Dron s termovizí

Drony s kamerou mohou být vybaveny vedle klasické RGB kamery (tj. kamery, která snímá viditelné záření), multispektrální kamery či LIDARu také tzv. termovizí či termovizní kamerou (popřípadě termokamerou, nebo pokud bychom se měli držet ISO 18434-1). Hovoříme pak o dronu s termovizí nebo (což je ekvivalentní termín) o dronu s termokamerou. Tzv. dronem s kamerou je obvykle myšlen dron s RGB kamerou, může tím být ale i dron s multikamerou, která obsahuje vedle RGB kamery i termovizi, ale i další senzory jako např. LIDAR apod. Příklad takové (multi) kamery uvádíme dále v textu.

Obsah 

• Seznámení s problematikou
• Dron s termovizí - parametry termovize
• Parametry měření termovizí
• Dron s termovizí - srovnání různých dronů
• Aplikace - bezdotykové měření teploty (kvantitativní termografie)
• Aplikace - vyhodnocování teplotních změn (kvalitativní termografie)
• Aplikace - noční vidění a "search and rescue"
• Dron s termovizí z naší nabídky
• Použité zdroje, odkazy na další litaraturu

 

Seznámení s problematikou

Aplikační využití dronu s termovizí je zejména v následujících oblastech: 

1. bezdotykové měření teploty (kvantitativní termografie),
2. vyhodnocování teplotních změn (kvalitativní termografie),
3. noční vidění a vyhledávání ztracených osob (v angličtině se pro tuto oblast vžil termín “search and rescue”).

Jednotlivé oblasti si probereme podrobněji, včetně příkladů využití a vhodnosti jednotlivých přístrojů - tj. jednotlivých "typů" termovizí.

Pozn.: Slovy "termokamera" a "termovize" se obvykle myslí stejné zařízení, tj. přístroj který je podle ISO 18434-1 označován jako "infračervená termografická kamera". Slovo "termovize" vychází z anglického názvu ThermoVision, tj. z obchodního označení historického produktu společnosti Agema, který byl natolik úspěšný, že se toto označení vžilo v praxi pro označení celé kategorie výrobů. Snímek pořízený termovizní kamerou pak nazýváme termogram.

Termogram (tak se nazývá snímek pořízený dronem s termovizí) - lokalizace a kontrola podzemního teplovodu

Z metrologického hlediska (tedy z hlediska schopnosti termovize pořizovat také teplotní údaje s co největší přesností) termovize rozdělujeme na radiometrické a neradiometrické. Radiometrické termovize jsou uzpůsobeny pro měření teploty, tj. při zadání správných parametrů měření (parametry měření budeme diskutovat dále) jsou tyto termovize schopny stanovit povrchovou tepotu měřených objektů. To je důležité všude tam, kde teplotu očekáváme jako diagnostickou informaci. Naproti tomu neradiometrické termovize jsou schopny pouze stanovit rozdíly intenzity tepelného záření, jako "barevné rozdíly na obrazovce". I když nejsou schopny stanovit povrchovou teplotu, vyhovují pro aplikace, kde postačuje kvalitativní přístup (probereme podrobněji) nebo pro aplikace nočního vidění (search and rescue - tj. pátrání po ztracených osobách).

K zapamatování: termovize lze rozdělit na radiometrické a neradiometrické.

Radiometrické termovize jsou určeny pro aplikace bezdotykového měření teploty. Neradiometrické termovize pak poskytují informaci pouze o existenci teplotního rozdílu. S neradiometrickou termovizí lze pouze stanovit (možnou) přítomnost závady, s radiometrickou termovizí pak i stupeň závady. Řada aplikací si však s neradiometrickou termovizí postačí. Typickým příkladem je kontrola obvodové obálky budovy podle ČSN EN 13187 (Tepelné chování budov – Kvalitativní určení tepelných nepravidelností v pláštích budov – Infračervená metoda).

Dron s termovizí - parametry termovize

Těmito parametry je zejména: 1) rozlišení termovize, 2) teplotní citlivost, 3) pozorovací úhel (FOV) objektivu. V případě radiometrické termovize je také důležitým parametrem tzv. přesnost měření. I když (snad až na oblast precizního zemědělství) nejsou aplikace dronu s termovizí metrologicky náročné (teplotní rozdíl několika málo stupňů není obvykle pro vyhodnocení měření zásadní), nelze opomenout ani tento parametr, jehož obvyklá hodnota je u dnešních termovizí +-2°C nebo 2% z rozsahu a platí pro dné měření horší z obou údajů.

Pro některé aplikace mohou být dležité i další parametry termovize jako např. nejvyšší měřitelná teplota (důležité například pro měření efektivity spalování hořáků zbytkového plynu - fléry), spektrální rozsah (standardně je spektrální rozsah termovize pro dron v intervalu 8 až 14 µm (tzv. LWIR pásmo), což vyplývá z použití mikrobolometru jako optického senzoru, existují ale i specifické aplikace kde je třeba použití senzorů s jiným spektrálním rozsahem) a další.

Jako senzor se v 99.99% případů u termovizí pro drony používají tzv. mikrobolometrická pole (též jsou tyto senzory zjednodušeně označovány jako tzv. mikrobolometry). Mikrobolometrické pole je malá elektronická součástka o rozměrech (například) 1 cm x 1 cm skládající se z jednotlivých mikrobolometrů - tj. pixelů, které samostatně vyhodnocují teplotní změny na základě změny vlastní teploty (ta se mění dle intenzity dopadajícího tepelného záření).

 

Mikrobolometrické pole je typ tepelného senzoru pro termovize. Pracuje na principu vlastního ohřevu vlivem dopadajícího tepelného záření z povrchu objektu, který je termovizí snímán (měřen). Mikrobolometrické pole se skládá z jednotlivých mikrobolometrů, které odpovídají pixelům termovize. Standardní rozlišení termovize pro dron je dnes 640x512 pixelů.

 

Pozor! I když se zde zaměřujeme na parametry termovize, je třeba vždy zvážit i parametry dronu. Termovize není z hlediska velikosti a váhy zdaleka zanedbatelný senzor / kamera a je třeba zvážit i parametry dronu s termovizí, respektive případná omezení, která z integrace termovize na dron vyplývají (viz srovnání dronů s termovizí, které je diskutováno dále).

Dron s termovizí - dron DJI M300, termovize DJI H20N. Jedná se v současné době o nejpokročilejší sestavu a to jak z hlediska parametrů dronu DJI M300, tak multikamery DJI H20N, která dokonce nabízí dvě samostatné termovize s rozlišením 640x512 px a s optickým zoomem!.

Z hlediska integrace termovize a dronu existují dva typy přístupu. Jedním z nich je univerzální dron, který může vedle termovize nést libovolný jiný senzor. Příkladem takového dronu je např. dron DJI M300 s možností integrace termovize DJI H20T či termovize DJI H20N, ale i dalších přístrojů kompatibilních s DJI Skyport. Příkladem dronu s integrovanou termovizí je pak například skvělý dron DJI Mavic 2 Enterprise ADVANCED.

Pomalu se dostáváme k fyzikální funkci termovize - termovize zaznamenává intenzitu tepelného záření z měřeného povrchu, z něhož je následně výpočtem a na základě zadaných parametrů stanovena povrchová teplota (podrobnosti budou diskutovány dále, viz také naše přednáška na ČVUT). Tepelné záření je svou fyzikální povahou elektromagnetické záření, které je vyzařováno z povrchu měřených objektů s intezitou, která je úměrná čtvrté mocnině povrchové teploty (viz Stefanův–Boltzmannův zákon na Wikipedii).

• Rozlišení - rozlišením termovize se myslí fyzické rozlišení mikrobolometrického senzoru, tj. počet pixelu senzoru. Dnes je standardnem v letecké termografii rozlišení 640x512 nebo alespoň 640x480. Menší rozlišení není pro dron s termovizí žádoucí, vzhledem k velkým vzdálenostem mezi měřeným objektem a termokamerou.
• Teplotní citlivost - teplotní citlivost udává u termovize nejmenší teplotní rozdíly, které tento přístroj dokáže zaregistrovat. Dnešním standardem je hodnota 50 mk, tj. 0.05°C. Taková termovize dokáže detekovat (a změřit) teplotní rozdíly větší než 0.05 °C (na černém tělese, což je těleso jehož emisivita je rovna jedné).
• Pozorovací úhel (FOV) - je u termovize dán velikostí mikrobolometrického senzoru a především pak zorným úhlem objektivu. Určuje se obvykle zvlášť jako vertikální pozorovací úhel vFOV a horizontální pozorovací úhel hFOV.

K zapamatování: Základní parametry termovize jsou: 1) rozlišení, 2) zorný úhel objektivu, 3) teplotní citlivost. Pro radiometrickou termokameru je pak také důležitá tzv. přesnost měření. Bereme v potaz, že zde nyní hovoříme výhradně o tzv. LWIR termokamerách s mikrobolometrickým senzorem.

Vedle základních parametrů, které jsou uvedeny výše je samozřejmě pro každou termovizi důležité i další funkce a vlastnosti, které je třeba vedle citlivosti, rozlišení a pozorovacího úhlu zvážit (před nákupem) zvlášť. V současné době prakticky každý výrobce nabídne u dronu s termovizí rozlišení 640x512, teplotní citlivost okolo 40 mK apod. Pro výběr termovize resp. dronu s termovizí by tak rozhodující měly být i další funkce a možnosti termovize, respektive multikamery, jejíž součástí termovize je.

Jako příklad uvádíme multikameru DJI H20N a hned vysvětlíme, proč ji nazýváme multikamerou. Tato multikamera totiž nabízí hned čtyři optické senzory (z níž dvě jsou termovize!) a navíc tzv. range finder, tj. laserový měřič vzdálenosti. Celkové senzorové vybavení této multikamery je těchto pět senzorů:

1. termovize s rozlišením 640x512px, 2x optický zoom, ekvivalentní ohnisková vzdálenost 53 mm
2. termovize s rozlišením 640x512px, 8x optický zoom, digitální zoom termovize až 32x, ekvivalentní ohnisková vzdálenost 196 mm
3. RGB kamera s rozlišením 4 Mpx RGB a 20x optickým zoomem, režim nočního vidění (starlight sensor)
4. RGB kamera s rozlišením 2 Mpx, režim nočního vidění (starlight sensor)
5. laserový dálkoměr (s rozsahem měření 3 až 1200m). V kombinaci s dronem DJI M300 RTK nabízí tato sestava vůbec nejpokročilejší dron s termovizí na trhu.

Důležité je zvážit také funkce termovize. DJI H20N nabízí následující funkce:

1. PintPoint - v náhledu kamery si uložíte bod zájmu, který zůstane jak v paměti dronu (dron je možné kdykoliv později snadno a rychle vrátit na tento "pinpoint") tak se importuje do rozhraní DJI FlightHub 2, do kterého mohou živě přistupovat pomocí telefonu jak záchranáři tak pracovníci firmy, ve které probíhá průmyslová inspekce (což se hodí např. při inspekci rozsáhlých produktovodů - horkovodů apod.)
2. Smart Track - díky vysokému výpočetnímu výkonu kamery je možné živě vyhodnocovat obraz a automaticky sledovat objekt zájmu, ke kterému se navíc vypočítává vzdálenost od dronu a nadmořská výška objektu.
3. High-Res Grid Photo - po označení prvku, který potřebujeme zadokumentovat dron pořídí několik jednotlivých a velmi podrobných fotografií, které poté složí do jedné celkové fotografie daného objektu a to s mnohem vyšším rozlišením než u standardního fotoaparátu
4. One-tap Panorama - po vybrání letové výšky dron pořídí několik fotek, ze kterých složí celkové panorama okolí a přímo za letu je k dispozici výsledek. 

 

Multikamerová termovize pro dron DJI H20N. Kamera DJI H20N je vybavena následujícími senzory: I) termovize s rozlišením 640x512px, 2x optický zoom, II) termovize s rozlišením 640x512px, 8x optický zoom, III) 4 Mpx RGB kamera s 20x optickým zoomem, IV) 2 Mpx zoom RGB kamera s nočním viděním V) laserový dálkoměr (s rozsahem 3 až 1200m). V kombinaci s dronem DJI M300 RTK nabízí tato sestava vůbec nejpokročilejší dron s termovizí na trhu.

 

Také společnost Autel je výrobcem dronů s termovizií. Jedná se o dron EVO II DUAL 640T s termokamerou o rozlišení 640x512px a obrazovou frekvencí 30 Hz. Vedle termokamery s daným rozlišením je dron vybaven RGB kamerou s rozlišením 48 MPx a čtyřnásobným zoomem. Tento dron je vhodný pro všechny aplikace od technické diagnostiky po záchranné operace a noční vidění.

 

Dron s termovizí EVO II DUAL 640T s termokamerou o rozlišení 640x512px

Parametry měření termovizí

Termovize neměří teplotu přímo, jako například dotykový teploměr, ale nepřímo ze zadaných parametrů a měřením (mikrobolometrem) stanovené intenzity tepelného záření, které je vyzařováno z měřeného povrchu. Tedy, pro stanovení povrchové teploty potřebujeme vedle realizace měření (termovizí) také zadat jisté parametry měření. Z rovnice měření termovizí (taktéž rovnice termografie) vyplývá, že pro stanovení povrchové teploty z naměřené intenzity tepelného záření je třeba do termovize zadat (tj. skutečně nastavit tyto parametry v přístroji nebo později u pořízených snímků): I) emisivitu měřeného povrchu a II) hodnotu odražené zdánlivé teploty.

Software od společnosti DJI pro analýzu snímků z termovizí pro drony

Tyto parametry se skutečně do termovize zadávají jako konkrétní hodnoty. A to buď před letem a nebo během letu (pokud to termovize umožňuje) a nebo později v SW při analýze pořízených termogramů.

Teoretickému úvodu do problematiky bezdotykového měření teploty pomocí termovize jsme se věnovali v rámcí přednášky na ČVUT s názvem "Fyzikální souvislosti bezdotykového měření teploty", kterou přednesl Jan Sova. Přednášku si můžete poslechnout ze záznamu na serveru YouTube. K dispozici je také PDF s prezentací.

K zapamatování: Termovize neměří (povrchovou) teplotu snímaných předmětů přímo, ale stanovuje ze zadaných parametrů a měřením stanovené intenzity tepelného záření. Zadané parametry slouží ke korekci 1) vlivu vlastností termovizí měřeného povrchu (emisivita), 2) okolních podmínek na měření (odražená zdánlivá teplota) a 3) vlivu atmosféry (vzdálenost mezi termovizí a měřeným objektem, atmosférická teplota a atmosférická vlhkost).

I když je vliv atmosféry obvykle z hlediska přesného nastavení parametrů poměrně zanedbatelný, co nejpřesnější nastavení emisivity a odražené zdánlivé teploty je pro (správné, tj. s nízkou chybou) měření nezbytné.

Dron s termovizí - srovnání různých dronů

Abychom ukázali možné rozdíly mezi drony s termovizí, srovnáme tři různé drony, tj. DJI M300 s termovizí DJI H20N, dron s integrovanou termovizí DJI M30T a dále dron s integrovanou termovizí DJI Mavic 2 Enterprise ADVANCED.

	DJI Mavic 2 Enterprise ADVANCED	DJI M300 RTK s DJI H20T	DJI M30T
Termovize
Rozlišení [px]	640x512	640x512	640x512
Teplotní citlivost [mK]	50 mK	<50 mK	<50 mK
Max. teplotní rozsah [°C]	-40 °C až +550 °C	-40 °C až +550 °C	-40 °C až +550 °C
Poznámka	integrovaná	*multikamera	**multikamera
RGB kamera
Rozlišení [px]	48 Mpx	20 Mpx	48 Mpx
Poznámka	integrovaná	*multikamera	**multikamera
Maximální optický zoom	32x	23x	16x
Velikost optického senzoru	1/2"	1/1.7"	1/2"
Další senzorika
Laserový měřič vzdálenosti	-	3 až 1200 m	3 až 1200 m
Letové vlastnosti
Maximální rychlost	72 km/h	82 km/h	82,8 km/h
Maximální doba letu	31 min	55 min	41 min
Vzletová hmotnost	828 g	6,3 kg	4 kg

 *multikamera DJI H20T obsahuje dvě termovize (obě s rozlišením 640x512px) a dvě RGB kamery, dále pak laserový měřič vzdálenosti, ** integrovaná multikamera pro dron DJI M30T se skládá  z dvou RGB kamer, termovize a laserového dálkoměru

 

Odkazy k podrobnějšímu popisu jednotlivých dronů s termovizí z uživatelského a aplikačního hlediska:

• Jaký zvolit dron s termokamerou pro profesionální letecké práce?
• Profesionální dron s (termokamerou) DJI M300 RTK
• 5 důvodů, proč nyní koupit dron s termokamerou DJI Mavic 2 Enterprise Advanced

 

Aplikace - bezdotykové měření teploty (kvantitativní termografie)

Teplota stanovená dronem s termovizí je obvykle použita jako diagnostická informace k posouzení stavu například funkčnosti fotovoltaického panelu, závad na rozvodech vysokého napětá apod. Na termovizi klademe nárok v podobě tzv. radiometrie, tj. termovize musí být schopna měřit skutečnou povrchovou teplotu (samozřejmě po zadání emisivity a odražené zdánlivé teploty).

Typické aplikace dronu s termovizí pro bezdotykové měření teploty:

• Diagnostika rozvodů a prvků distribuční sítě vysokého napětí - typickou aplikací je měření oteplení výkonových transformátorů (účinnost chlazení), především pak ale vodičů a dalším prvkům vysokého napětí u nichž může dojít ke vzniku přechodového odporu a k následnému vývinu tepla; kvantitativní měří, tedy informace o teplotě, je zde použita pro stanovení stupně závady na daném vodičí, obvykle podle metody ISO 18434-1 (Condition monitoring and diagnostics of machines — Thermography — Part 1: General procedures) nebo vojenského standardu MIL-STD-2194 (MILITARY STANDARD: INFRARED THERMAL IMAGING SURVEY PROCEDURE FOR ELECTRICAL EQUIPMENT (12 FEB 1988))
• Diagnostika fotovoltaických elektráren - vyhodnocují se teplotní změny na povrchu fotovoltaického panelu, tj. u jednotlivých FV článků daného panelu, jejich částí (napč. prasklý FV článek) či souboru článků; postup měření vychází z normy IEC-TS-62446-3 (Photovoltaic (PV) systems - Requirements for testing, documentation and maintenance - Part 3: Photovoltaic modules and plants - Outdoor infrared thermography)
• Kontroly a diagnostiky technologií (typicky rotační pece, komíny) - dle konkrétní aplikace je potřeba radiometrická či neradiometrická termovize. Typicky se jedná o kontrolu velkých exteriérových technologií jako jsou rotační pece, nádrže s tekutinami apod.
• Precizní zemědělství - v oblasti precizního zemědělství je použití termovizí  a dronu s termovizí především v oblasti diagnostiky závlahových systém (vliv sucha na povrchovou teplotu vegetac) a experimentální výzkum (vliv škůdců, aplikace různých typů hnojiv apod.). Typickou aplikací je monitoring CWSI (Crop Water Stress Index) u polních plodin; CWSI je  tzv. index vodního stresu, který určuje, jak moc je daná rostlina zasažena nedostatkem vody a působením sucha; viz např. publikace Assessing a crop water stress index derived from aerial thermal imaging and infrared thermometry in super-high density olive orchards
• Kontrola spalování zbytkového plynu (fléry) - pomocí termovize je měřena teplota ústí hořáků zbytkového plynu a dle teploty je realizována optimalizace spalování; částečný popis problematiky viz např. NDT TECHNIQUES APPLIED FOR THE INSPECTION OF FLARE STACKS

 

Termogram (vlevo) a RGB snímek (vpravo) části fotovoltaické elektrárny pořízené pomocí dronu s termovizí DJI Mavic 2 Enterprise ADVANCED.

Přístup, založený na kvantitativní termografii, umožňuje stanovit nejen přítomnost závady, ale také stupeň závady (právě na základě naměřeného oteplení). Vyhodnocení stupně závady je obvykle založeno na porovnání teploty "částí, která je pod závadou a části, který pod závadou není". U rozvodů vysokého napětí se typicky hodnotí teplota vodiče s poruchou vůči teplotě vodiče, který je vpořádku. U fotovoltaických panelů lze zase na základě teploty panelu poměrně přesně odhadnout, zda se jedná o oteplení bez významu, nebo je daný panel vadný a je vhodná jeho výměna.

K zapamatování: Pro aplikace, které vyžadují kvantitativní přístup, je nezbytné použití radiometrické termovize. To ale nepředstavuje problém, neboť většina moderních dronů s termovizí je vybavena radiometrickým přístrojem. Je ale třeba počítat také s nutností zadání parametrů měření, tj. emisivity a odražené zdánlivé teploty.

Bez správného nastavení těchto parametrů nelze očekávat správně naměřené hodnoty teploty. Kvantitativní přístup umožňuje stanovit vedle přítomnosti závady, také její stupeň. Tj. například závažnost oteplení vodiče na přenosové soustavě vysokého napětí (z hlediska plánování akutnosti či patřičnosti opravy).

Aplikace - vyhodnocování teplotních změn (kvalitativní termografie)

Termovize pro tyto aplikace může být tzv. neradiometrická, jak jsme již říkali, taková termovize neměří povrchovou teplotu, ale je schopna zaznamenávat rozdíly intenzity vyzařování tepelného záření ze snímaného povrchu. Tento přístup, založený na kvalitativní termografii, umožňuje stanovit přítomnost závady, nikoli však její stupeň.

Řečeno jinými slovy: celá řada diagnostických aplikací nevyžaduje stanovení povrchové teploty a vystačíme si s tzv. kvalitativním měřením. Díky rozdílům zdánlivé teploty (jednoduše řečeno “barviček” na obrazovce termokamery) jsme schopni zjistit přítomnost závady, nikoli však již její stupeň. Typickou aplikací je hledání poruch na teplovodech, posuzování závad na přehradách, diagnostika zatékání do plochých střech apod. Tento princip termografické diagnostiky je ukotven v normě ISO 18434-1. 

• Lokalizace zatékání do plochých střech - teplotní změny vznikají v důsledku rozdílné dynamiky (rychlosti) ochlazování části střechy, která je již suchá a části střechy, do níž zatekla voda; měření se provádí po západu Slunce a 2 až 4 dny po dešti; části střechy do nichž zatekla voda budou, v důsledku vyšší tepelné kapacity, povrchy s vyšší teplotou; metodika vychází z technického standardu ASTM C 1153 (Practice for Location of Wet Insulation in Roofing Systems Using Infrared)
• Lokalizace netěsnost vodních přehrad - netěsnosti vodních přehrad se v některých případech projevují změnami tepelné dynamiky, zejména pak při ochlazování po zahřátí konstrukce slunečným zářením
• Archeologie - historická zástavba, zemědělská činnost i prostá akvitita lidí je; metodika je obšírně popsána v článku Archaeological Aerial Thermography in Theory and Practice z impaktovaného časopisu Cambridge University Press
• Kontrola obvodové obálky budov (tepelné mosty, netěsnosti v obálce) - klasická termovizní diagnostika budov; pomocí termovize; postupuje se například dle ČSN EN 13187 (Tepelné chování budov – Kvalitativní určení tepelných nepravidelností v pláštích budov – Infračervená metoda)
• Probléby mostních konstrukcí (experimentální) - je možné provádět jak optickou kontrolu RGB kamerou, tak kontrolu termovizí; zde se využívá skutečnosti, že tepelné chování částí konstrukce, které jsou oddělené od nosné konstrukce, je odlišné od zbytku konstrukce, která je spojena s celkem. Metodika a fyzikální princip je dobře popsán například v článku Guidelines for Thermographic Inspection of Concrete Bridge Components in Shaded Conditions

Řada aplikací, jako například zmiňovaná kontrola obvodové obálky dle ČSN EN 13187 (Kvalitativní určení tepelných nepravidelností v pláštích budov) je kvalitativní aplikací již ze svého principu. Výhodou kvalitativní aplikace pak není to, že by odpadala nutnost použití radiometrické termovize (už proto, že dnes je převážná většina termovizí na drony radiometrická) ale skutečnost, že u těchto aplikací není potřeba nastavovat emisivitu a odraženou zdánlivou teplotu. Tím odpadá hlavní starost termografie jako takové. 

A jak nastavit emisivitu a odraženou zdánlivou teplotu do termovize v případě kvalitativní aplikace? Odpoveď je jednoduchá: libovolně. Infromace o teplotě stejně ignorujeme (termovize v tomto přépadě nezobrazuje teplotu, ale tzv. zdánlivou teplotu, termín dle ISO 18434-1) a nastavení těchto parametrů tak může být libovolné. Bývá zvykem nastavit emisivitu na hodnotu 1, odražená zdánlivá teplota pak může být libovolné číslo, jehož hodnota nemá následně vliv ani na hodnotu zdánlivé teploty.

K zapamatování: Kvalitativní aplikace nevyžadují správné nastavení emisivity a odražené teploty, čímž odpadá značná starost právě s určením těchto parametrů. Tyto aplikace také nevyžadují radiometrickou termovizi a samozřejmě nejsou ani citlivé na přesnost měření termovize. Nevýhodou pak je, že nejsme schopni stanovit stupeň závady, ale pouze její přítomnost. Tato nevýhoda se však váže jen na aplikace, kde je stupeň závady možné určit. U řady aplikací nelze povrchovým teplotám stupeň závady stanovit vůbec (např. určení teplotních nepravidelností na plochých střechách nebo v pláštích budov).

Aplikace - noční vidění a "search and rescue"

Pro tyto účely opět samozřejmě postačuje neradiometrická termovize. Stanovení teploty není u této aplikace důlěžité, odpadá tak nutnost nastavování parametrů měření, tj. emisivity a odražené zdánlivé teploty. Aplikace je založena na rozdílu teploty mezi okolím a hledanou osobou či zvířetem. 

Výhody termovize	Nevýhody termovize
Termovize funguje i v absolutní tmě, nepotřebuje zbytkové svetlo jako noktovizor.	Pro fungování termovize jako nočního vidění je nezbytný dostatečný teplotní rozdíl mezi okolím a hledaným objektem.
S termovizí lze vidět skrze kouř, mlhu a částečně i do určité hloubky porostu. Je tak ideálním nástrojem například pro hasiče.	Rozlišení prakticky omezeno na 640x512px, případně HD, nikoli však vyšší.
Zobrazuje zároveň teplotní pole okolních objektů (např. nedávno zaparkovaný automobil)	Řada materiálů je v pásmu měření termovize (8 až 14 µm) neprůhledná, například sklo,  vodní hladína apod.

 

Srovnání výhod nočního vidění založeného na termovizi x noktovizoru

Vzhledem k tomu, že se jedná o aplikaci, kdy není měřena teplota, vystačíme si s jednodušším přístrojem. Nemusíme se také starat o nastavení emisivity a odražené zdánlivé teploty, neboť při tomto použití jsou tyto parametry irelevantní. Protože je však aplikace závislá na teplotním rozdílu mezi vyhledávaným objektem a okolím, je hlavním požadavkem na termovizi teplotní citlivost a homogenita obrazu.

• Vyhledávání a záchrana osob - využívá se teplotního kontrastu mezi měřeným objektem a okolím; to je bohužel možné jen za vhodných podmínek, tj. typicky ve chvíli, kdy je silné sluneční záření apod.; aplikace má smysl i během dne, pokuď jsou teploty podstatně nižší než tělesná teplota 37 °C a zároveň je sluneční záření slabé (je pod mrakem)
• Záchrana srnčat před senosečí - problematice se věnujeme v samostatném článku záchrana srnčat před senosečí pomocí dronu s termovizí; metodika je popsána například v článku Use of aerial thermography to reduce mortality of roe deer fawns before harvest; princip je založen, podobně jako při pátrání po pohřešovaných osobách na rozdílné teplotě srnčete od okolí, za vhodných podmínek lze před senosečí ochránit 100% srnčat; s vyhledáváním srnčat je potřeba začít brzy ráno před východem slunce, obvykle okolo 5:00
• Počítání zvěře - jako předchozí aplikace, pouze je cílem stanovit množství zvěře v určité lokalitě; využívá se vysokého teplotního kontrastu mezi zvěří a okolím, pro toto měření musí být opět vhodné podmínky, tj. okolí nesmí být ohřáto slunečním zářením natolik, že dojde k teplotnímu splynutí zvěře a okolí
• Hasičské záchranné operace - využívá se nejen teplotního rozdílu objektu od okolí, ale i schopnost vidět skrze kouř a mlhu; dron s termovizí zde slouží nejen k vyhledávání osob, ale také k lokalizaci ohnisek požáru

Dron s termovizí z naší nabídky

V naší nabídce naleznete několik dronů s termovizi, které jsou vhodné pro různé aplikace.

	DJI Mavic 2 Enterprise ADVANCED - dron s integrovanou radiometrickou termovizí s rozlišením 640x512px. Dron je také vybaven RGB kamerou s rozlišením 48 Mpx a 32 násobným zoomem. Možnost připojení RTK modulu, možnost Viz také článek 5 důvodů proč koupit dron DJI Mavic 2 Enterprise ADVANCED.
	DJI M300 RTK - univerzální dron s možností připojení i jiných senzorů a kamer kompatibilních s rozhraním DJI Skyport. Nejčastěji jsou s tímto dronem používány termovize DJI H20T, DJI H20N, a dále kamery pro inspekce DJI Z30 a H20, fotogrametrická kamera DJI P1 nebo LIDAR DJI L1.
	DJI M30T - dron s integrovanou multikamerou, která obsahuje následující senzory: Širokoúhlá kamera s rozlišením 12 Mpx, zoomovatelná kamera s rozlišením 48 Mpx, laserový dálkoměr, termovize s rozlišením 640x512px s 12 µm technologí.

Použité zdroje, odkazy na další litaraturu

1. MIL-STD-2194 - MILITARY STANDARD: INFRARED THERMAL IMAGING SURVEY PROCEDURE FOR ELECTRICAL EQUIPMENT (12 FEB 1988)
2. IEC-TS-62446-3 - Photovoltaic (PV) systems - Requirements for testing, documentation and maintenance - Part 3: Photovoltaic modules and plants - Outdoor infrared thermography
3. ISO 18434-1 - Condition monitoring and diagnostics of machines — Thermography — Part 1: General procedure
4. 5 důvodů proč koupit dron s termokamerou DJI MAVIC 2 ADVANCED (eko-drony.cz)
5. Profesionální dron s (termokamerou) DJI M300 RTK (eko-drony.cz)
6.  ASTM C 1153 - Practice for Location of Wet Insulation in Roofing Systems Using Infrared
7. Archaeological Aerial Thermography in Theory and Practice, Cambridge University Press
8. Guidelines for Thermographic Inspection of Concrete Bridge Components in Shaded Conditions, Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board
9. Use of aerial thermography to reduce mortality of roe deer fawns before harvest, PeerJ
10. Fyzikální souvislosti bezdotykového měření teploty, Jan Sova, přednáška v rámci fyzikálních čtvrtků
11. NDT TECHNIQUES APPLIED FOR THE INSPECTION OF FLARE STACKS
12. ČSN EN 13187 - Tepelné chování budov – Kvalitativní určení tepelných nepravidelností v pláštích budov – Infračervená metoda

13. ČSN 73 0540-2 (730540) Tepelná ochrana budov - Část 2: Požadavky