RU2689457C1 - Test bench for measuring parameters of thermal imaging channels - Google Patents

Test bench for measuring parameters of thermal imaging channels Download PDF

Info

Publication number
RU2689457C1
RU2689457C1 RU2018126283A RU2018126283A RU2689457C1 RU 2689457 C1 RU2689457 C1 RU 2689457C1 RU 2018126283 A RU2018126283 A RU 2018126283A RU 2018126283 A RU2018126283 A RU 2018126283A RU 2689457 C1 RU2689457 C1 RU 2689457C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
port
tic
ports
ambient temperature
thermal imaging
Prior art date
Application number
RU2018126283A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Регина Ренатовна Агафонова
Михаил Николаевич Батавин
Дмитрий Викторович Куликов
Александр Владимирович Мингалев
Сергей Николаевич Шушарин
Original Assignee
Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (АО "НПО ГИПО")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (АО "НПО ГИПО") filed Critical Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (АО "НПО ГИПО")
Priority to RU2018126283A priority Critical patent/RU2689457C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2689457C1 publication Critical patent/RU2689457C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M11/00Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
    • G01M11/02Testing optical properties
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M11/00Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
    • G01M11/02Testing optical properties
    • G01M11/0207Details of measuring devices
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/10Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof for generating image signals from different wavelengths
    • H04N23/11Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof for generating image signals from different wavelengths for generating image signals from visible and infrared light wavelengths
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00Details of television systems
    • H04N5/30Transforming light or analogous information into electric information
    • H04N5/33Transforming infrared radiation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radiation Pyrometers (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)

Abstract

FIELD: instrument engineering.SUBSTANCE: invention relates to optoelectronic instrument making and is intended for automated measurement of parameters of thermal imaging channels (TIC) during manufacturing. Into a test bench for measuring parameters of thermal imaging channels, comprising an infrared collimator complex (ICC) located coaxially with an optical system of a controlled thermal imaging channel (TIC), information display, recording and processing device (IDRPD), comprising a personal computer (PC) and a video signal format converter, as well as an exchange rate converter and a working voltage generator, wherein the first port of the ICC is connected to the first port of the PC, first and second ports of the video signal format converter are connected to the first TIC port and the second PC port respectively, the first and second ports of the exchange standards converter are connected to the second TIC port and the third PC port respectively, first and second ports of working voltage driver are connected to third port of TIC and to fourth port of PC respectively, according to present invention, additionally introduced is device for simulation of ambient temperature for placement of TIC and generator of control commands for temperature modes, wherein the first and second ports of the temperature control command generator are connected to the first port of the ambient temperature simulation device and the fifth PC port, respectively.EFFECT: proposed technical solution allows to expand functional capabilities of the stand due to automatic and individual (for each TIC) determination during adjustment of required movement of the movable component of the optical TIC system to provide focusing when ambient temperature changes.1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к оптико-электронному приборостроению и предназначено для автоматизированного измерения параметров тепловизионных каналов (ТПВК) в процессе изготовления.The invention relates to opto-electronic instrumentation and is intended for automated measurement of parameters of thermal imaging channels (TFVK) in the manufacturing process.

Тепловизионные каналы часто работают в широком диапазоне температур окружающей среды, который может достигать -50…+50°С и более. При отклонении температуры от нормальных климатических условий показатели преломления оптических материалов изменяются, а вместе с ними и линейные размеры всей системы, и радиусы кривизны, и толщины оптических элементов (Е.О. Ульянова, К.П. Шатунов журнал «Прикладная физика» №2, 2012 г., стр. 116-120, «Термокомпенсация в оптической системе тепловизионного прибора»). В результате перечисленных изменений меняется ход лучей в оптической системе и фокальная плоскость объектива смещается относительно плоскости чувствительных элементов фотоприемного устройства ТПВК, что приводит к расфокусировке изображения. Поэтому при изготовлении ТПВК необходимо принимать меры по ослаблению влияния температуры окружающей среды на параметры оптической системы тепловизионных каналов.Thermal imaging channels often operate in a wide range of ambient temperatures, which can reach -50 ... + 50 ° С and more. When the temperature deviates from normal climatic conditions, the refractive indices of optical materials change, and with them the linear dimensions of the entire system, and the radii of curvature and thickness of the optical elements (E.O. Ulyanova, KP Shatunov journal Applied Physics No. 2 , 2012, pp. 116-120, “Thermal Compensation in the Optical System of a Thermal Imaging Device”). As a result of these changes, the course of the rays in the optical system changes and the focal plane of the lens shifts relative to the plane of the sensitive elements of the TPRP photodetector device, which leads to image defocusing. Therefore, in the manufacture of PVCs, it is necessary to take measures to reduce the effect of ambient temperature on the parameters of the optical system of thermal imaging channels.

Известен метод ослабления влияния температуры на параметры оптической системы ТПВК с использованием перемещения отдельных компонентов оптической системы в процессе ее работы при изменении температуры окружающей среды (Е.О. Ульянова, К.П. Шатунов журнал «Прикладная физика» №2, 2012 г., стр. 116-120, «Термокомпенсация в оптической системе тепловизионного прибора»). Согласно известному способу, для того чтобы перемещать компоненты оптической системы, необходимо теоретически определить зависимость положения компонентов оптической системы от температуры окружающей среды, исходя из свойств материалов компонентов оптической системы и сохранить полученную зависимость в памяти ТПВК.A known method of reducing the effect of temperature on the parameters of the optical system of TFVK using displacement of individual components of the optical system during its operation when the ambient temperature changes (E.O. Ulyanova, KP Shatunov Journal "Applied Physics" No. 2, 2012, pp. 116-120, "Thermal compensation in the optical system of a thermal imaging device"). According to a known method, in order to move the components of the optical system, it is necessary to theoretically determine the dependence of the position of the components of the optical system on the ambient temperature, based on the properties of the materials of the components of the optical system and store the resulting dependence in the UFAR memory.

Выполнение теоретических расчетов не может в полной мере компенсировать все возможные отклонения параметров оптических компонентов и обеспечить повторяемость характеристик изготавливаемых оптических систем тепловизионных каналов. Более эффективным вариантом является индивидуальное измерение для каждого ТПВК параметров его оптической системы и определение зависимости положения компонентов оптической системы от температуры окружающей среды в процессе изготовления и настройки с использованием специализированного стендового оборудования.Performing theoretical calculations can not fully compensate for all possible deviations of the parameters of optical components and ensure the repeatability of the characteristics of manufactured optical systems of thermal imaging channels. A more effective option is an individual measurement for each UFID of the parameters of its optical system and the determination of the dependence of the position of the components of the optical system on the ambient temperature in the process of manufacturing and tuning using specialized bench equipment.

Известен стенд для измерения параметров оптико-электронных систем, описанный в патенте на изобретение «Способ контроля параметров оптико-электронных систем в рабочем диапазоне температур» (патент RU 2507495 С1, МПК G01M 11/02, опубликован 20.02.2014), который содержит коллиматор с тест-объектом, термокамеру.A stand is known for measuring the parameters of optoelectronic systems, described in the patent for the invention “Method for monitoring the parameters of optoelectronic systems in the operating temperature range” (RU Patent 2507495 C1, IPC G01M 11/02, published Feb. 20, 2014), which contains a collimator with test object, heat chamber.

Основными недостатками аналога является полное отсутствие автоматизации измерений, отсутствие возможности автоматического определения необходимого перемещения подвижного компонента оптической системы ТПВК для совмещения ее фокальной плоскости с плоскостью чувствительных элементов фотоприемного устройства при изменении температуры окружающей среды.The main disadvantages of the analog is the complete lack of automation of measurements, the inability to automatically determine the required movement of the moving component of the optical UITP system to align its focal plane with the plane of the sensitive elements of the photoreceiver when the ambient temperature changes.

Прототипом изобретения является стенд, описанный в патенте на изобретение «Устройство контроля и управления тепловизионными каналами» (патент RU 2605934 С1, МПК H04N 5/33, G05F 1/00, опубликован 27.12.2016), который содержит инфракрасный коллиматорный комплекс (ИКК) с тест-объектом, контролируемый ТПВК, устройство контроля и управления, содержащее устройство отображения, записи и обработки информации, включающее персональный компьютер (ПК) и преобразователь форматов видеосигнала, а также преобразователь стандартов обмена и формирователь рабочих напряжений. Преобразователь форматов видеосигнала служит для приема сигнала с видеовыхода контролируемого ТПВК и подключен к одному из портов ПК. Преобразователь стандартов обмена соединен с соответствующими портами ТПКВ и ПК и служит для обмена цифровыми сигналами между ПК и ТПВК. Порт формирователя рабочих напряжений подключен к одному из портов ТПВК и служит для подачи рабочих напряжений на ТПВК. Между ИКК и ПК установлена связь через соответствующие порты для проведения процедуры измерения основных характеристик ТПВК, таких как минимально разрешаемая разность температур и температурно-частотная характеристика.The prototype of the invention is the stand described in the patent for the invention “Device for monitoring and controlling thermal imaging channels” (patent RU 2605934 C1, IPC H04N 5/33, G05F 1/00, published 12/27/2016), which contains an infrared collimator complex (ICC) a test object controlled by the TVID, a control and management device containing a display, recording and processing device including a personal computer (PC) and a video signal format converter, as well as an exchange standard converter and a driver for operating voltages s. A video signal format converter serves to receive a signal from the video output of a controlled TSS and is connected to one of the PC ports. The converter of exchange standards is connected to the corresponding ports of the TPKV and the PC and serves for the exchange of digital signals between the PC and the UTFC. The port of the operating voltage driver is connected to one of the ports of the UFC and serves to supply the operating voltages to the UTFC. Communication between ICC and PC has been established through appropriate ports for carrying out the procedure for measuring the main characteristics of the UFC, such as the minimum allowable temperature difference and temperature-frequency characteristic.

Основным недостатком прототипа является ограниченные функциональные возможности стенда из-за невозможности обеспечения индивидуальной (для каждого ТПВК) компенсации влияния температуры окружающей среды.The main disadvantage of the prototype is the limited functionality of the stand due to the inability to provide individual (for each UIPC) compensation for the influence of the ambient temperature.

Задачей изобретения является создание стенда измерения параметров ТПВК, который позволит наряду с измерением основных характеристик ТПВК, автоматически настраивать каждый ТПВК таким образом, чтобы в процессе непосредственной эксплуатации, при изменении температуры окружающей среды, ТПВК автоматически компенсировал отклонения параметров оптических компонентов для формирования сфокусированного изображения.The objective of the invention is to create a stand for measuring the parameters of the TSPC, which, along with measuring the main characteristics of the TSPC, automatically adjusts each TSPC so that during direct operation, as the ambient temperature changes, the TITP automatically compensates for the deviations of the parameters of the optical components to form a focused image.

Техническим результатом является расширение функциональных возможностей стенда за счет обеспечения в процессе настройки автоматического и индивидуального (для каждого ТПВК) определения необходимого перемещения подвижного компонента оптической системы ТПВК для совмещения ее фокальной плоскости с плоскостью чувствительных элементов фотоприемного устройства ТПВК при изменении температуры окружающей среды в процессе эксплуатации.The technical result is the expansion of the functionality of the stand by providing in the process of setting up an automatic and individual (for each TFVK) definition of the required movement of the moving component of the TFTV optical system to align its focal plane with the plane of the sensitive elements of the TFVC photodetector during operation.

Технический результат достигается тем, что в стенд измерения параметров тепловизионных каналов, содержащий инфракрасный коллиматорный комплекс (ИКК), расположенный соосно с оптической системой контролируемого тепловизионного канала (ТПВК), устройство отображения, записи и обработки информации (УОЗОИ), содержащее персональный компьютер (ПК) и преобразователь форматов видеосигнала, а также преобразователь стандартов обмена и формирователь рабочих напряжений, при этом первый порт ИКК подключен к первому порту ПК, первый и второй порты преобразователя форматов видеосигнала подключены к первому порту ТПВК и ко второму порту ПК соответственно, первый и второй порты преобразователя стандартов обмена подключены ко второму порту ТПВК и к третьему порту ПК соответственно, первый и второй порты формирователя рабочих напряжений подключены к третьему порту ТПВК и к четвертому порту ПК соответственно, согласно настоящему изобретению, дополнительно введены устройство имитации температуры окружающей среды для размещения ТПВК и формирователь команд управления температурными режимами, при этом первый и второй порты формирователя команд управления температурными режимами подключены к первому порту устройства имитации температуры окружающей среды и к пятому порту ПК соответственно.The technical result is achieved by the fact that in the measurement bench of the parameters of thermal imaging channels, containing an infrared collimator complex (ICC), located coaxially with the optical system of the controlled thermal imaging channel (TPVK), a display device, recording and processing of information (DIDD), containing a personal computer (PC) and a video signal format converter, as well as a converter of exchange standards and a working voltage driver, with the first ECC port connected to the first PC port, the first and second ports The video signal formats converter is connected to the first PSTN port and to the second PC port, respectively, the first and second ports of the exchange standards converter are connected to the second TPVK port and to the third PC port, respectively, the first and second ports of the operating voltage driver are connected to the third TPVK port and to the fourth port PC, respectively, according to the present invention, additionally introduced a device for simulating the ambient temperature to accommodate the UFC and a driver for controlling temperature registers. clamps, while the first and second ports of the driver for temperature control commands are connected to the first port of the device for simulating the ambient temperature and the fifth port of the PC, respectively.

На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого стенда измерения параметров тепловизионных каналов, исполненного как единое аппаратно-программное устройство.FIG. 1 shows a functional diagram of the proposed bench for measuring parameters of thermal imaging channels, performed as a single hardware and software device.

На фиг. 2 изображен контролируемый ТПВК, имеющий оптическую систему с подвижным компонентом, управляемым приводом, а также представлено положение фокальной плоскости оптической системы ТПВК при нормальной (комнатной) и измененной температурах.FIG. 2 depicts a controlled TPRM having an optical system with a movable component controlled by a drive, and also shows the position of the focal plane of the TFTV optical system at normal (room) and altered temperatures.

На фиг. 2 связь привода с преобразователем стандартов обмена через второй порт ТПВК показана схематично, т.к. через данный порт происходит управление всеми функциональными блоками ТПВК, которые на фиг. 2 не показаны.FIG. 2 the connection of the drive with the converter of the exchange standards through the second port of the TSTM is shown schematically, since This port is used to control all the functional units of the UTFC, which in FIG. 2 not shown.

На фиг. 3 изображена полученная в результате измерений зависимость положения подвижного компонента оптической системы ТПВК от температуры окружающей среды.FIG. Figure 3 shows the resulting measurement of the dependence of the position of the movable component of the optical system TFEX on the ambient temperature.

На фиг. блоки и узлы стенда измерения параметров ТПВК обозначены следующими позициями:FIG. Blocks and units of the stand for measuring the parameters of UFVC are indicated by the following positions:

1 - инфракрасный коллиматорный комплекс (ИКК),1 - infrared collimator complex (ICC),

2 - контролируемый тепловизионный канал (ТПВК),2 - controlled thermal imaging channel (TFVK),

3 - устройство отображения, записи и обработки информации (УОЗОИ),3 - a device for displaying, recording and processing information (DETR),

4 - персональный компьютер (ПК),4 - personal computer (PC),

5 - преобразователь форматов видеосигнала,5 - video signal converter,

6 - преобразователь стандартов обмена,6 - exchange standards converter,

7 - формирователь рабочих напряжений,7 - shaper working voltages

8 - устройство имитации температуры окружающей среды,8 - device for simulating ambient temperature

9 - формирователь команд управления температурными режимами,9 — shaper of temperature control commands,

10 - иллюминатор устройства имитации температуры окружающей среды,10 - window device simulate ambient temperature,

11 - оптическая система ТПВК,11 - optical system TPVK,

12 - подвижный компонент оптической системы ТПВК,12 - the movable component of the optical system TFVK,

13 - привод, обеспечивающий перемещение подвижного компонента оптической системы ТПВК.13 - drive, providing movement of the movable component of the optical system FTI.

Стенд измерения параметров тепловизионных каналов содержит ИКК 1 с тест-объектом (на фиг. не показан), расположенный соосно с оптической системой 11 контролируемого ТПВК 2, имеющей подвижный компонент 12 для фокусировки, устройство 8 имитации температуры окружающей среды для размещения ТПВК 2, УОЗОИ 3, преобразователь 6 стандартов обмена, выполняющий преобразование и передачу управляющих цифровых сигналов между контролируемым ТПВК 2 и ПК 4 (обеспечивает включение и выключение ТПВК, управление блоками ТПВК, проверку состояния ТПВК) и реализованный на базе платы сопряжения RS-232/422/485 для шины PCI, формирователь 7 рабочих напряжений, представляющий собой источник питания с возможностью управления режимом работы ТПВК 2 от ПК 4, формирователь 9 команд управления температурными режимами, представляющий собой контроллер Hurotherm 2204е.The bench for measuring the parameters of thermal imaging channels contains ICC 1 with a test object (not shown in Fig.), Located coaxially with the optical system 11 of a controlled TLV 2, having a movable component 12 for focusing, an ambient temperature simulation device 8 for accommodating a TLV 2, UOZO 3 , converter 6 of exchange standards, performing the conversion and transmission of control digital signals between the controlled TSPK 2 and PC 4 (provides turning on and off of TSPVK, controlling TFT blocks, checking the status of TSPVK) and implemented ny based board interface RS-232/422/485 for a PCI bus operating voltages generator 7, which is a power source to control operating mode TPVK 2 from the PC 4, 9-temperature generator control command, which is a controller Hurotherm 2204e.

УОЗОИ 3 содержи! ПК 4 и преобразователь 5 форматов видеосигнала, предназначенный для преобразования и передачи в ПК 4 видеосигнала, формируемого контролируемым ТПВК 2, и представляющий собой плату видеозахвата SDI либо CameraLink. Первый и второй порты преобразователя 5 форматов видеосигналов подключены к первому порту ТПВК 2 и ко второму порту ПК 4 соответственно. Первый и второй порты преобразователя 6 стандартов обмена подключены ко второму порту ТПВК 2 и к третьему порту ПК 4 соответственно.DRAIN 3 contain! PC 4 and 5 video signal formats converter designed to convert and transfer to PC 4 the video signal generated by the controlled TLV 2, which is an SDI or CameraLink video capture card. The first and second ports of the converter 5 formats of video signals are connected to the first port of the TFCR 2 and to the second port of the PC 4, respectively. The first and second ports of the converter 6 of the exchange standards are connected to the second port of the TSTM 2 and to the third port of the PC 4, respectively.

Первый и второй порты формирователя 7 рабочих напряжений подключены к третьему порту ТПВК 2 и к четвертому порту ПК 4 соответственно.The first and second ports of the shaper 7 operating voltages are connected to the third port of the UFC 2 and to the fourth port of the PC 4, respectively.

Формирователь 9 команд управления температурными режимами служит для управления температурными режимами устройства 8 имитации температуры окружающей среды, которые задаются при помощи ПК 4, при этом первый и второй порты формирователя 9 команд управления температурными режимами подключены к первому порту устройства 8 имитации температуры окружающей среды и к пятому порту ПК соответственно.The shaper 9 commands temperature control is used to control the temperature modes of the device 8 simulate the ambient temperature, which are set using PC 4, while the first and second ports of the shaper 9 commands temperature control connected to the first port of the device 8 simulate the ambient temperature and the fifth PC port respectively.

Первый порт ИКК 1 соединен с первым портом ПК 4 для обеспечения возможности управления режимом работы инфракрасного коллиматорного комплекса 1 непосредственно с ПК 4.The first port of ICC 1 is connected to the first port of PC 4 in order to provide the ability to control the operation mode of the infrared collimator complex 1 directly with PC 4.

Работает стенд измерения параметров тепловизионных каналов следующим образом.The bench for measuring parameters of thermal imaging channels works as follows.

Персональный компьютер 4, формирователь 7 рабочих напряжений и инфракрасный коллиматорный комплекс 1 подключают к сети 220 В, а устройство 8 имитации температуры окружающей среды подключают к сети 380 В.A personal computer 4, a working voltage driver 7 and an infrared collimator complex 1 are connected to a 220 V network, and an ambient temperature simulation device 8 is connected to a 380 V network.

Контролируемый ТПВК 2 устанавливают в устройство 8 имитации температуры окружающей среды соосно с ИКК 1, а на оптическую систему 11 ТПВК 2 подают инфракрасный поток излучения с ИКК 1 через иллюминатор 10 устройства 8 имитации температуры окружающей среды. Далее на УОЗОИ 3, а именно на ПК 4, в окне программного обеспечения вводят список температур Т окружающей среды (например, -40°С, +25°С, +40°С), воспроизводимых устройством 8 имитации температуры окружающей среды. Количество вводимых значений температур может быть произвольным - они должны принадлежать диапазону рабочих температур ТПВК 2 и диапазону температур, воспроизводимых устройством 8 имитации температуры окружающей среды. Также на ПК 4 вводят время выдержки контролируемого ТПВК 2 на каждой температуре Т (например, 3 часа) из списка. Если ТПВК 2 имеет несколько нолей зрения, то на ПК 4 указывают, для каких полей зрения будут проводиться измерения.Controlled TSPVK 2 is installed in the device 8 simulate the ambient temperature coaxially with the ICC 1, and on the optical system 11 TSPVK 2 serves infrared radiation flux from the ICC 1 through the porthole 10 of the device 8 simulate ambient temperature. Next on UZOI 3, namely on PC 4, in the software window enter a list of ambient temperatures T (for example, -40 ° C, + 25 ° C, + 40 ° C) reproduced by the device 8 simulating the ambient temperature. The number of input temperatures can be arbitrary - they must belong to the range of operating temperatures of the UFC2 and the range of temperatures reproduced by the device 8 simulating the ambient temperature. Also on PC 4 enter the exposure time of the controlled UIP 2 at each temperature T (for example, 3 hours) from the list. If the TFEC 2 has several zeros of view, then on PC 4 it is indicated for which fields of view measurements will be taken.

После этого на УОЗОИ 3 при помощи ПК 4 запускают процесс автоматического определения необходимого перемещения подвижного компонента оптической системы 11 ТПВК 2 для совмещения ее фокальной плоскости с плоскостью чувствительных элементов фотоприемного устройства ТПВК 2 при изменении температуры, во время которого на всех введенных температурах Т производятся следующие технологические операции:After that, using the PCR 3, PC 4 starts the process of automatically determining the required movement of the moving component of the optical system 11 of the TVID 2 to align its focal plane with the plane of the sensitive elements of the PVR 2 photodetector when the temperature changes, during which the following technological steps are produced at all entered temperatures T operations:

- УОЗОИ 3 с помощью формирователя 9 команд управления температурными режимами автоматически отправляет на устройство 8 имитации температуры окружающей среды команду для перевода на температуру Т1=-40°С и ожидает в течение заданного времени выдержки (3 часа);- UZOI 3 using the shaper 9 temperature control commands automatically sends a command to the device 8 for simulating the ambient temperature to transfer to a temperature T 1 = -40 ° C and waits for a predetermined dwell time (3 hours);

- УОЗОИ 3 одновременно отправляет команду на включение формирователя 7 рабочих напряжений, который подает на ТПВК 2 рабочее напряжение, и команду на включение контролируемого ТПВК 2 через преобразователь 6 стандартов обмена, ожидает включение ТПВК 2 и выход его на рабочий режим;- PIDD 3 simultaneously sends a command to turn on the shaper 7 operating voltages, which supplies the working voltage to the UTIL 2 and a command to turn on the monitored UIP 2 through the 6 exchange standards converter, waits for the UITD 2 to turn on and exit to operating mode;

- УОЗОИ 3 производит автоматическое определение положения изображения тест-объекта (на фиг. 1 не показан) на изображении, получаемом с ТПВК 2 через преобразователь 5 форматов видеосигнала, для этого УОЗОИ 3 через преобразователь 6 стандартов обмена выдает команду на перемещение подвижного компонента 12 оптической системы 11 ТПВК 2 посредством привода 13 (фиг. 2), производит поиск тест-объекта на изображении, при этом перемещение подвижного компонента 12 продолжается до тех пор, пока распознавание тест-объекта не стало возможным;- PIDD 3 performs automatic determination of the position of the image of the test object (not shown in Fig. 1) in the image obtained from the TFEX 2 through the video signal format converter 5; for this, PID 3, via the exchange standard converter 6, issues a command to move the moving component 12 of the optical system 11 UIT2 2 through the actuator 13 (Fig. 2), searches for a test object in the image, while moving the movable component 12 continues until the recognition of the test object was not possible;

- УОЗОИ 3 определяет положение Р1 (фиг. 2) подвижного компонента 12 оптической системы 11 ТПВК 2, соответствующее температуре Т1, при котором изображение тест-объекта является максимально четким (сфокусированным), для этого УОЗОИ 3 выдает команду на перемещение подвижного компонента 12 оптической системы 11 ТПВК 2 посредством привода 13, производит усреднение нескольких кадров с ТПВК 2 и вычисление контраста в области тест-объекта, причем перемещение подвижного компонента 12 продолжается до тех пор, пока не будет определено такое положение, при котором значение контраста в области тест-объекта максимальное, что означает совмещение фокальной плоскости оптической системы 11 ТПВК 2 с плоскостью чувствительных элементов фотоприемного устройства;- PIDD 3 determines the position P 1 (Fig. 2) of the movable component 12 of the optical system 11 UTI 2, corresponding to the temperature T 1 at which the image of the test object is as sharp as possible (focused), for this PID 3 gives out a command to move the movable component 12 the optical system 11 UITP 2 by means of the actuator 13, averages several frames with UIPT 2 and calculates the contrast in the area of the test object, and the movement of the moving component 12 continues until the position Hur contrast value in the area of the test object maximum, which means that the combination of the focal plane of the optical system 11 and the plane 2 TPVK sensitive photodetector elements;

- УОЗОИ 3 автоматически отправляет по истечении заданного времени выдержки в формирователь 7 рабочих напряжений и в ТПВК 2 команду на выключение.- UZOOI 3 automatically sends after a predetermined exposure time to the driver 7 operating voltages and in TPVK 2 command to turn off.

Далее указанные выше технологические операции, осуществляемые УОЗОИ 3, повторяются автоматически для температур Т2=+25°С и ТЗ=+40°С, в результате чего определяются положения Р2 и РЗ (фиг. 2) подвижного компонента 12 оптической системы 11 ТПВК 2.Further, the above technological operations carried UOZOI 3 are repeated automatically for the temperature T 2 = + 25 ° C and T H = + 40 ° C, resulting in a determined position P 2 and P W (FIG. 2) of the movable component 12 of the optical system 11 TPVK 2.

После определения положения подвижного компонента 12 оптической системы 11 ТПВК 2 для последнего значения температуры из списка, на УОЗОИ 3, а именно на ПК 4, при помощи программного обеспечения, по результатам измерений определяют зависимость положения Р подвижного компонента 12 оптической системы 11 ТПВК 2 от температуры Т окружающей среды. Полученную зависимость представляют в табличном виде, где каждому градусу из диапазона рабочих температур ТПВК 2 соответствует положение подвижного компонента 12 оптической системы 11 ТПВК 2 (фиг. 3). УОЗОИ 3 при помощи преобразователя 6 стандартов обмена сохраняет данную таблицу в энергонезависимой памяти ТПВК 2.After determining the position of the movable component 12 of the optical system 11 UTI 2 for the last temperature value from the list, on UZOI 3, namely on PC 4, using software, according to the measurement results determine the dependence of the position P of the movable component 12 of the optical system 11 UIP 2 on temperature T environment. The dependences are presented in tabular form, where each degree in the range of operating temperatures of the TPRM 2 corresponds to the position of the moving component 12 of the optical system 11 of the TPREC 2 (Fig. 3). DEPT 3 with the help of the converter 6 of the exchange standards saves this table in the non-volatile memory of the UTI 2.

Все технологические операции выполняются для того, чтобы фокальная плоскость оптической системы 11 ТПВК 2 была совмещена с плоскостью чувствительных элементов фотоприемного устройства, то есть проходила через фокальную точку F0, а не через фокальную точку F1 (фиг. 2).All technological operations are performed so that the focal plane of the optical system 11 of the TFEX 2 is aligned with the plane of the sensitive elements of the photoreceiver, i.e., passes through the focal point F 0 and not through the focal point F 1 (Fig. 2).

Во время эксплуатации ТПВК 2, при изменении температуры окружающей среды, согласно зависимости положения подвижного компонента 12 оптической системы 11 ТПВК 2 от температуры окружающей среды, сохраненной в энергонезависимой памяти ТПВК 2, осуществляется автоматическое перемещение подвижного компонента 12 оптической системы 11 ТПВК 2, таким образом, чтобы изображение оставалось четким (сфокусированным).During operation of the UFC2, when the ambient temperature changes, according to the dependence of the position of the movable component 12 of the optical system 11 of the UITP 2, on the ambient temperature stored in the nonvolatile memory of the UIT 2, automatic movement of the movable component 12 of the Optics 11 UITF 2 occurs, thus to keep the image clear (focused).

В результате применения предлагаемого стенда измерения параметров тепловизионных каналов, оператор задает только начальные параметры процесса (значения температуры, время выдержки, поля зрения), а весь длительный процесс настройки (не менее 10 часов), происходит автоматически, без его участия.As a result of applying the proposed bench for measuring the parameters of thermal imaging channels, the operator sets only the initial process parameters (temperature values, exposure time, field of view), and the entire lengthy adjustment process (at least 10 hours) takes place automatically, without his participation.

Предлагаемое техническое решение позволяет расширить функциональные возможности стенда за счет автоматического и индивидуального (для каждого ТПВК) определения в процессе настройки необходимого перемещения подвижного компонента оптической системы ТПВК для обеспечения фокусировки с учетом изменения температуры окружающей среды.The proposed solution allows you to expand the functionality of the stand due to the automatic and individual (for each UFVC) definition in the process of setting up the necessary movement of the moving component of the optical system UIPV to ensure focusing taking into account changes in ambient temperature.

Сохранение полученных при настройке данных в энергонезависимой памяти ТПВК позволяет использовать их для компенсации влияния температуры окружающей среды в процессе эксплуатации ТПВК.Saving the data in the non-volatile memory of the UFCS when adjusting, allows them to be used to compensate for the influence of the ambient temperature during the operation of the UIPT.

Claims (1)

Стенд измерения параметров тепловизионных каналов, содержащий инфракрасный коллиматорный комплекс (ИКК), расположенный соосно с оптической системой контролируемого тепловизионного канала (ТПВК), устройство отображения, записи и обработки информации (УОЗОИ), содержащее персональный компьютер (ПК) и преобразователь форматов видеосигнала, а также преобразователь стандартов обмена и формирователь рабочих напряжений, при этом первый порт ИКК подключен к первому порту ПК, первый и второй порты преобразователя форматов видеосигнала подключены к первому порту ТПВК и ко второму порту ПК соответственно, первый и второй порты преобразователя стандартов обмена подключены ко второму порту ТПВК и к третьему порту ПК соответственно, первый и второй порты формирователя рабочих напряжений подключены к третьему порту ТПВК и к четвертому порту ПК соответственно, отличающийся тем, что дополнительно введены устройство имитации температуры окружающей среды для размещения ТПВК и формирователь команд управления температурными режимами, при этом первый и второй порты формирователя команд управления температурными режимами подключены к первому порту устройства имитации температуры окружающей среды и к пятому порту ПК соответственно.A bench for measuring the parameters of thermal channels, containing an infrared collimator complex (ICC), located coaxially with the optical system of the controlled thermal imaging channel (TPRM), a display, recording and information processing device (DIDD), containing a personal computer (PC) and a video signal converter, as well as converter of exchange standards and shaper of operating voltages; the first port of ECC is connected to the first port of the PC, the first and second ports of the video signal converter are connected The first and second ports of the converter of exchange standards are connected to the second port of the TVER and to the third port of the PC, respectively, the first and second ports of the operating voltage driver are connected to the third port of the TVER and to the fourth port of the PC, respectively, characterized in that the device for imitation of the ambient temperature is additionally introduced to accommodate the UFVK and the driver of temperature control commands, with the first and second ports of the coma former The temperature control units are connected to the first port of the device for simulating the ambient temperature and to the fifth port of the PC, respectively.
RU2018126283A 2018-07-16 2018-07-16 Test bench for measuring parameters of thermal imaging channels RU2689457C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018126283A RU2689457C1 (en) 2018-07-16 2018-07-16 Test bench for measuring parameters of thermal imaging channels

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018126283A RU2689457C1 (en) 2018-07-16 2018-07-16 Test bench for measuring parameters of thermal imaging channels

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2689457C1 true RU2689457C1 (en) 2019-05-29

Family

ID=67037591

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018126283A RU2689457C1 (en) 2018-07-16 2018-07-16 Test bench for measuring parameters of thermal imaging channels

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2689457C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2751803C1 (en) * 2020-10-27 2021-07-19 Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (АО "НПО ГИПО") Stand for measuring parameters of multi-element photo devices

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6020955A (en) * 1998-09-14 2000-02-01 Raytheon Company System for pseudo on-gimbal, automatic line-of-sight alignment and stabilization of off-gimbal electro-optical passive and active sensors
RU2292067C2 (en) * 2005-03-15 2007-01-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (ФГУП "НПО "ГИПО") Infrared collimator
CN101825516A (en) * 2010-05-04 2010-09-08 电子科技大学 Device and method for testing infrared focal plane array device
RU2507495C1 (en) * 2012-08-13 2014-02-20 Открытое акционерное общество Центральный научно-исследовательский институт "ЦИКЛОН" Method to monitor parameters of optic-electronic systems in working range of temperatures
RU2605934C1 (en) * 2015-09-28 2016-12-27 Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (АО "НПО ГИПО") Device for monitoring and controlling thermal imaging channels
RU2634078C1 (en) * 2016-05-04 2017-10-23 Акционерное общество "Новосибирский приборостроительный завод" Method of centering in lens frame working in infrared spectrum region

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6020955A (en) * 1998-09-14 2000-02-01 Raytheon Company System for pseudo on-gimbal, automatic line-of-sight alignment and stabilization of off-gimbal electro-optical passive and active sensors
RU2292067C2 (en) * 2005-03-15 2007-01-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (ФГУП "НПО "ГИПО") Infrared collimator
CN101825516A (en) * 2010-05-04 2010-09-08 电子科技大学 Device and method for testing infrared focal plane array device
RU2507495C1 (en) * 2012-08-13 2014-02-20 Открытое акционерное общество Центральный научно-исследовательский институт "ЦИКЛОН" Method to monitor parameters of optic-electronic systems in working range of temperatures
RU2605934C1 (en) * 2015-09-28 2016-12-27 Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (АО "НПО ГИПО") Device for monitoring and controlling thermal imaging channels
RU2634078C1 (en) * 2016-05-04 2017-10-23 Акционерное общество "Новосибирский приборостроительный завод" Method of centering in lens frame working in infrared spectrum region

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2751803C1 (en) * 2020-10-27 2021-07-19 Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (АО "НПО ГИПО") Stand for measuring parameters of multi-element photo devices

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102687496B (en) Method for correcting images output by a detector without temperature regulation and detector implementing such a method
CN103776831A (en) Microscopic imaging detector and automatic focusing method thereof
CN106664365A (en) Method for calibrating image capture device
US9581912B2 (en) Model-based control of an optical imaging device
CN113376784B (en) Electromechanical active compensation method for full-temperature-section clear points of continuous zoom lens
RU2689457C1 (en) Test bench for measuring parameters of thermal imaging channels
CN106773104A (en) A kind of online quick compensation debugging device of LONG WAVE INFRARED continuous vari-focus and method
CN208366471U (en) It is a kind of for automatically determining the device of the minimum discernable temperature difference of infrared thermoviewer
CN107872625B (en) Dual-camera exposure synchronous control method and system
RU185059U1 (en) STAND OF MEASUREMENT OF PARAMETERS OF HEAT AND VISION CHANNELS
CN117146989A (en) Athermalization temperature compensation method for vehicle-mounted infrared thermal imaging lens group optical system
CN110849484B (en) Extinction ratio testing device and method for infrared polarization camera with split-focus plane
US9473690B1 (en) Closed-loop system for auto-focusing in photography and a method of use thereof
KR102093917B1 (en) Thermal imagery apparatus and operating method thereof
EP3182082B1 (en) Gain normalization
CN109581786B (en) Stabilizing operation of high-speed variable-focus tunable acoustic gradient lenses in imaging systems
CN106899353B (en) A kind of method and debugging system of the quick lock in wavelength in the case where optical network unit ONU happens suddenly optical mode
RU2683603C1 (en) Target optical-electronic search and tracking system thermal imaging channel auto-focusing method
CN114152353B (en) Automatic calibration method and device for thermal infrared imager
CN110346046A (en) A kind of stellar radiation meter automatic focusing method and radiometer system round the clock
JPH04350613A (en) Image recognizing device
Simmons Athermalization of a fast infrared telescope objective
CN115377787B (en) Laser energy control method and related equipment
US10785394B2 (en) Imaging performance optimization methods for semiconductor wafer inspection
KR100236643B1 (en) Initial position correcting device and method of focus lens for a camera