Termisk teknologi – synsløs visualisering
En af de mest spændende teknologier i sikkerhedsarsenalet er termografi, som i bund og grund gør det muligt for kameraer at overvåge i mørke, tåge, regn og andre miljøer med begrænset eller ingen sigtbarhed. Hvad er årsagen til dette? Disse kameraer "ser" ikke, de "visualiserer" – de oversætter infrarød stråling til billeder.
Introduktion
Infrarød (bogstaveligt talt "under rødt" i farvespektret) blev opdaget af Sir William Herschel i 1800 som en form for stråling, der går ud over rødt lys. De første termiske kameraer blev udviklet i 1929, da en ungarsk fysiker opfandt det infrarød-følsomme (nattesyn) elektroniske tv-kamera til antiluftskyts i Storbritannien. Efterhånden som man begyndte at anerkende værdien af dette og i takt med de sidste ti års prisfald, er innovationen for alvor begyndt at tage fart. Termiske kameraer kan nu fås til flere applikationer og på bredere markeder – fra den oprindelige brug i militæret og til grænsebeskyttelse. Applikationer til denne teknologi er nu varierede – fra detektion af allergi og veterinærmedicin til detektion af lækager i industrielle rørsystemer.
Applikationer
Teknologien kan bruges til at opdage brande og, mere specifikt, til at hjælpe brandmænd med at finde brandens kerne. Et visuelt kamera ville blive blokeret af røg, men en termisk visning kan vise, hvor den varmeste del af branden er.
Sikkerhedsbranchen bruger termisk teknologi i et bredt omfang. Termografi giver fordele, som dagslyskameraer ikke har. Termografi kan bruges til detektering uden belysning. Der er altså intet behov for dyre lysinstallationer. Termografi arbejder også med længere detekteringsområder end traditionelle overvågningssystemer, hvilket sparer installationsomkostninger, da færre kameraer og master mv. er nødvendige.
Herunder kan du se, hvordan termografi kan få detektere en person, hvor et almindeligt kamera ikke kan, selv meget tæt på.
Man kan fx med stor succes anvende termiske kameraer inden for perimetersikkerhed. Selv i de mørkeste områder, hvor traditionelle kameraer ikke kan se, kan et termisk kamera skelne bevægelse og hjælpe sikkerhedsteams med at få øje på objekter, biler og indtrængende, selv hvis de er klædt helt i sort. Det er især nyttigt til sikkerhedsløsninger inden for kritisk infrastruktur, lufthavne og anlæg.
Kombineret med VCA-teknologier, såsom tværlinjeoverskridelse og alarmer til indtrængningsdetektering, kan de virkeligt yde en omfattende sikkerhedsløsning.
Industrilandskabet for termisk teknologi er ved at udvide sig med forskellige termiske specialister, der anvender deres varer til at løse alle mulige former for problemer. Også inden for sikkerhedsbranchen arbejder mange af de vigtigste virksomheder med termisk teknologi. Hikvision udviklede sit første termiske kamera tilbage i 2008, og i 2010 var dette blevet udviklet til et termisk netværkskamera. I 2015 skabte Hikvisions forsknings- og udviklingsafdeling selv et uafhængigt kameramodul.
Der er tre typer kameraer/detektorer.
1. Termografiske detektorer og kameraer, der er designet til at vise varmestrålingen fra objekter inden for et område. Det vises typisk i gråtoner, det kan være i SWIR-, MWIR- og LWIR-bølgeområde. LWIR er markedsstandarden (af omkostningsmæssige årsager). De mest almindelige applikationer er sikkerhed og overvågning (fx perimetersikring og områdeovervågning).
2. Kameraer med dobbelt anvendelse har både et termisk objektiv og et almindeligt objektiv, hvilket giver brugeren mulighed for at få det bedste fra begge verdener og krydshenvise til de to billeder. De bruges typisk til tilstands- og temperaturovervågning, brandforebyggelse og detektion eller i industrielle sikkerhedsapplikationer.
3. Detektorer og kameraer, der er designet og kalibreret til test og måling. Via yderligere parametre (fx emissivitet, reflekterende temperatur osv.) viser kameraerne absolutte temperaturer med en nøjagtighed på ±2° C eller 2 % (afhængigt af kameratype), typisk i farveskala. De mest almindelige applikationer er elektriske, byggemæssige og industrielle, men de kan også bruges i medicinske, videnskabelige og forsknings- og udviklingsmæssige applikationer.
Teknologien
Principperne for termografi er baseret på, at lys stråler ud over det synlige farvespektrum. Denne stråling, der kaldes infrarød, udsendes af alle objekter, som har en temperatur over det absolutte nulpunkt (-273° C) og måles i nanometer (μm). Denne stråling er opdelt i tre "båndbredder" – nær-infrarød på 0,4-2,5 μm, mellembølget infrarød på 3,5-4 μm og langbølget infrarød på 8-14 μm. Dette benævnes emissivitet.
Da termografi måler den infrarøde stråling fra et objekt (eller person), og hver af dem har forskellige bølgelængder, kan man tage et billede af miljøet uden brug af synligt lys. Ordet "termisk" bygger på det faktum, at mængden af infrarød stråling, der udsendes, stiger i takt med temperaturen – derfor ser en kold overflade anderledes ud end en varmblodet person. Der er også forskelle, der afhænger af overfladetype og materialer. Menneskets hud har fx en anden emissivitet end stål. Emissivitet afhænger også af faktorer som fx overfladens ruhed og form, betragtningsvinkel og oxideringsgrad (af et metal).
Det er også vigtigt at bemærke, at da emissionerne afgives fra en genstands overflade, kan termografi ikke se igennem materialer, som det menneskelige øje kan. Det menneskelige øje (og almindelige kameraer, der bruger synligt lys) kan fx se igennem et vindue – en termisk enhed kan kun se de emissioner, der afgives fra selve glasset.
Et termisk kamera anvender en bestemt type objektiv – et germaniumobjektiv – for at afspejle synligt og ultraviolet lys og kun lade infrarødt lys igennem. Inde i kameraet ændrer ikke-kølede billedplansystemer infrarød varmestråling til et elektronisk signal, som efterfølgende anvendes til at danne et billede. Normalt er resultatet af billedet i en slags "gråtonet" format, men i de senere år har man brugt "pseudo-farver" for at gøre det nemmere for den menneskelige hjerne at bearbejde billederne.
På nedenstående billeder kan man tydeligt se forskellen. Det almindelige kamera (til venstre) kan kun se det belyste område i forgrunden, men der er ikke nok lys til, at det kan se baggrunden. Det termiske kamera til højre ser derimod ikke det synlige lys, og påvirkes derfor ikke af de skygger, det skaber, eller af de mørke omgivelser. På det billede kan man tydeligt se en figur på bakken i baggrunden langt væk.
Sammenfatning
Videnskaben bag infrarød detektering har mange anvendelser, ikke mindst i sikkerhedsbranchen. Hvor almindelige kameraer ikke kan se – fx i meget svagt lys, tåge eller andre dårlige vejrforhold eller røgfyldte områder – kan termisk teknologi give et klart billede. Denne teknologi er, kombineret med almindelige objektiver og intelligente funktioner såsom indtrængningsdetektering, et værdifuldt supplement til sikkerhedsløsninger.
Hikvision skubber konstant grænserne for teknologi og innovation for at opfylde et stadigt stigende behov på sikkerhedsmarkedet.
Produkterne er markedsførende på tre måder. De skaber bedre billeder pga. uafhængig forskning og et udviklingsmodul på selve kameraerne. De omfatter bedre smart-funktioner, der giver intelligente analysefunktioner. Sidst men ikke mindst er de velegnede til bedre applikationer, herunder temperaturundtagelse og branddetektering.
