TV przemysłowa / CCTV

Systemy alarmowe

Kontrola dostępu

Kamery sportowe

Partnerzy LC Security

Kamery online

Kamery termowizyjne

Kamery termowizyjne to specjalna grupa kamer, które w pierwszej chwili każdej osobie kojarzą się jedynie ze służbami wojskowymi, ratowniczymi oraz służbami celnymi. Jednak warto zadać sobie pewne pytanie, czym tak naprawdę są kamery termowizyjne i jakie jest ich rzeczywiste pole zastosowania?

Czym jest podczerwień i termowizja?

Wielu osobom wydaje się, że termowizja i podczerwień to jedno i to samo. Jednakże w rzeczywistości termowizja i podczerwień niewiele mają ze sobą wspólnego, a jedyne podobieństwo to, że obie te formy pozwalają na prowadzenie monitoringu nocnego.

Na początku rozważymy czym jest podczerwień. Podczerwień to pasmo promieniowania, które znajduje się nieco niżej niż zakres promieniowania widzialnego. Dokładnie promieniowanie podczerwone znajduje się poniżej barwy czerwonej, czyli fali o długości powyżej 800 nm. Kamery przemysłowe pracujące w zakresie podczerwieni praktycznie niczym nie różnią się od tych pracujących w zakresie promieniowania widzialnego. Drobna różnica w pracy kamer w zakresie podczerwieni i światła widzialnego zauważalna jest w przypadku gdy weźmiemy pod uwagę kamery monochromatyczne i kolorowe. Wszystkie kamery monochromatyczne przystosowane są do pracy zarówno w zakresie światła widzialnego jak i podczerwieni.

W przypadku kamer kolorowych obserwacja obiektu może odbywać się jedynie w zakresie światła widzialnego, wyjątkiem jest grupa kamer kolorowych typu dzień/noc. W jaki sposób działają kamery w zakresie podczerwieni? Zasada działania kamer w zakresie promieniowania podczerwonego jest bardzo prosta i polega, podobnie jak w zakresie światła widzialnego na odbiorze promieni odbitych od przedmiotów znajdujących się w polu widzenia kamery przemysłowej. Z zasady tej wynika jasno, że do prawidłowej pracy kamery zarówno w zakresie podczerwieni jak i promieniowania widzialnego musi występować jakieś źródło światła. Stąd też wynika, że kamery monochromatyczne pracujące w warunkach nocnych muszą być wspierane przez promienie podczerwieni generowane przez specjalne reflektory IR. Reflektory podczerwieni to urządzenia najczęściej wyposażone w żarówki dużej mocy lub diody IR, tłumiące promienie światła widzialnego. Istnieją różne rodzaje reflektorów emitujących promieniowanie na granicy światła widzialnego lub w głębokiej podczerwieni. Podsumowując kamery przemysłowe pracujące w zakresie podczerwieni zachowują się identycznie jak kamery pracujące w zakresie światła widzialnego, tylko z tą różnią, że w przypadku kamer pracujących w podczerwieni odbite od przedmiotów promienie znajdują się w paśmie podczerwieni.

Termowizja jest pasmem promieniowania znajdującego się znacznie poniżej zakresu promieniowania widzialnego. Długość fali w zakresie termowizji znajduje się w granicy od około 0,9 do 15 mikrometrów. Termowizja umożliwia rejestrację promieniowania cieplnego emitowanego przez obiekty o określonych temperaturach. Termowizja eliminuje stosowanie oświetlenia zewnętrznego. Zasadnicza różnica pomiędzy termowizją a podczerwienią polega na tym że kamery termowizyjne rejestrują wszystkie przedmioty emitujące ciepło, a nie jak to jest w przypadku podczerwieni jedynie obiekty od których odbija się wiązka promieni. Kamery termowizyjne najlepiej rejestrują obiekty o emitujących wysokie temperatury. Przy pomocy termowizji bez zewnętrznego oświetlenia jesteśmy wstanie wyłapać na przykład osoby znajdujące się w zaroślach (różnica temperatur pomiędzy otoczeniem a człowiekiem).

Zalety termowizji

Kamery termowizyjne ze względu na swój charakter promieniowania oraz technikę pracy posiada wiele zalet w stosunku do standardowych kamer przemysłowych wykorzystywanych w systemach telewizji dozorowej.

Zdecydowanie najbardziej widoczną i najistotniejszą różnicą pomiędzy kamerami pracującymi w zakresie termowizji i podczerwieni, jest to że w przypadku kamer termowizyjnych obraz nie jest generowany na wskutek odbitych od obiektów promieni świetlnych lecz w wyniku emitowanego przez te obiekty ciepła. W porównaniu z kamerą pracującą w podczerwieni oznacza to, że droga jaką musi przebyć promieniowanie jest dwukrotnie krótsze. Wynika to z faktu, iż światło emitowane przez reflektor podczerwieni zazwyczaj znajdujący się obok kamery lub w jej wnętrzu musi najpierw dotrzeć do przedmiotu a następnie się od niego odbić. W przypadku termowizji do zaobserwowania obiektu wystarczy jedynie aby promieniowanie dotarło do przedmiotu. Kolejną zaletą termowizji jest to, że w odróżnieniu od podczerwieni jest zdecydowanie odporniejsza na zmiany przejrzystości powietrza, co pozwala na prowadzenie obserwacji na przykład we mgle. Zwiększenie odporności na zmiany przejrzystości powietrza wynikają z faktu, iż pewne czynniki środowiskowe nie mają takiego samego wpływu na cały zakres promieniowania. Dlatego, mgła i zadymienie dla kamery termowizyjnej są całkowicie przezroczyste. Ponadto, promieniowanie termiczne nie widzi tak zwanego światła białego, co oznacza, że nie można kamery termowizyjnej oślepić bardzo silnym źródłem światła. Oczywiście źródła światła białego takie jak reflektor samochodu czy też latarka są widoczne, jednakże tylko dlatego, że zarówno żarówki samochodowe jak i te występujące w latarkach posiadają wysokie temperatury.

Obecnie kamery termowizyjne najczęściej stosowane są w ratownictwie, ponieważ większa temperatura ciała od otoczenia pozwala na odnalezienie zaginionej na przykład w gruzach osoby. Ponadto, kamery termowizyjne coraz częściej stosowane są w systemach telewizji dozorowej. Najlepszym przykładem zastosowania kamer termowizyjnych z systemach CCTV są systemy monitoringu przejść granicznych. Stały spadek cen kamer termowizyjnych sprawia, że te specjalistyczne urządzenia wizyjne coraz częściej wykorzystywane są w systemach telewizji przemysłowej. W dalszej części artykuły skupimy się na pewnym zagadnieniu, związanym z zastosowaniem kamer termowizyjnych w elektronicznych systemach bezpieczeństwa.

Kamery termowizyjne w systemach telewizji przemysłowej (CCTV)

Kamery termowizyjne ze względu na swój charakter pracy w najbliższym czasie z całą pewnością coraz częściej będą gościć w systemach monitoringu przemysłowego. Z całą pewnością kamery termowizyjne nie zastąpią standardowych kamer przemysłowych. Według specjalistów z sektora CCTV kamery termowizyjne znajdą zastosowanie w tak zwanych systemach wczesnej detekcji. Na jakiej zasadzie działają systemy wczesnej detekcji? Zasada takich systemów polega na wykryciu intruza znajdującego się z znacznej odległości od obiektu a nie w momencie gdy na przykład przekracza on ogrodzenie. Obecnie takie systemy stosowane są właśnie na przejściach granicznych, co pozwala na wcześniejsze podjęcie działań wobec intruzów. Doskonałym rozwiązaniem w takim przypadku jest zastosowanie kamer termowizyjnych umieszczonych na głowicach obrotowych. Kolejnym atutem takich kamer jest brak oświetlenia, dzięki czemu pozostają one praktycznie nie zauważalne. Kamery termowizyjne posiadają znacznie większy zasięg widzenia, dzięki czemu mogą zapewnić odpowiednią ochroną bardzo dużych obiektów i terenów. Kamery termowizyjne są bardzo odporne na zaślepienie. Jedyną rzeczą jaka może oślepić taką kamerę jest bardzo duży obiekt o bardzo wysokiej temperaturze na przykład pożar w bliskiej odległości. Kolejnym walorem systemu telewizji dozorowej wykorzystującego kamery termowizyjne jest selektywność. Wczesne wykrywanie zbliżających się intruzów pozwala na zdecydowane zmniejszenie liczby fałszywych alarmów, które jak każdy wie obniżają efektywność instalacji CCTV. Idealnym rozwiązaniem jest połączenie detektorów ruchu posiadanych przez cyfrowe rejestratory wideo z kamerami termowizyjnymi. Obecnie najczęstszymi źródłami tak zwanych fałszywych alarmów są poruszające się gałęzie drzew oraz silne promieniowanie reflektorów przejeżdżających samochodów. W przypadku kamer termowizyjnych te wszystkie czynniki przestają być istotne ponieważ nieznacznie zmieniają treść obrazu. Kamery termowizyjne wychwycą jedynie obiekty o określonej temperaturze np. temperatura ciała człowieka.

Zastosowanie kamer termowizyjnych

Gdzie i w jakich okolicznościach można stosować kamery termowizyjne? Odpowiedź na to pytanie jest bardzo proste. Kamery termowizyjne można stosować wszędzie tam, gdzie zależy nam na wczesnej detekcji. Termowizja to przede wszystkim technika wczesnego ostrzegania i z całą pewnością w najbliższym czasie znajdzie zastosowanie w systemach monitoringu portów lotniczych, bardzo dużych terenów i obiektów, terenach woskowych. Kamery termowizyjne mogą także znaleźć zastosowanie jako urządzenia do prowadzenia ochrony obwodowej. Dzięki swoim specyficznym właściwością mogą bez większego problemu zabezpieczyć bardzo długie odcinki ogrodzenia, a co za tym idzie zwiększyć ochronę danego obiektu. Współczesne kamery termowizyjne do tak zwanych prostych zastosowań nie przypominają już tych z przed kilku lat. W odróżnieniu od swoich pierwowzorów nie wymagają już specjalnego chłodzenia ciekłym azotem oraz nie wymagają stały warunków klimatycznych pracy. Ponadto, wygląd i gabaryty współczesnych kamer termowizyjnych zbliżone są do tradycyjnych kamer wykorzystywanych w systemach CCTV. Dostępne są do nich także wymienne układy optyczne, a sam sygnał otrzymywany na wyjściu jest już standardowym sygnałem wideo. Kamery termowizyjne zasilane są niskim napięciem 12 lub 24V. Wszystkie te cechy sprawiają, że kamery termowizyjne pasują do tradycyjnego osprzętu systemów telewizji przemysłowej i mogą bez problemu pracować w tychże systemach.

Zakup kamer termowizyjnych

W jaki sposób prawidłowo wybrać kamerę termowizyjną? Czym powinniśmy się kierować podczas takiego wyboru? Poprawny wybór kamery termowizyjnej wymaga od osoby wybierającej znajomości wielu parametrów związanych przede wszystkim z charakterem obiektu w którym będzie ona pracować. Najczęściej są to parametry związane z rozmiarem kamery termowizyjnej, odległości, wielkości monitorowanego obiektu, charakterystyki promieniowania podczerwonego oraz czynników środowiskowych. Ponadto, podobnie jak w przypadku tradycyjnych kamer CCTV bardzo duże znaczenie ma odpowiedni wybór czułości oraz zdolności rozdzielczej. Oczywiście najlepszym sposobem wyboru kamery termowizyjnej jest jej przetestowanie w istniejącej aplikacji dozorowej. Jednakże nie zawsze jest taka możliwość, dlatego podczas doboru kamery termowizyjnej warto zasięgnąć porady fachowca zajmującego się budową systemów CCTV korzystających z kamer termowizyjnych.