Jak powstaje luneta noktowizyjna - materiał, produkcja, wykonanie?

5 maja 2021 r.

 

Jak powstaje luneta noktowizyjna - materiał, produkcja, wykonanie?

Ludzie zawsze zastanawiali się nad zdolnością niektórych zwierząt do widzenia w ciemności. Dlatego wynalezienie noktowizorów było dość oczekiwaną rzeczą. Pierwsze urządzenia NV pojawiły się w Niemczech tuż przed II wojną światową. Podczas wojny Ameryka rozwinęła swój sprzęt noktowizyjny. Pierwsze modele były nieporęczne i wymagały dobrego oświetlenia. Ale stopniowo urządzenia NV stały się bardziej kompaktowe i wydajne w warunkach słabej widoczności.
Dziś noktowizory można kupić w sklepie lub zamówić przez Internet. Te akcesoria są najbardziej popularne wśród myśliwych, obserwatorów przyrody i wojska. Jednym z ważnych elementów każdego noktowizora jest luneta. Zastanówmy się więc, jak powstaje luneta noktowizyjna?

Materiały
Potrzebne są dobre materiały, aby stworzyć dobry zakres. Soczewka obiektywu i okular okienka wyjściowego wykonane są ze specjalnego szkła optycznego. Głównym elementem lunety jest tubus wzmacniacza obrazu, wykonany z metalu i ceramiki. Wewnątrz tuby wzmacniacza obrazu znajduje się ekran luminoforowy oraz płytka mikrokanałowa wykonana z włókna szklanego.
Po zmontowaniu tubus wzmacniacza obrazu jest umieszczany w specjalnej, odpornej na uderzenia plastikowej osłonie. Wszystkie elementy są bezpiecznie mocowane i lutowane. W przypadku uderzenia plastikowa osłona ochroni tubus wzmacniacza obrazu przed uszkodzeniem.

Wnętrze
Zasada działania i budowa noktowizorów jest dość skomplikowana. Wszystko zaczyna się od obiektywu. Każdy przedmiot odbija światło, widoczne i niewidoczne dla naszych oczu. Soczewki wychwytują to światło, zbierają je w wiązkę światła i kierują do fotokatody. Na tym etapie następuje przemiana fotonów w elektrony. Elektrony trafiają do specjalnej komory z płytką mikrokanalikową. Ta płyta jest wykonana z włókna szklanego i ma na swojej powierzchni setki mikrorurek. Zadaniem tego pierwiastka jest zwiększenie liczby elektronów. Im więcej mikrootworów znajduje się na płytce, tym więcej elektronów można uzyskać. Średnica płytki mikrokanalikowej w noktowizorach Gen 3 nie przekracza 1 cala. Również ta część IIT jest bardzo cienka – około 0,4 cala.
W ostatnim etapie elektrony odbijają się od płytki i uderzają w ekran luminoforowy. Uderzając elektrony wytwarzają małe błyski światła. W ten sposób przekazują informację o otaczających obiektach, a ekran gromadzi ją w jednym obrazie. Rezultat – użytkownik widzi wyraźny, jasny obraz.
Cały opisany powyżej proces przekształcania cząstek światła w wyraźny obraz byłby niemożliwy bez źródła zasilania. Wszystkie noktowizory wymagają dobrych akumulatorów. Źródło zasilania znajduje się mniej więcej pod komorą płyty mikrokanalikowej. Im mocniejsza optyka, tym więcej energii wymaga.

Proces produkcyjny
Sercem noktowizora jest tubus wzmacniacza obrazu. Producenci stosują ponad 400 różnych procesów do wytwarzania głównych części i montażu ich w tubie. Przyjrzyjmy się najważniejszym punktom produkcji.

Fotokatoda
Ten element wykonany jest ze specjalnego szkła. Zazwyczaj producenci kupują okrągłe wykroje szklane od podwykonawców, zamiast wytwarzać je samodzielnie. Okrągły kawałek pokryty jest warstwą arsenku galu, a następnie podgrzewany, aż zacznie się topić. Aby bezpiecznie połączyć dwie warstwy, część jest ściskana pod prasą. Ostatnim krokiem jest polerowanie i sprawdzenie pod kątem wad. Teraz fotokatoda jest gotowa.

Płyta mikrokanałowa
Płytka to najtrudniejszy element, od którego zależy to, jak dobrze poradzi sobie wzmacniacz obrazu. Do jego produkcji wykorzystywany jest tak zwany „proces dwóch losowań”. W tym celu pracownicy biorą specjalnie przygotowany wlewek ze szkła. Wlewek umieszcza się w piecu, a raczej w jego górnej części. Piec posiada kilka stref kontroli temperatury. Dlatego temperatura w każdej strefie może być inna. Wlewek jest stopniowo nagrzewany do temperatury 500 stopni, podczas gdy w jego dolnej części powstaje duża szklana kulka. Kulka osiąga określony rozmiar i opada, tworząc cienką szklaną nić. Ta nić musi być szybko schłodzona. Specjalna maszyna trakcyjna zbiera nitki szklane, obcinaki przycinają je do tej samej długości i formują wiązki. Te wiązki są następnie skręcane w sześciokąty. Uzyskane sześciokąty umieszcza się z powrotem w piecu i podgrzewa. Co więcej, wszystkie procesy są powtarzane od początku. Ale za drugim razem sześciokąty włókien są znacznie węższe. Rezultatem tego ciężkiego i długiego procesu jest szklana bule. Bulę kroi się na cienkie plasterki lub talerze, z których każdy jest czyszczony ze szkła okładzinowego. Po usunięciu okładziny szklanej na powierzchni płyty otwierają się setki mikrootworów. Ostatni szlif – płyta pokryta jest chromem niklowym, a następnie tlenkiem glinu, dzięki czemu może przenosić ładunek elektryczny.

Ekran fosforowy
Jest to malutki krążek fibrowy, zwykle kupowany od podwykonawców. Po pierwsze, dysk jest dobrze wklejony w korpus tuby, a następnie pokryty luminoforem. Taki materiał jak fryta służy do łączenia wszystkich elementów. Fryta szybko się topi po podgrzaniu i niezawodnie utrzymuje wszystkie części razem. Po podgrzaniu dysk jest schładzany i spryskiwany roztworem wody i fosforu. Następnie woda odparowuje, a na ekranie pozostaje luminofor, tworząc cienką, gładką powłokę.

Korpus rury
Korpus składa się z kilku pierścieni wykonanych z metalu i ceramiki. Każdy pierścień posiada określoną sekcję tuby wzmacniacza obrazu. Aby mocno skleić wszystkie pierścienie, producenci nakładają między nimi ind. Po podgrzaniu ind topi się i niezawodnie „skleja” wszystkie elementy.

Montaż
Po przygotowaniu elementów IIT należy je dokładnie umieścić w ciele. Montaż rozpoczyna się w specjalnym sterylnym pomieszczeniu bez kurzu i wilgoci. Pracownicy najpierw umieszczają płytkę mikrokanalikową i akumulator. Następnie korpus jest umieszczany w stacji wyciągowej w celu usunięcia całego powietrza. Dopiero potem fotokatodę i ekran luminoforowy wkłada się do tuby i tam mocuje. Zmontowany tubus wzmacniacza obrazu musi przejść kilka testów, aby sprawdzić, jak działa i czy spełnia wymagane parametry. Jeśli test wykaże dobre wyniki, rurkę umieszcza się w plastikowym „bujaku”. Bagażnik jest zamykany i powietrze jest ponownie usuwane. Jeszcze kilka testów i wzmacniacz obrazu gotowy. Teraz można go umieścić w goglach, lornetkach i innych noktowizorach.

Kontrola jakości
Dobry producent kontroluje proces produkcji na każdym etapie. Każdy szczegół nie przechodzi do kolejnego etapu, dopóki nie spełni wymagań. Dla lepszej kontroli jakości stosuje się specjalny sprzęt do kalibracji. Pozwala pracownikom sprawdzić temperaturę w piecu, średnicę i grubość płyty oraz inne parametry. Sprzęt kalibracyjny jest również regularnie sprawdzany pod kątem prawidłowego działania.
Finalny produkt jest również dokładnie testowany w zależności od warunków, w jakich będzie użytkowany. Jeśli urządzenie jest przeznaczone dla myśliwych lub obserwatorów przyrody, może być testowane przez wstrząsy lub wibracje. Jeśli do celów wojskowych zostanie umieszczony w warunkach wysokiej temperatury lub wilgotności na kilka dni. Bardzo ważne jest również wizualne sprawdzenie działania produktu. Teraz wiesz, jak trudno jest producentowi wyprodukować wysokiej jakości noktowizor i dlaczego koszt niektórych modeli jest tak wysoki. Jeśli potrzebujesz dobrego noktowizora, kup go tylko od zaufanego sprzedawcy.