Infraroodtechniek: periode 1934 – 1959

Infraroodtechniek (1934 – 1959)

Infrarode riviersperring

In 1934 werd de Commissie voor Physische Strijdmiddelen verzocht om proefnemingen te doen met onzichtbare stralen voor een rivierversperring. Het detectiemiddel moest bij nacht en mist vijandelijke schepen kunnen waarnemen. Daarmee zou men de rivierversperringen met grondmijnen kunnen activeren.
De aanleiding was een brief gedateerd 20 oktober 1933 (N2.106 M.Geheim) van een overste aan de Commandant van het Korps Pontonniers en Torpedisten.
Een excerpt uit de brief:
 
Onderwerp: Bewaking van versperringen.
Reeds lang heeft het een vraagpunt uitgemaakt, hoe de bewaking van een grondmijnversperring bij nacht en mist moest geschieden, zoodat men op het juiste tijdstip de mijnen tot springen kan brengen.
Hiervoor heeft de Luitenant G. van der M. het idee geopperd of wellicht de toepassing van onzichtbare stralen hier uitkomst zou kunnen verschaffen. Dit op basis van een demonstratie door Philips in Amsterdam waar men zo vriendelijk was de toepassing van ‘onzichtbare stralen’ uit te leggen voor beveiliging van gebouwen. Degene, ‘op wiens aanwezigheid geen prijs wordt gesteld’, stelt zelf de installatie in werking. Niet onmogelijk lijkt het om iets dergelijks toe te passen bij de verdediging onzer versperringen.

Op te lossen moeilijkheden betreffen de

  1. noodzaak van een electrisch net. Nagegaan dient te worden of dit vervangen kan worden door een zwakstroomgeleiding.
  2. De omvang van de apparaten moet zeer gering zijn, opdat zij zonder op te vallen in het terrein verborgen kunnen worden waarbij rekening gehouden moet worden met verschil in waterstand der rivieren.
  3. Het systeem kan op eenigen afstand van de versperring geplaatst worden, zoodat zij slechts als verklikker dienst doen of wel ter hoogte van de 1e mijnenrij. In het laatste geval is het moeilijk om te bepalen boven welke groep het vijandelijke vaartuig komt.

Het beste zou zijn wanneer het vijandelijke vaartuig bij het onderbreken van de straal zelf de ontsteking tot stand bracht, waarbij onfeilbaar de juiste groep ontstoken dient te worden. Door boven de 2e mijnenrij eveneens apparaten te plaatsen, zou men een ideale verdediging en werking der versperring krijgen.

In 1936 werden de eerste proeven genomen met een infrarood-knipperlicht (zie ook: “Achtergrond: wat is infrarood?” onderaan deze pagina). De ontvanger gebruikte een zogenaamde talloïdcel. Tussen 1937 en 1939 volgde een periode van operationele proeven en verbeteringen. Er werd onder andere geëxperimenteerd met meer infrarode bundels over de rivier heen zodat de juiste grondmijn van de versperring op het juiste tijdstip zou ontploffen.

Seriefabricage van het systeem werd in 1940 door de Artillerie-Inrichtingen ondergebracht bij de N.V. Nederlandsche Instrumentenfabriek Waldorp te Den Haag na de opdracht [GEHEIM] daartoe van het Directorium van het Centraal Orgaan voor de voorziening in de behoeften van de Weermacht (COW) d.d. 15 januari 1940 (bron: NL-HaNA, Cie. Physische Strijdmiddelen, 2.13.94). Het COW was overigens gevestigd aan de Prinssessegracht 21 te De Haag.

Daaraan voorafgaande was op 9 maart 1939 een kostenbegroting gemaakt van het systeem:

  1.  Zender
    • fl 100 voor de reflector
    • fl   30 voor de afschermkap en een piketpaal
    • fl   80 voor de batterijkist
  2. Ontvanger
    •  fl    50 voor de reflector en fotocel
    •  fl    30 voor de afschermkap en piketpaal
    •  fl  130 voor de versterker met lampen
    •  fl    70 voor de batterijkist
    •  fl  200 voor de zoemerleiding en 4 zoemers

Afgerond fl 700 per systeem.

Het systeem werd operationeel gebruikt door het Korps Pontoniers en Torpedisten. In de meidagen van 1940 was het systeem actief als rivierversperring over de Merwede. Er waren geen mijnen op aangesloten, dat was ‘te gevaarlijk’. De verantwoordelijk commandant was Lkol J.A. (Jo) Mussert.

 

Infraroodontvanger riviersperring (1939)
Infraroodontvanger riviersperring (1939)

 

Infraroodzender riviersperring ingebouwd in vrachtautokoplamp (1939)
Infraroodzender riviersperring ingebouwd in een vrachtautokoplamp (1939)

 

Voeding van de infraroodriviersperring (1939)
Voeding van de infraroodriviersperring (1939)

 

Ontsteker mijnen van riviersperring (1939)
Ontsteker voor de mijnen van de riviersperring (1939)

 

Gedetailleerde mechanische ontwerptekeningen voor de militaire productie van de versterker (2-3-1940)

 

Gedetailleerde mechanische ontwerptekeningen voor de militaire productie van de versterker (2-3-1940)

 

De elektronica van de infrarode ontvanger
De elektronica van de infrarode ontvanger

 

Schets van hoe de infrarode riviersperring militair gebruikt kon worden. Zoeklichten voor de weerstand. De vijand komt van 'boven'. Twee rijen te ploffen mijnen op enige afstand van elkaar.
Schets (16-09-1938) van hoe de infrarode riviersperring militair gebruikt kon worden. Zoeklichten voor de weerstand. De vijand komt van ‘boven’. Twee rijen te ploffen landmijnen op enige afstand van elkaar. Een eerdere schets uit juli 1937 toont nog zoeklichten  aan iedere rivierzijde tussen de detectie en de eerste rij landmijnen en tussen beide rijen landmijnen.

 

De ingegraven infraroodversperring
De ingegraven infraroodversperring (opletten voor hoog water!)
 

Infraroodfotografie

In 1935 zijn in opdracht van de Marine gedurende een korte periode proeven uitgevoerd met infraroodfotografie. Een beperkte zichtverbetering werd geconstateerd ten opzichte gewone fotografie bij heiigheid. Het museumarchief bevat een aantal glasnegatieven van die proefnemingen.

Voor een vaartocht naar IJsland, is zijn enkele geelgetinte glazen ter beschikking gesteld aan de latere Bevelhebber der Zeestrijdkrachten en Minister van Marine in het oorlogskabinet J.Th. Furstner.

Infraroodkijkers

In juli 1938 voert het Meetgebouw de eerste proeven uit met een eind 1937 door Philips ontwikkelde infraroodkijker om te zien in het donker. Hierbij wordt de omgeving belicht met een schijnwerper met een speciaal venster die ‘donker licht’ uitstraalt. De kijker bevat een loicht-versterkende elektronenbuis. Met het systeem zou men tot 300 meter ver in het donker kunnen kijken. Het systeem zou ‘draagbaar’ zijn door twee personen.

In januari 1939 is door Philips een kijker aan de Marine uitgeleend; daar bleek het optiek niet vorst- en zeewaterbestendig te zijn. Het Meetgebouw kreeg in dezelfde maand van Philips een nieuwere, betere elektronenbuis voor het een jaar eerder geteste apparaat. De nieuwe buis zou een beter contrast geven. Wederom worden enkele proeven uitgevoerd.
Begin april 1939 schrijft de Philips directie een brief aan de Minister van Defensie om een beslissing te nemen over de aanschaf van de kijkers en het belichtingsysteem …
Het Meetgebouw rapporteerde desgevraagd aan de minister dat Philips ‘een eenigzins misleidende’ brief heeft geschreven. Zo zegt ‘300 meter’ niets over het waar kunnen nemen van ‘van groote of kleine terreinvoorwerpen dan wel staande of kruipende manschappen’. De proeven, die ook ‘s-avonds laat bij het Meetgebouw gehouden werden, waren niet overtuigend. De testen, die ‘s-avonds laat op de Waalsdorpervlakte plaatsvinden, zijn niet overtuigend.

Op 9 april 1940 worden nieuwe testen uitgevoerd. Op 3 mei 1940, een week voor de Duitse inval, levert het Meetgebouw een technisch rapport op over het Philips infrarode systeem: De gezichtsscherpte met het systeem wordt een factor twee tot drie minder. Verder is het technisch moeilijk om met filters de lichtbron dusdanig af te schermen dat deze niet zichtbaar zou zijn; er blijft een rode gloed zichtbaar. Het Meetgebouw geeft de suggestie om voor bewakingsdoeleinden de infraroodlamp hoog te hangen op een dak of in bomen. De ‘aanvaller’ zal ‘in het algemeen wel zorgvuldig om zich heen zien, maar slechts zelden omhoog, ook al omdat in die richting het zicht meestal wordt benomen door helm of pet.’ Met een dergelijke opstelling worden enkele proeven uitgevoerd. De conclusie is dat dit systeem op die wijze gebruikt goed bruikbaar kan zijn ‘voor de bewaking van belangrijke punten’.

 

Direct na de bevrijding werden in 1946 – 1947 nieuwe proeven met de verbeterde infraroodkijker uitgevoerd. In 1948 is een apparaat voor detectie ’s nachts ontwikkeld met behulp van een zoeklicht. Al het licht van het zichtbare spectrum werd uitgefilterd terwijl het infraroodspectrum werd behouden. Het KNIL in Oost-Indië had dergelijke apparatuur nodig om personen in de rimboe op te sporen. Ook voor de Marine werd het infraroodonderzoek weer opgepakt, vooral om de detectieafstand tot schepen op zee met passieve middelen ’s nachts te kunnen bepalen.

In 1947 werden met een Platina bolometer-detector en een oude Duitse 60 cm diameter zoeklichtspiegel schepen bij Scheveningen tot op enkele kilometers afstand met infrarode waarneming gedetecteerd. De conclusie was dat infrarood scannen werkt aan de wal, maar op een drijvend platform zouden stabiliteitsproblemen ontstaan vanwege de lange verwerkingstijd.
Daarna werd in 1957 op basis van een zelfontwikkelde, gevoelige Golay warmtedetector (wiki: Golay) de waarnemingsafstand van schepen vergroot tot 15 kilometer zoals bleek uit proefnemingen bij Kijkduin.

Golay detector (1955)
Golay detector (1955)

In 1957 werd gestart met de ontwikkeling van halfgeleider-bolometers en fotocellen op basis van PbSe, PbS, CdSe en InSb.
 


 

Referentie

T. Nooijen (2015), Physics Research at RVO-TNO during the early cold war, Univ. of Utrecht (pdf)