W związku ze zwiększoną ilością zapytań przygotowaliśmy poniższy wpis, czyli pigułkę na temat kamer termowizyjnych o wysokiej precyzji.
Wpis nie wyczerpuje tematu, ale pozwoli na pobieżne zrozumienie sposobu działania kamer, wyjaśnia podstawowe funkcje i założenia instalacji, oraz wskazuje przykładowe, dostępne już na rynku rozwiązania.
[Aktualizacja 08-06-2022 - wpis archiwalny, nie wszystkie modele pozostały dostępne, w przypadku zainteresowania systemem pomiaru zapraszamy do kontaktu: oferta@abcvision.pl]
Spis treści:
- Zasada działania w dużym skrócie.
- Czy każda kamera termowizyjna będzie odpowiednia do pomiaru temperatury człowieka?
- Zalety pomiaru przy wykorzystaniu obrazowania termicznego.
- Najważniejsze funkcje.
- Miejsce i sposoby instalacji.
- Przykłady urządzeń.
1. Zasada działania w dużym skrócie.
Zwykłe kamery rejestrują promieniowanie widzialne odbite od obiektu, oraz podczerwień (bliską, popularne długości fal to np. 850nm, czy 940nm). W tym przypadku potrzeba więc źródła promieniowania – np. słońca, oświetlenia, czy oświetlacza podczerwieni).
Kamery termowizyjne działają natomiast wykorzystując fakt, że każdy obiekt o temperaturze wyższej od zera bezwzględnego sam emituje promieniowanie podczerwone, które może być rejestrowane przez sensor kamery. Długości fal są oczywiście inne (mniejsze), zależne od ciała, powierzchni i temperatury. Dodatkowo promieniowanie same w sobie nie niesie ze sobą informacji na temat dokładnej temperatury – wartości te są dostosowywane na podstawie modeli odniesienia i algorytmów matematycznych. Zaletą obrazowania termicznego jest również możliwość pracy w zupełnej ciemności.
2. Czy każda kamera termowizyjna będzie odpowiednia do pomiaru temperatury człowieka?
W chwili obecnej, z uwagi na sytuację związaną z wirusem COVID-19, zdecydowana większość zapytań dotyczy kamer termowizyjnych do wykrywania podwyższonej temperatury ludzi (stan gorączkowy). Od razu należy podkreślić, że typowe rozwiązania nie będą odpowiednie. „Zwykłe” modele mają precyzję na poziomie +/- 8℃, a niektóre kamery dedykowane do detekcji ognia na wysypiskach nawet +/- 20℃. W przypadku temperatury człowieka taka rozbieżność nie wchodzi w grę.
Na jaką więc precyzję można więc liczyć? W chwili pisania artykułu modele kamer marki Hikvision oferują dokładność +/-0,5℃ bez modułu kalibrującego (wzornika), lub +/-0,3℃ z wykorzystaniem blackbody. Rozwiązania Dahua, Sunell, BCS, oraz Novus oferują precyzję właśnie na poziomie +/-0,3℃, dzięki temu, że wzornik znajduje się w zestawie.
3. Zalety zastosowania obrazowania termicznego.
Kamery mogą wykonać pomiar dla wielu obiektów jednocześnie, nawet do 16-30 obiektów (zależnie od modelu). W tym miejscu także uwaga - i tak w celu zachowania niezawodności zaleca się pomiary indywidualne. Czas pomiaru to około 1 sekundy – co znacznie poprawia obsługę wejść i pozytywnie wpływa na czas rozładowania kolejek.
Kolejnym atutem jest brak konieczności manualnego pomiaru każdej przechodzącej osoby, sam pomiar prowadzony jest z większej odległości (zależnie od użytego modelu i obiektywu, od około 1m do nawet ~9m). Operator może dzięki temu zachować bezpieczną odległość od miejsca odczytu. Dopiero gdy kamera zasygnalizuje temperaturę powyżej przyjętego progu zaleca się wykonanie drugiego pomiaru manualnie (dla pewności).
Zaletą będzie także zapis pomiarów wraz z obrazem optycznym (modele bispektralne) oraz to, że kamery działają jako urządzenia sieciowe LAN. Co oznacza, że jednoczesna kontrola z kilku przejść w pomieszczeniu obsługi z jednoczesnym alarmem audio/wizualnym w miejscu montażu kamery – jest nie tylko możliwa - ale też łatwa do zrealizowania za pośrednictwem istniejącej infrastruktury.
4. Najważniejsze funkcje.
Każdy z producentów wdrożył do swoich rozwiązań funkcje analityki obrazu pod kątem detekcji twarzy. Pomiar z tego obszaru redukuje fałszywe alarmy, które mogą wywołać przenoszone obiekty – np. kubek z kawą.
Kamery posiadają funkcje automatycznego alarmu po przekroczeniu zadanego progu temperaturowego, niektóre modele poprzez wbudowane głośniki, inne przez wyjścia przekaźnikowe, lub oprogramowanie operatora na stacji roboczej.
5. Miejsce i sposoby instalacji.
Wiatr, wahania temperatury wewnątrz pomieszczenia, słońce, mogą mieć wpływ na precyzję pomiaru, dlatego każde z prezentowanych poniżej rozwiązań to modele dedykowane do instalacji wewnątrz pomieszczeń (nawet jeśli obudowa pozwala na montaż zewnętrzny do zachowania precyzji musimy zapewnić odpowiednie warunki pracy).
Do instalacji szybkiej, nie wymagającej wiercenia, oraz przerabiania pomieszczeń, wykorzystać można przenośne statywy, każda z kamer pozwala też na montaż „na stałe”.
W przypadku rozwiązania zawierającego wzornik – ten musi zostać zamontowany w polu widzenia kamery zgodnie z zaleceniami danego producenta. Wprowadza się na nim określoną temperaturę, dzięki czemu kamera, mając punkt odniesienia, zwraca dokładniejszy wynik.
6. Przykłady urządzeń.
Hikvision – oferuje kamery zapewniające precyzję na poziomie +/- 0,5℃ bez modułu blackbody, lub +/- 0,3℃ z wykorzystaniem wzornika. Kamery po konfiguracji mogą pracować samodzielnie, współpracują też z oprogramowaniem iVMS4200. Rejestratory serii DS-76/77/96xxx-I mogą nagrywać obraz, a także odebrać alarm - wyzwolić przekaźnik, brzęczyk w NVR, oraz dodać wpis w dzienniku zdarzeń rejestratora.
DS-2TD1217B/PA(B) – model o rozdzielczości 160x120 (termowizja), oraz 4MP (moduł optyczny), występuje w wersjach z obiektywami 3mm(termowizja)/6mm(moduł optyczny) oraz 4/6mm. Posiada możliwość nałożenia obrazu termicznego na optyczny, wspiera analitykę obrazu (detekcja twarzy), dzięki czemu pomiar dokonywany jest tylko w tym obszarze nie reagując na fałszywe alarmy typu kubek z ciepłym napojem.
DS-2TD2617B/PA(B) – funkcjonalnie odpowiednik kamer DS-2TD1217B/PA, ale w obudowie typu bullet, inne są również długości obiektywów, a co za tym idzie zalecane odległości do miejsca prowadzenia pomiaru.
DS-2TD2637B-10/P i DS-2TD2637B-15/P- modele o wyższej rozdzielczości termowizji – 384x288.
Dahua – producent proponuje kompletne rozwiązanie uzupełnione o moduł ciała czarnego (wzornik) podnoszący precyzję do +/-0,3℃. W zestawie znajduje się także serwer IVSS zdolny do generowania raportów ilościowych np. ilość osób z podwyższoną temperaturą, osób z temperaturą w normie, pozwala także na uzyskanie informacji kto nie nosi maseczki higienicznej (przydatne na obiektach, gdzie jest to wymagane): https://abcv.pl/pl/p/System-pomiaru-temperatury-TPC-BF5421-T-BlackBody/26038
Novus – to kolejny zestaw wykorzystujący wzornik z precyzją na poziomie +/-0,3℃, ale bez podnoszącego cenę serwera, zamiast niego do dyspozycji otrzymujemy oprogramowanie wyświetlające na żywo obraz, klatki z pomiarów (oraz temperatury) i informujące o zdarzeniach: https://www.abcv.pl/pl/p/Zestaw-pomiaru-temperatury-NVIP-2H-8912MTS-SET/26053
Sunell – pierwsze co rzuca się w oczy to sympatyczny wygląd kamery, ale precyzja +/-0,3℃ z blackbody, oraz jednoczesny odczyt 16 punktów sprawiają, że kamera bardzo dobrze radzi sobie z tym do czego została zaprojektowana: https://www.abcv.pl/pl/p/Zestaw-pomiaru-temperatur-SN-T5SN-TH01-SET-Sunell/26092
