A hőkamerák biztonságtechnikai alkalmazásait bemutató cikksorozatunk harmadik részében a hűtött és a nem hűtött detektort mutatjuk be. A mikrobolométerek felhasználása nagyban függ az elérni kívánt céloktól.

Detektorfajták
A mikrobolométerek felhasználása nagyban függ az elérni kívánt céloktól, így azok különböző fajtái más és más kialakításban építik be a funkciómeghatározott célberendezésekbe. A bolométer fajták katonai környezetben történő alkalmazását elsősorban a hűtött detektorok felhasználása jellemzi. A már megismert módon kialakított mikrobolométert, a lényegesen jobb NETD-érték elérése érdekében hűtéssel látják el.
A hűtés hatására több olyan műszaki jellemző változik, amelyek előnyökkel kecsegtetnek katonai alkalmazások esetén.

Előnyök

• alkalmas multi spektrumú sugárzásnál
• nagysebességű mozgások esetében is jól használható
•  az érzékenysége nagyságrenddel jobb

Hátrányok

• drágább, mint a nem hűtött
• a hűtés miatt lényegesen nagyobb
• rövidebb MBTF, mert a hűtés is szervers része a detektornak
• magasabb energiafogyasztás

Ismertebb alkalmazások

• infrafejes rakéták, mind orosz, mind amerikai változatokban akár 15-20 km távolságból is alkalmazhatók levegő-levegő rakéták estében (AIM-9M Sidewinder és FIM-92 Stinger)
• határőrizeti alkalmazások (gyakran láthatunk ilyen képeket a hazai hírműsorokban is)
• haditengerészeti alkalmazások

IRIS-T levegő-levegő rakéta tartógerendán

Nem hűtött detektor
A nem hűtött detektorok elterjedését a mikro áramkörök, alkatrészek fejlődése is támogatta. A tömeges gyártásunkhoz jelentős katonai, majd gazdasági érdekek fűződtek, mivel a nagyarányú elterjedésük a hétköznapi életben történő felhasználásukat – például a tűzoltóság mentési munkái, a polgári repülés rossz látási viszonyok között –, is lehetővé tették.

Hőkamera teszt repülőn

Mindkét képen jól látható, hogy nagyságrendekkel képes emelni a polgári repülés biztonságát az EVS hőkamerás leszállító berendezések használata (Enhanced Vision System – a látást kiterjesztő rendszer a repülőgép vezető számára nyújt felbecsülhetetlen jelentőségű segítséget rossz látási viszonyok közötti leszállás esetén).

Előnyök

•  kis mérete miatt probléma nélkül gyártható biztonságtechnikában használatos kamerákhoz
•  valós idejű videojelet biztosít
•  alacsonyabb energiafogyasztású a hűtött detektorhoz képest
•  nagyon hosszú MBTF
•  olcsó, így a civil felhasználásban is elterjedhet

Hátrányok

•  az érzékenysége rosszabb, mint a hűtött szenzoroké
•  nem használható a multi spektrumú sugárzásnál és a nagysebességű alkalmazások esetében
• a hősugárzás nem hatol át az üvegen, így az alkalmazásnál ezt tudomásul kell venni, az optikákat is ennek megfelelően alakítják ki

Horváth Tamás, okleveles biztonságtechnikai mérnök, szakértő, Magyar Villamos Művek
Dr. Kovács Tibor, egyetemi docens, PhD/CSc

Előző részek:

Hőkamerák a biztonságtechnikában 1. – A történet

Hőkamerák a biztonságtechnikában 2. – Az érzékelő, a bolométer

Következő részek:
Hőkamerák a biztonságtechnikában 4. – Az optikák

Hőkamerák a biztonságtechnikában 5. – Gyakorlati alkalmazások

Felhasznált irodalom

• http://www.xenics.com/documents/20090714_LR_Meerkat_security_A4.pdf
• http://www.marchnetworks.com
• W. Radford; R. Wyles; J. Varesi; M. Ray; D. Murphy; :Sensitivity Improvements in Uncooled Microbolometer FPAS
• Peter Kornic: Selecting lenses, Janos Technlogy Inc.: http://www.janostech.com/thermal_image_lenses/index.html
• ICU (Infrared Imaging Components for Use in Automotive Safety Applications): www.icu-eu.com
• http://www.lumitron-ir.com/application_security.php
• http://www.opgal.com/
• http://www2.l-3com.com/irp/products/security.htm
• www.flir.com
• Matyi Gábor: Nanoantenna-mom dióda szenzorok elektrodinamikája 2007 (doktori disszertáció)