Российские тепловизионные приборы

  В настоящее время тепловизионные приборы (ТВП) находят все более широкое применение в промышленности, сельском хозяйстве, строительстве, медицине и научных исследованиях.
   ТВП используются в системах контроля технологических процессов, системах контроля качества и диагностики продукции (например, для диагностики интегральных микросхем, модулей фотоэлектрических преобразователей, электронных и электротехнических цепей, а также при создании и производстве новых современных материалов, к примеру, материалов для микроэлектроники, полимерных и композитных материалов и т.д.), системах дефектоскопии ЛЭП и электрических сетей, трубопроводов, энергетических установок и двигателей, машин и механизмов, химических реакторов и металлургических печей и т.д. ТВП активно используются для обнаружения утечек тепла и выбросов ряда вредных и опасных веществ, мест утечки продуктов из микроразрывов трубопроводов (например, для ранней диагностики разрывов нефтепроводов или продуктопроводов на нефтеперерабатывающих заводах), а также для дистанционного обследования магистральных трубопроводов, утечек тепла из теплотрасс, зданий (см. рис. 1) и сооружений, что способствует значительному энергоресурсосбережению, мест подпочвенного разлива углеводородных продуктов, экологического мониторинга, наблюдения за зелеными массивами, лесными пожарами, состоянием сельскохозяйственных культур, поиска полезных ископаемых (нефти, газа, урановых руд), предсказания природных катастроф (например, в вулканологии и для прогнозирования засух), метеорологических и океанологических наблюдений и т.д. К важным техническим применениям ТВП следует отнести тепловизионные системы для ускоренных испытаний и инфракрасные системы для дефектоскопии при регламентном обслуживании техники.
   В последние десятилетия во всем мире ТВП активно применяются в медицинских системах пассивной диагностики (см. рис.2). В России также ведутся исследования и разработки по применению ТВП для диагностики ряда заболеваний. Примером таких разработок могут служить работы по использованию термографии для ранней диагностики заболеваний молочной железы и термографической диагностики нарушений опорно-двигательного аппарата (позвоночника) при посттравматической реабилитации больных, проводимые ЗАО «Матричные технологии» совместно с рядом научно-исследовательских и медицинских учреждений России, а также работы по созданию тепловизионных диагностических кабинетов, которые могут найти широкое применение в районных и городских больницах и поликлиниках нашей страны.
   Центром естественнонаучных исследований Института общей физики РАН (ЦЕНИ ИОФАН) и ЗАО «Матричные технологии» проведена разработка и подготовка производства по монолитной кремниевой (КМОП и ПЗС) технологии матричных фотоприемных устройств (МФПУ), состоящих из фотоприемных матриц (ФПМ) на основе силицида платины – наиболее технологичного материала для инфракрасных фотоприемников – на спектральный диапазон 3–5 мкм с температурной чувствительностью 0,02–0,040С форматом 128x128, 256x256, 512x512 элементов и кремниевого мультиплексора. На их базе ЗАО «Матричные технологии» созданы тепловизионные камеры 3-го поколения (см. рис.3). Проведенные сравнительные испытания показали, что созданные МФПУ и тепловизионные камеры по своим техническим характеристикам не уступают лучшим зарубежным аналогам.
   В настоящее время ЗАО «Матричные технологии», ОАО «Ангстрем» и ЦЕНИ ИОФАН проводят работы по совершенствованию технологии и развертыванию производства МФПУ и тепловизионных камер. ОАО «Ангстрем» и ЗАО «Матричные технологии» проводят освоение проектных норм 0.5–0.8 и 0.35–0.5 мкм с целью создания производства МФПУ из силицида платины форматом до 1024х1024 элемента.
   Помимо этого, ЦЕНИ ИОФ РАН и ЗАО «Матричные технологии» разрабатываются фоточувствительные структуры и ФПМ на основе гетероструктур SiGe/Si на спектральные диапазоны 8–12 и 3–5 мкм, на основе которых будут созданы монолитные кремниевые МФПУ на спектральный диапазон 8–12 мкм и МФПУ с улучшенными техническими характеристиками на спектральный диапазон 3–5 мкм, а также многодиапазонные МФПУ для тепловизионных камер с повышенными возможностями для обнаружения и распознавания целей.
   Следует отметить, что ТВП являются неотъемлемой частью современных систем вооружений и военной техники, производимых в наиболее развитых странах мира, а также систем, предназначенных для решения специальных задач (полицейских систем поиска и слежения, оборудования для поисковых и спасательных работ, пожарных систем и т.д.). В частности, оснащенность основной массы систем вооружения и военной техники, в том числе высокоточного оружия, ИК-техникой позволяет армиям стран НАТО вести эффективные боевые действия в основном ночью (Ирак, Югославия, Афганистан).
   Таким образом, ТВП могут быть на полном основании отнесены к категории систем двойного назначения, пользу от широкого применения которых в народном хозяйстве, медицине и военной технике России трудно переоценить.