Diy rmերմային տեսախցիկ `հեռաֆոտո փոխարկիչ` 15 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:51

Վերջերս ես ձեռք բերեցի Seek RevealPro ջերմային տեսախցիկ, որն ունի 320 x 240 ջերմային տվիչ ՝> 15 Հց> շրջանակի արագությամբ ՝ անհավանական մատչելի գնով:

Այս տեսախցիկի հետ կապված միակ խնդիրներից մեկն այն է, որ այն ունի ֆիքսված 32 ° տեսադաշտի ոսպնյակ: Սա նորմալ է ընդհանուր ջերմային զննման համար, բայց դա իսկական թերություն է, երբ փորձում եք խցիկն օգտագործել մոտիկ աշխատանքի համար `տպագիր տպատախտակների վրա ցրվածությունը գնահատելու կամ անսարք կամ փոքր չափի բաղադրամաս հայտնաբերելու համար: Հեռավորության տիրույթի հակառակ կողմում, 32 ° FOV ոսպնյակը դժվարացնում է հեռավորության վրա գտնվող օբյեկտների կամ սովորական հեռավորության վրա փոքր օբյեկտների ջերմաստիճանը տեսնելը և չափելը:

նկարագրված են diy «մակրո» խոշորացույցի ադապտերներ, բայց ես տեղյակ չեմ, որ դեռևս որևէ մեկը ցույց է տվել, թե ինչպես կարելի է այս տեսախցիկներից մեկի համար կառուցել հեռախոսային փոխարկիչ:

Քայլ 1: Պարզ աստղադիտակներ

Thermalերմային ֆոտոխցիկով հեռավորության վրա գտնվող օբյեկտը պատկերելու համար անհրաժեշտ է մի պարզ աստղադիտակ, որը պատրաստված է ոսպնյակներով, որոնք աշխատում են 10 մկմ տիրույթում: Հիմնական բեկող աստղադիտակ, որն ունի երկու օպտիկական տարր ՝ օբյեկտիվ և ակնոց: Նպատակը մի մեծ ոսպնյակ է, որը հավաքում է հեռավոր օբյեկտի լույսը և ստեղծում այդ օբյեկտի պատկերը կիզակետային հարթությունում: Աչքի ակնոցը պարզապես խոշորացույց է, որի միջոցով ջերմային տեսախցիկը կարող է դիտել վիրտուալ պատկերը:

Ինչպես ցույց է տրված նկարում, բեկվող աստղադիտակի համար կա երկու հիմնական կազմաձև. Կեպլերյան աստղադիտակի միջոցով դիտված պատկերը շրջված է, մինչդեռ Գալիլեական աստղադիտակով ստացված պատկերն ուղղահայաց է: Աստղադիտակը ինքնին պատկեր կազմող համակարգ չէ: Ավելի շուտ, աստղադիտակին ամրացված ջերմային տեսախցիկը, ի վերջո, պատկերը ձևավորում է սեփական օպտիկայի միջոցով:

Կեպլերյան աստղադիտակի խոշորացումը որոշվում է օբյեկտիվի և ակնոցային ոսպնյակների կիզակետային երկարությունների միջև հարաբերությամբ.

Մեծացում_Կեպլերյան = fo/fe

Գալիլեական աստղադիտակը օգտագործում է դրական օբյեկտիվ և բացասական ակնոց, ուստի դրա խոշորացումը տրվում է.

Մեծացում_Գալիլյան = -fo/fe

Օբյեկտի չափը նույնպես կարևոր է, քանի որ որքան մեծ է դրա տրամագիծը, այնքան ավելի շատ լույս կարող է հավաքել այն, և ավելի լավ կարող է լուծել մերձավոր օբյեկտները:

Քայլ 2. ensesերմային պատկերման համար հարմար ոսպնյակների ընտրություն

Camerasերմային տեսախցիկները չափում են ինֆրակարմիր ճառագայթման ինտենսիվությունը մոտ 10 մկմ: Դա տեղի է ունենում այն պատճառով, որ օբյեկտները արտանետում են սև մարմնի ճառագայթում, որը հասնում է այդ ալիքի երկարության վրա ՝ Վիենի տեղաշարժի օրենքին համապատասխան: Այնուամենայնիվ, սովորական ապակին լույս չի փոխանցում այդ ալիքի երկարությունների վրա, ուստի ոսպնյակները, որոնք օգտագործվում են ջերմային պատկերման մեջ, պետք է պատրաստված լինեն կամ գերմանիայից, կամ ցինկի սելենիդից, ինչը թույլ է տալիս 10 մկմ տիրույթի ճառագայթում անցնել:

Germanium (Ge) ոսպնյակներն առավել հաճախ օգտագործվում են ջերմային պատկերների կիրառման համար `իրենց հետաքրքրության սպեկտրալ շրջանում իրենց փոխանցման լայն տիրույթի պատճառով (2.0 - 16 մկմ): Գերմանիումի ոսպնյակներն անթափանց են տեսանելի լույսի համար և ունեն ապակե-մոխրագույն մետաղական տեսք: Նրանք իներտ են օդի, ջրի, ալկալիների և թթուների մեծ մասի նկատմամբ: Germanium- ը բեկման ինդեքս ունի 4.004 ՝ 10.6 մկմ, և դրա փոխանցման հատկությունները խիստ զգայուն են ջերմաստիճանի նկատմամբ:

Incինկի սելենիդը (ZnSe) շատ ավելի հաճախ օգտագործվում է CO2 լազերների դեպքում: Այն ունի փոխանցման շատ լայն տիրույթ (600 նմ - 16,0 մկմ): Տեսանելի սպեկտրի կարմիր հատվածում ցածր ներծծման պատճառով ZnSe ոսպնյակները սովորաբար օգտագործվում են օպտիկական համակարգերում, որոնք համատեղում են CO2 լազերները (որոնք սովորաբար գործում են 10.6 մկմ), էժան տեսանելի-կարմիր HeNe կամ կիսահաղորդչային լազերներով: Նրանց փոխանցման տիրույթը ներառում է տեսանելի սպեկտրի մի մասը ՝ տալով նրանց խորը նարնջագույն երանգ:

Նոր ինֆրակարմիր ոսպնյակներ կարելի է ձեռք բերել Thorlabs- ից, Edmund Optics- ից և օպտիկական բաղադրիչների այլ մատակարարներից: Ինչպես կարող եք պատկերացնել, այս ոսպնյակներն էժան չեն. Thorlabs- ի plan1/2 Ge plano-convex ոսպնյակների գինը մոտ 140 դոլար է, մինչդեռ ZnSe ոսպնյակները` 160 դոլար: Մոտ 300 դոլար: Այսպիսով, ավելցուկային գտածոները կամ Հեռավոր Արևելքի առաջարկները լավագույնն են մակրո և տելոֆոտո ադապտերներ պատրաստելու համար: Չինաստանից ZnSe ոսպնյակները eBay®- ից կարելի է գնել մոտ 60 դոլարով:

Քայլ 3. Telephoto Converter դիզայն

Ես կարողացա գտնել”1”Ge պլանո-ուռուցիկ ոսպնյակ ՝ 50 մմ կիզակետային երկարությամբ (նման է Thorlabs LA9659-E3- ին) և plan1/2” Ge պլանո-ուռուցիկ ոսպնյակի 15 մմ կիզակետային երկարությամբ (նման է a Thorlabs LA9410-E3) ՝ իմ Keplerian- ի հեռախոսային փոխարկիչ դարձնելու համար: Մեծացումն այսպիսին է.

Խոշորացում = fo/fe = 50 մմ/15 մմ = 3.33

Այլ խոշորացումների հեռաֆոտո ադապտերները հեշտ է նախագծել ՝ օգտագործելով վերևում ներկայացված պարզ բանաձևերը: Խնդրում ենք նկատի ունենալ, որ հիմնական ոսպնյակի խողովակի երկարությունը կարող է փոխվել, քանի որ ոսպնյակների միջև հեռավորությունը պետք է լինի մոտ f0 + fe:

Քայլ 4. Հավաքեք բաղադրիչներ Telephoto Converter- ի համար

Իմ նման հեռահաղորդիչ փոխարկիչ կառուցելու համար ձեզ հարկավոր կլինեն հետևյալ բաղադրիչները (բոլորը Thorlabs- ի մասեր են).

LA9659-E3 Ø1 Ge Plano-Convex Ոսպնյակ, f = 50 մմ, AR- ծածկույթով` 7-12 մկմ $ 241.74

LA9410-E3 Ø1/2 Ge Plano-Convex Ոսպնյակ, f = 15 մմ, AR- ծածկույթով` 7-12 մկմ $ 139.74

SM1V05 Ø1 «Կարգավորելի ոսպնյակների խողովակ, 0.31» ճանապարհորդության միջակայք 30.25 $

SM1L15 SM1 Ոսպնյակի խողովակ, 1.50 Թելի խորություն, մեկ պահող օղակ` ներառված $ 15.70

SM1A1 ադապտեր արտաքին SM05 թելերով և ներքին SM1 թելերով `20,60 դոլար

SM05L03 SM05 Ոսպնյակների խողովակ, 0.30 Թելի խորություն, մեկ պահող օղակ ներառված է $ 13.80

SM1RR SM1 պահող օղակ Ø1 ոսպնյակների և ամրակների համար` 4,50 դոլար

Ընդհանուր նոր գերմանական ոսպնյակներով ՝ 466,33 դոլար

Բնակարան ՝ ընդամենը 84,85 դոլար

Ես տեղադրեցի իմ հեռանկարային փոխարկիչը օպտիկական խողովակի մեջ, որը պատրաստված էր Thorlab- ի SM1 և SM05 խողովակի բաղադրիչներից: Ես օբյեկտիվ ոսպնյակը տեղադրեցի SM1V05 կարգավորելի ոսպնյակի խողովակի առջևում, որպեսզի թույլ տամ կենտրոնանալ ՝ հնարավոր դարձնելով ոսպնյակների միջև հեռավորությունը կարգավորելը: Ֆոկուսը փակելու համար օգտագործվում է արտաքին SM1 օղակ: Օգտագործելով Thorlabs- ի բոլորովին նոր մասեր, կարող եք ակնկալել ծախսել մոտ $ 466: Եթե դուք օգտագործում եք ZnSe ոսպնյակներ eBay®- ից և պատյանների համար նոր մասեր, հավանաբար կծախսեք մոտ $ 200:

Աստղադիտակի պարիսպը պետք չէ այնքան ճոխ լինել, որքան իմը: ՊՎՔ խողովակները ՝ կենտրոնացման որոշակի պայմանավորվածությամբ (օրինակ ՝ ոսպնյակ, որը տեղադրված է թելքով գլխարկի վրա), կատարյալ կաշխատեն: Այնուամենայնիվ, ես իսկապես սիրում եմ Thorlabs- ի SM խողովակները, քանի որ դրանք համեմատաբար էժան են և կատարյալ պիտանի են այս տեսակի օպտիկական գործիքների կառուցման համար: Բացի այդ, ակնոցի SM05L03- ի պտուտակավոր կողմը հիանալի կերպով տեղադրված է Seek RevealPRO- ի ոսպնյակի ամրացման օղակի վրա:

Քայլ 5. Շինարարություն Քայլ 1. Հեռացրեք օղակը SM1L15 խողովակից

Օգտագործելով ձեր մատները կամ բանալին (օրինակ ՝ Thorlabs SPW602, որը վաճառվում է 26,75 դոլարով), հանեք SM1 պահարանի օղակը, որը գալիս է SM1L15 խողովակի ներսում:

Քայլ 6. Շինարարություն Քայլ 2. Պատրաստեք բաղադրիչներ օբյեկտիվ ոսպնյակի հավաքման համար

Պատրաստեք այն բաղադրիչները, որոնք ձեզ անհրաժեշտ են օբյեկտիվ ոսպնյակների հավաքման համար.

• SM1V05 կարգավորելի ոսպնյակների խողովակ
• Երկու SM1 ամրացման օղակ (դրանցից մեկը գալիս է SM1L15 ոսպնյակների խողովակից, ինչպես ցույց է տրված նախորդ քայլում)
• "1 "Ge Plano-Convex Ոսպնյակ, f = 50 մմ, AR- ծածկույթով` 7-12 մկմ (կամ նմանատիպ)

Քայլ 7: Շինարարություն Քայլ 3. Տեղադրեք SM1 պահիչի օղակը SM1V05- ի մեջ 6 մմ խորության վրա

Օգտագործելով բանալին կամ ձեր մատները, տեղադրեք մեկ ամրացման օղակ SM1V05 կարգավորելի ոսպնյակի խողովակի մեջ `մոտավորապես 6 մմ խորության վրա: Սա կարող է փոխվել ՝ կախված ձեր ընտրած օբյեկտիվից: Գաղափարն այն է, որ ոսպնյակը թույլ տա բավականաչափ հետ նստել, որպեսզի հնարավոր լինի օգտագործել ոսպնյակի մյուս կողմում ամրացնող օղակ:

Քայլ 8. Շինարարություն Քայլ 4. Տեղադրեք օբյեկտիվ ոսպնյակ և արտաքին ամրացման օղակ

Տեղադրեք օբյեկտիվ ոսպնյակն իր ուռուցիկ կողմով դեպի դուրս և այն ամրացրեք տեղում ՝ օգտագործելով երկրորդ ամրացման օղակը: Carefulգույշ եղեք, որպեսզի չսերտվեք, քանի որ դա կարող է վնասել ոսպնյակը: Եթե պտուտակահան կամ այլ գործիք եք օգտագործում բանալիների փոխարեն, զգույշ եղեք, որ ոսպնյակը չքորվի:

Քայլ 9. Շինարարություն Քայլ 5. Պատրաստեք ակնոցի համար նախատեսված բաղադրիչներ

Պատրաստեք այն բաղադրիչները, որոնք կօգտագործեք ակնոցը հավաքելու համար.

• SM05L03 ոսպնյակի խողովակ
• SM5 ամրացման օղակ (հանված SM05L03 խողովակից)
• /1/2 "Ge Plano-Convex Ոսպնյակ, f = 15 մմ, AR- ծածկույթով` 7-12 մկմ (կամ նմանատիպ)

Քայլ 10. Շինարարություն Քայլ 6. Հավաքեք ակնոց

Հավաքեք ակնոցը ՝ տեղադրելով ակնոցի ոսպնյակը SM05L03 խողովակի մեջ: Ուռուցիկ կողմը պետք է ուղղված լինի արտաքին թելերին (ներքևում ՝ նկարի ներքևում): Ոսպնյակը դիրքում ամրացրեք SM05 ամրացման օղակով: 0անկալի է, օգտագործել SM05 բանալին (օրինակ ՝ Thorlabs SPW603, որը վաճառվում է 24,50 դոլարով) SM05 ամրացման օղակը տեղադրելու և ամրացնելու համար: Carefulգույշ եղեք, որպեսզի չսերտվեք, քանի որ դա կարող է վնասել ոսպնյակը: Եթե պտուտակահան կամ այլ գործիք եք օգտագործում բանալիների փոխարեն, զգույշ եղեք, որ ոսպնյակը չքորվի:

Քայլ 11. Շինարարություն Քայլ 7: Օջախը տեղադրեք SM1-SM05 ադապտեր

Պտուտակավորեք ակնոցի ոսպնյակների հավաքածուն SM1A1 SM1-SM05 ադապտերի վրա:

Քայլ 12. Շինարարություն Քայլ 8. Վերջնական հավաքում

Վերջապես, պտուտակավորեք ակնոցի ոսպնյակների հավաքածուն (տեղադրված է SM1A1 ադապտերի վրա) և օբյեկտիվ ոսպնյակների հավաքածուն SM1L15 ոսպնյակների խողովակի վրա: Սա ավարտում է Keplerian- ի հեռախոսային փոխարկիչի հավաքումը:

Քայլ 13: Օգտագործեք Telephoto Converter- ը

Տեղադրեք հեռախոսային փոխարկիչը ջերմային տեսախցիկի ոսպնյակի առջև և սկսեք ուսումնասիրել: Դուք պետք է կենտրոնացնեք ոսպնյակը ՝ պտտելով օբյեկտիվ օբյեկտի հավաքածուն, մինչև ձեր առարկայի ամենասուր պատկերը ստացվի: Արտաքին SM1 օղակը, որը գալիս է SM1V05 կարգավորելի ոսպնյակների խողովակով, կարող է օգտագործվել ֆոկուսի կարգավորումը կողպելու համար:

Կարող եք մտածել մշտապես Thorlabs SM05NT (6.58 դոլար) SM05 Locking Ring (ID 0.535 "-40, 0.75" OD) տեսախցիկի ոսպնյակի ամրացման վրա այնպես, որ կարողանաք արագ տեղադրել մակրո կամ հեռահաղորդիչ կերպափոխիչներ տեսախցիկի ոսպնյակի առջև ՝ առանց ազդելու: դրա սկզբնական ֆունկցիոնալությունը:

Ի վերջո, հիշեք, որ Keplerian աստղադիտակը շրջում է պատկերը, այնպես որ դուք կտեսնեք ջերմային պատկերը գլխիվայր ձեր տեսախցիկի էկրանին: Ուղղակի մի փոքր պրակտիկա է պահանջվում ընտելանալու այն փաստին, որ տեսախցիկը տեղադրված հեռաֆոտափոխիչով ցույց տալը շարժման կարիք ունի պատկերի հակառակ ուղղությամբ:

Քայլ 14: Կատարողականություն

Ես շատ գոհ եմ արդյունքներից: Նկարները ցույց են տալիս օգտագործվող հեռախոսային փոխարկիչի որոշ օրինակային պատկերներ: Ձախ պատուհանները ցույց են տալիս Seek RevealPRO- ի ֆիքսված ոսպնյակի միջոցով արված պատկերը: Rightիշտ պատուհանները ցույց են տալիս նույն տեսարանը ՝ օգտագործելով 3.33 ֆունտ ստերլինգ հեռահաղորդիչ փոխարկիչը: Ձախ լուսամուտների պատկերներին ավելացրեցի նարնջագույն ուղղանկյուն ՝ նշելու համար, թե որն է մեծացված հեռապատկերային փոխարկիչով: Ուղղանկյան չափսերն են 1/3.33 պատկերի շրջանակի չափերը, ինչը ցույց է տալիս, որ հեռաֆոտո կերպափոխիչով ձեռք բերված խոշորացումն իսկապես 3.33 ֆունտ է:

Իհարկե, Seek RevealPRO- ում և telephoto փոխարկիչում օգտագործվող ոսպնյակների համակարգերը չափազանց պարզ են, ուստի աղավաղումներ և վինետետավորում սպասելի են: Ինչպես երևում է իմ բակի հարևանների և երկնքի մի մասի լուսանկարներում, վինետինգն առավել ակնհայտ է դառնում, երբ հեռահաղորդակցության կերպափոխիչն օգտագործում են մեծ հեռավորության վրա առարկաներ պատկերելու համար: Այնուամենայնիվ, այն մանրամասները, որոնք հնարավոր չէ տեսնել անզեն տեսախցիկով, շատ ակնհայտ են ՝ օգտագործելով հեռանկարային փոխարկիչը:

Քայլ 15: Աղբյուրներ

Ստորև բերված են սույն Հրահանգում նշված նյութերի աղբյուրները.

• Փնտրեք - www.thermal.com
• Thorlabs - www.thorlabs.com
• Էդմունդ արդյունաբերական օպտիկա - www.edmundoptics.com

Նշում. Ես որևէ կերպ կապված չեմ այս ընկերությունների հետ:

Լրացուցիչ ընթերցում և փորձեր

Չտեսնված աշխարհի ֆիզիկայի և լուսանկարչության վերաբերյալ ավելի հետաքրքիր փորձերի համար նայեք իմ գրքերին (կտտացրեք այստեղ ՝ Amazon.com- ում իմ գրքերի համար) և գնացեք իմ կայքեր ՝ www.diyPhysics.com և www. UVIRimaging.com: