Kamery termowizyjne

Kamery termowizyjne pozwalają na precyzyjną obserwację rozkładu temperatury na dużym obszarze, zapewniają precyzyjny pomiar i wygodne zobrazowanie. Można powiedzieć, że kamery skutecznie likwidują największy problem, jaki występuje przy mierzeniu temperatury za pomocą pirometrów, jakim jest brak możliwości precyzyjnego wskazania obszaru.

Nowoczesne kamery obecne na rynku pracują w czasie rzeczywistym, co należy rozumieć, że obraz obiektu jest pokazywany od razu na wyświetlaczu miernika. Szybkość odświeżania obrazu nie w każdym modelu jest taka sama, jednak dla większości urządzeń wynosi ona 50 obrazów na sekundę. Wyjątek stanowią najtańsze wersje ukierunkowane na obserwacje stacjonarnych obiektów, w których standardowy detektor mikrobolometryczny zastąpiono skanerem dwuwymiarowym i pojedynczym sensorem, za pomocą którego analizowany jest obraz. Wolna analiza ma oczywiście odzwierciedlenie w cenie przyrządu, jednak obserwując to, co dzieje się na rynku nikt nie ma wątpliwości, że przyszłość należy do produktów z czujnikiem matrycowym.

Większość sprzedawanych kamer wizualnie i funkcjonalnie przypomina konsumenckie kamery wideo. Zawierają one wyświetlacz LCD podobnej wielkości, nagrywają obrazy ruchome i pojedyncze klatki na kartach pamięci i pozwalają podłączyć urządzenie do telewizora. Wymiana danych z komputerem PC realizowana jest za pomocą standardowych interfejsów komunikacyjnych, takich jak na przykład USB lub Bluetooth. Zebrane obrazy i sekwencje wideo mogą być dzięki temu obrabiane na pecetach i dołączane do wyników dokumentacji pomiarów.

Oprócz podobieństw kamery termowizyjne różnią się w wielu szczegółach od „zwykłych” kamer wideo. Najważniejszą różnica jest matryca, którą stanowi niechłodzony czujnik mikrobolometryczny (patrz ramka). Rozdzielczość dostępnych kamer waha się od 160x120 elementów przez 320x240 po 384x288 elementów.

Aktualnie trwają pracę nad matrycami o wymiarze 640x480. Wysoka czułość przetworników, przy dużej rozdzielczości pozwala na prezentację obrazów o doskonałej jakości w zakresie temperatur od ok. -20°C do +500...800°C. Konkretny zakres pomiarowy jest dopasowany do przewidywanych zastosowań urządzenia, ale nie wydaje się, aby był on jakimś ograniczeniem możliwości pomiarowych.

Imponująco prezentuje się rozdzielczość pomiaru, która nie przekracza 0,1 stopnia, co umożliwia dostrzeżenie nawet najmniejszych zmian temperatury. Dokładność pomiaru temperatury na poziomie 1% odpowiada temu, co oferuje wiele mierników „kontaktowych”.

Mimo, że detektory bolometryczne pracujące bez chłodzenia są najbardziej popularne na rynku, nie oznacza to, że nie można kupić wersji z chłodzeniem. Takie kamery charakteryzują się one krótszym czasem odpowiedzi i wyższą czułością, dlatego są stosowane w niektórych dziedzinach takich jak pożarnictwo lub systemy ratownictwa, gdzie celem jest skuteczność detekcji źródła podwyższonej temperatury w trudnych warunkach, na przykład przez warstwę ziemi.

Optyka kamer termograficznych pozwala na automatyczne uzyskiwanie ostrości i daje możliwość przybliżania obrazu. Wiele modeli pozwala na wymianę obiektywów, co pozwala przystosować urządzenie do konkretnych warunków. Kamery termowizyjne łączy się z tradycyjnymi kamerami, celownikami laserowymi, co pozwala na wygodne namierzanie i sterowanie. Praktycznie wszystkie produkty umożliwiają wybór kolorystyki zobrazowania zmian temperatury. Ceny kamer niestety odpowiadają znakomitym możliwościom technicznym –dla najtańszych urządzeń zaczynają się od około 15 tys. zł.

Pozostałe mierniki

Opisane powyżej urządzenia pomiarowe służące do pomiaru temperatury i wilgotności uzupełniane są przez dziesiątki mierników przeznaczonych do pomiaru wszystkich popularnych wielkości fizycznych. Należą do nich na przykład ciśnienie, które mierzy się za pomocą manometrów elektronicznych, a w przypadku ciśnienia atmosferycznego barometrów.

Inną wielkością jest natężenie oświetlenia, które kontroluje się za pomocą luksomierzy, co jest istotne na przykład w zakładach pracy, gdzie przepisy BHP wymagają odpowiednio przygotowanego stanowiska pracy. Podobne zastosowanie mają mierniki hałasu, które pozwalają ocenić stopień uciążliwości warunków pracy lub mieszkania.

Mierniki hałasu pozwalają porównać deklarowany przez producenta poziom szumów akustycznych urządzeń z faktycznym stanem, co jest istotnym zadaniem służb serwisowych. Nie są to zastosowania pozwalające dystrybutorom realizować masową sprzedaż, ale na pewno mierniki te uzupełniają w stronę kompleksowości zaopatrzenia działalność główną.

Jeszcze bardziej specjalistyczne przeznaczenie mają mierniki natężenia promieniowania UV, liczniki Geigera określające poziom promieniowania jonizującego, które wykorzystuje się do kontroli lamp sterylizujących w medycynie lub pracowni izotopowych.

Kolejną grupę aparatury stanowią mierniki przeznaczone dla przemysłu przetwórczego i chemicznego określające poziom pH, zawartości jonów, zasolenia, poziomu tlenu w gazach (np. spalinowych). Uwagę zwraca także grupa mierników związanych z bezpieczeństwem działania instalacji pozwalających na pomiar stężenia gazów toksycznych lub palnych, stopnia zanieczyszczenia powietrza lub wody.

Jeszcze inne przeznaczenie mają mierniki pól elektromagnetycznych, które używane są do kontroli obiektów nadawczych oraz urządzeń wykorzystujących fale elektromagnetyczne takie jak na przykład suszarki mikrofalowe, pod kątem zapewnienia ich bezpiecznej pracy. Urządzenia takie pozwalają ocenić rzeczywisty wpływ nadajników na środowisko, co jest szczególnie ważne przy ocenie słuszności protestów.

Zestawienie kończą specjalizowane mierniki dla klimatyzacji i wentylacji oraz stacje pogodowe. Rola tych urządzeń na rynku stopniowo rośnie, co wiąże się z rosnącą liczbą obiektów, w których wykorzystuje się klimatyzację - wymaga ona obsługi technicznej i serwisu. Mierniki przepływu powietrza znakomicie sprawdzają się przy obowiązkowych kontrolach przewodów kominowych, gdyż w odróżnieniu od kartki na wysięgniku pozwalają określić ilościowo wydajność systemu wentylacji.

Ankiety i tabele

Tabela 1. Zestawienie zbiorcze ofert dystrybutorów mierników i rejestratorów temperatury	Tabela 2. Zestawienie zbiorcze ofert dystrybutorów mierników temperatury, pirometrów i kamer termowizyjnych

Ofertę rynku w zakresie mierników wielkości nieelektrycznych prezentujemy w trzech tabelach. W pierwszej tabeli pokazane zostały firmy oferujące aparaturę realizującą kontaktowy pomiar temperatury za pomocą mierników współpracujących z termoparami i termorezystorami. Zestawienie obejmuje również rejestratory temperatury wykorzystujące ten rodzaj czujników.

Tabela 2 rozszerza informację podane w tabeli 1 o ofertę firm, które oprócz klasycznych mierników temperatury oferują również sprzęt zapewniający pomiary bezkontaktowe, a więc pirometry i kamery termowizyjne. W kolejnej tabeli 3 zebrane zostały firmy oferujące mierniki wilgotności, prędkości przepływu gazów oraz specjalizowane urządzenia pomiarowe. Dane kontaktowe do wszystkich firm zawiera tabela 4.

Tabela 3. Zestawienie zbiorcze ofert dystrybutorów mierników wilgotności, prędkości przepływu gazu i urządzeń specjalizowanych

Ogólnie zestawienie zawiera 29 firm, z czego aż 12 jest producentami aparatury pomiarowej. Grupa ta zawiera firmy zajmujące się produkcją rejestratorów temperatury (Honeywell, Geneza) lub uniwersalnych przyrządów do temperatury i wilgotności (Lumel), a także firmy wytwarzające mierniki temperatury i wilgotności dla potrzeb przemysłu (Tybo, PC Therm, Termoaparatura).

Część z producentów uzupełnia produkcję aparatury dodatkową ofertą sterowników, regulatorów, akcesoriów i czujników. Takie firmy to niewątpliwie Czaki Thermo Product, Apar i Simex. Inny profil produkcji ma firma Lab-el, która specjalizuje się w produkcji urządzeń do kontroli klimatu.

Tabela 4. Dane kontaktowe producentów i dystrybutorów mierników wielkości nieelektrycznych wymienionych w tabelach 1-3

W zestawieniu wzięło udział szereg dystrybutorów specjalizujących się w dostawach różnej aparatury pomiarowej, jak Biall, Labimed, Merserwis, Unitor, firmy o szerokiej ofercie komponentów, dla których mierniki wielkości nieelektrycznej uzupełniają sprzedaż (Infoel, TME, Soyter, Astat, Semicon, Introl, Mera, Dacpol) oraz firmy specjalizujące się w bezkontaktowych pomiarach temperatury (Vigo, Irtech, Infratec).

Robert Magdziak