Den som kört E18 norrut från Stockholm har säkert sett skylten. Strax efter transformatorstationen i Danderyd står det Flir med inte allt för stora bokstäver. Namnet är kort nog för att man ska hinna läsa det innan det rosa och grå huset på höger sida svischat förbi.

– Annars syns vi inte så mycket eftersom vi inte är noterade på Stockholmsbörsen utan på Nasdaq, säger Rickard Lindvall.

Han är utvecklingschef på termografidivisionen inom Flir som utvecklar och tillverkar värmekameror. Eftersom Flir är registrerat i USA för bolaget en ganska anonym tillvaro i Sverige trots att det funnits i 40 år och har närmare 400 anställda.

– Fuglesang var ett klipp för oss.

Att svensken till slut fick resa ut i rymden blev inte bara ett lyft för teknikintresset i landet. Han hade också med sig en värmekamera från Flir som specialanpassats för uppgiften. Det var visserligen inte första gången en av Flirs kameror fick uppleva tyngdlösheten men att det var en svensk som höll i den gjorde att den också syntes i svenska medier.

– Man kan också se våra kameror i amerikanska polisserier och TV4 använde en värmekamera för att illustrera hur man ska ta värme från passagerarna på centralstationen för att värma upp det nya hotellet ska byggas där bredvid, säger Rickard Lindvall.

Men vardagen är långt ifrån lika glamorös för en normal värmekamera. En av huvuduppgifterna är förebyggande industriunderhåll där man i god tid vill hitta begynnande slitage innan de ger upphov till driftsstörningar.

– Det mesta som går sönder brukar bli varmt först.

I takt med att priset på kamerorna går ner öppnar sig nya tillämpningar. Det är allt från övervakning av frysdiskar till att leta glappkontakter eller oljeläckage i bilar liksom att diagnostisera sjuka djur och människor.

– Blir det bara tillräckligt billigt kan man skanna av barnen på morgonen för att se om de har feber, säger Rickard Lindvall som just fått sitt femte barn.

Alla vill se i mörkret
En tidsmässigt mer näraliggande tillämpning är att sätta kameran i bilen för att hjälpa föraren vid mörkerkörning. BMW har ett sådant system som utvecklats av Autoliv och där sensorn levererats av Flir. Idag kostar systemen över 30 000 kronor men det beror inte på den faktiska tillverkningskostnaden utan på hur BMW valt att prissätta tillbehöret.

– En annan marknad som är minst lika stor är IR-kameror till lyxbåtar, säger Rickard Lindvall.

De underlättar manövrer i mörker och kostar från 50 000 kronor och uppåt beroende bland annat på hur mekaniskt styrbara de ska vara. Marknaden kan synas liten i Sverige men Rickard Lindvall försäkrar att den är minst lika stor som fordonsmarknaden och kommer att bidra till att pressa priset ytterligare.

– När jag började i oktober 2003 kostade den billigaste kameran 20 000 dollar. Idag går den på 5 000 dollar och trenden kommer att fortsätta så långt vi kan se.

Att mäta värme beröringsfritt har gamla anor i Sverige. Verksamheten på Flir har rötterna i Aga som höll på med tekniken redan för 40 år sedan. Under lång tid hette företaget sedan Agema innan Flir förvärvade det 1997.

Traditionellt har militären var den stora påhejaren av IR-teknik.

– Du har alltid en fördel om du kan se längre än motståndaren.

I militära tillämningar är sensorerna normalt kylda ner till cirka 70 Kelvin och systemen är mycket dyra. Fortfarande är militären en viktig kund men huvuddelen av omsättning för Flir kommer numera från den civila sidan.

– Fysikaliskt är det ingen skillnad mellan militära och civila system. Det handlar mer om man ska mäta en temperatur eller leta efter något i bilden, säger Rickard Lindvall.

Sensor av kisel
Nästan alla av termografidelens sensorer är okylda medan det omvända gäller för system till militären. Flir har också ett tredje affärsområde kallat Commercial Vision Systems, där nya tillämpningar för bland annat fordon och båtar placerats. Precis som för militären är inte den primära uppgiften att mäta en exakt temperatur, utan att se i mörkret och fatta ett beslut utifrån det man ser.

Den centrala komponenten i alla värmekameror är sensormatrisen som i de okylda kamerorna baseras på kiselteknik. Men eftersom våglängden på värmestrålningen är betydligt längre än på det synliga ljuset måste pixlarna också vara större än i en vanlig digitalkamera.

– De är runt 25 mikrometer i fyrkant. Vår bästa kamera har 640 5 480 pixlar vilket motsvarar lite drygt en miljon pixlar.

Som jämförelse kan nämnas att bra digitalkameror har pixlar på 1,75 mikrometer och att det är på väg att krympas till 1,4 mikrometer.

Det våglängdsområde Flir mäter på är långvågig IR som ligger mellan 8 och 12 mikrometer. Synligt ljus är 0,5 mikrometer eller kortare.

– Har man pixlar som är under 12 mikrometer får man interferens och redan vid 15 till 17 mikrometer börjar det uppstå konstiga fenomen, säger Rickard Lindvall.

Utrymmet för att krympa pixlarna är således begränsat även om det alltid går att göra lite mer.

Kapslingen kostar mer än sensorn
En annan lösning är att göra sensorchippet större för att få rum med fler pixlar. Men redan dagens chip är cirka 15 gånger 20 mm. Dessutom skulle en större sensor kräva en större diameter på optiken vilket adderar kostnad, vikt och komplexitet.

Sensorkretsen sitter i en kapsel med germaniumfönster. Inuti kapseln är det högvakuum för att inte fria molekyler ska kunna påverka mätningen.

– 1997 kom de första okylda detektorerna. Det är så kallade bolometrar som mäter en resistansförändring i förhållande till hur mycket energi som träffar varje pixel.

Okylda sensorer är betydligt billigare än sina kylda motsvarigheter. De är visserligen inte lika känsliga men behöver å andra sidan betydligt mindre ström. En okyld värmekamera går utan problem att driva på batteri.

Från början var de okylda sensorerna temperaturstabiliserade. De monterades helt enkelt på ett termoelement som höll temperaturen konstant för att minska mätfelet.

– Vi går ifrån det mer och mer för att få ner kostnaden och effektförbrukningen.

Idag sitter sensorn därför på en basplatta som fungerar som temperaturstabilisator. Dessutom har spridningen i sensorerna minskat. När kameran är påslagen mäts temperaturen kontinuerligt på ett antal ställen och används för att kompensera för driften i sensorn. Hela kameran mäts också upp och kalibreras innan leverans.

– Temperaturkompenseringen är en av våra kärnkompetenser.

Kan se kattens spår på golvet
Men den som vill ha den absolut bästa känsligheten använder istället en kyld sensor. Bland annat köper Flir kvantbrunnsdetektorer från Acreoavknoppningen IRnova. Företagets Qwip-matriser, som kan räkna fotonerna direkt, används framför allt i försvarstillämpningar men finns också i de dyraste termografiprodukterna.

– Bara sensorn kostar 40 gånger mer, plus att man ska ha kylningen.

Kylningen utgörs normalt av en Sterlingmotor som kyler ned sensorn till mellan 70 och 75 grader Kelvin. Det gör att det termiska bruset landar runt 20 mK medan en okyld sensor stannar på 60 till 70 mK.

För att visa på känsligheten lägger han handen på väggen i några sekunder. När han tar bort den kan kameran se avtrycket långt senare.

– Hemma kan jag se spåren efter katterna när de gått över trägolvet, säger Rickard Lindvall.

En okyld kamera kan mäta temperaturen med en noggrannhet på ±2 grader eller ±2 procent beroende på vilket som ger lägst värde. Utläsningshastigheten ligger mellan 30 och 60 gånger per sekund. Bilderna läses ut i jpeg-format där varje pixel innehåller temperaturinformationen.

– Har du vår programvara kommer du åt informationen och kan göra analyser i efterhand. Det hjälper kunderna att fatta rätt beslut.

Allt testas och slutmonteras i Danderyd
Utgående från kunskap om tillämpningen kan man till exempel låta programvaran peka ut intressanta områden.

Förutom sensorn är optiken en nyckelkomponent för Flir. Företaget slipar och ytbehandlar alla germaniumlinser i Danderyd. I fabriken slutmonteras och kalibreras också termografidivisionens kameror.

Även om sensorn och optiken är de centrala delarna i värmekameran handlar det mesta av utvecklingsarbetet idag om mjukvaran. Det gäller för både kameran och den tillhörande mjukvaran i pc:n. Orsaken är att det i takt med att kamerorna blir allt billigare tillkommer nya användargrupper som inte har samma kunskap om termografi som dagens användare.

Växer med 10 procent per år
Ett exempel är energimätning av hus. Idag utförs det normalt av personer som utbildas på värmekamerorna och som inte låter sig lura av att fönstren ser ut att isolera jättebra. I själva verket är det himlen som speglar sig i dem när man tittar på huset utifrån.

Moderna kameror har diverse hjälpmedel för att underlätta mätningarna. På de handhållna modellerna kan man få lasersikte och en vanlig digitalkamera vars bild kan kombineras med bilden från värmekameran.

I dessa toppmodeller är det också skärmen på 5,6 tum som drar mest ström, inte den okylda sensorn.

– Vi lägger ner en hel del arbete på att hålla nere strömförbrukningen genom att använda de funktioner som finns i moderna processorer.

Termografidelens utvecklingsavdelning i Danderyd har 90 anställda. Till det kan adderas 30 ingenjörer på militär/myndighetsdelen (Government Systems) och cirka 40 konsulter. 20 av dessa sitter i Indien.

– Det finns ungefär hundra fördomar om indiska ingenjörer. Att de måste detaljstyras, att de inte är kreativa, att de är andra klassens ingenjörer. Vi har kört i ett år nu och det fungerar alldeles utmärkt, säger Rickard Lindvall.

De indiska konsulterna sysslar med validering av applikationsmjukvara men gör även en del nyutveckling.

– De har kompetens och tillför kunskap. Vi har anlitat svenska testhus men de är mer passiva.

Sverige förblir basen
Prismässigt är det också en stor skillnad. En indisk ingenjör kostar ungefär en femtedel av en svensk och när alla extra omkostnader, som resor, hotell och administration är borträknade, blir kostnaden runt en tredjedel.

– Vi kommer alltid att ha en bas i Sverige och vi vill växa med 10 procent per år men det är svårt att hitta kompetenta personer. Det beror bland annat på att vi inte syns så mycket men vi brukar säga att får vi bara hit dem och får visa vad vi håller på med kommer de inte härifrån, säger Rickard Lindvall.