Устройство имитации теплового контраста объекта

Устройство имитации теплового контраста объекта

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области снижения заметности вооружения и военной техники, ввода в заблуждение средств поражения высокоточным оружием, а также обеспечения скрытности вооружения и военной техники от тепловизионных, оптико-электронных средств воздушно-космической разведки, и может быть использовано при разработке средств имитации объектов вооружения и военной техники в местах и пунктах постоянной дислокации или запасных районах рассредоточения, а также увода и срыва прицеливания инфракрасных головок самонаведения высокоточного оружия от реальных целей.

Наиболее близким по технической сущности (прототипом) к заявляемому изобретению является устройство имитации теплового контраста, содержащее имитатор, выполненный в виде полотнища из брезентового материала, на котором закреплены источники теплового излучения, выполненные в виде пластин размером, не превышающим линейного разрешения на местности тепловизионной аппаратуры разведки, блок управления терморегулятором, имеющий N+M выходов, соединенных, соответственно, с N+M входами терморегулятора, имеющего N+M выходов, соединенных со входами источников теплового излучения n-й строки, и m-го столбца (патент RU 2278344, С1, РФ, кл. F41H 3/00, опубл. 20.06.2006).

Недостатком данного устройства является зависимость теплового контраста имитируемого объекта от внешних условий, в частности от температуры фона, температуры атмосферы и коэффициента излучения фона, а также ограниченный диапазон изменения температур источников теплового излучения. Изменение параметров внешних условий функционирования устройства имитации приводит тому, что его тепловой контраст не будет соответствовать тепловому контрасту имитируемого объекта.

Технический результат изобретения заключается в формировании теплового контраста устройства имитации, соответствующего тепловому контрасту объекта внешним условиям функционирования устройства имитации, а также расширении диапазона изменения температур источников теплового излучения за счет их выполнения на основе элементов Пельтье.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройство имитации теплового контраста объекта, содержащее имитатор, выполненный в виде полотнища из брезентового материала с расположенной на его поверхности матрицей управляемых источников теплового излучения, устройство управления их температурой, блок хранения тепловых изображений объектов, дополнительно введены датчики регистрации температуры фона, атмосферы и коэффициента излучения фона, блок преобразования тепловых изображений объектов, при этом выходы датчиков регистрации температуры фона, температуры атмосферы и коэффициента излучения фона соединены с первым, вторым и третьем входом блока преобразования тепловых изображений объектов соответственно, а выход блока хранения тепловых изображений объектов - с четвертым входом блока преобразования тепловых изображений объектов, выход которого соединен со входом устройства управления температурой источников теплового излучения.

Указанный технический результат достигается тем, что источники теплового излучения выполнены на основе элементов Пельтье.

Сущность изобретения заключается в том, что в устройство дополнительно введены датчики регистрации температуры фона, атмосферы и коэффициента излучения фона, блок преобразования тепловых изображений объектов, при этом выходы датчиков регистрации температуры фона, температуры атмосферы и коэффициента излучения фона соединены с первым, вторым и третьем входом блока преобразования тепловых изображений объектов соответственно, а выход блока хранения тепловых изображений объектов - с четвертым входом блока преобразования тепловых изображений объектов, выход которого соединен со входом устройства управления температурой источников теплового излучения, выполненных на основе элементов Пельтье.

Известно, что на формирование теплового контраста оказывают влияние внешние условия: температура фона, температура атмосферы, коэффициент излучения фона (Иванов В.П., Курт В.И., Овсянников В.А., Филиппов В.Л. Моделирование и оценка современных тепловизионных приборов. - Казань: Из-во ФНПЦ НПО ГИПО. 2006. С. 285).

Тепловой контраст устройства имитации формируется путем регулирования температуры источников теплового излучения в соответствии с заданным тепловым изображением объекта имитации. При изменении внешних условий устройства имитации его тепловой контраст, в соответствии с прототипом, формируется по заданному тепловому изображению объекта имитации. Поэтому сформированный тепловой контраст не будет соответствовать реальному тепловому контрасту объекта имитации.

Согласно изобретению измеряют температуру фона, температуру атмосферы и коэффициент излучения фона. С использованием измеренных значений параметров внешних условий преобразуют заданное тепловое изображение объекта имитации и регулируют температуру источников теплового излучения. Следовательно, сформированный с учетом внешних условий функционирования устройства имитации тепловой контраст будет соответствовать реальному тепловому контрасту объекта имитации. Этим достигается указанный в изобретении технический результат.

Преобразование заданного теплового изображения объекта имитации с учетом параметров внешних условий может быть выполнено, например, с использованием методики (В.Д. Мочалин. Моделирование тепловизионных изображений наземных объектов / Оптический журнал, №1, 2008. С. 28-31).

Структурная схема устройства имитации теплового контраста объекта приведена на чертеже, где обозначены: 1 - блок хранения тепловых изображений объектов, 2 - блок преобразования тепловых изображений объектов, 3 - датчики параметров внешних условий, 3.1 - датчик температуры фона, 3.2 - датчик температуры атмосферы, 3.3 - датчик коэффициента излучения фона, 4 - блок управления температурой источников теплового излучения.

Блок преобразования тепловых изображений объектов 2 предназначен для преобразования заданного теплового изображения объекта имитации к внешним условиям функционирования устройства имитации. Он может быть реализован, например, на базе ЭВМ с процессором по типу IBМ PC Intel Core 5, 6 поколения со специальным программным обеспечением (Каehler A., Bradsky G. Learning OpenCV: Computer Vision in С++ with the OpenCV Library // Media. 2016. 1024 p.), реализующим, например, методику (В.Д. Мочалин. Моделирование тепловизионных изображений наземных объектов / Оптический журнал, №1, 2008. С. 28-31).

Назначение датчиков параметров внешних условий 3 ясно из их названия. В качестве датчиков параметров внешних условий 3 может быть использована промышленно выпускаемая аппаратура. Так, в частности, для измерения температуры фона и температуры атмосферы может быть использован радиометр (пирометр) типа 1ПН88 «Искра» (Тарасов В.В., Якушенков Ю.Г. Инфракрасные системы «смотрящего» типа. М.: Логос. 2004. С. 301, 302), а для измерения коэффициента излучения фона - ИК радиометр с функцией регулировки измеряемого параметра типа Radiometric 500 (Тарасов В.В., Якушенков Ю.Г. Инфракрасные системы «смотрящего» типа. М.: Логос. 2004. С. 348).

Источники теплового излучения на основе элементов Пельтье 5 могут быть выполнены, например, в виде модулей типа ТВ 127-1.4-1.5 с размерами не более 40×40×4 мм, имеющие керамическое влагонепроницаемое покрытие (П. Шостаковский. Современные решения термоэлектрического охлаждения для радиоэлектронной, медицинской, промышленной и бытовой техники / Компоненты и технологии, №12, 2009, С. 40-46). Такие модули на своей поверхности могут воспроизводить значения как отрицательных, так и положительных температур (Дульнев Г.Н. Тепло- и массообмен в радиоэлектронной аппаратуре М.: Высш. шк., 1984. С. 140-142).

Устройство имитации теплового контраста объекта функционирует аналогично прототипу с некоторыми отличиями, которые заключаются в преобразовании заданного теплового изображения объекта имитации, поступающего из блока хранения тепловых изображений объектов 1 в блок преобразования тепловых изображений объектов 2 к внешним условиям функционирования устройства имитации и измерении параметров внешних условий функционирования устройства имитации. Параметры внешних условий функционирования устройства имитации поступают из датчиков 3. Преобразованное в соответствии с внешними условиями функционирования устройства имитации тепловое изображение объекта поступает в блок управления 4 температурой источников теплового излучения 5.

Таким образом, управление температурой источников теплового излучения осуществляется по тепловому изображению объекта имитации, полученному к реальным внешним условиям функционирования устройства имитации, что обеспечивает достижение указанного в изобретении технического результата.

1. Устройство имитации теплового контраста объекта, содержащее имитатор, выполненный в виде полотнища из брезентового материала с расположенной на его поверхности матрицей управляемых источников теплового излучения, устройство управления их температурой, блок хранения тепловых изображений объектов, отличающееся тем, что дополнительно введены датчики регистрации температуры фона, атмосферы и коэффициента излучения фона, блок преобразования тепловых изображений объектов, при этом выходы датчиков регистрации температуры фона, температуры атмосферы и коэффициента излучения фона соединены с первым, вторым и третьим входом блока преобразования тепловых изображений объектов соответственно, а выход блока хранения тепловых изображений объектов - с четвертым входом блока преобразования тепловых изображений объектов, выход которого соединен со входом устройства управления температурой источников теплового излучения.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что источники теплового излучения выполнены на основе элементов Пельтье.