Система FT для тестирования инфракрасных матричных фотоприемных устройств

Основная информация

Обычно тепловизоры, конструируются с использованием двух способов:

1. используется готовая матрица тепловизионной камеры генерирующая выходное изображение в стандартном электронном формате, которая интегрируется с инфракрасной оптикой в единый корпус. Так же в этот корпус опционально устанавливается дополнительные электронные модули;
2. используется сенсор IR FPA, под который разрабатывается и устанавливается плата управления, затем сенсор с платой управления интегрируется с инфракрасной оптикой в единый корпус опционально вместе с другими электронно оптическими модулями.

Знание точных параметров тепловых модулей / матриц необходимо, так как эти параметры определяют предельные характеристики готовых тепловизоров. Кроме того, тестирование модулей тепловизорной камеры позволяют проводить усовершенствование алгоритмов для уменьшения пространственного шума готового тепловизора.

Система серии FT генерирует инфракрасное излучение для точного контролирования пространственного и временного распределение на входе сенсора IR FPA, управление тестируемым модулем IR FPA и осуществлять полуавтоматический анализ выходного сигнала, необходимо для расчета характеристик тестируемых IR FPA (или тепловизионной камерой). Эта система позволяет измерять наиболее важные параметры матриц (шум / чувствительность, качество изображения и спектральные характеристики) матриц и сенсоров IR FPA. Сенсоры IR FPA могут быть различных спектральных диапазонов (LWIR или MWIR), охлаждаемого или не охлаждаемого типа.

Система тестирования FT предназначена для двух групп потенциальных пользователей. Первая группа - производители тепловизоров, которым необходимо проводить тестирование матриц тепловизионных камер или "голых" датчиков IR FPA. Вторая группа - производители сенсоров IR FPA или научные институты, работающие в области технологий по производству сенсоров IR FPA, позволяющие им определить предельные значения производительности этих сенсоров изображения.

Система серии FT поставляется в различных модификациях, оптимизированных для различных тестируемых диапазонов тепловизионных матриц и сенсоров IR FPA. Так же возможна поставка системы в сверх расширенной версии, которые позволяют тестировать тепловизоры в сборе.

Особенности

Конструктивно система FT состоит из трех основных модулей:

• Излучающего эмиттера RE;
• Электронного модуля управления тестируемым сенсором CON;
• Компьютеризированного модуля CS.

Первый модуль RE позволяет генерировать необходимый радиометрический импульс для тестируемого IR FPA. Этот модуль построен из серийных сменных модулей (черных тел, источников ИК излучения, коллиматора, оптики, механических стоек и креплений, а также монохроматоров), которые позволяют создать несколько конфигураций систем и позволяют сгенерировать различные радиометрические сигналы.

Электронный модуль управления сенсором CON подает сигналы управления, поступающие на электронику тестируемого сенсора IR FPA, необходимые для генерации сенсором выходного сигнала (сигналов). Электронный модуль управления сенсором поставляется как опциональный, так как он не требуется, при тестировании только матриц IR FPA или пользователь может использовать свой блок управления электроники.

Третий блок CS используется для управления модулем RE, анализом выходного сигнала, поступаемого от тестируемого сенсора IR FPA, а также для определения параметров тестируемого сенсора. Этот модуль CS конструктивно выглядит в виде системного блока ПК в комплекте с несколькими картами захвата изображения и установленным специализированным программным обеспечением, предназначенным для осуществления сбора и анализа сигналов, генерируемых тестируемыми сенсорами IR FPA и тепловизорными камерами.

При тестировании сенсоров IR FPA используется только два модуля: излучающего эмиттера RE и компьютеризированной вычислительной системы CS. Сенсор IR FPA практически интегрирован с электроникой его управления, которая генерирует изображения в стандартных электронных форматах, именно поэтому опционально поставляемый электронный модуль управления сенсором CON не требуется.

Конструктивно система тестирования FT - это система состоящая из двух основных модулей: излучающего эмиттера RE и компьютеризированной вычислительной системы CS и дополнительно поставляемого третьего электронного модуля управления сенсором CON.

Модуль управления сенсором

Модуль управления сенсором является опциональным блоком и предназначен для управления тестируемым сенсором IR FPA. Обычно этот модуль используется для управления тестируемым сенсором IR FPA и перевода выходного сигнала с такого сенсора в один из стандартных сигналов электронного изображения: аналогового видео сигнала, цифрового CameraLink, USB2.0, GigE а также другие.

Электронный модуль управления сенсором CON предлагается в двух версиях:

1. Со специализированной электроникой управления, оптимизированной для высокоточных сенсоров IR FPA;
2. Специально разработанным универсальным перепрограммируемым контроллером IR FPA, который может использоваться для контроля большинства сенсоров IR FPA, предлагаемых на международном рынке.

Модуль CON в версии "A" поставляется в виде электроники матрицы предназначенной для нескольких определенных сенсоров IR FPA. Как правило, для каждого сенсора поставляется новая электроника матрицы. Эта модификация в основном используется для тестирования нескольких, выпускаемых серийно, сенсоров. Она более проста и безопасна для потребителя и является эффективным решением, если число тестируемых сенсоров IR FPA небольшое.

Модуль CON в версии "B" поставляется в виде одиночной сверх универсальной электроники матрицы (обозначаемой как CON-B), которая может быть использована для управления большинства сенсоров IR FPA, представленных на международном рынке. Изменение механических адаптеров (оптимизированных для различных версий) и перепрограммирование CON-B контроллера необходимо для управления новым сенсором IR FPA. Перепрограммирование является важной операцией для модуля CON-B относится к наиболее ответственной операции и производиться только персоналом производителя системы или конечным пользователем, имеющим глубокие знания в технологии IR FPA. Поэтому эта модификация в основном рекомендуется для производителей сенсоров IR FPA или для научно-исследовательских институтов, которым требуется универсальный контроллер своих разработок и подбора параметров.

При заказе модуля CON-B Вы можете столкнуться с проблемами экспортного контроля такого CON-B. Заказ модуля в версии CON-A возможен, если заказчик предоставляет информацию о планируемым к тестированию сенсоре IR FPA.

Возможности тестирования

Использование системы тестирования FT позволяет достичь двух основных целей при тестирования модулей тепловых камер / сенсоров IR FPA:

1. Определение параметров, определяющих производительность модулей тепловых камер / сенсоров IR FPA;
2. Определение данных, которые используются при разработки алгоритмов обработки изображений, позволяющих улучшить качество изображений, генерируемых модулями тепловых камер или тепловизорами в сборе (как правило это алгоритмы уменьшающие пространственный шум).

Измеряемые системой параметры можно разделить на три группы: Параметры шума и чувствительности:

1. Стандартные характеристики шума: NETD (высокая частота временного шума), FPN (высокая частота пространственного шума), неравномерность (низкая частота пространственных шумов);
2. Параметры отклика: SiTF (функция передачи сигнала), линейность, динамический диапазон, уровень насыщения;
3. Дополнительные параметры шума: 3D (объемный) шум, NPSD (шум мощности спектральной плотности), 1/F (частота) шума, количество "битых" пикселей и расположение "битых" пикселей;
4. D ** (нормализованная обнаружительность) и относящиеся к ним параметры - опционально (если время интегрирования сенсора IR FPA известно).

Версии системы FT

Система тестирования FT может поставляться в разных версиях c различными тестовыми возможностями: Версия может быть точно определена с использованием двухбуквенного кода, как показано в таблице ниже: