Gun Tec

Wärmebildtechnik

Wie funktioniert das?

 

Alle Körper, deren Temperatur über dem absoluten Nullpunkt (-273,2°C) liegt, strahlen elektromagnetische Wellen im infraroten Frequenzbereich aus. Nach den physikalischen Gesetzen ist die Intensität der thermischen Strahlung proportional zur vierten Potenz der Temperatur des Körpers. Daher hängt die Möglichkeit, die Strahlung eines Körpers durch im infraroten Bereich des Spektrums empfindliche Detektoren zu registrieren, im wesentlichen von der Temperatur des Körpers und der Umgebung ab und ist unabhängig von der Beleuchtungsstärke im sichtbaren Bereich.

 

Infrarote Strahlung belegt einen ausgedehnten Spektralbereich, der üblicherweise in mehrere Banden aufgeteilt wird. Abbildung 4: Spektralbereich in denen Überwachungsgeräte funktionieren und atmosphärische Fenster in Abhängigkeit von der Wellenlänge der Strahlung.

100% atmospheric transparency 80 60 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 λ, µm LWIR MWIR SWIR NIR NV Night Vision Devices 0.4 - 1 µm Near-infrared 0.75 - 1.4 µm Short-wavelength infrared 1,4 - 2,9 µm Mid-wavelength infrared 3 - 6 µm Long-wavelength infrared 7,4 - 14 µm

NV – Frequenzband in der Nachtsichtgeräte funktionieren (von 0,4 bis 1 µm);

SWIR – nahes Infrarot (von 0,76 bis 3 µm);

MWIR – mittleres Infrarot (von 3 bis 8 µm);

LWIR –   fernes Infrarot (von 8 bis 14 µm).

Die übliche Aufteilung der infraroten Strahlung in verschiedene Bereiche  hängt sowohl mit der Empfindlichkeit der existierenden Strahlungsdetektoren als auch mit der Existenz der atmosphärischen Fenster, in denen die Erdatmosphäre weitgehend transparent ist, zusammen. Nachtsichtgeräte funktionieren im sichtbaren und nahem infraroten Spektralbereich (Wellenlänge von 0,4 bis 1 µm). Sie registrieren vom beobachteten Körper reflektierte sowie natürliche und künstliche Hintergrundstrahlung. Moderne kompakte Wärmebildgeräte funktionieren im Wellenlängenbereich von 8 bis 14 µm, der einem atmosphärischen Fenster entspricht. Das Prinzip der Wärmebildgeräte basiert auf der Fähigkeit bestimmter Materialien die Abbildung von Objekten im infraroten Bereich zu registrieren, und in elektrische Signale zu verwandeln. Die elektrischen Signale, die das thermisches Bild des beobachten Objektes darstellen, werden nach Verstärkung und computergesteuerter Verarbeitung an die Anzeige des eingebauten Mikrodisplays übertragen, in dem für das menschliche Auge sichtbare Bilder des beobachteten Objektes aufgebaut werden.

Die Konstruktionsgrundlage der Wärmebildvisiere der Dedal-Serie ist eine ungekühlte mikro-bolometrische Matrix, die aus einer Reihe von thermo- empfindlichen Elementen (Bolometer)  und einer Schaltung zur Signalvorverarbeitung besteht. Als Bolometer bezeichnet man ein empfindliches bimetallisches Element, das seinen elektrischen Widerstand abhängig von der im infraroten Spektralbereich einfallenden elektromagnetischen Strahlung verändert.

Bei ein und dem selben  Fokus des Objektives ermöglicht eine kleinere Pixelgröße (Elementgröße) eine höhere Bildschärfe, eine größere Wärmebildmodule (384 x 288, 640 x 480 Pixel) bei der selben Pixelgröße führt zur Erhöhung des Sehfelds. Die optischen Elemente der Objektive werden aus Germanium hergestellt, das eine hohe Durchlässigkeit für thermische Strahlung besitzt. Es sollte beachtet werden, dass bei einer  Nachtfokussierung (interne Fokussierung), um eine optimale Einstellung des Objektives bei verschiedenen Beobachtungsabständen zu erreichen, die Translationsverschiebung der Objektivlinsen eine Verschiebung des Mitteltreffpunktes bei der Änderung des Fokussierungspunktes ausschließt. Eine große Fokus weite des Objektives erlaubt eine Erhöhung der Ortungs- und Identifikationsentfernung des Zieles.

Die computergesteuerte Verarbeitung des Ausgangssignals vom Strahlungsempfänger erfolgt mit einer Bildwechselfrequenz von 9 Hz oder 25-60 Hz. Eine Bildwechselfrequenz von 9 Hz kann für die Verwendung in Geräten und Visieren bei Beobachtung sich langsam bewegender Ziele ausreichen. Für professionelle Visiere wird eine Frequenz von 25 Hz gebraucht.

In den Wärmebild-Visieren der Dedal-Pro Serie wird eine spezielle Software eingesetzt, in der verglichen mit Konkurrenzgeräten folgende Eigenschaften realisiert werden:

vollautomatisches Matrix kalibrierungssystem ohne Blenden, dass kontinuierlich die Arbeit des Visiers unter verschiedenen Bedingungen optimiert und keine zusätzlichen manuellen Einstellungen benötigt;

System zur dynamischen Kontrastverbesserung, das ein optimales Bild erzeugt: schärfere Konturen des Ziels, Ausarbeitung der Details des Ziels und des Hintergrundes, was erlaubt, schnell und präzise das Ziel in der Umgebung zu identifizieren und seine Position zu bestimmen;

die Bildwechselfrequenz von 25-50 Hz sorgt für eine präzise Abbildung von bewegten Zielen.

Dedal-380t2 Quest

Dedal-380t2 Quest L

Dedal 380 T2 Quest LRF

Dedal-T2.380 Hunter

Dedal-T2.380 Hunter LRF

Dedal-T4.642 Pro LRF