy obrazu: Rozdzielczość [pary linii na milimetr: lp/mm]; wartość: 62 do 80;

Stosunek sygnał/szum (S/N) rzędu 20-30

FOM – Figure of Merit (miara jakości urządzenia) [(lp/mm)*(S/N)]. Wiedzieć, że FOM=1600 dla NATO natomiast FOM = 1250 dla państw „niepewnych”

NVESD – instytucja odpowiedzialna za testowanie urządzeń w USA

Fotokatoda wykonana jest zwykle z arsenku galu.

MCP – płytka mikrokanalikowa; budowa podobna do światłowodu; im więcej kanalików tym lepszy obraz; obecnie średnica 2µm.

Wzmocnienie noktowizora jest około 10 razy mniejsze niż wzmocnienie samego wzmacniacza.

Poświata: powstaje przy silnym oświetleniu gdy elektron trafia w szkoło, a nie w kanalik z MCP. Powoduje to odbicie elektronu w losowym kierunku i trafienie w inny kanalik. Tam następuje powielanie lawinowe i powstaje poświata. Średnica poświaty jest niekiedy dodatkowym parametrem noktowizora. Poświatę można ograniczyć na dwa sposoby: układem ABC (automatic control – automatyczna regulacja ostrości, polega na zmniejszeniu prądu zasilającego gdy występuje oślepienie w celu zmniejszenia wzmocnienia) lub układem BSP (całkowite odcięcie prądu). Ponadto istnieje AUTO-GATING – czyli system podobny do PWM, ale stosują go tylko 2 firmy.

Parametry zawsze podawane są dla określonego wzmocnienia. Jeśli stopień oświetlenia rośnie to rozdzielczość maleje!

Niektóre firmy stosują biały fosfor zamiast zielonego – ma on gorsze parametry, ale wykorzystuje naturalną zdolność oka do lepszego rozpoznawania skali odcieni szarości.

ENVG ­– Enhanced NVG – to połączenie noktowizora i termowizji, ma małą rozdzielczość.

PODCZERWIEŃ – zakres długości fal typ 1: IR-A:700nm-1400nm; IR-B:1400nm-3000nm; IR-C:3000nm-1mm. Zakres długości fal typ 2 (stosowany w astronomii): Bliska podczerwień 1-5µm; zakres średniofalowy: 5µ-(25µm lub 40µm); zakres długofalowy: powyżej 25µm lub 40µm. Zakres długości fal typ 3 (czujniki): NIR 0,7-1µm; SWIR 1-3µm; MWIR 3-5µm; LWIR 7-15µm; VLWR 15-30µm; FWIR 30-1mm. W świetle odbitym pracują NIR i SWIR.

Kamera termowizyjna (bolometryczna) mierzy promieniowanie (energię), czyli liczbę fotonów jaka dociera do obiektywu w jednostce czasu, w kącie obserwacji detektora z powierzchni S. Promieniowanie powoduje mierzalną zmianę rezystancji pikseli.

Generacje systemów termowizyjnych w Europie:

1. – pojedynczy piksel; skanowanie nim danego obszaru

2. – układ liniowy czyli linia pikseli lub kilka linii pikseli; skanowanie nimi danego obszaru

3. – matryce pikseli – FPA (matryce umieszczone w ognisku układu optycznego)

4. – matryce multispektralne

Parametry kamer termowizyjnych:

NEDT – ma równowartość szumu, jest to zawartość szumów w czasie (a nie w przestrzeni!), normalna wartość dla kamery chłodzonej to 15-20mk; MRTD – minimalna rozróżnialna różnica temperatur; SRT – funkcja odpowiedzi szczeliny (za szczeliną umieszcza się element o stałej temp., zwężając szczelinę odczytuje się temp.); MTF – funkcja modulacji; IFOV – rozdzielczość przestrzenna, oblicza się dzieląc rozmiar detektora przez ogniskową.

ROIC – układ odczytujący energię każdego piksela. Oblicza się go dzieląc max pojemność studni kwantowej przez poziom szumów.

Chłodzone kamery mają mniej szumów. Jest wiele sposobów na chłodzenie, przykłady: ogniwo Peltiera, zjawisko Seebecka, chłodziarka Stirlinga.

Emisyjność to wielkość fizyczna określająca możliwość emisji elektromagnetycznego promieniowania termicznego przez to ciało. (Po polsku: zdolność do oddawania i przyjmowania energii cieplnej). Przyjmuje się, że w ciele doskonale czarnym emisyjność jest równa 1 (ciało to nie odbija promieniowania tylko emituje) i nie zależy od kąta padania (w przypadku innych materiałów kąt ma znaczenie). Zmiana kąta ustawienia kamery umożliwia niekiedy uniknięcie odbić. Ciało doskonale czarne w praktyce nie istnieje, gdyż zawsze występuje transmisyjność, emisyjność i współczynnik odbicia – ich suma zawsze równa jest 1. Pomiar termowizyjny nie zależy od kąta obserwacji (czyli od kąta pod którym ustawiony jest obserwowany obiekt). Dużą emisyjność mają: lód, woda, człowiek (0,98), szkło. Małą emisyjność mają metale np. miedź, aluminium. Emisyjność może być: całkowita (dla wszystkich długości fal), monochromatyczna (dla wybranej długości fali), kierunkowa. Emisyjność kamery zależy od długości fali (reprezentowanej długością lufy). Matowe materiały mają emisyjność większą od gładkich.

Metody pomiaru emisyjności: czarna farba (metoda niszcząca), proszek lub taśma (słabe pokrycie), geometria min 7:1 (metoda niszcząca), anodowanie lub utlenianie, temperatura tła (metoda wrażliwa na zmiany warunków otoczenia), temperatura ciała (pomiar inną metodą np. stykową), ciało referencyjne (obok badanego obiektu umieszczamy ciało referencyjne, oba schładzamy lub podgrzewamy, zaletą to że nie następuje niszczenie badanego obiektu)

Zastosowanie kamery bolometrycznej: Systemy dystrybucji energii elektrycznej (wadliwe połączenia, niezrównoważenie faz, zwarcia i przerwy, skrócenie czasu napraw), systemy ciepłownicze (straty ciepła), procesy produkcyjne, diagnostyka budynków (wykrywanie uszkodzonej izolacji termicznej; uszkodzenia spowodowane przez wilgoć; chore domy: zagrzybienia, przecieki, inspekcje dachów itp.).

Termowizja aktywna – polega na podgrzaniu badanego materiału (wymuszenie termiczne) i sprawdzeniu, jak się zachowuje podczas ochładzania. Sposoby dostarczania energii: optyczna, ultradźwiękowa, impulsowa, indukcyjna, mikrofalowa, ścisk mechaniczny.

Termografia synchroniczna – umożliwia dokonanie pomiaru bez ingerencji w urządzenie; pozwala na ocenę stanu powierzchni i wartości współczynnika emisyjności

Kamery wielobarwne (dwubarwne, wielospektralne) to połączenie kamery średniolufowej z długolufową; pokazują zarówno w zakresie LW – długofalowe, jak i MW– średniofalowe. Dobór zakresu pracy kamery do zadania: LW – nie widać przez szkoło, MW – widać przez szkło.

Procedura BPR – służy do wykrywania uszkodzonych pikseli. Zwykle około 1% pikseli na matrycy jest uszkodzonych.