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关于夜视仪类产品

最近有一位客户需要夜视仪,用来公共场合抓小偷,所以帮他打听下哪些夜视仪比较不错。可以帮他便宜一点提供。

结果找了位业内很熟悉夜视仪的朋友,一打听,目前夜视仪,国产的和一些便宜的进口的,一两千元就可以拿下来,但是寿命不行,很容易出毛病,维修也很麻烦。还有一种是比较好一些的,价格上万元,这种效果和寿命各方面,都比较好一些,但是显然对普通人来说难以承受。

最后跟这位客户介绍了下这方面情况,他也最终打消了购买夜视仪的念头。

本来准备这两年看看上一两款不错的夜视仪(如果能找到的话),既然目前市面上产品是这样的情况,那咱们暂时还是不提供夜视仪了,再等几年技术成熟些吧。

如果有客户就是有实际需要,可以帮忙代购,但是这边咱就暂时不上这类产品了。

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a.看到夜视仪一词,您可能首先会联想到以前看过的间谍或动作电影中的一幕:在月黑风高的夜晚,有人戴着一副夜视目镜在漆黑的大楼里搜寻另一个人。或许您想知道:“这种东西真的管用么?在黑暗中真的能看到东西么?”


供图
陀螺稳定式昼夜两用双筒望远镜,B.E. Meyers Company出品


美国国防部供图
答案是肯定的。有了夜视设备,哪怕是在伸手不见五指的夜里,您仍然可以看到200米外的人!如果根据所采用技术的不同,夜视仪有两种不同的工作方式。
图像增强——这种技术能采集微弱的光线,包括红外线光谱的低区(这一区域的光线即便存在,肉眼也看不到),然后将其放大到一定水平,以便让我们能从容地观察图像。
热成像——这种技术能捕捉到红外光谱的高区光线,也就是物体以散热形式发出的光线,而非反射光。温度较高的物体(例如人的身体)会比温度较低的物体(例如树木或建筑物)发出更多的红外线。




在本文中,您会了解这两种主流夜视技术。我们还会讨论其他类型的夜视设备及其用途。不过首先,我们还是要讨论一下红外线。
夜视仪基本原理 想要理解夜视仪的原理,就必须对光的原理有所了解。光波的能量大小与其波长有关:波长越短,能量越高。

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晕死了,我在一个网站复制过来的,贴上发出来就不见图了


在可见光中,紫光的能量最高,而红光的能量最低。与可见光光谱相邻的是红外线光谱。

红外线是光谱中的一小段
红外线分为三类:
近红外线(近IR)——近红外线与可见光相邻,其波长范围是0.7-1.3微米(1微米等于百万分之一米)。
中红外线(中IR)—— 中红外线的波长范围是1.3-3微米。近红外线和中红外线应用到各种电子设备中,例如遥控器。
热红外线(热IR)——热红外线占据了红外线光谱中最大的一部分,其波长范围是3-30微米。热红外线与其他两种红外线的主要区别是,热红外线是由物体发射出来的,而不是从物体上反射出来的。物体之所以能够发射红外线,是因为其原子发生了某种变化。
原子理论 原子是永恒运动的。它们不停地振动、移动和旋转。即便是构成我们座椅的原子也是不断运动着的。原子有几种不同的激发状态。换言之,它们具有不同的能量。如果我们将大量的能量赋予一个原子,它就会摆脱基态能级而达到激发水平。激发水平取决于以热、光或电等形式施加到原子上的能量的多少。
原子由原子核(包括质子和中子)和电子云构成。我们可以将电子云中的电子设想成在不同轨道上围绕着原子核运动。现在还无法观察到电子的离散轨道,但把这些轨道设想成原子不同的能级会更容易理解。换句话说,如果我们向原子施加一定的热能,可以预见的是,一些处于低能轨道的电子会转移到高能轨道上,即离原子核更远。


[size=-1]原子包括原子核和电子云

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电子转移到高能轨道后,最终仍要回到基态。在此过程中,电子会以光子(一种光线粒子)的形式释放能量。您会发现,原子不断地以光子的形式释放能量。举例来说,当烤面包炉内的发热器之所以会变成亮红色,就是因为原子被热力激发,释放出了红色的光子。激发态的电子比未受激发的电子具有更高的能量,并且正是由于电子吸收了若干能量才达到了激发水平,它会将这一能量释放出来以回归基态。这一能量会以光子的形式(光能)被释放出来。发射出的光子具有特定的波长(颜色),这取决于释出光子时电子的能量。
任何生物都要耗费能量,很多没有生命的物品也是如此,例如引擎和火箭。能量消耗会产生热量。反过来,热能会促使物体中的原子发射出位于热红外线光谱中的光子。物体温度越高,释出的红外线光子的波长就越短。如果物体的温度非常高,它发出的光子甚至能进入可见光光谱,从红光开始,然后是橙光、黄光、蓝光,直至白光。请查阅电灯泡工作原理、激光器工作原理以及光的原理这几篇文章,了解有关光以及光子发射的详细信息。
夜视仪中的热成像技术正是利用了这种红外线发射现象。下一节,我们将会探讨其中的原理。
热成像工作原理 以下是热成像的工作原理:
用一种特制的透镜,能够将视野内物体发出的红外线会聚起来。
红外线探测器元上的相控阵能够扫描会聚的光线。探测器元能够生成非常详细的温度样式图,称为温谱图。大约只需1/30秒,探测器阵列就能获取温度信息,并制成温谱图。这些信息是从探测器阵列视域场中数千个探测点上获取的。
探测器元生成的温谱图被转化为电脉冲。
这些脉冲被传送到信号处理单元——一块集成了精密芯片的电路板,它可以将探测器元发出的信息转换为显示器能够识别的数据。

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信号处理单元将信息发送给显示器,从而在显示器上呈现出各种色彩,色彩强度由红外线的发射强度决定。将从探测器元传来的脉冲组合起来,就生成了图像。

Infrared, Inc.供图
热成像系统的基本组件
各种热成像设备
多数热成像设备的扫描速率为30次/秒。它们能检测的温度范围为-20℃至2000℃,能检测出的温差约为0.2℃。


[size=-2]Infrared, Inc.供图
[size=-1]在白天,很容易 [size=-1]就能一览无余……


[size=-2]Infrared, Inc.供图
[size=-1]……但在夜晚, [size=-1]您能看到的少之又少。


[size=-2]Infrared, Inc.供图
[size=-1]热成像技术能让您重新看到这一切。
热成像设备一般有两大类:
非冷却型——这种热成像设备最为常见。其红外探测器元封装在一个单元内,可在室温下工作。这种系统可以迅速激活,工作时完全静音,并且具有内置的电池。
低温冷却型——这种系统价格更高,而且操作不当很容易损毁。这种热成像设备将探测器元封装在一个外包装内,并将其冷却至0℃以下。由于冷却了探测器元,因此这种系统的具有极高的分辨率和敏感度。低温冷却型系统可以“看到”300米以外0.1℃的温差,这样该系统足以判断出一个人手里是不是拿着一把抢!尽管热成像技术非常擅长探测人体,还能在几乎绝对黑暗的环境中工作,但多数夜视设备采用的是图像增强技术,在下一节中您将了解到这种技术。
图像增强技术 提到夜视仪,多数人想到的是图像增强技术。事实上,图像增强系统一般称为夜视设备(NVD)。NVD内有一种图像增强管,可以用来采集、放大红外线及可见光。


[size=-1]图像增强管可将光子重新转化为电子。

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b以下是图像增强系统的工作原理:

一种称为物镜的传统透镜能捕捉环境光线和某些近红外线。
收集到的光线会传送给图像增强管。在多数NVD中,图像增强管的供电系统会从两节 N-Cell或“AA”电池中获取电力。管道会向图像管组件输出约为5000伏的高压。
图像增强管中有一个光电阴极,能将光子转化为电子。
当电子通过管道时,管中的原子会释放相似的电子,其数目为原有电子数乘以一个因数(约为几千倍),利用管道内的微通道板(MCP)就能完成这项工作。微通道板是一个微型玻璃盘,内部含有数百万个微型孔隙(微通道),采用光纤技术制成。微通道板处于真空中,在盘片的两面都安装了金属电极。每条微通道的长度是其宽度的45倍左右,工作原理类似于电子放大器。 当来自光电阴极的电子触击微通道板上第一个电极时,在两电极间5000伏高压作用下电子会加速通过玻璃微通道。电子通过微通道时,会导致通道中数千个电子被释放出来,这一过程称为级联二次发射。简言之,原始电子会撞击微通道的侧边,而后受激发的原子会释出更多的电子。这些新电子也会撞击其他原子,从而造成一种链式反应,其结果是,进入微通道的电子屈指可数,而离开微通道的电子却数以千计。一个有趣的现象是:MCP上的微通道有一个微小的倾斜角(约5-8°),这既是为了能引发电子碰撞,也是为了降低来自输出端磷光质层的离子反馈和直接光反馈。


供图
夜视成像图以其诡异的绿色光泽而著称。

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在图像增强管的末端,电子会撞击一个具有磷光质涂层的屏幕。这些电子会保持它们通过微通道时的相对位置,这会确保图像的完好,因为电子排列的方式同起初光子排列的方式相同。这些电子带有的能量会使磷光质达到激发状态并释出光子。这些磷光质会在屏幕上生成绿色图像,这也成了夜视仪的一大特色。
通过另一副称为目镜的透镜,就可以观测到绿色磷光图像,还可以使用目镜放大图像或调节焦距。NVD可以与电子显示设备相连,例如显示器,也可以直接透过目镜观测图像。夜视设备历代产品 NVD已有40多年的历史。这些产品可分为几代。NVD技术发展道路上的每一次重大突破都会催生新一代产品。
最早一代——最早的夜视系统由美国军方研制,它们被应用在第二次世界大战和朝鲜战争的战场上,这些NVD系统采用主动红外线技术。这意味着NVD上须附有一个称为红外辐射源的发射单元。该单元能发射出一束近红外线,类似于普通闪光灯发出的光束。这种光束不能为肉眼所见,它们会从物体上反射出来,然后返回NVD的透镜。这种系统使阳极与阴极相连,以便对电子进行加速。这种方法的问题是,电子加速会使图像扭曲,而且还会大大缩减管道的寿命。这项技术最早用于军事中时,还存在一个重要问题:敌方在短时间内就能仿制出这种系统,这使得敌军士兵也可以用它们的NVD系统观测到设备发射出的红外光束。
第一代——这一代NVD放弃了主动红外技术,转而采用了被动红外线技术。这种NVD能够利用月亮和星星发出的环境光线放大周围的反射红外线,因而曾被美军称为星光。这意味着它们不需要红外线发射源。这也意味着在多云或没有月亮的夜晚时,它们的工作效果不是很好。第一代NVD采用与第0代相同的图像增强管技术,同样靠阴极和阳极进行电子加速,所以仍然存在图像扭曲和管道寿命较短的问题。

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第二代—— 图像增强管技术的重大进步催生了第二代NVD。它们的分辨率比第一代设备更高,性能更为出色,可靠性也更好。第二代技术最大的收获是,它们具备了在极弱的光线条件下(例如在一个没有月亮的夜晚)生成图像的能力。敏感度得以增加,是因为图像增强管附加了微通道板。由于MCP能够增加电子数目而非仅对原有电子加速,所以图像扭曲的程度显著下降,而亮度也高于前几代NVD。
第三代——目前美军采用第三代技术。尽管其原理与第二代相比并无本质区别,但这一代NVD的分辨率和敏感度要更好。这是因为其光电阴极由砷化镓制成,这种物质有助于提高光子转化为电子的效率。另外,MCP上还覆有一个离子壁垒层,能够有效地增加管道寿命。
第四代——通常我们提到的第四代技术亦称“无胶片门限”技术,总体上讲,这一代系统的性能在强光和弱光两种环境中都有较大幅度的改善。 MCP去除了第三代技术加入的离子壁垒,因而背景噪声有所降低,同时信噪比得以提升。去除离子胶片在实际中能够让更多的电子被放大,这样一来图像的扭曲度显著降低,而亮度则有明显提高。
自动门限供电系统的引入,使得光电阴极的电压能够迅速地接通和切断,从而让NVD能够对发光条件的波动做出即时反应。这项技术的进步对于NVD系统来说具有关键意义,具备了这种能力,用户可以迅速从强光环境转移到弱光环境(或从弱光环境到强光环境),而图像不会产生任何颠簸。举例来说,请想象一个随处可见的电影场景:一名特工在使用夜视仪目镜时,如果有人打开了附近的电灯,他就会“失明”。有了最新的门限电源技术,光线条件的变化不会产生这样的恶果,改进的NVD系统能够立即对光环境的变化做出反应。

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很多所谓的“便宜”夜视镜采用第0代或第一代技术,如果对于专业设备的敏感度抱有较高期待,您可能会大失所望。第二代、第三代以及第四代NVD一般价格较高,但如果保养得当,可以使用较长时间。还有一点,在极其昏暗乃至几乎不能采集到环境光线的地方,使用红外辐射源对于任何一款NVD系统都是有益的。


[size=-2]B.E. Meyers Company供图
[size=-1]NVD有各种样式,有些可以安装在相机上。
每一根图像增强管都要进行严格的测试,以判断它能否达到军方设定的标准。达标的管子被归为军用规格(MILSPEC)。哪怕只有一项指标不符合军用标准,管子就会被归为普通规格(COMSPEC)。

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c.夜视设备的类型 夜视设备可以粗分为三大类:

观测镜——观测镜一般为手持型,也可以安装在武器上,它们采用单筒(一只眼睛)镜身。由于观测镜属于手持设备,不像目镜那样佩戴在身上,所以当您想要对某一特定目标进行较为细致的观察,然后回归正常观测条件下时,这种观测镜比较适用。


[供图
DARK INVADER多用途袖珍夜视镜
目镜——尽管目镜也可以手持,但它们通常还是佩戴在额头上。目镜采用双筒(两只眼睛)镜身,根据样式不同可采用单透镜或复合透镜。目镜是进行长时间观测(例如在光线很差的建筑物周围巡逻时)的最佳选择。


供图
DARK INVADER夜视目镜4501

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摄像头——采用夜视技术的摄像头可将图像传送给显示器,以供即时播放,也可以用录像机将传来的图像记录下来。当我们需要在一个恒定地点进行高品质的夜视观测时,例如在某固定建筑物上,或是将夜视仪装配为直升机的机载设备时,摄像头就能派上用场。很多新型的摄像机已具备内置的夜视功能。


供图
Stealth 301系列日夜两用摄像机
夜视仪的应用


供图
图中的士兵正在使用
DARK INVADER夜视目镜。
一般来讲,夜视仪的用途包括:
军用
执法
狩猎
野外观察
监视
安全
导航
隐蔽目标观测
娱乐夜视仪最早被用来在夜间对敌方目标进行定位。目前军队系统仍然大范围地使用夜视仪,除了上述用途以外,还包括导航、监视、瞄准等用途。警方和安全部门经常使用热成像和图像增强这两种技术,特别是用它们进行监视。猎手和热爱大自然的旅人们依靠NVD,就能在夜间驾轻就熟地穿过森林。

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侦探和私家侦探会利用夜视仪探查人们是否有不轨行为。不少商业机构也会利用安装在固定位置的夜视摄像头监测周围环境。
热成像技术真正令人惊奇的是,它能够揭示出一个地区有没有人类活动过的痕迹 ——即便四周没有任何肉眼可见的明显标记,它还是能告诉我们,一块土地曾被挖开并填埋过一些东西。执法部门也能借此发现一些罪犯企图隐瞒的事证,包括赃款、毒品以及尸体等。此外,利用热成像技术能发现某些区域(如墙壁)最近发生的变化,这能为一些案件提供重要线索。


供图
摄像机是夜视仪行业中
一个快速增长的板块。
很多人已经开始探索夜幕下的神奇世界。如果您准备痛痛快快地搞一次野营或狩猎活动,或许夜视设备能对您的旅程有所帮助——不过请务必挑选适合您的类型。
有关夜视仪及相关主题的更多信息,请查看下一页上的链接。

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d.夜视仪使用说明:
1.夜视仪是用于在夜间和微光下观察目标的精密光电子仪器。为满足在极低照度下工作,夜视仪配有红外线发射器。
2.夜视仪在没有保护盖时禁止白天开启。在有光照的屋子里检查夜视仪工作性能时,必须在夜视仪带镜盖时进行,且不超过3分钟.并且夜视仪不应对着强光源,强光进入夜视仪内部有可能将其损坏或消少夜视仪的使用寿命。用带有镜盖的夜视仪观察物体时也应避免强闪光。当强光进入夜视仪时其能见度会下降甚至消失。此时,应立即将夜视仪从强光源处拿走。过1-2分钟后,夜视仪功能会恢复。特别强的光源会导致夜视仪损坏(如白天持续十秒)
3.夜视仪允许1分钟以内的强闪光和闪烁,视场观察到的光斑不是夜视仪的缺陷,而是外部光源闪烁引起的。夜视仪在标准方式工作时不会出现光斑,夜视仪视场存在少量的黑点和亮点不是其质量缺陷,而是符合夜视仪的质量标准。夜视仪在没有保护盖时禁止白天开启。
4.夜视仪在寒冷的房间保存或冬季运输后,再次使用前必须在温暖的房间保持5小时。
5.夜视仪适合在环境温度-30度至30度,温度25度时相对湿度93%,局部照度5.10ˉ 勒克司或以下使用。
6.夜视仪工作时间。
不开启红外线照射器:

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---温度高于0度时---20小时
         
---温度零下30度时---3.5小时
         
开启红外线照射器:
         
---温度高于0度时 ---16小时
         
---温度零下30度时---2小时
夜视仪在10度以下工作并开启前,必须将电池先置于温暖的地方(如胸部口袋)。
7.夜视仪应保存在干净的地方,避免重压,机械损坏,潮湿,和太阳辐射。
夜视仪的使用方法:
1.从外套中取出夜视仪。
2.打开电池盖,用硬币将电池装入电池沟中。
3.电池安装完毕,夜视仪准备工作完成。
4.将开关转至ON位置。如果照度低则转至IR位置。正常开启的夜视仪应在荧光屏和红外线照射器上看到亮点。
5.取下物镜盖。
6.将夜视仪对准所观察的目标,转动目镜,找到清晰图象。
7.沿着夜视仪镜筒调整眼睛基准。
8.夜视仪工作结束后将开关转至OFF,盖上物镜盖。关上夜视仪后其还可以工作10-15分钟(为了电池完全放电)。可利用此特点延长电池的工作时间。
9.建议夜视仪工作结束后将电池取出,以防止电池电介质流出污染电池箱。
当开启开关未观察到荧光屏发光或发光很暗时应更换电池。如果电池污染了电池箱表面,应用软棉布或棉球搽试。如果电池箱受潮,应烘干。如清洗物镜,目镜,红外线照射器的光学表面时,应先吹掉小沙砾和灰尘,然后用细软布在表面搽试。

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故障原因及消除方法
故障现象原因消除方法
红外线照射器及荧光屏不亮    电池安装不正确         重新安装电池
红外线照射器及荧光屏发暗 电池放电,电池箱接触面污染  换电池,清洗接触面
保修责任
本夜视仪属于精密光学仪器,请务必按照说明书正确使用,仅保证用户在正确使用时的保修责任。增益管及人为造成的损坏不在保修范围之内。
夜视仪使用注意事项
1,夜视仪应保存在外套中,其环境要求是温度5度到 40度,相对湿度不超过80%。
2.夜视仪必需在夜间使用,不能对准强光,白天不能使用;
3,白天检查时,不能打开镜头盖,否则很容易损坏;
4,需使用质量好的锂电池或碱性电池,劣质电池会影响使用效果,并容易损坏器材;
5,尽量避免雨水或雾气,防止摔,碰,撞;
6,镜头不要经常擦拭,如需擦拭时请用镜头纸或擦镜布,注意不要划伤镜片;
7,夜视仪要长期保存(超过两周)时请将电池取出,防止电池流液损坏器材。
8,请放置在干燥,通风的地方,以免镜片受潮,发霉

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贴子转完了,附图不见显示的,是我不会弄之故吧

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