Контраст изображения объекта, наблюдаемого в условиях задымления, при поляризационной фильтрации излучения, рассеянного частицами дыма

Целью работы являлось исследование контраста изображения объекта, наблюдаемого в задымленной среде, с применением поляризационной фильтрации излучения, рассеянного частицами дыма в сторону наблюдателя, и сопоставление данного контраста с контрастом изображения, формируемого без фильтрации, для оценки возможности разработки комплекта оптических принадлежностей пожарного-спасателя, улучшающего видение объектов в условиях дымообразования при пожаре.

Достижение поставленной цели осуществлялось методом экспериментального моделирования процесса передачи изображений чёрно-белого объекта с резкой границей перехода чёрное / белое через различные типы аэрозолей дыма с применением поляризационной фильтрации излучения, рассеянного частицами дыма, и без фильтрации и оценке контрастов изображений.

Проведены исследования контрастов изображений для различных оптических плотностей дымов в двух схемах регистрации, когда приёмная оптическая система расположена вблизи источника подсветки объекта на расстоянии ≈ 150 мм от него, и когда она расположена на удалении от источника подсветки объекта на расстоянии ≈ 800 мм.

Установлено, что способ формирования изображения объекта с применением поляризационной фильтрации излучения помехи обратного рассеяния (ПОР) позволяет снизить скорость уменьшения контраста изображения с увеличением оптической плотности дыма в сравнении с регистрацией изображения без фильтрации ПОР. Существенная разница в контрастах изображений, регистрируемых с поляризационной отсечкой ПОР и в отсутствие фильтрации, наблюдается для «светлых» дымов (пиролиз древесины, тление хлопка) на средних удельных оптических плотностях дыма.

Полученные результаты могут быть использованы при разработке оптических принадлежностей пожарного-спасателя для улучшения условий наблюдения объектов в неблагоприятных условиях видения: задымлении, парообразовании, тумане.

1. Тымкул, В.М. Оптико-электронные приборы и системы. Теория и методы энергетического расчета / В.М. Тымкул, Л.В. Тымкул. – Новосибирск: СГГА, 2005. – 215 с.

2. Волков, В.Г. Активно-импульсные вертолетные очки ночного видения / В.Г. Волков // Вестник МГТУ имени Баумана. Серия «Приборостроение» – 2011. – С. 143–156.

3. Балоев, В.А. Анализ путей повышения эффективности наземных оптико-электронных комплексов наблюдения / В.А. Балоев [и др.] // Оптический журнал. – 2012. – Т. 79, № 3. – С. 22–32.

4. Christopher, E. Combination head-protective helmet and thermal imaging apparatus. Patent EP0622030B1, pabl. data 21.05.1997.

5. Kim Myung-hwan Smart fire fighting helmet. Patent KR101103516B1, pabl. data 06.01. 2012.

6. Gilles Basson Gallet Sa Protective helmet and means for connection of an accessory. Patent CA2382804C, pabl. data 05.01.2010.

7. Козлов, В.С. Исследование оптических свойств и дисперсного состава древесных дымовых аэрозолей / В.С. Козлов, М.В. Панченко // Физика горения и взрыва. – 1996. – Т. 32, № 5. – С. 122–133.

8. Агабеков, В.Е. Пленочные поляризаторы для жидкокристаллических устройств отображения информации / В.Е. Агабеков, Н.Г. Арико, Н.А. Иванова // Вести НАН Беларуси. Сер. хим. наук. – 2002. – № 4. – С. 98–112.

9. Сушко, Н.И. Получение и оптические свойства поляризационных пленок на основе нанокомпозитов поливиниловый спирт-гетерополикислота / Н.И. Сушко, С.А. Загорская, Т.В. Шевченко, О.И. Третинников // Полимерные материалы и технологии. – 2016. – Т. 2. – № 3. – С. 30–34.

10. Григорьевский, В.И. Устранение помехи обратного рассеяния лазерного излучения в квазинепрерывных лидарах / В.И. Григорьевский, Я.А. Тезадов, А.В. Элбакидзе // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. – 2018. – Т. 15, № 1. – С. 71–74.