Už je to více než rok, co se celý svět potkal s mnoha změnami a omezeními v oblasti výroby, obchodu, ale i osobních práv a zvyklostí. Hlavní příčinou bylo propuknuvší virové onemocnění covid-19. Následně byla přijata opatření, z nichž některá dávala smysl, kolem některých je dodnes spousta otazníků. Vyvstala rovněž poptávka po využití snímání teploty osob pomocí termokamer, aby tak bylo možné odhalit osoby se zvýšenou teplotou, a tedy možným virovým onemocněním. V tomto článku je nastíněno, jak a za jakých podmínek k tomu lze termokameru použít a jaký je její přínos pro tzv. teplotní screening osob. Dále jsou představeny parametry, vlastnosti a výhody termokamer FLIR pro využití nejen ke snímání teploty osob, ale zejména v průmyslových provozech při bezkontaktním měření teplot či detekci úniku plynů.
Termokamery FLIR – maximálně efektivní řešení
Jako efektivní a rychlý nástroj pro měření povrchových teplot v mnoha průmyslových odvětvích se již několik let používají termokamery značky FLIR od největšího a nejstaršího světového výrobce termokamer na světě, firmy Teledyne FLIR (Švédsko, USA), jejíž historie sahá až do roku 1958. Hlavní využití termokamery FLIR nacházejí při online diagnostice zařízení, strojů a výrobních procesů, kde se teploty měří za plného provozu. Termodiagnostika má prokazatelné výsledky ve snížení výrobních a provozních ztrát způsobených neplánovanými odstávkami a zmetkovitostí a zvýšení spolehlivosti strojů a zařízení.
Nejrozšířenější využití ruční termokamery FLIR nacházejí v oblasti kontroly rozvodu elektrické energie, elektrických strojů a zařízení a mechanických strojů (obr. 1). Naopak stacionární termokamery FLIR se používají v nepřetržitém provozu pro kontrolu teplot výrobních procesů, ve výzkumu nebo jako protipožární snímače. Závady jako přehřáté elektrické spoje, přetížené stroje nebo vyšší provozní teploty mohou vést k poruchám, což se projeví neplánovanou odstávkou, k výrobním ztrátám a v nejhorším případě i k požáru. Pravidelná nebo nepřetržitá kontrola termokamerou FLIR umožňuje potenciální kritická místa včas odhalit a zabránit tak nemalým ztrátám.
Nabídka ručních i stacionárních termokamer FLIR je velká a uspokojí všechny požadavky na kvalitní bezkontaktní měření teplot (obr. 2). Termokamery FLIR využívají nejmodernější technologie, vynikají vysokou odolností, snadným ovládáním či unikátními funkcemi umožňujícími měření až do +2 000 °C. Uplatnění nacházejí v odvětvích, jako jsou elektrotechnika (kontrola rozvodů, elektrozařízení, elektrických strojů nebo fotovoltaických elektráren), strojírenství a mechanika (tepelné namáhání strojů a zařízení), výrobní procesy (např. kontrola teplot při zpracování materiálu), hutnictví (kontrola teploty taveniny) i stavebnictví (detekce tepelných mostů, vlhkosti atd.). Dále bude uvedeno, že je možné je vyžít také k detekování a zobrazení úniků mnoha plynů a těkavých látek.
Funkce FLIR MSX – zvýšení kontrastu
Termokamery FLIR nabízejí pro rychlou prostorovou orientaci při termografickém měření a snímání prostor patentovanou funkci MSX – multispektrální zobrazení (obr. 3). Funkce MSX je založena na propojení termogramu a reálného snímku, kdy se propojují kontury z reálného obrazu do termogramu. Výsledkem je detailnější termogram s vyšším kontrastem snímaného objektu. Funkce MSX usnadňuje orientaci, kvalitu měření a vyhodnocení.
Funkce FLIR UltraMax – čtyřnásobné zvýšení rozlišení
Pro případy ojedinělé potřeby měřit s vyšším rozlišením snímku nabízejí ruční a přenosné termokamery FLIR speciální funkci UltraMax (obr. 4).
Funkce FLIR UltraMax umožňuje pořídit termogramy s čtyřnásobným rozlišením a vyšší přesností měřených hodnot. Funkce je založena na vlastním mikropohybu termokamery či měřeného objektu a lze ji využít bez omezení při měření bez stativu, ale i se stativem, a nepředstavuje žádné potenciální riziko nákladných oprav jako jiné optickomechanické systémy, které jsou navíc v terénu bez stativu zcela nepoužitelné.
Ruční a přenosné termokamery FLIR pro pochůzkovou kontrolu
Pro rychlou a spolehlivou diagnostiku prováděnou ruční termokamerou jsou vhodné termokamery FLIR Exx (E54, E76, E86 a E96; obr. 5), které mají obě uvedené obrazové funkce. Nabízejí v kompaktním a odolném provedení velké rozlišení až 640 × 480 bodů, citlivost až 0,03 °C, výměnné objektivy pro široké spektrum použití s přesným automatickým laserovým ostřením, dálkoměr pro přesné měření vzdálenosti, GPS pro uložení souřadnic místa měření a rovněž velký a přehledný 4" dotykový displej s českým menu. Předností je maximálně jednoduché ovládání a záznam teplot až do +1 500 °C.
Pro profesionální měření v terénu (např. pro energetické společnosti) jsou ideální přenosné termokamery FLIR T840 a T865 s rozlišením až 640 × 480 bodů (s funkcí UltraMax 1 280 × 960 bodů) a citlivostí až 0,03 °C, které jsou vybaveny jak přehledným 4" dotykovým LCD, tak také vysoce kontrastním hledáčkem umožňujícím venkovní měření při jakýchkoliv světelných podmínkách. Doplňují oblíbené termokamery FLIR řady T530 a T540. Nejvyšší řadu uzavírá špičková termokamera FLIR T1020 s rozlišením snímače 1 024 × 768 bodů (s UltraMax 2 048 ×
× 1 536 bodů), která je vhodná zejména pro energetické distribuční a přenosové společnosti k měření na velkou vzdálenost. Termokamery FLIR řady T mají otočnou snímací část v úhlu až 180°, usnadňující měření ze všech pozic i těžko přístupných objektů, a jsou nejlepší volbou pro profesionální termodiagnostiku v elektroenergetice, průmyslu i stavebnictví (obr. 6).
Stacionární termokamery FLIR pro nepřetržitý a spolehlivý provoz
Pro trvalé měření, jak pro detekci zvýšené teploty osob, tak pro kontrolu strojů, zařízení nebo výrobních procesů, jsou ideální stacionární termokamery FLIR řady A (obr. 7), které umožňují nepřetržitý provoz. K dispozici je aktuální obraz i záznam povrchových teplot. Výhodami termokamer FLIR řady A jsou jejich kompaktní tvar, malé rozměry a univerzální použití.
Při požadavku na online měření teplot a současně maximálně kompaktní tvar jsou vhodné stacionární termokamery FLIR AX8 (obr. 8), které umožňují trvalé snímání kritických prvků a částí strojů. Díky univerzálnímu rozhraní je lze integrovat do řídicích systémů a využít je jako efektivní a ekonomicky výhodné snímače teplot.
Nenahraditelnou součástí automatizace provozů a kontroly teplot v mnoha podnicích se staly stacionární termokamery FLIR A400, A500 a A700 s rozlišením až 640 × 480 bodů. K nim aktuálně přibyly kompaktnější nové typy FLIR A50 a A70 s rozlišením 464 × 348/640 × 480 bodů. Termokamery FLIR Axx a Axxx (obr. 9) umožňují kompletní dálkový přístup k datům prostřednictvím běžných rozhraní a protokolů (streamovací protokol RTSP, ethernetový GigE, průmyslový Ethernet Modbus TCP, protokol ONVIF-S používaný v bezpečnostních systémech, režim multicast a další) a jejich začlenění do stávajícího kamerového systému je velmi snadné. Termokamery disponují rovněž vestavěným webovým rozhraním a jejich kompletní správa s přenosem obrazu může být zajišťována prostřednictvím standardního webového prohlížeč v PC nebo tabletu. Termokamery FLIR A50, A70 a A400, A500 i A700 mohou být vybaveny vizuální kamerou s funkcí prolnutí obrazů (MSX) a přenášet současně jak IR, tak vizuální obraz. Vestavěný vysílač WiFi navíc umožňuje přenášet obraz i ovládat termokamery bezdrátově. Krytí IP66 dovoluje termokamery použít ve venkovních či průmyslových náročných podmínkách. V současnosti jde o nejlépe vybavené stacionární termokamery určené k zajištění spolehlivého provozu výrobních i skladovacích průmyslových objektů a také jako protipožární systém.
Detekce a vizualizace úniků plynu termokamerou FLIR
Zcela ojedinělou metodou pro detekci a hlavně vizualizaci úniku plynu jsou speciální termokamery FLIR řady GF. Termokamery FLIR GF (Gas Finder) mají speciální snímače umožňující jak bezkontaktní měření teplot, tak také zobrazení mnoha plynů, které kamera zobrazuje jako mrak. Termokamery FLIR GF mají speciální režim HSM, který umožňuje zobrazení i velmi malých úniků, a díky této schopnosti je možné nalézt a zobrazit přesné místo úniku, což napomáhá k rychlé opravě či výměně vadné části potrubí nebo zařízení a snížení rizika, jde-li o nebezpečný plyn (obr. 10).
Rychle a spolehlivě detekovat a vizualizovat únik zemního plynu lze termokamerami FLIR GF320, GFx320 a GF620 se speciálním chlazeným snímačem s vysokou citlivostí. Termokamery jsou nabízeny s rozlišením 320 × 240 nebo 640 × 480 bodů a mezi nesporné výhody zajišťující skutečně efektivní využití patří vestavěný polohovatelný hledáček, který je vhodný zejména pro venkovní měření. Pro měření ve vnitřních prostorách lze však využít velký vyklápěcí a otočný LCD, který poskytuje přehledné a detailní zobrazení a navíc zajišťuje maximální bezpečnost díky zachování neustálého přehledu o okolí.
Termokamery FLIR GF umožňují záznam ve formátu živého videa, které je důležité pro vizualizaci chování plynu. Mají vestavěnou vizuální kameru pro pořízení fotodokumentace z místa měření, možnost zvukového záznamu vlastních poznámek a též vestavěný GPS přijímač pro uložení souřadnic místa měření. Díky tomu je možné při vyhodnocení vytvořit přehlednou zprávu s přesným popisem místa a stavu kontrolovaného objektu. Ve spolupráci s externím zařízením QL320 umožňují některé typy termokamer FLIR GF i kvantifikaci úniků (od g/h do l/min; obr. 12).
Hlavním přínosem kromě lokalizace přesného místa úniku je také chování plynu v prostředí, které je závislé na okolních podmínkách. Jinak se chová plyn ve vnitřním prostředí a zcela jinak ve venkovním prostředí. Například v mnoha případech nestačí jen označit místo úniku vyměřením ochranného pásma, ale je třeba počítat s tím, že i při malé rychlosti větru je plyn strháván a šířen do okolí i za vyměřené ochranné pásmo. Podobně je to s podzemními úniky, kde plyn uniká různými cestami od místa úniku (poškozeného plynovodu) v závislosti na půdě a místní zástavbě. Takto může plyn „vyvěrat“ až ve vzdálenosti mnoha metrů od místa poškozeného plynovodu a šířit se i do prostor daleko od trasy plynovodu.
Dalším diagnostickým nástrojem je akustická kamera FLIR Si124, která přináší další možnosti kontroly zařízení. Tato kamera je určena pro detekci a lokalizaci úniku stlačeného vzduchu, který se v průmyslových provozech často využívá. Úniky stlačeného vzduchu jsou velmi nákladnou položkou pro provoz, protože jeho výroba a neustálé doplňování do systému znamenají nadměrný chod kompresorů, tedy vyšší spotřebu elektrické energie a vyšší opotřebování. Dalším využitím je vyhledávání úniků stlačeného plynu, který kromě nadměrných nákladů podle typu plynu může představovat i bezpečnostní riziko ve formě výbuchu či zahoření. V neposlední řadě akustická kamera umožňuje i detekci a lokalizaci částečných výbojů na vysokém napětí. To nejenže může zapříčinit poškození části elektrického vedení, ale ve finále může i končit zkratem a poruchou na vedení. Kamera FLIR Si124 je rovněž vybavena pamětí k ukládání záznamů pro jejich následný přesun do PC a další zpracování
a archivaci. Akustická kamera je tak dalším významným pomocníkem při diagnostice množství průmyslových zařízení s důrazem na snížení provozních výdajů a zvýšení bezpečnosti provozu.
Termokamery FLIR pro kontrolu zvýšené teploty osob ve vstupech do objektů
Vybrané ruční i stacionární termokamery FLIR lze využít nejen jako kontrolní nástroj pro průmyslové úlohy, ale, jak bylo zmíněno v úvodu, také ve vrátnicích podniků k detekci osob se zvýšenou teplotou. Jedno zařízení tedy nabízí dvojí uplatnění a využití, čímž se zhodnocuje investice do takovéto termokamery.
Termokamery FLIR jsou uzpůsobeny a úspěšně využívány k detekci zvýšené tělesné teploty osob neboli teplotnímu screeningu. Využití nacházejí právě při větším výskytu virových onemocnění, jako jsou chřipka, SARS nebo aktuálně covid-19, jako prostředek ke snížení rizika přenosu mezi zaměstnanci nebo jinými osobami (obr. 13).
Firma FLIR implementovala do vybraných termokamer unikátní funkci Screening s proměnnou nastavitelnou referenční teplotou už v roce 2002 (tehdy v souvislosti s výskytem SARS v Asii), a proto má před konkurencí mnohaletý náskok. Při záchytu osoby se zvýšenou teplotou jsou automaticky na termografickém obrazu zvýrazněna místa, kde k překročení teploty došlo, pro snadnou identifikaci, zda jde opravdu o zvýšenou osobní teplotu, či ovlivnění např. sluncem apod., a rovněž je obsluha upozorněna zvukovým signálem.
Čemu se vyhnout a na koho se obrátit
Bezkontaktní měření teplot s sebou nese určitá fyzikální omezení. Vzhledem k tomu, že se během posledního roku vyskytlo mnoho „na oko“ atraktivních až téměř zázračných „termokamer“ a nových „odborníků“ na měření teplot, je třeba se před pořízením takového zařízení řádně zamyslet, prověřit zkušenosti prodejce v oblasti bezkontaktního měření teplot a původ a historii výrobce v oblasti výroby termokamer. To proto, že v drtivé většině tyto nové zázračné kamery pro detekci zvýšené teploty nefungují a v mnoha případech popírají základní fyzikální principy bezkontaktního měření. Naštěstí díky testům provedeným nezávislými organizacemi (např. IPVM, https://ipvm.com/) už bylo prokázáno, že tyto „termokamery“ (zejména z Čínské lidové republiky, původně určené ke sledování a identifikaci osob) často generují vlastní smyšlené hodnoty o měřené teplotě, které neodpovídají skutečnosti, a jsou tedy zcela nevhodné a i nebezpečné. Navíc mnohé čínské kamery jsou z důvodu možného zneužití výrobcem vyloučeny ze spousty komunikačních protokolů a v mnoha zemích jsou zakázány. Jejich použití je tedy nejen nebezpečné z důvodu nekvalitního měření teplot, ale i jako bezpečnostní riziko. Svým provozovatelům oprávněně způsobují komplikace s GDPR, odborovými svazy atd.
Vysoká technická úroveň termokamer FLIR není ale to jediné, co je třeba k dosažení kvalitních výsledků v technické diagnostice. Je to i kvalitní zaškolení a následná podpora uživatelů. To si firma FLIR uvědomuje a pro zachování dlouhodobé spokojenosti uživatelů se stará nejen o technickou stránku termokamer, ale také o pečlivý výběr svých partnerů v prodejní síti.
Společnost SpektraVision s. r. o. jako dlouholetý autorizovaný distributor a „PREMIUM Partner FLIR“ nabízí široké spektrum pokročilých termokamer FLIR s bezkonkurenční desetiletou zárukou na snímač. Dále nabízí množství diagnostických přístrojů, jako jsou např. systémy pro nedestruktivní testování na bázi termografie (IrNDT), průmyslové i laboratorní vysokorychlostní kamery a další diagnostické přístroje, a současně poskytuje profesionální školení pro měření s touto technikou v celé řadě oborů.
Ing. Štěpán Svoboda, SpektraVision s. r. o.
(info@spektravision.cz, www.spektravision.cz)
Obr. 1. Příklady využití termokamer FLIR
Obr. 2. Termokamery FLIR: nahoře zleva Axx, Axxx; Ex; Exx, dole zleva T5xx, T8xx; T1020; GF3xx
Obr. 3. Funkce MSX – multispektrální zobrazení: zleva standardní termogram, fotografie, termogram vylepšený funkcí MSX
Obr. 4. Standardní termogram a termogram UltraMax s čtyřnásobným rozlišením
Obr. 5. Ruční termokamera FLIR Exx v praxi
Obr. 6. Přenosná termokamera FLIR T865 v terénu
Obr. 7. Stacionární termokamery FLIR řady A
Obr. 8. Kompaktní stacionární termokamera FLIR AX8
Obr. 9. Stacionární termokamery FLIR A400 a A50 pro online kontrolu teplot
Obr. 10. Termokamera FLIR GFx320 při kontrole plynových zařízení
Obr. 11. Akustická kamera FLIR Si124
Obr. 12. Kvantifikace úniku plynu s termokamerou FLIR GF a systémem QL320
Obr. 13. Využití stacionární termokamery FLIR A400 při vstupu do objektu