Diy termal kamera telefoto konvertori: 15 qadam

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:28

Men yaqinda Seek RevealPro termal kamerasini sotib oldim, u 320 x 240 termal sensorga ega, 15 Gts kadr tezligi bilan juda arzon narxda.

Bu kamera bilan bog'liq yagona muammo shundaki, u 32 darajali aniq ko'rish linzalari bilan ta'minlangan. Umumiy termal tekshirish uchun bu yaxshi, lekin kameradan bosilgan elektron platalarda tarqalishini baholash yoki nosoz yoki kichik o'lchamli komponentni aniqlash uchun yaqin ish uchun kamerani ishlatishga urinishning haqiqiy kamchiligi. Masofa diapazonining qarama -qarshi tomonidagi 32 ° FOV optikasi masofadagi narsalarning yoki oddiy masofadagi kichikroq ob'ektlarning haroratini ko'rish va o'lchashni qiyinlashtiradi.

diy "makro" kattalashtiruvchi adapterlar tasvirlangan, lekin men bilmaymanki, kimdir bu kameralardan biriga qanday qilib telefoto konvertor yasashni ko'rsatgan.

1 -qadam: oddiy teleskoplar

Termal kamera yordamida masofadan turib ob'ektni tasvirlash uchun 10 mkm diapazonda ishlaydigan linzalar yordamida oddiy teleskop kerak. Asosiy optik refleksli teleskop, ikkita optik elementga ega: ob'ektiv va ko'zoynak. Ob'ektiv - bu uzoq ob'ektdan yorug'lik to'playdigan va fokus tekisligida shu ob'ektning tasvirini yaratadigan katta ob'ektiv. Ko'zoynak - bu kattalashtiruvchi oynadir, u orqali termal kamera virtual tasvirni ko'rishi mumkin.

Rasmda ko'rsatilgandek, refraktsion teleskopning ikkita asosiy konfiguratsiyasi mavjud: Kepler teleskopida yaqinlashuvchi linzali ko'zoynak va Galiley teleskopida ayiruvchi linzali ko'zoynak bor. Kepler teleskopi orqali ko'rilgan rasm teskari, Galiley teleskopi esa tik. Teleskopning o'zi tasvirni shakllantirish tizimi emas. Aksincha, teleskopga ulangan termal kamera oxir -oqibat o'z optikasi orqali tasvirni hosil qiladi.

Kepler teleskopining kattalashishi ob'ektiv va ko'zoynak linzalarining fokus uzunligi orasidagi nisbat bilan aniqlanadi:

Kattalashtirish_Keplerian = fo/fe

Galiley teleskopi ijobiy va salbiy ko'zoynakni ishlatadi, shuning uchun uning kattalashishi quyidagicha:

Magnigication_Galilean = -fo/fe

Ob'ektning o'lchami ham muhim, chunki uning diametri qanchalik katta bo'lsa, yorug'lik shunchalik ko'p to'planishi mumkin va u yaqin ob'ektlarni yaxshiroq hal qila oladi.

2 -qadam: Termal tasvirga mos linzalarni tanlash

Issiqlik kameralari infraqizil nurlanish intensivligini 10 mikron atrofida o'lchaydi. Buning sababi shundaki, ob'ektlar to'lqin uzunligining eng yuqori cho'qqisida qora tanli radiatsiya chiqaradi, bu Vinning siljish qonuniga muvofiq. Biroq, oddiy shisha to'lqin uzunliklarida yorug'lik o'tkazmaydi, shuning uchun termal tasvirlash linzalari germaniy yoki sink seleniddan yasalgan bo'lishi kerak, ular 10 mkm diapazonidagi nurlanishning o'tishiga imkon beradi.

Germaniya (Ge) linzalari, odatda, qiziqish spektrli hududida keng tarqalish diapazoni (2,0 - 16 mkm) tufayli termal tasvirlash uchun ishlatiladi. Germaniyali linzalar ko'zga ko'rinmas nurga shaffof emas va oynali kulrang metall ko'rinishga ega. Ular havo, suv, ishqorlar va ko'pchilik kislotalarga inertdir. Germaniya 4,64 sinish indeksiga ega, 10,6 mkm va uning o'tkazuvchanlik xususiyatlari haroratga juda sezgir.

Sink selenidi (ZnSe) CO2 lazerlari bilan ko'proq ishlatiladi. U juda keng diapazonga ega (600 nm - 16,0 mkm). Ko'rinadigan spektrning qizil qismida so'rilish darajasi past bo'lganligi sababli, ZnSe linzalari odatda CO2 lazerlarini (odatda 10,6 mkm da ishlaydigan), arzon ko'rinadigan qizil HeNe yoki yarimo'tkazgichli hizalanadigan lazerlarni birlashtiradigan optik tizimlarda ishlatiladi. Ularning uzatish diapazoni ko'rinadigan spektrning bir qismini o'z ichiga oladi, bu ularga to'q sariq rang beradi.

Yangi infraqizil linzalarni Thorlabs, Edmund Optics va boshqa optik komponent etkazib beruvchilardan sotib olish mumkin. Siz tasavvur qilganingizdek, bu linzalar arzon emas-Thorlabsning Ø1/2 dyuymli Ge plano-konveks linzalari taxminan 140 dollarga, ZnSe linzalari esa 160 dollarga baholanadi. Ø1”Ge linzalari taxminan 240 dollarga sotiladi, ZnSe esa bu diametrda turadi. 300 dollar atrofida. Ortiqcha topilmalar yoki Uzoq Sharq takliflari makro va telefoto adapterlarni ishlab chiqarish uchun eng yaxshisidir. Xitoydan ZnSe linzalarini eBay®-da taxminan 60 dollarga sotib olish mumkin.

3 -qadam: Telefoto konvertor dizayni

Men 50 mm fokusli Ø1 dyuymli Ge plano-qavariq linzalarni (Thorlabs LA9659-E3 ga o'xshash) va fokus uzunligi 15 mm bo'lgan Ø1/2 Ge plano-konveks linzalarini topishga muvaffaq bo'ldim. a Thorlabs LA9410-E3) Kepler telefon telefoto konvertorini yaratish uchun. Kattalashtirish shunday:

Kattalashtirish = fo/fe = 50mm/15mm = 3.33

Boshqa kattalashtirishli telefoto adapterlarni yuqorida ko'rsatilgan oddiy formulalar yordamida loyihalash oson. E'tibor bering, asosiy linzali naychaning uzunligini o'zgartirish kerak bo'lishi mumkin, chunki linzalar orasidagi masofa f0 + fe ga yaqin bo'lishi kerak.

4 -qadam: Telefoto konvertori uchun komponentlarni yig'ish

Menga o'xshagan telefoto konvertorni yaratish uchun sizga quyidagi komponentlar kerak bo'ladi (barchasi Thorlabs qismlari):

LA9659-E3 Ø1 Ge Plano-konveks linzalari, f = 50 mm, AR qoplamali: 7-12 mkm $ 241,74

LA9410-E3 Ø1/2 Ge Plano-konveks linzalari, f = 15 mm, AR qoplamali: 7-12 mkm $ 139.74

SM1V05 Ø1 "Sozlanishi linzali naycha, 0,31" sayohat diapazoni $ 30,25

SM1L15 SM1 linzali naycha, 1,50 dyuymli chuqurlik, bitta ushlab turuvchi halqa 15,70 dollarni o'z ichiga oladi.

Tashqi SM05 va ichki SM1 tishli SM1A1 adapteri $ 20.60

SM05L03 SM05 linzali naycha, 0,30 dyuymli chuqurlik, bitta ushlab turuvchi halqa, shu jumladan $ 13,80

SM1RR SM1 Ø1 dyuymli linzali naychalar va ushlagichlar uchun ushlab turuvchi halqa $ 4,50

Yangi germaniya linzalari bilan jami $ 466,33

Uy -joy - atigi 84,85 dollar

Men telefoto konvertorimni Thorlab SM1 va SM05 naychali komponentlaridan tayyorlangan optik naychaga joylashtirdim. Ob'ektiv linzalarni SM1V05 sozlanadigan linzali naychaning old qismiga qo'yib, linzalar orasidagi masofani sozlash imkonini berdi. Fokusni qulflash uchun tashqi SM1 uzuk ishlatiladi. Thorlabs-ning yangi qismlaridan foydalanib, siz taxminan 466 dollar sarflashingiz mumkin. Agar siz eBay® -dan ZnSe linzalarini va korpus uchun yangi qismlardan foydalansangiz, ehtimol siz 200 dollar sarflaysiz.

Teleskop uchun korpus meniki kabi chiroyli bo'lishi shart emas. Fokuslash uchun mo'ljallangan PVX quvurlar (masalan, tishli qopqoqga o'rnatilgan linzalar) juda yaxshi ishlaydi. Biroq, menga Thorlabs SM Tubes juda yoqadi, chunki ular nisbatan arzon va optik asboblarning bunday turini yasash uchun juda mos keladi. Bundan tashqari, ko'zoynakning SM05L03 tishli tomoni Seek RevealPRO linzalarini ushlab turuvchi halqasiga mukammal joylashadi.

5 -qadam: Qurilish 1 -qadam: SM1L15 trubkasidan uzukni olib tashlang

Barmoqlaringiz yoki kalit kaliti yordamida (masalan, Thorlabs SPW602, 26,75 dollarga sotiladi) SM1L15 trubkasi ichidagi SM1 ushlagich halqasini olib tashlang.

6 -qadam: Qurilish 2 -qadam: Ob'ektiv linzalarni yig'ish uchun komponentlarni tayyorlang

Ob'ektiv linzalarini yig'ish uchun sizga kerak bo'lgan komponentlarni tayyorlang:

• SM1V05 sozlanishi linzali naycha
• Ikkita SM1 ushlagichli halqa (ulardan biri oldingi bosqichda ko'rsatilgandek SM1L15 linzali naychadan keladi)
• Ø1 "Ge Plano-konveks linzalari, f = 50 mm, AR qoplamali: 7-12 mkm (yoki shunga o'xshash)

7 -qadam: Qurilish 3 -qadam: SM1V05 ichiga 6 mm chuqurlikdagi SM1 ushlagich halqasini joylashtiring

Kalit kaliti yoki barmoqlar yordamida SM1V05 sozlanadigan linzali naychaga taxminan 6 mm chuqurlikka bitta ushlagich halqasini soling. Bu sizning maqsadingiz sifatida tanlagan linzalarga qarab o'zgarishi mumkin. G'oya, linzaning orqasida o'tirishga ruxsat berish, linzaning boshqa tomonida ushlab turuvchi halqadan foydalanish imkonini beradi.

8 -qadam: Qurilish 4 -qadam: Ob'ektiv linzalarni va tashqi tutqich halqasini joylashtiring

Ob'ektiv linzani qavariq tomoni tashqariga qaragan holda joylashtiring, so'ngra mahkamlagichning ikkinchi halqasi yordamida mahkamlang. Haddan tashqari siqilishdan ehtiyot bo'ling, chunki bu linzalarga zarar etkazishi mumkin! Agar siz kalit kaliti o'rniga cımbız yoki boshqa asbobdan foydalansangiz, linzalarni chizishdan ehtiyot bo'ling.

9 -qadam: Qurilish 5 -qadam: Komponentlarni ko'zoynak uchun tayyorlang

Ko'zoynakni yig'ish uchun ishlatadigan komponentlarni tayyorlang:

• SM05L03 linzali naycha
• SM5 ushlab turuvchi halqa (SM05L03 trubkasidan chiqarilgan)
• Ø1/2 "Ge Plano-konveks linzalari, f = 15 mm, AR qoplamali: 7-12 mkm (yoki shunga o'xshash)

10 -qadam: qurilish 6 -qadam: ko'zoynakni yig'ish

Ko'zoynakni SM05L03 trubkasiga joylashtirib, ko'zoynakni yig'ing. Qavariq tomoni tashqi iplarga qaragan bo'lishi kerak (quyidagi rasmda pastga). Ob'ektivni SM05 ushlagich halqasi bilan mahkamlang. SM05 ushlagich halqasini o'rnatish va mahkamlash uchun SM05 kalit kalitidan (masalan, 24,50 dollarga sotiladigan Thorlabs SPW603) foydalaning. Haddan tashqari siqilishdan ehtiyot bo'ling, chunki bu linzalarga zarar etkazishi mumkin! Agar siz kalitning o'rniga cımbız yoki boshqa asbobdan foydalansangiz, linzalarni chizishdan ehtiyot bo'ling.

11-qadam: Qurilish 7-qadam: Ko'zoynakni SM1-SM05 adapteriga o'rnatish

Ko'zoynak linzalari moslamasini SM1A1 SM1-SM05 adapteriga mahkamlang.

12 -qadam: Qurilish 8 -qadam: Yakuniy yig'ilish

Oxir -oqibat, ko'zoynak linzalari moslamasini (SM1A1 adapteriga o'rnatilgan) va ob'ektiv linzalari moslamasini SM1L15 linzalari trubkasiga burab qo'ying. Bu Keplerian telefoto konvertorini yig'ishni yakunlaydi.

13 -qadam: Telefoto konvertoridan foydalaning

Telefon konvertorini termal kameraning linzalari oldiga qo'ying va o'rganishni boshlang! Ob'ektiv ob'ektiv to'plamini ob'ektingizning eng aniq tasviri olinmaguncha aylantirib, siz linzaga e'tibor qaratishingiz kerak. SM1V05 sozlanadigan linzali naycha bilan birga keladigan tashqi SM1 uzuk, fokus sozlamalarini qulflash uchun ishlatilishi mumkin.

Kameraning linzalari o'rnatilishiga Thorlabs SM05NT (6,58 dollar) SM05 qulflash uzugini (ID 0,535 "-40, 0,75" OD) doimiy ravishda ulashni o'ylab ko'rishingiz mumkin, shunda siz kamera linzalari oldiga makro yoki telefoto konvertorlarini ta'sir qilmasdan tezda o'rnatishingiz mumkin. uning asl funktsional imkoniyatlari.

Nihoyat, esda tutingki, Kepler teleskopi tasvirni teskari o'zgartiradi, shunda siz kamerangiz ekranida termal rasmni teskari tomonda ko'rasiz. Kamerani telefoto konvertori o'rnatilganida tasvirning teskari yo'nalishidagi harakatlarga ehtiyoj borligiga ko'nikish uchun ozgina mashq qilish kerak.

14 -qadam: ishlash

Men natijalardan juda mamnunman. Raqamlar ishlatilayotgan telefoto konvertorning ba'zi namunali tasvirlarini ko'rsatadi. Chap oynalar Seek RevealPRO -ning sobit linzalari orqali olingan tasvirni ko'rsatadi. O'ng oynalar xuddi shu manzarani × 3.33 telefoto konvertori yordamida ko'rsatadi. Men telefoto konvertor tomonidan kattalashtirilgan hududni ko'rsatish uchun chap oynadagi tasvirlarga to'q sariq rangli to'rtburchak qo'shdim. To'rtburchakning o'lchamlari tasvir ramkasining 1/333 o'lchamiga to'g'ri keladi, bu shuni ko'rsatadiki, telefon konvertori yordamida kattalashtirish × 3,33 ga teng.

Albatta, Seek RevealPRO va telefoto konvertorida ishlatiladigan linzalar tizimlari juda oddiy, shuning uchun buzilishlar va vinyetlarni kutish kerak. Mening orqa hovlimdagi qo'shnilarim va osmonning bir qismidagi fotosuratlarda ko'rsatilgandek, vinyetka telefon tasvirini katta masofadagi tasvir ob'ektlariga ishlatganda aniq namoyon bo'ladi. Shunga qaramay, yordamsiz kamerada ko'rinmaydigan tafsilotlar telefoto konvertor yordamida aniq ko'rinadi.

15 -qadam: manbalar

Bu yo'riqnomada ko'rsatilgan materiallar manbalari quyidagilardir:

• Qidiring - www.thermal.com
• Thorlabs - www.thorlabs.com
• Edmund sanoat optikasi - www.edmundoptics.com

Eslatma: Men bu kompaniyalar bilan hech qanday aloqam yo'q.

Qo'shimcha o'qish va tajribalar

Ko'rinmas dunyoning fizikasi va fotografiyasi bo'yicha qiziqarli tajribalar uchun mening kitoblarimni ko'rib chiqing (Amazon.com saytidagi kitoblarim uchun shu erni bosing) va mening veb -saytlarimga o'ting: www.diyPhysics.com va www. UVIRimaging.com.