Kamery termowizyjne na trwałe zagościły w diagnostyce maszyn i urządzeń przemysłowych. W ciągu ostatnich lat oferta rynkowa w zakresie urządzeń tego typu znacznie się powiększyła, a producenci wprowadzili wiele nowych technologii i funkcji.
Stojąc przed wyborem właściwej kamery, która będzie używana w zastosowaniach przemysłowych, należy zwrócić szczególną uwagę na odpowiednią rozdzielczość pomiarową i wysoką jakość obrazu. Istotne jest, aby kamera zapewniała precyzyjne, a zarazem powtarzalne odczyty. Na uwagę zasługuje możliwość modernizowania i unowocześniania urządzenia. Tym sposobem zyska się rozszerzenie funkcjonalności wraz z rosnącymi potrzebami użytkowników. Przydatne rozwiązanie stanowi możliwość pobierania przez oprogramowanie aktualizacji, które są udostępniane przez producenta. Warto sprawdzić, czy wraz z nabyciem kamery zyskuje się dostęp do wsparcia technicznego dostawcy. Przyda się możliwość uczestnictwa w specjalistycznym szkoleniu, na którym jest poznawana funkcjonalność kamer termowizyjnych.
Przesył danych
W nowoczesnych urządzeniach pomiarowych, w tym w kamerach termowizyjnych, uwzględnia się szerokie możliwości w zakresie wymiany danych z urządzeniami zewnętrznymi. Coraz częściej zastosowanie znajduje standard Bluetooth, pozwalający na przesył informacji chociażby do komputera osobistego, czy też urządzeń takich jak iPhone lub iPad. Przyda się także komunikacja w standardzie Wi-Fi. Interesujące rozwiązanie stanowi możliwość przesyłania do kamer danych, które są uzyskane z innych przyrządów pomiarowych. Stąd też parametry, takie jak wilgotność powierzchniowa, temperatura powietrza, a nawet wielkości elektryczne mogą być zapisywane bezpośrednio na obrazie termowizyjnym.
Przetwarzanie obrazu
Jakość obrazu termowizyjnego dodatkowo poprawia się dzięki możliwości regulowania ostrości i emisyjności. Istotna jest funkcja pozwalająca na kompensowanie odbitej temperatury tła oraz korygowanie transmisji. Przydatne rozwiązanie stanowi okienko obrazu, który jest zarejestrowany w podczerwieni, otoczonego ramką zdjęcia w paśmie światła widzialnego. Jako zalety takiego rozwiązania należy wymienić łatwe identyfikowanie badanych miejsc, przy jednoczesnym zachowaniu otaczającej ramki, będącej punktem odniesienia. Kamera w razie potrzeby jest w stanie wyświetlać wyłącznie temperatury wyższe, niższe lub te, które mieszczą się pomiędzy wartościami zdefiniowanymi przez użytkownika. Pozostałą część obrazu widzi się jako obraz wykonany w paśmie światła widzialnego. W wielu kamerach przewidziano optymalizatory. Automatycznie są więc optymalizowane ustawienia jasności i kontrastu, co jest szczególnie istotne przy analizach termowizyjnych złożonego obiektu. Istnieje możliwość wykonywania zdjęć w sekwencji i w sposób automatyczny z jednoczesnym łączeniem fotografii w jeden duży obraz.
Wysoką rozdzielczość przewiduje się w wizjerach. Jest to szczególnie przydatne w miejscach, gdzie podczas badań nie używa się ekranu LCD. W niektórych modelach kamer przewidziano ekran o przekątnej 4,3”, a nawet 5,6”. Dzięki nowoczesnym wyświetlaczom zyskuje się ostre i wyraźne obrazy, ułatwiające wychwycenie nawet najmniejszych różnic temperatur. Jest możliwe czytelne wyświetlanie termogramów w czasie pracy na otwartej przestrzeni. Istotna pozostaje szybka identyfikacja wybranych punktów przy użyciu różnych trybów podglądu, dobieranych w zależności od konkretnych warunków. Przydatne rozwiązanie stanowi wyświetlacz dotykowy. To właśnie dzięki niemu można przesuwać funkcje analityczne, zmieniać rozmiary obrazu czy dostrajać izotermy bez konieczności wchodzenia do głównego menu.
Co jeszcze
Producenci na kamery udzielają najczęściej 2-letniej gwarancji. W niektórych urządzeniach przewiduje się 10-letnią gwarancję na detektor. Opcjonalnie można zastosować obiektywy szerokokątne i teleobiektywy. Tym sposobem jest możliwe przystosowanie kamer do zmieniających się potrzeb użytkowników. Wyniki pomiarów mogą być kopiowane bezpośrednio z kamery termowizyjnej do pamięci USB. W niektórych modelach przewidziano format plików wideo MPEG-4 w świetle widzialnym i obsługę nieradiometrycznych plików wideo w podczerwieni. Bezpośrednio na ekranie dotykowym narysować można szkic, dodawany do obrazu w podczerwieni. Wbudowany GPS pozwala na geograficzne powiązanie obrazu w podczerwieni z położeniem w terenie.
W dostępnych na rynku kamerach termowizyjnych uwzględnia się szereg rozwiązań, zapewniających ergonomię użytkowania urządzenia. Wiele kamer kształtem przypomina pistolety. Składany i obrotowy wyświetlacz pozwala na nagrywanie obrazu ponad głową operatora. Istotną rolę odgrywa także obrotowy uchwyt, co zdecydowanie ułatwia obsługę w trudno dostępnych miejscach. Z myślą o ergonomii przewidziano intuicyjną i hybrydową obsługę. Jest więc możliwe sterowanie kamerą za pomocą dżojstika i ekranu dotykowego.
Dla zapewnienia poprawy ergonomii przewidziano programowalne klawisze szybkiego dostępu. W niektórych modelach są one umieszczone w górnej części kamery. Uzyskuje się więc szybką obsługę najczęściej używanych funkcji. Podczas badań termowizyjnych, w miejscach o ograniczonej przestrzeni, przyda się z pewnością zdalne sterowanie. Specjalnie zaprojektowany pasek na nadgarstek pozwala na dostosowanie do obsługi przez osoby zarówno prawo-, jak i leworęczne. Warto zwrócić uwagę na wytrzymałość obudowy. Podaje się bowiem, że niektóre modele są w stanie wytrzymać upadek z wysokości dwóch metrów.
Nowoczesne kamery są projektowane z myślą o konkretnych zastosowaniach i dziedzinach. Stąd też oferuje się urządzenia dedykowane chociażby dla diagnostyki przemysłowej, kontroli i konserwacji budynków, wykonywania audytów energetycznych, czy też pomiarów odporności na określone czynniki. Na przykład przy pomiarach budynków przyda się funkcja alarmu koloru wysokiej temperatury oraz alarmu koloru temperatury punktu rosy (niskiej temperatury). Większość dostępnych na rynku kamer łączy zastosowanie wytrzymałych obudów, co pozwala na prace nawet w najtrudniejszych warunkach.
Nowoczesne przyrządy termowizyjne idą w kierunku wysokich czułości. Stąd też urządzenia osiągają coraz większą liczbę pikseli i wyższe rozdzielczości przestrzenne, również we wbudowanym aparacie fotograficznym. Jakość i czytelność zdjęć oraz filmów poprawi lampa LED. Możliwa jest więc rejestracja obrazu nawet przy słabym oświetleniu. Przydatne rozwiązanie stanowi interfejs, który sterowany jest jedną ręką.
Co na rynku
Z oferty firmy Sonel wybrać można kamerę w pełni radiometryczną, dzięki której jest rejestrowana temperatura każdego punktu obrazu. W urządzeniu przewidziano manualne ustawianie ostrości. Obrazy zapisują się w rozszerzonym formacie JPG. Wszystkie dane są zawarte w pliku, ale jest możliwe ich przeglądanie jako zwykłej grafiki. W urządzeniu przewidziano menu w języku polskim.
Urządzenie oznaczone jako Testo 885-2 kształtem przypomina kamerę wideo. Przydatne rozwiązanie stanowi obrotowy i składany wyświetlacz oraz detektor 320×240 pikseli. W kamerze przewidziano NETD <30 mK oraz obiektyw 30°. Przyda się również wbudowany aparat cyfrowy, wyświetlanie wilgotności powierzchni oraz możliwość nagrywania notatek głosowych. Uwzględniono funkcję asystenta obrazu panoramicznego. Dzięki tej kamerze przeprowadza się pomiar wysokich temperatur, osiągających 1200°C.
Kamera Fluke TiS jest nazywana skanerem termowizyjnym. Urządzenie to stanowi podstawowy model kamery termowizyjnej, używany przy szybkiej, prostej i precyzyjnej identyfikacji problemów. Przyrząd cieszy się dużym uznaniem wśród inspektorów budowlanych, elektryków, audytorów energetycznych, a także specjalistów z dziedziny ogrzewnictwa, wentylacji i klimatyzacji.
Dzięki kamerze termowizyjnej FLIR E40Bx użytkownik może skorzystać z wielu technologii, które poprawią komfort użytkowania urządzenia. Stąd też technologia Meterlink stanowi bezprzewodową komunikację z cęgowym miernikiem pomiarów elektrycznych w utrzymaniu ruchu lub energetyce. Jest również możliwa wymiana danych z miernikiem wartości fizycznych. Przede wszystkim chodzi o przyrządy do pomiaru RH, wilgotności powierzchniowej oraz temperatury powietrza. Oprócz tego przewidziano komunikację Wi-Fi, pozwalającą na przesył obrazów do technologii Apple (iPhone, iPad itp.) oraz obróbkę termogramów za pomocą programu FLIR Viewer.
Kamery termograficzne VIGOcam są wykonane w oparciu o detektor mikrobolometryczny. Jego wymiary to 384×288 pikseli lub 640×480 pikseli. Dzięki zastosowaniu nowoczesnego detektora 25 µm w połączeniu z odpowiednią optyką uzyskano wysoką rozdzielczość przestrzenną i termiczną. Warto podkreślić, że w trybie mieszania obrazów na ekranie widoczny jest obraz utworzony poprzez połączenie obrazu termograficznego i wizyjnego z wzajemnym przenikaniem. Współczynnik przenikania ustawiany jest przez użytkownika, co umożliwia dopasowanie obrazu według potrzeb. Tryb mieszania obrazów ułatwia odnalezienie i identyfikację obserwowanych obiektów w przypadku, gdy temperatury ich powierzchni są zbliżone. W takiej sytuacji na samym obrazie termograficznym wyszukanie poszczególnych obiektów może być utrudnione.
Podsumowanie
Wracając do wyboru odpowiedniej kamery, warto wspomnieć o sprawdzeniu jej błędu pomiarowego. Nie bez znaczenia pozostaje rozdzielczość pomiarowa i wysoka jakość obrazu. Najlepiej, jeśli kamera zapisuje obrazy w standardowym formacie JPEG. Nie mniej ważne są wymiary urządzenia, jego masa i ergonomia obsługi. Na uwagę zasługuje wyznaczanie trendów, dzięki czemu są śledzone informacje o temperaturze analizowanego obiektu. Zaletą takiego rozwiązania jest możliwość precyzyjnego planowania działań zapobiegawczych i korygujących. Komfort użytkowania urządzenia, szczególnie w warunkach przemysłowych, zapewnią przyciski funkcjonalne. W niektórych modelach przewidziano obsługę za pomocą trzech lub czterech przycisków. Przydatne rozwiązanie stanowi ekran dotykowy.
Wiele nowatorskich rozwiązań przewiduje się również w oprogramowaniu. Stąd też do skuteczności badań termowizyjnych z pewnością przyczyni się zoom cyfrowy, możliwość zmiany palety barwnej, natychmiastowe tworzenie raportu oraz odtwarzanie komentarzy głosowych, które można nagrać w terenie. Niektóre programy pozwalają na automatyczne przeprowadzanie obliczeń z zaawansowanym narzędziem formuły.
Podczas prac diagnostycznych z użyciem kamery termowizyjnej należy pamiętać, że powinny one mieć charakter zaplanowany. Stąd też dla zapewnienia kompleksowości działań nie bez znaczenia pozostaje znajomość rozkładu temperatury w porównaniu do innych elementów konstrukcji maszyny czy urządzenia, które są sprawne. Jak zatem przebiega podstawowe badanie termowizyjne? W pierwszej kolejności przeprowadza się sprawdzenie o charakterze ogólnym. Po tym etapie jest wykonywana szczegółowa analiza. Dzięki zaznaczeniu na termogramie miejsc o podwyższonej temperaturze zyskuje się informacje niezbędne do oceny stanu technicznego maszyny. Nie mniej ważne pozostaje podjęcie odpowiednich środków zaradczych. Kluczową rolę odgrywają badania powykonawcze.
Autor: Damian Żabicki
