излучение. Прибор предназначен для наблюдения теплового излуче-
ния различных объектов и их обнаружения. Таким образом, прибор
может быть использован в нефтеперерабатывающей промышленно-
сти, энергетике, пищевых производствах, системах охраны [3].
Оптическая система прибора должна состоять из объектива и ка-
нала визуализации. Настоящая статья посвящена расчету параметров
объектива малогабаритного тепловизора. В соответствии с техниче-
ским заданием (ТЗ) оптическая схема прибора имеет следующие ха-
рактеристики:
Фокусное расстояние
f
0
, мм . . . . . . . . . . . . . . . . 74
Угловое поле
2
ω
, град . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Относительное отверстие
D/f
0
. . . . . . . . . . . . . .
≥
1
/
2
Спектральный диапазон
λ
, мкм . . . . . . . . . . . . . . 3. . . 5
Общая длина оптической системы объектива
L
об
, мм . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
≤
150
Минимальная обнаруживаемая разность тем-
ператур
Δ
Т
, K . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,25
Дальность, мм:
обнаружения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
≥
500
распознавания объекта
L
. . . . . . . . . . . . . . . . . . 352
Вероятность
P
обнаружения объекта на даль-
ности более 500 м, %. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
Приемник излучения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64-элементная линейка фоторе-
зисторов ФУР129Л с размерами
чувствительного элемента 0,1
×
×
0,1 мм
Условия эксплуатации тепловизора:
1) безотказная наработка не менее 300 ч;
2) диапазон значений рабочей температуры
t
0
=
−
20
. . .
+ 40
◦
C;
3) тепловизор должен сохранять работоспособность при относи-
тельной влажности не более 80% и температуре 20
◦
С.
Методика расчета объектива малогабаритного тепловизора состоит
из следующих этапов.
1. Выбор типа оптической схемы и значений параметров объектива
(
f
0
;
2
ω
;
D/f
0
;
λ
;
L
об
), а также вероятности обнаружения объектов
P
и размеров чувствительного элемента приемника излучения. Значения
перечисленных параметров объектива приведены в ТЗ.
Анализ патентных материалов, проведенных в работах [4–7], по-
зволил определить структуру оптической схемы, применяемой для
расчета объектива малогабаритного тепловизора. Представляет инте-
рес вариант объектива, оптическая схема которого приведена на рис. 1.
Конструктивно объектив состоит из двух групп менисковых линз. Пер-
вая группа — положительная линза
1
и отрицательная линза
2
. Между
126 ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Приборостроение”. 2014. № 3
