Мир другими глазами
Конечно, по внешнему виду и качеству матрицы аппарат того времени существенно отличался от современных моделей, но принцип действия и основные функции тепловизора остались неизменными. Значительное распространение новое оборудование получило во Вторую мировую войну: тогда он широко применялся в разведке и охране военных объектов. Успешно справляясь с функцией прибора ночного видения, инфракрасная камера позволяла военным не быть застигнутыми врасплох и вовремя среагировать на приближающуюся опасность.
В основе работы тепловизора лежит принцип — любое тело, температура которого отлична от абсолютного ноля, имеет свое тепловое излучение. Оно находится в низкоэнергетическом инфракрасном спектре, невидимом невооруженным глазом. Но если резкие перепады температур, будь то ощутимое тепло или холод, человек еще может как-то фиксировать прикосновением, то незначительные изменения в несколько градусов остаются за гранью наших физиологических возможностей — мы просто неспособны отслеживать такие тонкости на ощупь. Чего нельзя сказать о современных инфракрасных камерах: они работают в длинноволновом диапазоне инфракрасного спектра и измеряют температуру до 900С, отслеживая даже минимальные температурные вариации. Однако такая температура — верхний предел тепловизора, и далеко не каждый аппарат может работать с ней. Скорее наоборот, работа с настолько высокими температурами — случай редкий, поэтому для большинства профессиональных моделей хватает диапазона от -30С до +350C.
Дисплей тепловизора обозначает теплые зоны цветовыми схемами. Научно-популярные фильмы дают нам определенное представление об инфракрасном изображении и как правило, простому пользователю общее значение этих схем понятно. Как правило, изготовители закладывают в «функциональную начинку» тепловизора несколько цветовых палитр: цвета нагрева железа, сине-красную, высокого контраста, желтую, цвета нагретого металла или обыкновенную серую. Формы и контуры наблюдаемого объекта обычно легко определимы, поэтому в общих чертах изображение понятно даже неспециалисту. Сложности могут возникнуть при шкалировании, масштабировании и детальном изучении температурных вариаций, которые подчас доступны только профессионалам. В этом плане весьма интересна технология IR Fusion (от англ. синтез), которая позволяет отобразить «кадр в кадре» так, что на экране одновременно присутствует и инфракрасное изображение и изображение в видимом спектре (например, рамкой вокруг теплового). Это способствует лучшему восприятию отображаемой информации, облегчает задачу идентификации и анализа дефектов.

Свет и дальность не помеха
Итак, мир, который демонстрирует тепловизор, совершенно отличен от видимого нами. Ни цвет, ни свет, ни объем не играют здесь абсолютно никакого значения, поскольку формы всех предметов определяются их температурой. И совершенное безразличие к освещенности оказывается самым ценным достоинством тепловизора. Пока в ночное время суток человек и видеокамера находятся в бессилии, тепловизор одинаково хорошо работает как при слепящем солнечном свете, так и в кромешной тьме.
Другое важное преимущество — дальность восприятия. На расстоянии в 150 метров изображения, полученные с обычной и инфракрасной камеры показывают, что последняя при прочих равных условиях имеет несравнимое преимущество в четкости изображения.
Но спектр применения инфракрасных камер вполне сопоставим со спектром наблюдаемых температур. Начиная от полубытового использования при диагностике дефектов стен, крыш и перегородок в частных коттеджах до обнаружения неисправностей в авиакосмической и военной технике.
Одними из первых после военных обзавелись тепловизорами энергетики и нефтяники. Первые не могли не оценить потенциал прибора, способного выявить малейшие потери тепла на теплотрассах и в котельных. Среди поставщиков тепловизоров нашлась даже байка о том, что после установки на теплотрассе в городе N системы инфракрасного наблюдения, стало выгоднее оперативно отслеживать прорывы и латать ржавый металл, нежели обновлять трубы в соответствии с нормами. Вторые — нефтяники — нашли применение инфракрасным камерам при контроле уровня углеводородного топлива в цистернах.
У коммунальщиков благодаря инфракрасным камерам появилась надежда, что в скором времени удастся решить проблему обогрева улицы. Схожие цели преследуют при приобретении тепловизора строительные организации. В Европейской части России даже начал развиваться рынок услуг по проверке тепловизором частных домов и коттеджей. Полный анализ обойдется заказчику в 15 тыс. рублей, за которые он получит информацию о том, где его дом нуждается в дополнительной изоляции.
Совсем иное применение снискал тепловизор в медицине. Пусть в России измерение температуры таким образом еще не распространено, зарубежные медики уже наблюдают температуру тела пациентов быстрым и бесконтактным способом. Особенную актуальность прибор приобретает благодаря тому, что в отличие от рентгеновского аппарата, он не излучает никаких волн, а только принимает их.
Список способов использования можно продолжать бесконечно — все зависит только от изобретательности обладателя прибора. Ограничение накладывает другой фактор — его стоимость.

Покупателя охлаждает цена
Существенный недостаток инфракрасной камеры является обратной стороной неразрушающего контроля — тепловизор видит только тепло, исходящее с поверхности наблюдаемого объекта. Иными словами, тепловизор зорок, но его легко обмануть, покрыв, например, теплый предмет холодной, охлаждаемой или нейтральной к окружающей среде оболочкой. Роль оболочки успешно играют грязь и влага, поэтому простое ухудшение погоды может стать для чувствительного прибора непреодолимой преградой.
Но более всего прочего потенциальных покупателей пугает цена инфракрасной камеры. Профессиональные модели среднего класса могут обойтись предпринимателям в 6 тысяч евро, но, по словам руководства компании «ДипКом», в последнее время замечена тенденция к снижению цен на тепловизоры. Так, например, линейка тепловизоров серии Fluke Ti за последние несколько месяцев, несмотря на рост курса доллара, стала дешевле почти в 1,5 раза. Причиной тому явились сразу два фактора: с одной стороны, производители стремятся гибко реагировать на снижение спроса снижением цены, а с другой стороны, на руку и тем и другим играет развитие технологий. «Пусть не за счет кремния, так за счет объема продаж (востребованость прибора постепенно растет), оптимизации производства и конкуренции на рынке», — добавляют представители «ДипКом».
Как бы то ни было, даже с учетом всех снижений и скидок, при всех достоинствах и возможных выгодах от сокращения теплопотерь, стоимость прибора оказывается неподъемной для ряда компаний средней руки. Поэтому производители и поставщики инфракрасных камер не устают ждать технологического прорыва, который бы позволил заменить дорогие компоненты тепловизора на более дешевые аналоги.
Как бы то ни было, высокая цена — не прихоть изготовителей; к дороговизне прибора приводит использование в его производстве недешевого германия и ряда других подобных материалов. Что же касается частных вариаций цены той или иной модели, то здесь ценообразующим фактором является размер матрицы термо-детекторов и оптика. Именно эти детали тепловизора будут определять его дальнейшие эксплуатационные характеристики, будь то температурная чувствительность, точность получаемой информации, угол обзора, дальность измерения и т.д.
Производители прекрасно осознают необходимость замены ценных компонентов на более дешевые аналоги, однако в ближайшее время эквивалентная их замена в технологической цепи производства тепловизоров вряд ли возможна.

Догоняющая наука
Специалисты не отмечают среди производителей тепловизоров высокой конкуренции, поскольку вхождение на этот рынок должно сопровождаться не только маркетинговыми и производственными затратами, но и наличием конкурентоспособной технологической базы. При этом недостаточно просто купить технологию и наладить по ней производство — важно наличие собственного инженерного отдела, который смог бы поддержать стабильный технологический прогресс. Быстрее других в этом плане оказались европейцы, среди которых особенно заметна Швейцария. Явных фирм-лидеров в производстве тепловизиоров также немного. Прежде всего, это Fluke, Flir, Testo, Land и Irisys. Российских компаний, к сожалению, не значится не только в списках лидеров — наших фирм-изготовителей инфракрасных камер нет даже в рядах более-менее заметных игроков. Дело опять же стоит за развитием технологий. Инжиниринговая база нашей страны — наследие Советского прошлого. И, несмотря на то, что многие годы назад начальные разработки относительно тепловизоров велись и в нашей стране, 90-е годы «обеспечили» российскую науку огромной пропастью отставания. Однако, в России тепловизоры все-таки выпускают. Небольшие компании на базе НПО пытаются покрыть хотя бы самый экономичный сегмент отечественного рынка, доказывая при этом свою вполне приемлемую эффективность.
Показателен пример оснащения тепловизорами компании «Пергам-Инжиниринг» памятника русского деревянного зодчества в Кижах. Здесь была установлена инфракрасная камера «Титан-36», которая призвана отслеживать опасные для дерева повышения температуры. Возможно, успешный опыт московских инженеров докажет жизнеспособность российского производства тепловизоров и станет стимулом к развитию множества подобных проектов.

Юлия Ребрунова.