Mikrokontroler.pl - portal dla elektroników

Kamery termowizyjne służą do obrazowania promieniowania podczerwonego wysyłanego przez otoczenie. Promieniowanie podczerwone jest emitowane przez każde ciało, jeśli tylko jego temperatura jest wyższa niż zero bezwzględne. W związku z tym urządzenie tego typu umożliwia pomiar temperatury obiektów widocznych w obiektywie. Jest to bardzo ważne w wielu branżach, m.in. w diagnostyce maszyn przemysłowych, w energetyce, a także w budownictwie.

Firma HTI produkuje kamery termowizyjne, które oprócz niezłych parametrów cechują się także stosunkowo niską ceną. Oferta kamer zawiera kilka modeli, które różnią się parametrami oraz wielkością ekranu, a więc także czytelnością obrazowania termicznego. HTI wprowadziło też na rynek kamerę HT-A1, która ma kształt telefonu komórkowego, co pozwala bezproblemowo przenosić ją w kieszeni.

W niniejszym artykule weźmiemy na warsztat kamerę HT-19 – najwyższy, ale i najpopularniejszy model z oferty HTI.

Kamera termowizyjna Hti HT-19

Hti HT-19 to ręczna kamera termowizyjna, którą można bezproblemowo przenosić i używać w terenie. Ma ona wymiary 90 x 105 x 223 mm i jest dość lekka – waży jedynie 389 g. Wygodny chwyt pistoletowy oraz organizacja wszystkich przycisków sterujących w zasięgu kciuka pozwala na bezproblemowe sterowanie urządzeniem jedną ręką. Dodatkowo, w obudowę wbudowano plastikową zaślepkę chroniącą czujniki przed zanieczyszczeniami.

Czujnik podczerwony charakteryzuje się polem widzenia (FOV) o kątach 26° x 34° i najkrótszej ogniskowej równej 2 m. Reaguje na fale o długości od 8 do 14 µm. Umożliwia rejestrację termografu z częstotliwością 9 Hz. Czujnik ten ma stałą ostrość (fixed-focus). Rozdzielczość pomiaru wynosi 240 x 320 punktów i jest w stanie mierzyć temperaturę w zakresie od -20°C do +300°C. Czułość kamery wynosi 0,07°C, natomiast dokładność pomiaru: ±2°C.

Urządzenie pozwala także na przechwytywanie obrazu w świetle widzialnym, czyli posiada zwykły czujnik obrazu o rozdzielczości 0,3 MPx. Umożliwia to lepsze zorientowanie się gdzie na termogramie znajdują się poszczególne obiekty, zwłaszcza, że kamera oferuje możliwość wyświetlania zarówno obrazu w podczerwieni, jak i w świetle widzialnym, a także obu naraz z w różnych proporcjach intensywności.

Rezultaty pracy kamery można oglądać na kolorowym wyświetlaczu LCD o przekątnej 3,2 cala i rozdzielczości 240 x 320 pikseli. Do sterowania służy 9 przycisków, czego osiem znajduje się pod ekranem, a ostatni to „spust” znajdujący się z przodu kamery, pod sensorem. Służy on do rejestracji obrazu i podczas trzymania kamery powinien znajdować się pod palcem wskazującym.

Obsługa kamery HT-19

Kamerę można włączyć za przyciskając i przytrzymując pomarańczowy przycisk znajdujący się pod ekranem. Po włączeniu urządzenia od razu ukaże się nam obraz termowizyjny. Kamera HT-19, oprócz samego obrazu pokazuje także 3 markery temperatury: punktu w środku ekranu, punktu o najwyższej i o najniższej temperaturze w polu widzenia. Dwa ostatnie pomiary można wyłączyć w menu Settings>Spot.

Na ekranie znajduje się także aktualny współczynnik emisyjności, stan baterii oraz wyjaśnienie palety kolorów. Na górze skali znajduje się kolor symbolizujący najwyższą temperaturę, natomiast na dole – najniższą. Ponadto po przyciśnięciu przycisku góra, na dole ekranu ukaże się pomiar minimalnej oraz maksymalnej temperatury, a także aktualny czas.

Rys. 1. Termograf wykonany kamerą HT-19

Do rejestracji obrazów służy przycisk „spustu”. Po przyciśnięciu przycisku możemy zdecydować czy zapisać zdjęcie czy nie. Ukaże się bowiem komunikat Store photo? gdzie możemy potwierdzić zapisanie zdjęcia przyciskiem Menu lub usunąć obraz przyciskiem Select. Warto wspomnieć, że w zapisanym pliku będą widoczne wszystkie elementy znajdujące się na ekranie podczas rejestracji obrazu, a więc np. wyłączenie markerów najwyższej i najniższej temperatury poskutkuje tym, że nie będzie ich również na zarejestrowanym pliku. Kamera zapisuje obraz w formacie jpg.

Rys. 2. Zapisywanie obrazu w pamięci kamery

Termograf i obraz rzeczywisty

Urządzenie pozwala na wyświetlanie termogramu, obrazu rzeczywistego lub też miksowanie obu widoków przy trzech różnych stosunkach intensywności obrazów. Stosunek termogramu do obrazu rzeczywistego ustawiamy strzałkami lewo oraz prawo.

Rys. 3. Ten sam obiekt przy różnych stosunkach termografu do obrazu rzeczywistego

Obrazy te mogą być przesunięte względem siebie. Aby je zsynchronizować, należy z menu wybrać opcję Image registeration. Na obrazie pojawią się strzałki i w tym momencie można przesuwać obrazy względem siebie. Warto pamiętać, że sterujemy pozycją obrazu w zakresie światła widzialnego. Należy też robić to dość szybko – funkcja przesuwania obrazu wyłącza się po ok. 5 sekundach bezczynności.

Rys. 4. Synchronizacja termografu z obrazem rzeczywistym

Zapisane obrazy możemy przeglądać w menu Images. Po wybraniu obrazu można przełączać zdjęcia za pomocą przycisków lewo oraz prawo. Natomiast za pomocą przycisku góra można usunąć aktualnie wyświetlany obraz. Kamera HT-19 oferuje 3 GB wbudowanej pamięci, co według producenta pozwala na zapisanie ponad 20 000 obrazów.

Palety kolorów

Obrazy termogramów można przedstawiać w pięciu różnych paletach kolorów. Paletę można wybrać w menu Color Palette. Poniżej zaprezentowaliśmy jedno ujęcie zobrazowane we wszystkich dostępnych paletach wraz z ich nazwą w oprogramowaniu urządzenia.

Rys. 5. Palety kolorów dostępne w kamerze Hti HT-19

Współczynnik emisyjności

Tak jak we wszystkich kamerach termowizyjnych, HT-19 umożliwia ustawienie współczynnika emisyjności w zakresie od 0,01 do 1,00. Współczynnik ten jest miarą zdolności obiektu do emitowania promieniowania (w tym wypadku cieplnego). Jego wartość zależy od rodzaju materiału, ale także od powierzchni (gładka lub matowa) oraz jej koloru (jasny czy ciemny). Prawidłowe ustawienie współczynnika emisyjności ma olbrzymi wpływ na dokładność pomiaru temperatury.

W tabeli 1 zaprezentowano współczynniki emisyjności dla przykładowych materiałów

Tabela 1. Przykładowe współczynniki emisyjności

Kamera termowizyjna HT-19 oferuje cztery predefiniowane współczynniki emisyjności:

• Matt (materiał matowy) – e=0,95
• Semi-matt (częściowo matowy) – e=0,85
• Semi-glossy (częściowo gładki) – e=0,60
• Glossy (gładki) – e=0,30

Ostatnia opcja pozwala na wprowadzenie własnej wartości współczynnika w zakresie od 0,01 do 1,00.

Rys. 6. Menu Emissivity umożliwiające ustawienie współczynnika emisyjności

Ostatnim punktem menu kamery jest Settings. Można tam zmieniać rozmaite ustawienia kamery, takie jak język, jasność wyświetlacza, ustawienia zegara, czas bezczynności, po którym urządzenie samo się wyłączy, itp.

Rys. 7. Menu Settings

Komunikacja USB i zasilanie

Kamera komunikuje się ze światem za pomocą złącza microUSB. Służy ono do ładowania baterii oraz do zgrywania danych na komputer PC. HT-19 instaluje się w systemie jako pamięć USB, co oznacza, że nie wymaga żadnych sterowników i jest w stanie się współpracować właściwie z każdym urządzeniem obsługującym magistralę USB. Podczas testów udało mi się połączyć kamerę m.in. z Raspberry Pi czy z telefonem z systemem Android.

Urządzenie jest zasilane z akumulatora 18650 i według producenta jest w stanie pracować bez ładowania przez ok. 2-3 godziny. Akumulator jest umieszczony w rękojeści urządzenia.

Rys. 8. Złącze microUSB kamery Hti HT-19

Rys. 9. Akumulator 18650 zasilający urządzenie

Dodatki do kamery

Wraz z urządzeniem otrzymamy przewód microUSB, ładowarkę (niestety do gniazdka amerykańskiego), futerał, w którym można przenosić kamerę, a także pasek do futerału. Złącze microUSB zamontowane w kamerze jest umieszczone w taki sposób, że przewody o grubszych wtykach mogą nie do końca wchodzić do gniazda, co może skutkować zrywaniem połączenia. W takim wypadku należy stosować przewód dołączony do zestawu.

Rys. 10. Elementy umieszczone w pudełku z kamerą

Podsumowanie

Kamera termowizyjna HTi HT-19 to urządzenie umożliwiające obrazowanie promieniowania podczerwonego emitowanego przez obiekty w jej polu widzenia i tym samym pomiar temperatury obiektów. Urządzenie oferuje wszystkie funkcje pełnoprawnej kamery w wygodnej formie i niedrogiej cenie. Parametry kamery oczywiście ustępują droższym, profesjonalnym rozwiązaniom, ale w swojej klasie cenowej urządzenie oferuje bardzo dobrą jakość. Oznacza to, że Hti HT-19 sprawdzi się doskonale w rozwiązaniach takich, jak inspekcja płytek PCB, lokalizacja usterek mechanicznych czy ocena instalacji cieplnych.

Kamery termowizyjne Hti są dostępne w ofercie sklepu Kamami.pl