Termografie je zobrazovací metoda, která umožňuje zviditelnit infračervené spektrum, které je pro lidské oko jinak neviditelné. Termovize principiálně funguje tak, že s využitím optických čoček je paprsek, vyzařovaný pozorovaným tělesem, fokusován do detektoru, který generuje elektrický signál, jenž je proporcionální k vyzařovanému záření. Termovize v dnešní době má nezastupitelné místo v mnohých odvětvích průmyslu, při pozorování přírody a zvěře, v medicíně i ve výzkumných aplikacích a ve vědě, v boji s požáry a při zajišťování bezpečnosti nebo v kombinaci s bezpilotními letouny. Termovizní zobrazování je možné aplikovat na vzdálenost několika desítek metrů, stejně jako na vzdálenost několika centimetrů. Tepelné ztráty budov významně ovlivňují celkové náklady na provoz a teplota uvnitř místností zase tepelnou pohodu.
Technické základy a volba kamery
Za vhodnou termovizní kameru střední třídy lze považovat model FLIR E54. Pro účely využití termovize ve stavebnictví lze však vybírat z velmi širokého portfolia termovizních systémů, protože to je velmi univerzální aplikace. Termovizní kamery jsou často využívány pro diagnostiku elektrických rozvodů, zařízení a rozvodů vysokého napětí. Nejčastěji se termovizní pro kontrolu elektrických instalací používá metoda, založená na porovnávání aktuální povrchové teploty dané části elektrické instalace a tzv. referenční teploty. Při výběru vhodné termovize pro kontrolu elektrických zařízení je nutné brát v potaz především na rozlišení a parametry objektivu. Pokud budeme diagnostikovat jen blízké objekty menších rozměrů, bude stačit i termokamera s menším rozlišením, jako například termovize FLIR E6xt či FLIR E8 Pro. Pokud naopak budete diagnostikovat rozsáhlejší technologie, které jsou navíc vzdálené, budete potřebovat termokameru s vyšším rozlišením jako např. FLIR E96.
Principy a obrazové funkce pro diagnózu a bezpečnost
Princip využití termovizních kamer v systémech brzké detekce rizika požáru je založen na vyhodnocení teplotních trendů snímaných objektů. Specifické obrazové funkce FLIR usnadňují lokalizaci závad, jako jsou MSX a obraz v obraze, případně teplotní prolnutí. Vhodnými termovizními kamerami pro tuto aplikaci jsou především stacionární modely. Přímo pro zásahová vozidla hasičů, a také jako jejich osobní výbava, se však hodí rozdílné termovizní systémy založené právě na jejich mobilitě. K tomuto účelu jsou speciálně navrženy termovizní kamery FLIR řady K. Mezi přednosti řady K patří ergonomický design, obrazové funkce pro zvýraznění scény a vysoká teplotní odolnost. Dle konkrétního modelu disponují tyto termovize pádovou odolností 2 metry, IP67 a provoz až do +500 °C. Základem systému je termovizní kamera, kterou lze ovládat pomocí motorů PTZ a vzdáleně z tabletu.
Využití termovize v různých oblastech
Moderní termovizní kamery mohou velmi efektivně detekovat unikající plyny, které jsou lidskému oku neviditelné. Nejčastější nasazení MWIR kamer s detektorem 3-5 μm, spektrálně upraveným přibližně na 3,3 μm pomocí chlazeného filtru. Mezi hlavní výhody pro pozorování přírody patří, že termovize vidí i v úplné tmě nebo skrze mlhu a kouř, a částečně i skrze porost. Oproti noktovizorům však vyžadují vysoký teplotní či materiálový kontrast mezi objektem a okolím. Teplotní kontrast stačí nepatrný. Pro oblast medicíny je klíčové, že povrchová teplota organismu souvisí se zdravotním stavem; termovizní zobrazování má vysokou diagnostickou specifitu, ačkoliv je nutné kombinovat s dalšími metodami kvůli falešně pozitivním nálezům. Termovizní kamera může být schopna zaznamenat teplotní změny 0,05 °C (někdy 0,03 °C).
Medicínské a veterinární aplikace
V medicíně je termovize široce využívána pro monitorování zdravotního stavu zvířat i lidí; termovizní diagnostika byla v Evropě poprvé použita v roce 1961. Na LF MU v Brně byla v roce 2005 pořízena nová kamera IR Snap Shot Model 525 díky FRVŠ, spolu s notebookem a softwarem pro zpracování termogramů. Využití v medicíně je široké, ale často vyžaduje doplnění jinými metodami. Termovizní systém nachází uplatnění i při kontrole tepelných izolací a rozvodů tepla v budovách univerzity. Místa s výrazně vyšší teplotou na termogramu lidského těla mohou naznačovat zdravotní problém, a to i v plastické chirurgii či při diagnostice zánětů a poruch prokrvení. Termokamery mohou být efektivně použity pro monitoring zdravotního stavu zvířat i v humánní medicíně, a to díky vysoké citlivosti a schopnosti zaznamenat malé teplotní rozdíly.
Specifické zřetelné příklady z praxe
Termokamera se používá i pro hledání skrytých ohnisek v rámci likvidace požáru a pro zjišťování příčin vzniku požárů. Z uvedeného vyplývá, že tepelné zatížení staveb a akumulace tepla v konstrukcích hraje klíčovou roli při vyšetřování požárů. V praxi se vyšetřovatelé spoléhají na termovizi spolu s vizuálními stopy a na parametry ventilace či dynamiky požáru. Příklady zahrnují podzemní garáže, bytové domy a průmyslové objekty, kde termovizní snímky ukázaly tepelné zátěže stěn a odhalily počáteční ohniska. Letecké termovizní záznamy pomáhají sledovat šíření požáru a určovat kriminalistické ohnisko. Zkušenosti z Dánska ukazují využití termovize pro vysvětlení rozšíření požáru do více pater a identifikaci chrániček kabelů jako možné příčiny vzniku požáru. Výsledky studií ukazují, že termovize může významně doplnit klasické ohledání požářiště a zvyšovat spolehlivost verzí při určování kriminalistických ohnisek a příčin vzniku požárů.
Omezení a důležité poznámky
Termovize nevidí skrze zeď ani překážky a některé materiály mohou působit jako zrcadlo na obrazovce. Někdy je nutný skenovací postup a postupná vizualizace pro získání kompletní situace. Příznaky tepelného zatížení nemusí být použity v konstrukcích bez vhodné akumulace tepla, jako jsou dřevostavby či plechové garáže a některé kombinace materiálů ve zděných objektech. Při vyhodnocování termovizních snímků je nutné zvážit vliv ventilace, polohu ohniska a stěnový efekt. Termovize sama o sobě není teploměr a neposkytuje fyzické měření teploty skrz překážky; je to vizualizační nástroj založený na infračerveném záření.
tags: #termovizni #kamera #princip