Тепловизор - прибор, который пришел "на службу" в пожарно-спасательные гарнизоны во второй половине 20 века и практически сразу стал незаменимым помощником огнеборцев. Читайте в статье нашей рубрики "Пожарный словарик"!
Тепловизор пожарный - прибор, который позволяет определить уровень температуры конкретных частей зданий и сооружений. Например, "просвечивая" стены многоэтажного дома, пожарные определяют, куда "ушел" огонь по перекрытиям; обнаруживают источник возгорания в больших складских помещениях и т.д. Благодаря тепловизору стало возможным минимизировать риски для огнеборцев - современное оборудование улавливает повышенную температуру на расстоянии (без захода вглубь помещения и физических поисков очага горения).
"Прадедом" современных пожарных тепловизоров можно назвать знаменитого астронома Уильяма Гершеля: в 1800 году он открыл невидимое невооруженным глазом "лучистое тепло" (название самого Гершеля, второй его же вариант - "горячие лучи", в наши дни называемое инфракрасным излучением. Путь к открытию был прост и одновременно нужно было еще догадаться так сделать! Гершель пропускал свет через призму, а затем измерял температуру в разных местах полученного луча: желтый, оранжевый, зеленый... Красный оттенок спектра давал наиболее "теплый" луч, а фиолетовый - самый "холодный". Когда Гершель поставил по бокам от красного луча, куда не попадал свет, еще два термометра, они показали максимальное значение.
Сын Уильяма Джон Гершель продолжил эксперименты отца и в 1840 году сумел получить термограмму - первое в мире изображение, которое было создано при помощи невидимых оттенков спектра. Эта картинка не была похожа на современные очертания людей и животных, получаемые на экране тепловизоров. Первая в истории термограмма напоминает градиент, на котором, как на графике, теплые и холодные участки.
Следующий шаг в сторону тепловизора в 1878 г. сделал Сэмюэль Лэнгли при помощи болометра, и это изобретение помогло Лэнгли измерить изменения сопротивления элемента, на который падало инфракрасное излучение. Болометр - прибор, который определяет энергию излучения от какого-либо объекта; при этом чувствительный элемент (сенсор) меняет сопротивление вследствие поглощения этого излучения.
На заре спектрометрии элементы-сенсоры были малочувствительными, но буквально через 30-40 лет астрономы сумели определить тепловое излучение не только Веги и Арктура (одни из самых ярких звезд), но и отдаленных звезд нашей Галактики (3).
Изучение теплового излучения продолжалось не только "в космическом масштабе". Сконструированный в 1880 г. болометр, основанный на платиновой пластине и гальванометре, распознавал тепло тела коровы с расстояния 400 м (3).
Современные тепловизоры выдают не только инфракрасный "сигнал" о присутствии некоего теплого объекта рядом, но и "обрисовывают" контур выделяющих тепло предметов, животных или людей, при этом оттенки "рисунка" варьируются: чем больше уход в красную часть спектра, тем горячее. Основоположником и этих опытов был Джон Гершель, и его термограмма уже не выглядела как полоски. Вместо металла использовалась пленка, покрытая маслом; покрытие испарялось наиболее сильно там, где температура падающих на пленку лучей была наиболее велика. В отраженном свете благодаря интерференции можно было рассмотреть очертания предмета или живого существа, "нарисованные" масляным покрытием и "лучистым теплом".
Наибольшее развитие тепловизоры получили в середине 20 века - после развития металлургии и изобретения новых сплавов, чувствительных к волнам нужной длины. Основной проблемой оставался размер и скорость работы тепловизоров из-за необходимости устраивать принудительное охлаждение чувствительного элемента при помощи жидкого азота. Такие устройства показывали "картинку" с большим запозданием, что годилось для изучения отдаленных звезд, передающих на Землю свет "из прошлого", но совершенно не подходило для срочного анализа ситуации при пожаре. В 1950-е годы был создан новый чувствительный элемент из антимонида индия и германия, легированного ртутью, что наконец дало толчок к развитию "скоростных" и компактных тепловизоров.
Современный пожарный, особенно газодымозащитник, не может обойтись без тепловизора. Как без дыхательного аппарата нельзя зайти в задымленное помещение и спасти людей, так и большие по площади здания с многослойными перекрытиями представляют для невооруженного глаза настоящую загадку (даже если огнеборец очень опытный). Тепловизор многократно повышает скорость и качество работы пожарных.
1. https://www.dissercat.com/content/strukturno-parametricheskii-sintez-fizicheskikh-modelei-izoliruyushchikh-dykhatelnykh-appara
2. https://www.techinsider.ru/technologies/178781-kak-voyna-pomogaet-nauke-boevaya-astronomiya/
3. https://studopedia.su/14_78466_istoriya-infrakrasnoy-tehnologii.html
4. https://travelerscoffee.ru/malina/dlina-volny-infrakrasnyh-luchei-ravna-infrakrasnye-volny/