TERMAL VİDEO GÖRÜNTÜLEME

Bayram Demirci/GENET Teknoloji/AR-GE Md. Ceren Korkmak/GENET Teknoloji/Termal Video Dept. Sorumlusu

Doğada her bir nesnenin kendine ait, insan gözünün göremediği ve dış ortama saldığı bir ısı enerjisi vardır. Termal görüntüleme sisteminde bu ısı enerjisi yakalanıp, ısının derecesine göre renklendirilerek bir görüntü elde edilir. Elde edilen bu görüntüde, ısı kaynağındaki sıcak bölgeler koyu renkle, soğuk bölgeler ise mavi renk ile gösterilir. Böylelikle gelen ısının kTaEyRnMağAıLnVaİgDöErOe GciÖsRmÜiNnTşÜeLkEliMoEluşturulur.

Bayram Demirci / GENET Teknoloji / AR-GE Md. Ceren Korkmak / GENET Teknoloji / Termal Video Dept. Sorumlusu

Doğada her bir nesnenin kendine ait, insan gözünün göremediği ve dış ortama saldığı bir ısı enerjisi vardır. Termal görüntüleme sisteminde bu ısı enerjisi yakalanıp, ısının derecesine göre renklendirilerek bir görüntü elde edilir. Elde edilen bu görüntüde, ısı kaynağındaki sıcak bölgeler koyu renkle, soğuk bölgeler ise mavi renk ile gösterilir. Böylelikle gelen ısının kaynağına göre cismin şekli oluşturulur.

Arka alanı siyah olan bir duvar düşünün ve önünde de bir siyah çanta... İnsan gözünün bunu görmesinin ne kadar zor olduğunu tahmin etmek zor olmasa gerek. Çünkü insan gözü nesnenin resmini oluşturmak için ışığa ve renge gereksinim duyar. Termal kameralarda ise durum çok farklıdır. Her iki nesnenin de siyah olma durumunda bile ısı farklılığından dolayı çantanın gAörrüknaümaülaknolıayslıikylaahresoimlaonlabraikrodluuştuvraurlabdiülecşeükntirü. n ve önünde de bir siyah çanta... İnsan gözünün bunu görmesinin ne kadar zor olduğunu tahmin etmek zor olmasa gerek. Çünkü insan gözü nesnenin resmini oluşturmak için ışığa ve renge gereksinim duyar. Termal kameralarda ise durum çok farklıdır. Her iki nesnenin de siyah olma durumunda bile ısı farklılığından dolayı çantanın görünümü kolaylıkla resim olarak oluşturulabilecektir.

Nesneler -273 derece üzerinde olduğunda yaydıkları termal enerji, kızılötesi aralığında yani X ışınları ile Gama ışınları arasındadır (900-14000 nanometre). Termal kameralar kızıl ötesi aralığındaki ısı enerjisini nesneye temas etmeden, yani X Nışeıünsnlzaeerlıerriil-ne2d7G3eamdkeairelıcşeıennülsazrleıeriarnridanseınobdldoaudyğıurun(t9dla0a0ry-ıa1ny4ad0ı0kg0laönrrıaenteorçmmeeaştlrieet)nl.eiTrjmei,rmkeıazslıalökftaeemslieearrardalaleırğnkınızdıal ötesi aralıağlıngdıalkaiyıasbı einlmerjeiskintiendesinre.ye temas etmeden, üzerindeki lenslerin boyutlarına göre çeşitli mesafelerden algılayabilmektedir.

Termal kameralar, nesnenin ortama yaydığı kızılötesi enerjiyi, kameranın lensi tarafından (Bu lenslerin birçoğu germanyumdan yapılmıştır) algılayarak kamera içindeki kızılötesi dedektöre gönderir. Dedektör resmin işlenmesi için bilgileri sensöre gönderir. Bu işlemlerin sonucunda bilgiler bizim görebileceğimiz bir resme dönüştürülür. İşte bu süreç termografi olarak adlandırılır. Yani kızılötesi ışınlarının gözle görülebilecek şekilde resme dönüştürülmesi sürecine termografi denir.

Kullanım Alanları Termal görüntüleme, günümüzde sadece güvenlik amaçlı değil, farklı birçok alanda da kullanılmaktadır. Güvenlik

alanındaki kullanıma verilecek en iyi örnek ısıya duyarlı füzeler, sınır hatlarında kullanılan ve sınır geçişlerini kontrol eden termal kameralardır. Termal görüntüleme yöntemi ile 0 lüks karanlıkta dahi görüntü alınabildiği için, özellikle sınır bölgelerinin güvenliğinde sıkça kullanılmaktadır. Diğer kullanım alanlarına bakacak olursak;

• Buhar, basınçlı gaz, sıcak su, sıcak hava taşıyan sistemlerin kaçaklarının tespiti:

Ayarlanmış olan dereceden daha düşük ya da daha yüksek derecelere ulaşılması durumunda bu bileşenler problem üreteceği için, termal görüntüleme ile sorunu öncesinden algılayabilmek mümkündür.

• Elektrik panoları, iletim hatları, aşırı yüklenen enerji sistemlerinin bağlantı hataları ve gereğinden fazla yüklenip ısı yaratan yerlerinin tespiti:

Aşağıda yer alan bileşenlerdeki düzensiz enerjiyi, gevşek ya da aşınmış bağlantıları bulmak için termal kameralar kullanılmaktadır.

- Trafo - Dağıtım Panelleri - Aydınlatma Devresi Kontrolleri - Şalterler - Elektrik Kabloları

• Motor, rulman, dönen parçaların yağlanmamasından kaynaklanan sürtünme ve oluşturduğu yerlerin tespiti:

Arızalı ve aşırı ısınan motorlar ve jeneratörler ısıtma, havalandırma ve iklimlendirme sistemlerinde çeşitli problemleri de beraberinde getirir. Termal görüntüleme ile aşağıdaki bileşenlerde oluşabilecek muhtemel problemler önceden belirlenebilir.

- Elektriksel Bağlantılar - Fan Soğutmalı Motorlar - Rulmanlar - Sargı Yalıtımları

• Konut, iş merkezi gibi binaların enerji verimliliğinin ölçülmesinde, enerji sarfiyatının düzeltilmesi için sorunlu bölgelerin tespiti:

Bina ısı yalıtım materyalleri iç ortam ısısını dış ortam ısısından ayırmak için ve genellikle aşağıdaki alanlarda kullanılır.

- Çatılar - Duvarlar - Isı yalıtım malzeme bitim noktaları - Kapılar ve pencereler

• Su kaçağı tespiti, rutubet nem kontrolü.

Çözünürlük Değerleri Modern termal kameraların görüntüleri ve kullanımları normal kameralarla benzerlikler taşımaktadır. Normal kameralarda kullanılan CCD ve CMOS görüntü sensörleri görünebilir ışıkları alabilecek şekilde tasarlanmıştır; kızıl ötesi ışığa karşı duyarlı değildirler. Bu yüzden birçok termal görüntüleme kamerası özellikle bu iş için üretilmiş FPA (Focal Plane Arrays-Yüzeye Odaklı Diziliş) görüntü sensörleri kullanmaktadır. FPA’lar daha uzun dalga boylarına cevap verebilmektedir. Termal kameralar da yapısal farklılıkları olmasına rağmen sonuçta normal kameralar gibi görüntü oluşturdukları için oluşturulan görüntünün çözünürlüğü, analiz açısından önemlidir. Teknolojinin gelişimi ile beraber 160x120 piksel çözünürlükte görüntü oluşturabilenlerin yanı sıra 320x240 piksel boyutta görüntü oluşturabilen kameralar pazarda yer almaktadır. Termal kamera konusunda 1950’den bu yana yapılan çalışmalar ile 640x480 çözünürlüklü kameraların üretimine ulaşılmıştır. Şu an en iyi termal kamera çözünürlüğü 640x480 piksel çözünürlüktür. Yani 640 x 480 = 307.200 piksel ile daha uzaktan daha fazla detay görmenizi sağlar. Çözünürlükleri normal optik ya da IP kameralardan düşüktür. En sık kullanılan çözünürlük değerleri; 160×120, 320×240, 640×512’dir.

Termal Cihaz Türleri Termal kameraların kullanım alanlarının çok geniş olmasından dolayı, cihaz çeşitliliği açısından da çok seçenek ve türleri vardır. Bunlar şöyle sıralanabilir:

• Sabit IP Termal Kamera • Hareketli IP Termal Kamera • Mobil Termal Kamera • Telefon Bazlı Termal Kamera

Sabit IP Termal Kameralar Üzerlerinde bulunan dahili web sunucu sayesinde IP adresini tarayıcı üzerine yazarak doğrudan kameranın ara yüzüne bağlanabileceğiniz ve termal görüntü alabileceğiniz bir tür IP termal kameralardır. Üzerlerinde kullanılan lense göre 25 metre ile 2 km arasında termal görüntüleme yapma olanağı sunmaktadırlar. Bu kameralar genelde dış ortam kullanımına uygun kameralar olduğu için çok zor şartlarda dahi 7/24 termal görüntü alabilmektedir. Yağmurlu, karlı, pus ya da sisli havalarda dahi görüntü alabilmenize olanak verir. Özellikle sınır hatlarında ve video analiz yapılma ihtiyacı duyulduğunda sıkça kullanılır.

Hareketli IP Termal Kameralar Sabit termal kameralardan farkı üzerlerinde yatay ve dikey dönüş yapmasına olanak sağlayan motorların bulunmasıdır. Bu sayede istenilen herhangi bir bölgeye çevrilip termal görüntü alınabilir. Birden fazla kamera kullanmak yerine alternatif çözümdür.

Mobil Termal Kameralar Mobil termal kameralar daha çok saha personellerinin kullandığı ürünler olarak karşımıza çıkmaktadır. Özellikle;

- Avcılık - Elektriksel cihazların kontrolü - Su ve ısı kaçaklarının kontrolü - Makine parçalarının kontrolü gibi alanlarda mobil termal cihazlar sıkça kullanılmaktadır.

Telefon Bazlı Termal Kameralar Bu ürünler, mobil termal kamera ihtiyacını gideren ürünlerin başında gelmektedir. Doğrudan telefona bağlanarak çalışmaları nedeniyle ek bir enerji kaynağına ihtiyacı olmayan bu cihazların kurulumu ve kullanımı çok basittir. Son kullanıcılar için satın alınabilir seviyelerine inen fiyatları sayesinde önümüzdeki yıllarda bu tarz ürünlerin çokça görüleceğini şimdiden kestirebiliyoruz.

Kaynaklar 1) http://www.thermal.com/ 2) http://termal.video/ 3) https://en.wikipedia.org/wiki/Thermography 4) http://www.thermalcam.eu/software/thermal-detection?gclid=CjwKEAjwxeq9BRDDh4_MheOnvAESJABZ4VTqjdh1clciNO_ZQgmMNxiL7xzTFTnMqc-R-A6WTBwPqxoCeALw_wcB 5) https://en.wikipedia.org/wiki/Thermographic_camera 6) http://monroeinfrared.com/infrared-inspections/ ir-for-security 7) http://www.hgh-infrared.com/Products/Thermography-for-industry 8) https://www.jenoptik.com/products/cameras-and-imaging-modules/thermography-camera