جهاز الرؤية الليلية - منتديات حصن عمان

[ رَسَائِل ..إلَى مَا لانِهَايَة..] ! (اخر مشاركة : الراجي - عددالردود : 706 - عددالزوار : 149695 ) » " الــــــــــراجي " لا تفسر كلماتي فهي مجرد حروف مركبه فقط *_ * (اخر مشاركة : الراجي - عددالردود : 827 - عددالزوار : 203441 ) » ســجـل حـضــورك بالصـلاة علـى النبي (اخر مشاركة : الراجي - عددالردود : 73 - عددالزوار : 52635 ) » تبليغ عن مشاركة بواسطة alaa_eg (اخر مشاركة : alaa_eg - عددالردود : 1 - عددالزوار : 2 ) » تبليغ عن مشاركة بواسطة alaa_eg (اخر مشاركة : alaa_eg - عددالردود : 0 - عددالزوار : 1 ) » تبليغ عن مشاركة بواسطة alaa_eg (اخر مشاركة : alaa_eg - عددالردود : 0 - عددالزوار : 1 ) » دعونا نـ ـلون جدراننـ ـا بضجيج أقـ ـلامنــا (اخر مشاركة : البريء - عددالردود : 2080 - عددالزوار : 251064 ) » سجل دخولك للقسم العام بـحـكـمـتـك لهذا اليوم (اخر مشاركة : البريء - عددالردود : 618 - عددالزوار : 136309 ) » سجل دخولك وخروجك بالاستغفار (اخر مشاركة : البريء - عددالردود : 81 - عددالزوار : 62595 ) » همسات قبل حلول شهر رمضآن المبارك .. (اخر مشاركة : البريء - عددالردود : 9 - عددالزوار : 44223 ) »


		منتديات حصن عمان

		منتديات حصن عمان > الأبراج التربوية > برج التقارير والبحوث > العلوم العامة
جهاز الرؤية الليلية

أدوات الموضوع

انواع عرض الموضوع

جهاز الرؤية الليلية

31-07-2007

{ .. قَلبْ يتدفّقْ طفُولَه ..}

مؤهلاتك بالحصن

عدد نقاط تميزك بالحصن : 18737

المستوى :

عدد زياراتك للحصن:

عدد المرفقات :

الحالة :

!.. رسائلي ..!

علمتني الحياة أن الصدق والأمانة هما أرقى الصفات التي يتمتع بها الإنسان.

من مواضيعي

0 زراعة الأنسجة Tissue Culture
0 عمر بن الخطاب
0 123الأرقام123
0 منظر خطير نراه في بيوتنا و مساجدنا(مهم جدا)
0 اعزائي الطلبه هنا تتم تلبية طلباتكم للبحوث والتقارير في الرياضيات

الاوسمة

مجموع الاوسمة: 9

جهاز الرؤية الليلية

المقدمه

من المعروف أن عملية الرؤية تتم بواسطة انعكاس أشعة الضوء المرئي من الجسم الذي ننظر إليه على أعيننا والتي بدورها تكون صورة للجسم على شبكية العين وتنتقل معلومات الصورة من خلال الألياف البصرية إلى الدماغ ليترجم صورة الجسم. ومن هنا فإن عملية الرؤية تعتمد اساساً على اشعة الضوء المرئي سواء كان مصدره اشعة الشمس أو مصابيح الإضاءة الكهربية. ولهذا السبب فإن في الظلام لايمكن للعين رؤية الاشياء لعدم توفر الضوء المرئي المنعكس من الجسم إلى العين.

http://www.arabmeet.com/vb/attachmen...ntid=660&stc=1

كيف يمكن تحسين مدى الرؤية في الظلام؟
للإجابة على هذا السؤال يجب أن نلقى بعض الضوء على الطيف الكهرومغناطيسي الذي يحيطنا، وإن مانراه من ألوان هو جزء بسيط من الطيف الكهرومغناطيسي.

لكل منطقة على الطيف الكهرومغناطيسي طاقة محددة تعتمد على الطول الموجي: حيث أن الطول الموجي الأقصر له طاقة أكبر. وبالتالي يكون اللون الازرق ذو الطول الموجي الأقصر في الطيف المرئي له طاقة اكبر من اللون الأحمر لأن له طول موجي أكبر. ويأتي طيف الاشعة تحت الحمراء قبل اللون الأحمر وهذا يعني أن طاقتها أقل.

الاشعة تحت الحمراء تقسم إلى ثلاثة مناطق كما تقسم الاشعة المرئية إلى سبعة ألوان مختلفة (ألوان الطيف المعروفة) وهذه المناطق الثلاثة لطيف الاشعة تحت الحمراء هي:

المنطقة القريبة من الاشعة تحت الحمراء Near-infrared وهي أقرب مايمكن من الطيف المرئي والتي يبلغ مداها من 0.7 مايكرون إلى 1.3 مايكرون.

المنطقة الوسطى Mid-infrared وهي المنطقة من الطيف الكهرومغناطيسي في المدى 1.3 مايكرون إلى 3 مايكرون. وهذه الاشعة المستخدمة في أجهزة التحكم عن بعد الرموتكنترول.

الاشعة الحرارية Thermal-infrared وهي التي تحتل أكبر مدى من الطيف الكهرومغناطيسي من 3 مايكرون إلى 30 مايكرون.

الاشعة الحرارية Thermal-infrared هي اشعة تنبعث من الاجسام نتيجة لدرجة حرارتها وليست أشعة تنعكس عن الاجسام. ويعود انبعاث الاشعة الحرارية في منطقة الأطياف تحت الحمراء من اثارة الذرات المكونة للجسم عند درجات حرارة فوق الصفر المطلق وعودتها إلى حالة عدم الاثارة وهذا يسبب إلى انطلاق الاشعة الكهرومغناطيسية في المنطقة تحت الحمراء. حيث أن الذرات في حالة اثارة مستمرة excitation إلى مستويات الطاقة العليا excited level ثم عودتها إلى مستوى الطاقة الأرضي ground-state energy level.
http://www.arabmeet.com/vb/attachmen...ntid=652&stc=1

الذرة ومستويات الطاقة
عند اكتساب الكترونات الذرة طاقة نتيجة لدرجة حرارتها تنتقل إلى مدارات ذات طاقة اعلى ثم ما تلبث وأن تعود إلى مستوى الطاقة الاساسي Ground State مطلقة الطاقة التي اكتسبتها في صورة طيف كهرومغناطيسي في منطقة الاشعة تحت الحمراء بطول موجي يتراوح من 3 مايكرون إلى 30 مايكرون حسب درجة الاثارة. فعلى سبيل المثال عند تسخين ملعقة على لهب تبدأ درجة حرارة الملعقة بالازدياد وينتج عند كل درجة حرارة انبعاث للاشعة تحت الحمراء (الحرارية) إلى أن تصل درجة الحرارة إلى حد معين تبدأ فيه الملعقة بالتوهج ويحمر لونها وهنا نكون قد دخلنا في الأطوال الموجية المرئية لأن درجة الحرارة تقترب من 500 درجة مئوية وتصل أقصى درجات التوهج عندما يصبح لون المعلقة قريبا من اللون الأبيض (اكثر من 1000 درجة مئوية).

نستنتج من ذلك أن كل جسم يشع طيف كهرومغناطيسي عند درجات الحرارة فوق الصفر المطلق وكلما ازدادت درجة الحرارة ازدادت درجة الاثارة وهذا يوؤدي إلى انبعاث طيف كهرومغناطيسي يكون في منطقة الاشعة تحت الحمراء عند درجات الحرارة المنخفضة وكلما ازدادت درجة الحرارة اقترب الطيف المنبعث إلى الطيف المرئي

أجهزة الرؤية الليلية
تعمل اجهزة الرؤيه الليله كما يلى:

1. بواسطة نظام عدسات شبيه بعدسات كاميرا الفيديو يعمل على تجميع الاشعة تحت الحمراء المنبعثة من الاجسام.
2. الاشعة الحمراء المجمعة تسقط على مصفوفة من المجسات الحساسة للاشعة تحت الحمراء تعمل على رسم خريطة حرارية للجسم تسمى thermogram.
3. تقوم اجهزة اكترونية بتحويل الصورة الحرارية thermogram إلى نبضات الكترونية.
4. تقوم وحدة معالجة الاشارة signal-processing unit بترجمة الصورة الحرارية المأخوذة من المجسات إلى معلومات لتعرض على الشاشة.
5. ترسل وحدة معالجة الاشارة signal-processing unit المعلومات إلى الشاشة على شكل مناطق ملونة تعكس درجات الحرارة وجميع المعلومات المجمعة تكون الصورة

هناك نوعان من اجهزة الرؤية الليلية أحدهما يعمل عند درجة حرارة الغرفة ويعرف باسم Un-cooled وبامكانه رصد فروقات في درجة الحرارة تصل إلى 0.2 درجة مئوية وهو اكثر انتشاراً. والنوع الاخر يعمل تحت درجات حرارة أقل من درجة حرارة الغرفة وذلك بتبريده ويعرف باسم Cryogenically cooled وهو مرفع الثمن وبامكانه رصد فروقات في درجة الحرارة تصل إلى 0.1 درجة مئوية ولمسافات تصل إلى 300 متر.

يوضح الشكل التالي درجة وضوح الرؤية في ثلاث حالات مختلفة (من اليمين) رؤية بواسطة ضوء النهار وتليها صورة للرؤية الليلية بواسطة مصابيح السيارة ويليها صورة ليلية بستخدام كاميرا تعمل بالاشعة تحت الحمراء الحرارية.

الانواع و الاستخدام
1.التلسكوب Scopes وهي الاجهزة التي تثبت على الاسلحة لاصابة الاهداف الليلية أو التي تحمل باليد للانتقال من الرؤية الليلية إلى الرؤية الطبيعية.

2. المنظار Goggles وهي في الغالب ما تثبت على الرأس وتستخدم للتجول بواسطتها خلال الليل.

3. الكاميرا Cameras وهي تشبه كاميرا الفيديو التقليدية ولكن تعتمد على التصوير بواسطة الاشعة تحت الحمراء وتستخدف في طائرات الهيلوكوبتر أو مراقبة الابنية.

للاجهزة الرؤية الليلية العديد من التطبيقات مثل التطبيقات في المجالات العسكرية وفي الابحاث الجنائية وفي رحلات الصيد الليلية وفي البحث عن الاشياء المفقودة وفي التسلية وفي انظمة الحماية والمراقبة. وتجدر الاشارة إلى أن أول وأهم تطبيقات اجهزة الرؤية الليلية هي الاستخدامات العسكرية في التجسس على تحركات الخصم ومعداته في اثناء الليل، كما يستخدمه رجال الاعمل في مراقبة ابنيتهم من اللصوص والمعتدين. كما يستحدمه رجال التحريات الجنائية في دراسة تحركات اللصوص من الاثار الحرارية التي تركتها اقدامهم على الأرض وتحديد فترة الاعتداء ومتابعة المسروقات وغيره....

أجهزة الرؤية الليلية تستخدم الآن على مدى واسع في المهام الأمنية والعسكرية ومهام أخرى، وقد تطور مداها ليبلغ ۱۸۰ مترا وترى جيدا في ظلام الليل الدامس وفي حال غياب القمر وتلبد السحب بالغيوم. وهناك طريقتان للرؤية الليلية بحسب التكنولوجيا المستخدمة. الطريقة الأولى: هي تحسين الصورة. وذلك بتجميع كمية الضوء القليلة جدا حتى موجات الأشعة تحت الحمراء التي لا تشعر بها العيون ثم يتم تكبير هذا الضوء حتى يمكن رؤية الهدف واضحا.
أما الطريقة الثانية: هي التصوير الحراري، وتعتمد على التقاط الموجات تحت الحمراء من الجزء العلوي من الأشعة تحت الحمراء من الضوء والتي تنبعث كحرارة من الأجسام بدلا من التقاط انعكاس الضوء. فالأجسام الدافئة تنبعث منها أشعة أكثر من الأجسام الأقل حرارة. ولفهم أجهزة الرؤية الليلية وطريقة عملها لا بد أولا من دراسة الضوء والأشعة تحت الحمراء.

الضوء وانعكاس الأشعة :
يتكون الضوء من موجات تختلف في طولها اختلافا كبيرا وتحمل كل موجة معها مقدارا من الطاقة وهذه الطاقة مرتبطة بطول الموجة. كلما كان طول الموجة قصيرا زادت الطاقة المصاحبة للموجات الضوئية. فمثلا في مجال الادراك البصري للضوء، الأشعة البنفسجية تحمل طاقة أعلى من الأشعة الحمراء ويقع مجال الأشعة تحت الحمراء بجوار الطيف المرئي للضوء.
وتنقسم الأشعة تحت الحمراء إلى ثلاثة أقسام: الأشعة القريبة من الطيف المرئي ويتراوح طول موجتها من ؟،؟ إلى ؟،؟ ميكرون، «المتر = مليار ميكرون». والمتوسطة ويتراوح طول موجتها من ؟،؟ إلى ؟ ميكرون. وتستخدم الأشعة تحت الحمراء القريبة والمتوسطة في الأجهزة المختلفة مثل التحكم عن بعد. ثم الأشعة الحرارية وهي تمثل معظم طيف الأشعة تحت الحمراء. الفرق الجوهري بين الأشعة تحت الحمراء القريبة والمتوسطة من جهة والتي تنعكس من الجسم والحرارية من جهة أخرى أنها تنبعث من الجسم نفسه لأنه يحدث على مستوى الذرة.

الذرات :
تتكون الذرة من نواة «تحتوي على البروتونات والنيوترونات» وسحابة من الالكترونات تدور حولها في مدارات مختلفة. والنظريات الحديثة لتشريح الذرة لا تتبنى صورة المدارات المنفصلة للالكترون بل تنظر إليها كسحابة أو وحدة مترابطة. وعندما تتعرض الذرة للطاقة فإن الالكترونات تنتقل إلى مدار به مستوى طاقة أعلى بعيدا عن النواة، ثم يحاول العودة إلى مستواه الأصلي في الحالة الطبيعية.
وعندما يحدث هذا فإنه يتخلص من الطاقة لديه في صورة فوتون «جزىء الضوء»، وعندما ترى عمود التسخين الكهربائي يصدر لونا أحمر براقا فما ذلك إلا الكترونات تمت إثارتها بمصدر حراري فانتقلت إلى مصدر طاقة أعلى، وتعود إلى مستواها الأصلي مصدرة طاقتها في صورة فوتونات حمراء اللون.
وكل شيء حي يستهلك الطاقة وكذلك الجمادات مثل الصواريخ والماكينات، مما يولد الحرارة، والحرارة تتسبب في انطلاق فوتونات ضوئية من المجال الحراري للأشعة تحت الحمراء. وكلما زادت الحرارة كانت موجات الضوء للأشعة تحت الحمراء المنبعثة أقصر طولا. بل إن الأجسام شديدة الحرارة تصدر فوتونات في مجال الضوء المرئي بداية من الأحمر فالبرتقالي والأصفر والأزرق وأخيرا أعلاها الأبيض. وتعتمد أجهزة الرؤية الليلية على الأشعة الحرارية تحت الحمراء المنبعثة من الأجسام.

أنواع أجهزة الرؤية الليلية:
هناك نوعان شائعان من أجهزة الرؤية الليلية: النوع الأول يعمل في درجة حرارة الغرفة بلا تبريد، ويعمل بلا ضوضاء وفورا وبه بطارية مثبتة به.
أما النوع الثاني «المتجمد» فهو أغلى بكثير من النوع الأول ويمكن كسره بسهولة. جميع مكوناته محكمة الغلق داخل حاوية تبرده عند درجة حرارة صفر مئوية. وهذا الجهاز له حساسية فائقة وجودة عالية جدا للصور الملتقطة ويشعر بتغير حراري مقداره ۱۱۰ من الدرجة المئوية على بعد ۳۰۰ متر ويستطيع تحديد هل هذا الشخص يحمل سلاحا أم لا.

معالجة الصور وتنقيتها :
وأجهزة الرؤية الليلية تعتبر رائعة في تمييز الأشخاص والعمل في الظلام الدامس إلا أن معظمها يستخدم تكنولوجيا تنقية الصور وتحسينها وتعتمد على أنبوب خاص يسمى «مقوي الصورة» وهو يجمع ويحسن الأشعة الضوئية وتحت الحمراء.
ويتكون الجهاز من مجموعة من العدسات تلتقط أشعة الضوء والأشعة تحت الحمراء القريبة من الطيف.
والضوء المتجمع يتوجه إلى أنبوب التقوية الذي يستخدم لتحويل طاقة الفوتونات الضوئية المستقبلة من الهدف إلى إلكترونات. وتحتوي معظم أجهزة الرؤية الليلية على مصدر كهربي للأنبوب من بطاريات مثبتة به ويخرج جهدا قيمته ۵ آلاف فولت. وتمر الإلكترونات المتولدة في أنبوب التقوية، وهنا يولد الأنبوب آلاف الالكترونات المتطابقة معها من خلال لوح القنوات الدقيقة وهو لوح زجاجي به ملايين الثقوب الميكروسكوبية ويستخدم تكنولوجيا الألياف الضوئية. وعندما تصطدم الإلكترونات القادمة من القطب الكهربي باللوح الزجاجي فإن الفولت العالي المتولد يدفعها بسرعة عالية خلال القنوات الدقيقة عبر القطبين على جهتي اللوح.
وتؤدي طاقة اصطدام الالكترونات بالفوسفور إلى إثارته وانبعاث فوتونات نتيجة هذه الطاقة. وهذه الفوسفورات تنتج الصورة الخضراء على الشاشة التي تميز أجهزة الرؤية الليلية.

وتستخدم عدسة أخرى لرؤية الصورة الفسفورية الخضراء تسمى «عدسة العين» والتي تتيح تحسين وتكبير والتركيز على الصورة. ويمكن مراقبة الهدف بالنظر في منظار الجهاز أو عرض الصورة على شاشة مراقبة.

أجهزة الرؤية الليلية .. التقنية والاستخدامات
أصبحت العمليات الليلية في ظروف الحرب الحديثة من الأهمية بحيث أصبح لها تكتيكاتها وأسلوبها ومعداتها الخاصة. ونظراً لما توفره العمليات الليلية من مزايا عديدة، تولي الدول اهتماماً كبيراً القدرات القتالية لجيوشها، لتمكنها من الاستمرار في أعمال القتال ليلاً ونهاراً. وأدى التطور السريع في تكنولوجيا الكهروبصريات إلى ظهور تطبيقات واسعة خاصة في المجال العسكري، حيث ظهرت تطبيقات كثيرة لأغراض الرؤية، وتسجيل صور الأهداف المختلفة في حالات الإضاءة المنخفضة.
ولقد كانت العمليات الليلية في الماضي تعتمد على إضاءة أرض المعركة، واستخدام مقذوفات المدفعية، أو المشاعل المضيئة، أو قنابل الطائرات، إلا أن هذه الطريقة كانت تعتبر سلاح ذو حدين، فهي رغم قدرتها على إضاءة أرض المعركة، إلا أنها في نفس الوقت كانت تحدد مواقع وأماكن القوات المستخدمة لها. وفي الحرب العالمية الأولى استخدمت بواعث الضوء.

وبالرغم من اكتشاف الأشعة تحت الحمراء سنة 1800م، إلا أنها لم تستخدم على نطاق واسع إلا مع بدء الحرب العالمية الثانية، عندما فاجأ الألمان الحلفاء بمعارك ليلية بالدبابات، بدون استخدام بواعث الإضاءة، ولكن باستخدام بواعث كاشفة لأرض المعركة بالأشعة تحت الحمراء، مثبتة على دبابات، إلا أن البريطانيين تمكنوا من اكتشاف هذه الأجهزة، فكان يتم اكتشاف البواعث بواسطة نظارات حساسة للأشعة تحت الحمراء، حيث يتم تحديد موقعها وتدميرها.

وتأتي الولايات المتحدة الأمريكية في مقدمة الدول التي زاد اهتمامها أخيراً بالعمليات الليلية، وكانت حربا كوريا وفيتنام هما حقلا التجارب لأجهزة الرؤية الليلية. وبدأ في أواخر الخمسينات وبداية الستينيات من القرن الماضي ظهور واستخدام أجهزة الرؤية الليلية السلبية ، التي تعمل بتكثيف ضوء النجوم. وفي منتصف الستينيات بدأ تصميم أجهزة الرؤية الحرارية، ومع بداية السبعينيات بدأ تطوير هذه الأجهزة والبحث في جعلها أصغر حجماً، وأقل وزناً وتكلفة، ثم بدأ استخدام أجهزة الرؤية والتصوير الحراري على نطاق واسع خلال السنوات العشرة الماضية. وبذا أصبحت أجهزة الرؤية الليلية بأنواعها بديلا لإضاءة أرض المعركة بالطرق التقليدية القديمة. ويمتاز استخدام هذه الأجهزة بقلة التكاليف، وبالقدرة على استخدامها لفترات طويل ومستمرة.

طبيعة الضوء
الضوء هو عبارة عن موجات كهرومغناطيسية، تتقسم حسب الطول الموجي والتردد Frequency إلى نطاقات طيفية Bands، وهي: الأشعة الكونية Cosmic Rays أشعة جاما أشعة أكس الطيف الضوئي الميكروويف موجات الراديو.
وينقسم الطيف الضوئي إلى ثلاثة أقسام رئيسية، حسب الطول الموجي:
<= من 01.0 : 35.0 ميكرون أشعة قوق البنفسجية (غير مرئية).
<= من 35.0 : 77.0 ميكرون أشعة الضوء المرئي.
<= من 77.0 ميكرون وحتى 1 مم، الأشعة تحت الحمراء (غير مرئية).
وينقسم الضوء حسب الطول الموجي إلى الألوان التالية بالترتيب: بنفسجي، سماوي، أزرق، أخضر، أصفر، برتقالي، أحمر.
وتنقسم الأشعة تحت الحمراء إلى ثلاثة نطاقات:
<= من 77.0 : 5.2 ميكرون، نطاق قريب.
<= من 5.2 : 6.5 ميكرون، نطاق متوسط.
<= من 6.5 : 1000 ميكرون، نطاق بعيد.
وبدراسة تأثير الجو على الأشعة تحت الحمراء، وجد أن نافذية هذه الأشعة في الجو ترتبط بالطول الموجي، وأنه يوجد ثلاثة نطاقات طيفية تكون النفاذية فيها أكبر ما يمكن، ولهذا سميت هذه النطاقات "نوافذ" Windows للأشعة تحت الحمراء. وهذه النوافذ هي:
(1) النافذة القريبة: من 9.0 إلى 5.2 ميكرون.
(2) النافذة المتوسطة: من 3 إلى 5 ميكرون.
(3) النافذة البعيدة: من 8 إلى 12 ميكرون.

أجهزة الرؤية الليلية الإيجابية
تعمل هذه الأجهزة في النطاق القريب من الأشعة تحت الحمراء (75.0 : 5.1) ميكرون، وتتكون من باعث يتضمن مصدر ضوئي، وعاكس مرشح، يسمح بنفاذ الأشعة تحت الحمراء (من 75.0 إلى 5.1 ميكرون)، وجهاز الرؤية الذي يتكون من مجموعات بصرية، وصمام تحويل الصورة، ومصادر للطاقة.

ويقوم الباعث بإصدار الأشعة تحت الحمراء في اتجاه الهدف، فتسقط عليه، وتنعكس في اتجاه جهاز الرؤية، مكونة صورة غير مرئية، حيث تقوم عدسة جهاز الرؤية بإسقاطها على صمام تحويل الصورة، فيتم تحويل الصورة إلى صورة مرئية على شاشة في الصمام، ترى مكبرة من خلال عدسات.

ومن مميزات أجهزة الرؤية الليلية الإيجابية: إمكانية استخدامها في الأوساط الجوية السيئة، مثل الشبورة وستائر الدخان الصناعية، وفي الأماكن المغلقة أو الغابات، وإمكانية رصد أهداف مموهة بدرجة معينة. أما أوجه القصور في هذه الأجهزة فهي سهولة رصد بواعث الأشعة تحت الحمراء من مسافات بعيدة، مما يفقدها ميزة السرية، وضرورة الضبط الدوري لمخروط الأشعة، والتنسيق المستمر بين الباعث وجهاز الرؤية، وإمكانية تعمية الأجهزة إذا تم تشغيل بواعث ذات قدرات عالية بالمواجهة، بالإضافة إلى أن المدى محدود نسبياً.

أجهزة الرؤية الليلية السلبية
للتغلب على إمكانية رصد بواعث الأشعة في الأجهزة الإيجابية ظهرت الأجهزة السلبية التي تعتمد على مستويات الإضاءة المنخفضة للضوء المرئي ليلاً (ضوء القمر والنجوم). وتعمل هذه الأجهزة بتكثيف الضوء المرئي (الطول الموجي من 35.0 : 77.0 ميكرون)، ويتم تجميع الضوء المنعكس من الأهداف مكوناً صورة مرئية خافتة على صمام التكثيف، حيث تنبعث الإلكترونات حسب شدة الإضاءة الساقطة، لتسقط على الشاشة الفوسفورية، حيث تسبب توهج الشاشة وإظهار صورة الهدف.
وكان صمام الجيل الأول من هذه الأجهزة يتكون من ثلاث مراحل متماثلة التركيب والتصميم، بغرض تكثيف الضوء الضعيف، للوصول به إلى القدر الذي يمكن العين البشرية العادية من التقاطه بوضوح، حيث تقوم كل مرحلة بتكبير شدة الاستضاءة 40 مرة، حتى يصل التكبير، بعد المراحل الثلاث، إلى أكثر من 60 ألف مرة. وتتلخص عيوب صمامات هذا الجيل في قصر المدى نسبياً، وزيادة الوزن والحجم، وتلف الصمامات نتيجة التعرض للضوء نهاراً، أو استمرار تعرضها لوهج المقذوفات وإضاءة أرض المعركة ليلاً.
وللتغلب على هذه العيوب، ظهرت صمامات الجيل الثاني، التي تتكون من مرحلة واحدة، وتمتاز بقدرتها على التكبير الاختياري للإضاءة في النقط المختلفة، بحيث ينخفض معامل التكبير في النقط المضيئة، بينما يزيد في النقط المظلمة، مما يجعلها مناسبة عند استخدام الذخيرة المضيئة.

أما صمام الجيل الثالث فيشبه إلى حد كبير صمام الجيل الثاني، إلا أنه يستخدم مواد لها حساسية فائقة للضوء في المجال المرئي والنطاق القريب للأشعة تحت الحمراء، التي تزاد نسبتها، كما تزداد انعكاساتها من الأهداف ليلاً. ولذا فإن صمامات الجيل الثالث تعمل في المجال المرئي والنطاق القريب للأشعة تحت الحمراء.

وتتلخص عيوب أجهزة التكثيف في قصر المدى، والتأثر الكبير بالعوامل الجوية (ضباب- دخان- سحاب)، وبالضوء المبهر والإضاءات الجانبية، وبالكشافات الضوئية، وعدم القدرة على تمييز الأهداف المموهة.

أجهزة الرؤية الحرارية
بدراسة الظواهر الطبيعية، وجد أن الأجسام التي درجة حرارتها فوق الصفر المطلق (273 درجة مئوية تحت الصفر) تنبعث منها أشعة تحت الحمراء، وكلما زادت درجة حرارة الجسم كلما زادت الطاقة المنبعثة، وقل الطول الموجي لهذه الأشعة. والأهداف الأرضية التي تتراوح درجة حرارتها من (- 40 إلى + 80)، ينبعث منها إشعاع حراري بطول موجي من (8 إلى 12 ميكرون)، في حين يكون من (3 إلى 5 ميكرون) لمحركات الطائرات والأهداف الصاروخية (درجة حرارة 400 مئوية).

ووجد أن نفاذية الأشعة في الجو تكون كبيرة جداً عند نطاق الطول الموجي من (8:12) ميكرون، لذا فإن هذه الإشعاعات قادرة على اختراق الدخان والضباب وأحوال الرؤية السيئة، وكذا سحابة الدخان الصناعية، إذا كانت في الطول الموجي من (8:12) ميكرون.

ولذلك، تم تصميم أجهزة الرؤية الحرارية، لتعمل في النطاق الموجي من (8:12) ميكرون، وتعتمد على الإحساس بالتباين Contrast في درجة الحرارة بين الأهداف والخلفية التي ورائها. ووجد أن أنسب كواشف Detectors للأشعة تحت الحمراء تعمل في هذا النطاق هي كواشف مصنعة من مركب "كادميوم تلوريد الزئبقي" وتعمل بكفاءة عالية جداً إذا تم تبريدها إلى درجة حرارة (- 196 تحت الصفر المئوي)، وعند سقوط الأشعة على الكاشف تتكون إشارة كهربية يمكن استغلالها في تكوين صورة مرئية للأشعة الحرارية، المنبعثة من الهدف.

ولذا يجب تبريد الكواشف إلى درجة الحرارة (- 196 درجة مئوية) للتخلص من حركة الجزئيات بها، ولكي تكون الإشارة الخارجة من الكواشف معبرة عن الأشعة الساقطة من الهدف فقط، ويتم التبريد بطرق مختلفة، منها تمرير الهواء البارد لامتصاص الحرارة، أو استخدام دائرة تبريد مغلقة، أو مولد هواء نقي مضغوط.

مميزات استخدام أجهزة :

التصوير الحراري
يمكن استخدام الأسلحة ليلاً بمدى لا يقل عن 50 60% من المدى النهاري.
عدم الاعتماد على الإضاءة أو على الرؤية البصرية أثناء الليل.
إمكانية الاستخدام نهاراً في حالات الرؤية الضعيفة.
تفادى أعمال الإعاقة البصرية للعدو، مع التقليل من كفاءة أعمال الإخفاء والتمويه للعدو.
العمل بكفاءة خلال الشبورة والغبار والضباب والدخان الصناعي وفي الغابات والأحراش.
تمييز الأهداف، وذلك بالإحساس بفرق درجة التباين للصورة الحرارية المتكونة للهدف بالنسبة لخلفيتها، خاصة أثناء الليل، لإنخفاض درجة حرارة الأرض الخلفية للأهداف، نتيجة غياب الشمس.
لا تتأثر بالضوء المبهر، أو ضوء النهار، أو وهج القذائف والصواريخ.
التحكم في إضاءة الصورة والتباين Contrast.
القدرة على إكتشاف الحرارة التي تخلفها الطائرات والمركبات والدبابات بعد رحيلها بساعات.
تطور أجهزة الرؤية الحرارية
نظراً لارتفاع تكاليف أجهزة الرؤية الحرارية، اتجهت النية في السنوات الأخيرة إلى دراسة خفض التكاليف وذلك بإنتاج مجموعات داخلية متشابهة (Common Modules) ليمكن استخدامها في أكثر من جهاز. وقد بدأت أمريكا تنفيذ ذلك في المدة من عام 1972م إلى عام 1976م، حيث توجد هذه المجموعات الآن في الأجهزة المستخدمة مع الجيش الأمريكي، مثل الدبابة M60A3، والدبابة M1، والنظام الصاروخي "تو" Tow، والصاروخ "دراجون" Dragon، وأجهزة القوات البرية والطائرات العمودية.
وبدأت ألمانيا "الغربية" تطوير الأجهزة الحرارية اعتباراً من عام 1977م لإنتاج مجموعات متشابه كما فعلت أمريكا، وفي عام 1983م كان قد تم إنتاج جهاز الرؤية الحراري رقم 1000 للدبابة (ليوبارد 2) Leopard-2، كما تقوم إحدى شركات الإلكترونيات الألمانية بإنتاج الكواشف والمبردات المتشابهة للأجهزة الحرارية.
وبدأت فرنسا في تطوير المجموعات المتشابه للأجهزة الحرارية، ثم بدأ الإنتاج الكمي من الأجهزة في عام 1984م. وفي إنجلترا يختلف الوضع لأنهم صنعوا مجموعات متشابهة أكثر.
وتتجه الأبحاث الآن لتطوير أجهزة الرؤية الحرارية، وإنتاج الجيل الثاني منها، وزيادة عدد عناصر الكاشف، ويهدف التطوير إلى تحقيق المزايا التكتيكية والفنية الآتية:

زيادة مدى الأهداف التي يمكن رصدها وتمييزها.
تكبير مجال الرؤية.
تبسيط الأجهزة، وذلك بتحاشي الأجزاء الميكانيكية.
التيسير على المستخدم، وذلك باستخدام بعض المستشعرات التي تؤدي إلى تنفيذ بعض مهام التتبع الآلي للأهداف.
بعض الاستخدامات المتنوعة
هناك العديد من الاستخدامات العسكرية والمدنية لأجهزة الرؤية الليلة والتصوير الحراري، وعلى سبيل المثال فإن جهاز الرؤية الحراري للدبابة M1 يعتبر أصغر حجماً وأقل وزناً وتكلفة من جهاز الدبابة M60A3، ويظهر الصورة على شاشة، ويستخدم 120 عنصر كاشف في خط رأسي، ويتم تثبيت جهاز الرؤية الحراري ومقدر المسافة بالليزر والتليسكوب النهاري للرامي ليكونوا وحدة واحدة.
وجهاز التصوير الحراري (AN/AD-5) يستخدم في الاستطلاع، حيث يمكنه تسجيل خريطة حرارية على فيلم، ويستخدم مع بعض النفاثات من طراز (RF-4).
وجهاز الرؤية الحراري (IHADSS) لقائد الطائرة العمودية، مثبت في غطاء الرأس، ويوفر صورة على شاشة، وبالتالي يستطيع الطيار الطيران ليلاً في الإظلام التام، وعندما يحرك رأسه فإنه يقوم بتحريك خط البصر أو مجال الرؤية لإستطلاع الأهداف الأرضية، ويمكن القائد من عمليات البحث والإنقاذ، كما تظهر علامات التنشين على الشاشة لاستخدام السلاح المزودة به الطائرة.
وتجري التجارب لتركيب جهاز تكثيف ضوئي مع الجهاز الحراري، ليستخدم في حالات المطر في درجة الحرارة القريبة من الصفر، حيث يكون من الصعب التمييز بين الأهداف، نظراً لانخفاض التباين الحراري بين الأجسام.

وفي نظم التحذير من الصواريخ، تستخدم الأجهزة الحرارية لإنذار أطقم الطائرات من الصواريخ الموجهة إليها، كما يمكن التمييز بين التهديد الحقيقي والخداعي للعدو.

وتستخدم كاميرات المراقبة الحرارية في المراقبة وحراسة الطرق والحدود والسواحل، حيث تقوم برصد وتمييز الأشخاص والأشياء ليلاً ونهاراً، وفي حالات الرؤية الضعيفة، وفي الماضي استخدمت الكاميرات التلفزيونية، ولكن لم تكن تؤدي مهمتها بكفاءة في حالات الرؤية الضعيفة أو ليلاً، فضلاً عن قصر مسافة المراقبة. أما بالنسبة للكاميرات التلفزيونية التي تعمل في حالات الرؤية الضعيفة، فإنه لا يمكن استخدامها نهاراً، أو في حالات الإظلام التام، كما أن مداها محدود وتتأثر بأعمال التمويه. وتمكن كاميرات المراقبة الحرارية من اكتشاف الأهداف على مسافات كبيرة، وإظهارها على شاشات تلفزيونية. ويمكن وضع الكاميرات على حوامل يتم التحكم فيها عن بعد، ويمكن استخدام بعض الكاميرات في المراقبة الجوية، أو البحرية.

وتستخدم أجهزة الرؤي والتصوير الحراري "فلير" Forward Looking Infrared-FLIR في الدبابات والطائرات والغواصات والطائرات بدون طيار، كما تستخدمها قوات مكافحة الجريمة في البحث عن المجرمين، والضحايات والمفقودين.

وقد أدى استخدام التصوير الحراري في الأقمار الصناعية إلى هتك ستر كل ما هو فوق سطح الأرض، ولذا لم يعد من الممكن إخفاء بطاريات الصواريخ عابرة القارات عن عدسات أقمار التجسس لأنها أجسام معدنية تشمخ فوق الأرض عدة أمتار، ويسهل تمييزها وتصويرها، سواء ليلاً أو نهاراً، ولذا لجأت الدول إلي إخفاء الصواريخ بوضعها في الغواصات، ويمكن التحكم في صعودها فوق الماء قبل لحظة الإطلاق.

كما يمكن استخدام الأجهزة الحرارية في كشف الألغام الغير معدنية، ومساعدة الطائرات على الهبوط في حالات الأحوال الجوية السيئة، وتحديد أماكن خطوط الأنابيب والكابلات المدفونة تحت الأرض، وأماكن التسريب أو الإنسداد في المواسير المدفونة تحت الأرض، وتحديد كفاءة العزل الحراري، ويمكن استخدام الأجهزة الحرارية في اكتشاف الأورام السرطانية، وأن كان هذا الاستخدام غير واسع الانتشار.

مواقع النشر (المفضلة)

« الموضوع السابق | الموضوع التالي »

الذين يشاهدون محتوى الموضوع الآن : 3 ( الأعضاء 0 والزوار 3)

تعليمات المشاركة
لا تستطيع إضافة مواضيع جديدة لا تستطيع الرد على المواضيع لا تستطيع إرفاق ملفات لا تستطيع تعديل مشاركاتك BB code is متاحة الابتسامات متاحة كود [IMG] متاحة كود HTML معطلة قوانين المنتدى

الانتقال السريع

المواضيع المتشابهه
الموضوع	كاتب الموضوع	المنتدى	مشاركات	آخر مشاركة
الشبكــــــــــــــــــات	بيسان	الحاسب الآلي	1	27-07-2007 02:50 PM
طلب عمل جهاز علمي	ريـم	برج المواضيع العامة	2	02-05-2007 08:31 PM
مقدمة في أجزاء الحاسوب	البراء	الحاسب الآلي	0	24-03-2007 06:30 PM
اروع جهاز للصيانه	عمانيه	برج الحاسوب والأجهزة الإلكترونية وبرامجها	2	19-03-2006 12:08 PM

الساعة الآن 06:24 PM.