Ночная оптика

Тепловизоры: мифы и легенды

yevogre 25-04-2017 06:13

Решил приоткрыть тему, т.к. некоторые выкладки в другой теме просто потерли.
Ну, не пропадать-же, я старался.

Разговор о разрешаемой разнице температур

Итак, микроболометр РЕГИСТРИРУЕТ излучение и величина этого излучения определяется его мощностью.
Мощность интегрального излучения от нагретого тела вычисляется по формуле Стефана-Больцмана.
Там несколько множителей:

- степень черноты поверхности ЧТ
- постоянная Больцмана
- температура тела в четвертой степени (в кельвинах)

Первые два можно отбросить, т.к. замеряем РАЗНИЦУ на одной поверхности одного тела - отпечатка ладони на стакане.

Пройдем цепочку от температуры к регистрации оной болометром:

1. Энергия ПЕРВОГО тела (стакана), нагретого до 20С или 293К
будет пропорциональна числу 7370050801 (это 293^4)
2. Для определения минимальной разницы температуры, которую способен уловить болометр надобно пройти обратным путем, снизив или увеличив это число на степень минимального контраста.
3. Для определения минимальной степени контраста есть следующие данные:
- определитель качества оптических систем MTF Nyquist = 25%
- общий минимальный контраст, определяемый как квадрат этого число = 6,25%
Это означает, что разница (минимальная) между сигналом и "нет сигнала" должна быть в 6.25% от энергии
Это для лучшего понимания степени котраста цель/фон:

click for enlarge 381 X 321 12.0 Kb

4. Определяем число для второй температуры:
7370050801 / 1,0625 = 6936518401
5. Извлекаем корень 4-й степени = 288,6К или 15,6С

ИТОГО минимально различимая разница составляет 4.4 градуса

Для чистоты расчета:
Если взять НАГРЕВ (как со стаканом), то надобно не разделить на процент, а умножить.
Получим 297,5К или 24,5С - разница в те-же 4.5 грд