Diy Thermal Camera Telephoto Converter: 15 кадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:42

Мен жакында Seek RevealPro термикалык камерасын сатып алдым, ал 320 х 240 термикалык сенсоруна ээ> 15 Гц кадр ылдамдыгы укмуштуудай арзан баада.

Бул камера менен болгон көйгөйлөрдүн бири-бул 32 ° туруктуу көрүү линзасы. Бул жалпы термикалык текшерүү үчүн жарактуу, бирок камераны басып чыгарылган платаларга таралышын баалоо үчүн же иштебеген же кичине болгон компонентти аныктоо үчүн чоңураак иштөө үчүн колдонууда чыныгы кемчилик. Аралыктын диапазонунун карама -каршы жагында, 32 ° FOV линзасы алыстагы объектилердин же кадимки аралыкта кичинекей нерселердин температурасын көрүүнү жана өлчөөнү кыйындатат.

diy "макро" чоңойтуу адаптерлери сүрөттөлгөн, бирок мен эч ким бул камералардын бирине телефото алмаштыргычты кантип курууну көрсөткөнүн билбейм.

1 -кадам: Жөнөкөй телескоптор

Жылуулук камерасы менен аралыкта объектти сүрөткө тартуу үчүн 10 мкм диапазондо иштеген линзалар менен жасалган жөнөкөй телескоп керек. Негизги сынуучу телескоп эки оптикалык элементтен турат, объектив жана окуляр. Объектив - бул чоң объектив, ал алыскы объекттен жарыкты чогултат жана фокус тегиздигинде ошол нерсенин сүрөтүн түзөт. Окуляр - бул лупа, ал аркылуу жылуулук камерасы виртуалдык сүрөттү көрө алат.

Сүрөттө көрсөтүлгөндөй, сынуучу телескоптун эки негизги конфигурациясы бар: Кеплер телескопунда линзанын окуляры жана Галилеялык телескопто айырмалоочу линза окуласы бар. Кеплер телескопу аркылуу каралып жаткан сүрөттө тескери бурулат, ал эми Галилеялык телескоп тике тартылган. Телескоп өзү эле сүрөттү түзүүчү система эмес. Тескерисинче, телескопко тиркелген жылуулук камерасы акыры өзүнүн оптикасы аркылуу сүрөттү түзөт.

Кеплер телескопунун чоңойтуусу объективдин жана окуляр линзалардын фокус аралыктарынын катышы менен аныкталат:

Magnification_Keplerian = fo/fe

Галилеялык телескоп позитивдүү жана терс окулярды колдонот, андыктан анын чоңойтуусу төмөнкүчө берилет:

Magnigication_Galilean = -fo/fe

Максаттын өлчөмү дагы маанилүү, анткени анын диаметри канчалык чоң болсо, ошончолук жарык чогулта алат жана жакын объекттерди жакшыраак чече алат.

2 -кадам: Жылуулук иштетүүгө ылайыктуу линзаларды тандоо

Жылуулук камералары инфракызыл нурдун интенсивдүүлүгүн болжол менен 10 мкм өлчөйт. Себеби, объекттер Wienдин жылышуу мыйзамына ылайык, ошол толкун узундугуна чокуга жеткен кара дененин радиациясын чыгарышат. Бирок, кадимки айнек ал толкун узундугунда жарыкты өткөрбөйт, андыктан термикалык сүрөттөөдө колдонулган линзалар германийден же цинк селенидинен жасалышы керек, алар 10 мкм диапазондогу радиацияны өткөрөт.

Германий (Ge) линзалары көбүнчө жылуулукту иштетүү үчүн колдонулат, анткени алардын кызыктыруучу спектралдык чөйрөсүндө кеңири өткөрүлүү диапазону (2.0 - 16 мкм) бар. Германий линзалары көзгө көрүнгөн жарыкка тунук эмес жана айнектей боз металлдык көрүнүшкө ээ. Алар абага, сууга, щелочторго жана көпчүлүк кислоталарга инерттүү. Германийдин сынуу индекси 4,004 10,6 мкм, жана анын берүү касиеттери температурага өтө сезгич.

Цинк Селенид (ZnSe) CO2 лазерлери менен көп колдонулат. Бул өтө кенен берүү диапазонуна ээ (600 нм - 16.0 мкм). Көрүнгөн спектрдин кызыл бөлүгүндө аз жутулушунан улам, ZnSe линзалары көбүнчө CO2 лазерлерин (адатта 10,6 мкм иштейт), арзан көрүнүп турган кызыл HeNe же жарым өткөргүчтөрдү тегиздөөчү лазерлерди бириктирген оптикалык системаларда колдонулат. Алардын берүү диапазону көрүнгөн спектрдин бир бөлүгүн камтыйт, аларга терең кызгылт сары түс берет.

Жаңы инфракызыл линзаларды Thorlabs, Edmund Optics жана башка оптикалык компоненттерди жеткирүүчүлөрдөн сатып алса болот. Сиз ойлогондой, бул линзалар арзан эмес-Ø1/2 "Thorlabs компаниясынын Ge plano-дөңсөө линзаларынын баасы 140 доллардын тегерегинде, ZnSe линзаларынын баасы 160 доллардын тегерегинде. Ø1" Ge линзалары 240 доллардын тегерегинде сатылат, ал эми ZnSe ушул диаметри менен бааланат болжол менен $ 300. Ашыкча табуулар же Ыраакы Чыгыш курмандыктары макро жана телефото адаптерлерди жасоо үчүн эң жакшы. Кытайдан ZnSe линзаларын eBay®ден болжол менен 60 долларга сатып алууга болот.

3 -кадам: Telephoto Converter Дизайн

Мен 50 мм фокустук диапазондогу Ø1”Ge плано-томпок линзаны (Thorlabs LA9659-E3 окшош) жана фокустук аралыгы 15 мм болгон Ø1/2 Ge plano-дөңсөө линзасын таба алдым (окшош a Thorlabs LA9410-E3) Кеплериялык телефото конвертеримди түзүү үчүн. Чоңойтуу мындай:

Чоңойтуу = fo/fe = 50mm/15mm = 3.33

Башка чоңойтуунун телефото адаптерлери жогоруда көрсөтүлгөн жөнөкөй формулаларды колдонуу менен долбоорлоого оңой. Көңүл буруңуз, линзанын негизги түтүгүнүн узундугун өзгөртүү керек болушу мүмкүн, анткени линзалардын ортосундагы аралык f0 + feге жакын болушу керек.

4 -кадам: Telephoto Converter үчүн компоненттерди чогултуу

Меники сыяктуу телефото алмаштыргычты куруу үчүн сизге төмөнкү компоненттер керек болот (баары Thorlabs бөлүктөрү):

LA9659-E3 Ø1 Ge Plano-Convex Lens, f = 50 мм, AR-капталган: 7-12 мкм $ 241.74

LA9410-E3 Ø1/2 Ge Plano-Convex Lens, f = 15 мм, AR-капталган: 7-12 мкм $ 139.74

SM1V05 Ø1 "Жөнгө салынуучу линза түтүгү, 0.31" Саякат диапазону $ 30.25

SM1L15 SM1 линзалар түтүгү, 1.50 жип тереңдиги, бир кармоочу шакек камтылган $ 15.70

SM1A1 адаптер тышкы SM05 Threads жана ички SM1 Threads менен $ 20.60

SM05L03 SM05 Линза түтүгү, 0,30 Жиптин тереңдиги, Бир кармоочу шакек камтылган $ 13.80

Ø1 "SM1RR SM1 кармоочу шакеги" Линзалардын түтүктөрү жана монтаждары $ 4.50

Жаңы германия линзалары менен бардыгы $ 466.33

Турак жай $ 84.85 гана

Телефото алмаштыргычымды Thorlab SM1 жана SM05 түтүк компоненттери менен жасалган оптикалык түтүккө жайгаштырдым. Мен объективдүү линзаны линзалардын ортосундагы аралыкты жөнгө салуу менен фокустоо үчүн SM1V05 жөнгө салынуучу линзалуу түтүктүн алдына койдум. Сырткы SM1 шакеги фокусту кулпулоо үчүн колдонулат. Thorlabsтин жаңы бөлүктөрүн колдонуу менен сиз болжол менен 466 доллар сарптайсыз. Эгерде сиз eBay®ден ZnSe линзаларын жана турак жайдын жаңы бөлүктөрүн колдонсоңуз, болжол менен 200 доллар сарптайсыз.

Телескоптун корпусу меникиндей кооз болуунун кажети жок. Фокустоо үчүн кандайдыр бир тартипке ээ болгон PVC түтүктөрү (мис., Жип капкакка орнотулган линза) эң сонун иштейт. Бирок, мага Thorlabs SM Tubes абдан жагат, анткени алар салыштырмалуу арзан жана оптикалык приборлордун бул түрүн курууга эң сонун ылайыкташкан. Мындан тышкары, окулярдын SM05L03 жипчил жагы Seek RevealPRO линзасынын кармоочу шакегине каршы мыкты отурат.

5 -кадам: Курулуш 1 -кадам: SM1L15 Tube тартып Ring алып салуу

Манжаңызды же ачкыч ачкычын колдонуу менен (мис. Thorlabs SPW602 26.75 долларга сатылат) SM1L15 түтүгүнүн ичине кирген SM1 кармагыч шакегин алып салыңыз.

6 -кадам: Курулуш 2 -кадам: Объективдүү линзаны чогултуу үчүн компоненттерди даярдоо

Объективдүү линзаны чогултуу үчүн сизге керектүү компоненттерди даярдаңыз:

• SM1V05 жөнгө линза түтүк
• Эки SM1 кармагыч шакеги (алардын бири мурунку кадамда көрсөтүлгөндөй SM1L15 линзалуу түтүктөн келет)
• Ø1 "Ge Plano-Convex Lens, f = 50 мм, AR-капталган: 7-12 мкм (же окшош)

7 -кадам: Курулуш 3 -кадам: SM1V05ке 6 мм тереңдикке SM1 кармагычты салыңыз

Ачкычтын ачкычын же манжаңызды колдонуп, бир кармагычты SM1V05 жөнгө салынуучу линзанын түтүгүнө болжол менен 6мм тереңдикке салыңыз. Бул сиздин максат катары тандап алган линзага жараша өзгөрүшү мүмкүн. Идея линзанын арткы бетинде кармоочу шакекти колдонууга мүмкүндүк берүү үчүн артында жетиштүү отурууга уруксат берүү.

8 -кадам: Курулуш 4 -кадам: Объективдүү линзаны жана сырткы кармагыч шакегин салыңыз

Объектив линзаны томпок капталын сыртка каратып кыстарыңыз, анан экинчи кармагыч шакектин жардамы менен ордуна бекитиңиз. Ашыкча катуу тартпоо үчүн этият болуңуз, анткени бул линзаны бузушу мүмкүн! Эгерде сиз ачкычтын ордуна пинцет же башка куралды колдонсоңуз, линзаны чийип албоо үчүн этият болуңуз.

9 -кадам: Курулуш 5 -кадам: Компоненттерди окулярга даярдоо

Окулярды чогултуу үчүн колдоно турган компоненттерди даярдаңыз:

• SM05L03 линзалуу түтүк
• SM5 кармагыч шакеги (SM05L03 түтүкчөсүнөн чыгарылган)
• Ø1/2 "Ge Plano-Convex Lens, f = 15 мм, AR-капталган: 7-12 мкм (же окшош)

10 -кадам: Курулуш 6 -кадам: Окулярды чогултуу

Көз айнекти линзаны SM05L03 түтүгүнө салып, окулярды чогултуңуз. Томпок жагы сырткы жиптерге карайт (төмөндөгү сүрөттө). Объективди SM05 кармоочу шакеги менен оңдоңуз. Жакшыраак, SM05 кармагыч шакегин салуу жана бекемдөө үчүн SM05 ачкычын ачкычын (мис., Thorlabs SPW603, 24.50 долларга сатылат) колдонуңуз. Ашыкча катуу тартпаңыз, анткени бул линзаны бузушу мүмкүн! Эгерде сиз ачкычтын ордуна пинцетти же башка куралды колдонсоңуз, линзаны чийип албаңыз.

11-кадам: Курулуш 7-кадам: Окулярды SM1-to-SM05 адаптерине орнотуу

Көз айнектин линзаларын SM1A1 SM1ден SM05 адаптерине сайыңыз.

12 -кадам: Курулуш 8 -кадам: Акыркы жыйын

Акыр -аягы, окуляр линзанын курамын (SM1A1 адаптерине орнотулган) жана объективдүү объективди SM1L15 линзасынын түтүгүнө сайыңыз. Муну менен Кеплериялык телефотовертордун курулушу аяктайт.

13 -кадам: Телефото алмаштыргычты колдонуңуз

Телефото алмаштыргычты жылуулук камерасынын линзасынын алдына коюп, изилдөөнү баштаңыз! Объективдин объективдүү түзүлүшүн буруп, объектиңиздин эң курч сүрөтү алынганга чейин фокустоо керек. SM1V05 жөнгө салынуучу линзалуу түтүк менен келген тышкы SM1 шакеги фокустун жөндөөсүн кулпулоо үчүн колдонулушу мүмкүн.

Камераңыздын линзасына Thorlabs SM05NT ($ 6.58) SM05 Locking Ring (ID 0.535 "-40, 0.75" OD) биротоло туташтырууну ойлонушуңуз мүмкүн, ошондо сиз камеранын линзасынын алдына макро же телефото өзгөрткүчтөрдү эч кандай таасир этпестен тез орното аласыз. анын баштапкы функциясы.

Акырында, Keplerian телескопу сүрөттү тескери бураарын унутпаңыз, ошондо сиз камераңыздын экранында термикалык сүрөттү тескери карай көрөсүз. Телефото алмаштыргыч менен камераны көрсөтүү сүрөттүн карама -каршы багытында кыймылга муктаж экенине көнүү үчүн бир аз практика керек.

14 -кадам: Performance

Мен жыйынтыктарга абдан ыраазымын. Сүрөттөрдө телефото алмаштыргычтын кээ бир үлгүлүү сүрөттөрү көрсөтүлгөн. Сол панелдер Seek RevealPRO'дун туруктуу линзасы аркылуу тартылган сүрөттү көрсөтөт. Оң панелдер × 3.33 телефото алмаштыргычты колдонуп, ошол эле көрүнүштү көрсөтөт. Телефото алмаштыргыч менен чоңойтулган аймакты көрсөтүү үчүн сол панелдеги сүрөттөргө кызгылт сары төрт бурчтукту коштум. Тик бурчтуктун өлчөмдөрү 1/3,33 өлчөмүндөгү сүрөт алкагына таандык, бул телефото алмаштыргычтын чоңойтуусу чындыгында × 3,33 экенин көрсөтөт.

Албетте, Seek RevealPRO жана телефото алмаштыргычта колдонулган линзалар системалары өтө жөнөкөй, андыктан бурмалоолор жана виньетинг күтүлөт. Менин короодогу кошуналарымдын сүрөттөрүндө жана асмандын бир бөлүгүндө көрүнүп тургандай, винетинг телефондук конвертерди чоң аралыкта сүрөт объектилерине колдонгондо байкалат. Ошентсе да, жардамсыз камера менен көрүүгө болбогон деталдар телефото алмаштыргыч аркылуу абдан ачык көрүнүп турат.

15 -кадам: Булактар

Бул Нускамада айтылган материалдар үчүн булактар:

• Издеңиз - www.thermal.com
• Thorlabs - www.thorlabs.com
• Эдмунд өнөр жай оптикасы - www.edmundoptics.com

Эскертүү: Мен бул компаниялар менен эч кандай байланышы жокмун.

Андан ары окуу жана эксперименттер

Физика жана көрүнбөгөн дүйнөнүн фотографиясы боюнча кызыктуу эксперименттер үчүн, менин китептеримди карап чыгыңыз (Amazon.com сайтындагы китептерим үчүн бул жерди басыңыз) жана менин вебсайттарыма өтүңүз: www.diyPhysics.com жана www. UVIRimaging.com.