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Wärmebild am Mann taugt nix, weils cool sein muß

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  1. Wärmebild am Mann taugt nix, weils cool sein muß

    Autor: lemgold 06.05.15 - 12:54

    Thermale bildgebende Verfahren sind aufwendig und nicht mannmobil sinnvoll zu realisieren.

    Das strukturelle Problem liegt in der Kühlung des Sensors.

    Entweder man kühlt den Sensor stark runter (auf MINDESTENS -80°C, besser -190°C), dann erhält man auch ein vernünftiges Wärmebild. Das Kühlsystem dafür ist teuer, schwer, fehleranfällig und zudem langsam (es braucht selbst bei modernsten Systemen mindestens 5-8 Minuten, bis die Kühlung stabil steht und der Sensor funktioniert). Der Energiebedarf respektive der Kühlgasbedarf (Argon) ist hoch.
    Derartige Sensoren sind nicht mannmobil, sondern nur auf größeren Fahrzeugen einsetzbar. Vorteil: Gutes Wärmebild.

    Mannmobil verwendet man daher "ungekühlte" Wärmebildsensoren, insb. Mikrobolometer-Arrays. Ungekühlt ist eigentlich ein Euphem, auch diese Sensoren werden gekühlt, aber nicht besonders stark. Meistens nimmt man Peltier-Elemente, die realistisch 20-30 Kelvin Temperaturdifferenz zur Umgebungstemperatur erzeugen können. Ebenfalls bei recht hohem Stromverbrauch. Strom, den der Soldat in Form von Batterien oder Akkus mitschleppen muß. Reduziert Einsatzdauer und Operationsradius deutlichst.
    Nicht nur, daß Mikrobolometer schlechtere Sensoren als Galliumarsenid oder ähnliche sind, wie man sie in Fahrzeugen verwendet, sie müssen auch noch mit einer viel geringeren Temperaturdifferenz auskommen. Das Bild ist einfach nur sehr schlecht, Regen, Schnee, Nebel und starke Sonneneinstrahlung stören die Bildqualität bei mannmobilen Mikrobolometer-Wärmebildgeräten extrem stark

    Für einen Feuerwehrmann, der ein Glutnest innerhalb ein paar Meter Radius aufspüren will: Da taugt so ein Mikrobolometer durchaus. Aber nicht für einen Schützen, der auf 150-200 Meter im Nachtkampf einen Gegner ausschalten soll.

    Hinzu kommt der Emissionsgrad. Bei richtig tiefgekühlten Sensoren ist der nicht so wichtig, weil die Temperaturdifferenz zwischen Sensor und Zielobjekt i.d.R. ausreicht, um alles klar erkennen zu können. Für mannmobile ungekühlte Sensoren gilt dies jedoch ganz und gar nicht. Im Grunde muß der Emissionsgrad des zu beobachtenden Objekts bekannt sein, um das Wärmebild überhaupt sinnvoll interpretieren zu können. Aber der Emissionsgrad ist oftmals nicht bekannt, kann überdies vom Feind leicht verfälscht/getäuscht/gestört werden.

    Kurz: Mannmobile Wärmebildgeräte sind nicht ausgereift.

    Wärmebildgeräte arbeiten in KALTEN Gebieten noch am Besten. Winterkampf. Und nicht mal da besonders gut. Geht mal zu den Gebirgsjägern, die operieren prädominant kalt. Fakt ist, daß wenn man dem Transportmuli eine Thermodecke überzieht, die Wärmesignatur vom Esel verschwindet. Für ein ungekühltes, mannmobiles Wärmebildgerät. Ein sehr gutes Wärmebildgerät (tiefgekühlt auf Hubschrauber) würde da sicher noch was erkennen. Aber das ist nicht das, was der Soldat im Feld mit sich herumschleppt, das sind ungekühlte Sensoren und die leisten nicht viel.
    Viel schlimmer noch in heißen Gebieten. Die Nacht senkt sich über die Stadt im Irak oder Afghanistan. Habe mal gehört, daß seinen Kampfgebiete. Dein Sensor hat immer noch sympatische 40°C, tagsüber war es warm. Dein Peltier kriegts runter auf 20°C. Somit sind 20°K (40-20 = 20) die Temperaturdifferenz, die Dein Sensor nutzen kann, in einem schlechten Empfindlichkeitsbereich. Unbrauchbar. Dein Wärmebildgerät mannmobil kannst Du vergessen. Kauf Dir einen Eimer Eiswürfel und kühle Deinen Sensor. Auf 10°C. Dein Peltier drückt Die Sensortemp dann dann weiter runter auf -2°C. JETZT haben wir gutes Bild bei einem "ungekühlten" Sensor. Eimer Eiswürfel ist in Heißgebiet schwierig zu organisieren. Und hält nicht lang. Wenn der Sensor wärmer wird, wird Dein Bild schlechter.
    Genauergesagt wartest Du einfach bis 24.00 Uhr. Wenn Dein Sensor auf 22-24°C abgekühlt hat und das Peltier es eben auf 2-3°C runterkühlen kann. Jetzt haben wir wenigstens ein halbwegs anständiges Bild.

    Und jetzt kommt der Abschuß: Der Restlichtverstärker. VIEL billiger als jedes Wärmebildgerät. Stromsparend, solide und robust, leicht. Und gerade in KALTEN Gebieten oftmals sehr gut einsetzbar. Warum? Nun, in kalten Gebieten hat man oftmals gut reflektierende Flächen. So weiß ist der Schnee. Oben scheint derMond nicht hell, aber der Schnee reflektiert auch das wenige mondgefilterte Sonnenlicht. Da sieht man durch ein Nachtsichtgerät hervorragend auf große Distanz. Ein Wärmebildgerät? Nein, das brauch ich nicht. In der Hitze unbrauchbar, in der Kälte geht es auch besser mit Restlichtverstärker.

    Nochmal: Dies alles gilt für MANNMOBILE Wärmebildgeräte. Was auf Fahrzeugen installiert wird, das ist sehr deutlich besser und das hat auch seine Berechtigung.

    lemgold

  2. Re: Wärmebild am Mann taugt nix, weils...

    Autor: Eheran 06.05.15 - 14:05

    >Im Grunde muß der Emissionsgrad des zu beobachtenden Objekts bekannt sein, um das Wärmebild überhaupt sinnvoll interpretieren zu können.
    Es soll aber nicht interpretiert werden sondern Muster erkannt.
    Dabei ist die tatsächliche Temperatur völlig irrelevant.

  3. Re: Wärmebild am Mann taugt nix, weils...

    Autor: heidegger 06.05.15 - 14:34

    lemgold schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Thermale bildgebende Verfahren sind aufwendig und nicht mannmobil sinnvoll
    > zu realisieren.

    Echt? Interessant, sollte man eventuell der Rüstungsindustrie und den Militärs mitteilen die mobile IR/Wärmbildgeräte bereits seit langen entwickeln/einsetzen...

    Und wie eine Kombi von Restlichtverstärker und Wärme-Sensor aussehen kann, kannst du hier gucken - willkommen in der ... Gegenwart:
    https://www.youtube.com/watch?v=uf4bQGz2Id4



    1 mal bearbeitet, zuletzt am 06.05.15 14:35 durch heidegger.

  4. Re: Wärmebild am Mann taugt nix, weils...

    Autor: lemgold 06.05.15 - 18:17

    heidegger schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > lemgold schrieb:
    > ---------------------------------------------------------------------------
    > -----
    > > Thermale bildgebende Verfahren sind aufwendig und nicht mannmobil
    > sinnvoll
    > > zu realisieren.
    >
    > Echt? Interessant, sollte man eventuell der Rüstungsindustrie und den
    > Militärs mitteilen die mobile IR/Wärmbildgeräte bereits seit langen
    > entwickeln/einsetzen...

    Entwickeln ja. Einsetzen: NEIN.

    Das von Dir erwähnte AN/PSQ-20 hat eine maximale Reichweite von 45 Metern. Und das ist die Herstellerangabe von ITT, in der Realität dürfte es wohl noch deutlich weniger sein. Im Übrigen ist ist das keine MIL-Tech, das Ding kann jeder in den USA kaufen (wer halt ca. 17.000$ für so einen Schrott ausgeben will).
    Testweise wurde es für ein paar Gebirgsjäger beschafft, danach hat man nichts mehr davon gehört. Einen breitgefächerten Truppeneinsatz gibt es nicht. Aufgrund der Zivilfreigabe gehe ich davon aus, daß das Ding militärisch wertlos ist.

    Der Wärmebildteil des genannten Geräts ist einfach nur unterirdisch schlecht. Mikrobolometer-Array, ungekühlt. Auf 45 Meter (Theorie) und eher 35 Meter (Praxis) brauche ich kein Wärmebild. Wenn der Feind so nah vor mir steht, habe ich ganz andere Probleme.

    Du wolltest also bestätigen, was ich sage. Danke.

    lemgold

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