Radiometryczna kamera termowizyjna wykonuje pomiar temperatury określonej powierzchni, mierząc ilość docierającej do kamery energii promieniowania podczerwonego. Zastosowanie bezkontaktowej i bezinwazyjnej technologii termowizyjnej w powiązaniu z użyciem bezzałogowych statków powietrznych (ang. UAS – Unmanned Aerial System) oznacza dla użytkownika olbrzymie korzyści w zakresie pomiaru temperatury danej powierzchni. Operator może wykorzystać drona wyposażonego w kamerę termowizyjną do szybkiego pomiaru temperatury na dużych, trudno dostępnych i niebezpiecznych obszarach.

Rysunek nr 1. Czynniki wpływające na pomiar temperatury

Dron może mierzyć temperaturę m.in. zamontowanego na dachu wymiennika ciepła, uszkodzonego złącza linii energetycznej, ogniwa w panelu słonecznym czy powierzchni pól uprawnych. Należy jednak pamiętać, że zdalny pomiar temperatury, w odróżnieniu od pomiaru kontaktowego, wymaga wzięcia pod uwagę określonej specyfiki badanej powierzchni i warunków środowiskowych. Wybrane czynniki przedstawiono na rysunku nr 1.

Charakterystyka powierzchni

Emisyjność to wielkość fizyczna, określająca zdolność do emisji promieniowania podczerwonego w stosunku do ciała doskonale czarnego. Współczynnik emisyjności zależy m.in. od rodzaju substancji, chropowatości, utlenienia i temperatury. Pomiar nieuwzględniający rzeczywistej emisyjności powierzchni może być obarczony dużym błędem pomiarowym.

Refleks cieplny

Znajdująca się w pobliżu badanej powierzchni kamera wykrywa zarówno ciepło pochodzące od powierzchni o określonej temperaturze, jak i obecne w środowisku odbicia cieplne.

Wykonywanie pomiarów

temperatury wysoce refleksyjnych powierzchni jest bardzo trudnym zadaniem, ponieważ na obraz mają wpływ odbicia ciepła ze środowiska.

Przenikalność atmosferyczna

Ziemska atmosfera zniekształca obraz termowizyjny poprzez absorpcję i emisję promieniowania podczerwonego, zależną od gęstości powietrza, wilgotności względnej oraz odległości pomiędzy powierzchnią badanego przedmiotu a kamerą. Jest to kolejny czynnik, który musi być brany pod uwagę przy pomiarach.

Efekt pomiaru małego obszaru

Efektem obserwowania małego obszaru jest pogorszenie dokładności pomiaru z powodu zniekształcenia optycznego, dyfrakcji, rozpraszania światła oraz deformacji wynikających z przetwarzania obrazu. Nieuwzględnienie wielkości mierzonego obszaru może spowodować, że pomiary będą w dużym stopniu zniekształcone przez pobliskie powierzchnie.

Jak poprawnie stosować termowizję?

W przypadku powierzchni o niskiej emisyjności i wysokiej refleksyjności należy wystrzegać się wykonywania pomiarów prosto znad obiektu lub pod zbyt dużym kątem. Należy unikać pomiarów w momencie występowania odbłysków słonecznych na badanej powierzchni. Wpływ współczynnika przepuszczalności atmosferycznej można w dużym stopniu ograniczyć, wykonując pomiary z mniejszej odległości od badanej powierzchni, przy niskich temperaturach i przejrzystym powietrzu. W przypadku większych odległości konieczne jest dobre scharakteryzowanie warunków atmosferycznych (odległości, wilgotności, temperatury). Niewskazane jest wykonywanie pomiarów podczas opadów śniegu lub deszczu oraz gdy powietrze jest zanieczyszczone dymem czy pyłem. Aby zniwelować efekt pomiaru małego obszaru w standardowej konfiguracji sprzętowej, nie należy wykonywać pomiarów z dużych odległości. Przed zakupem kamery należy przeanalizować jej zastosowanie i dobrać odpowiedni obiektyw oraz typ przetwornika.