Drony s termokamerou

Dron s termokamerou sníma teplotu povrchov a zobrazí ju ako obraz. Používa sa na inšpekcie fotovoltiky a elektrických rozvodov, hľadanie únikov tepla, kontrolu priemyselných objektov a pátranie po osobách. O tom, čo z neho dostanete, rozhoduje rozlíšenie termosenzora a to, či kamera teplotu naozaj meria, alebo ju len zobrazuje.

Termokamera alebo termovízia — je v tom rozdiel?

V bežnej reči nie. Či hľadáte dron s termokamerou, dron s termovíziou alebo termovízny dron, myslíte to isté zariadenie. Technicky je termokamera prístroj a termovízia metóda, ktorou sa meria, ale v praxi vám rozdiel nikto vyčítať nebude a v katalógoch sa označenia striedajú.

Rozdiel, ktorý naopak zásadný je, sa v ponukách spomína málokedy: či kamera teplotu meria, alebo ju len zobrazuje.

Nemeraná termosnímka je farebný obraz. Vidíte na nej, že jedno miesto je teplejšie než druhé, ale nedozviete sa o koľko. Na rýchlu obhliadku to stačí, poruchu nájdete. Na protokol, ktorý niekomu odovzdáte, nie.

Rádiometrická termokamera priraďuje teplotu každému pixelu snímky. Otvoríte súbor po týždni a viete odčítať, že spoj mal 84 °C, kým susedný mal 41 °C. Práve to je rozdiel medzi „vyzeralo to teplo" a číslom, ktoré obstojí v správe pre prevádzkovateľa alebo poisťovňu.

Druhý parameter, ktorý sa v ponukách stráca, je teplotná citlivosť, v katalógoch označená skratkou NETD. Udáva najmenší teplotný rozdiel, ktorý senzor ešte rozozná od vlastného šumu. Rozlíšenie hovorí, aký malý predmet uvidíte; citlivosť hovorí, aký jemný rozdiel na ňom rozoznáte. Pri hľadaní prehriateho spoja, kde ide o desiatky stupňov, na nej nezáleží. Pri termovíznej kontrole zavlhnutej konštrukcie, kde rozhodujú desatiny stupňa, je dôležitejšia než rozlíšenie.

Termokamery DJI v profesionálnej rade merajú rádiometricky a ukladajú do formátu R-JPEG, šestnásťbitovej snímky, ktorá teplotné hodnoty nesie so sebou. Práve tento formát otvárate neskôr v softvéri, keď potrebujete odčítať konkrétne číslo.

Teplotná citlivosť je u série Zenmuse H30T aj H20T rovnaká: NETD ≤ 50 mK, teda päť stotín stupňa. To je hodnota, ktorá bohato stačí aj na jemné rozdiely pri kontrole zavlhnutej konštrukcie.
 

Čo termokamerou na drone uvidíte
 

Prehriate spoje a poruchy v elektroinštalácii

Elektrický spoj, ktorý sa uvoľňuje alebo koroduje, má vyšší prechodový odpor. Vyšší odpor znamená, že sa na ňom mení viac energie na teplo. Spoj sa preto hreje skôr, než zlyhá. Práve preto je termovízia v energetike nástrojom prevencie, nie diagnostiky po poruche.

Na trafostanici alebo rozvodni tak nájdete prehriate svorky, poškodené izolátory či nerovnomerne zaťažené fázy počas prevádzky, bez odstavenia a bez lezenia na stožiar. Rozdiel niekoľkých stupňov voči rovnakému spoju vedľa je signál, ktorý stojí za obhliadku zblízka.

Chybné fotovoltické články a odpojené stringy

Fotovoltický panel, ktorý nedodáva prúd, sa hreje. Energia zo slnka na ňom končí ako teplo namiesto elektriny. To je dôvod, prečo sa poruchy na paneloch dajú vidieť práve termokamerou.

Rozoznáte tri typické obrazce. Hot spot je jednotlivý prehriaty článok, zvyčajne po mechanickom poškodení alebo zatienení. PID degradácia sa prejaví ako teplejší pruh panelov v rade. Odpojený string je celý reťazec panelov s odlišnou teplotou než okolie. Nad veľkou elektrárňou nájdete za jeden let to, čo by kontrola panel po paneli hľadala celé dni.

Úniky tepla a vlhkosť v konštrukcii

Miesto, kadiaľ z budovy uniká teplo, je zvonku teplejšie než okolitý plášť. Chýbajúca alebo stlačená izolácia, tepelné mosty a netesnosti sa preto na termosnímke ukážu ako svetlejšie plochy.

Vlhkosť funguje inak a je to zaujímavejší jav. Mokrý materiál má vyššiu tepelnú zotrvačnosť. Cez deň sa nahrieva pomalšie a večer pomalšie chladne než suché okolie. Zavlhnuté miesto v konštrukcii preto vo večerných hodinách vystúpi ako teplejšia škvrna, hoci na pohľad nie je nič vidieť.

Práve na tomto stojí termovízna kontrola plochých striech. Voda, ktorá sa dostane pod hydroizoláciu, nezostane tam, kde vošla. Putuje pod fóliou a v interiéri sa objaví až v najnižšom mieste. Preto oprava viditeľnej mokrej škvrny často zlyhá: opravuje sa miesto, kadiaľ voda vyteká, nie kadiaľ vchádza. Termovízia ukáže rozsah zavlhnutia celej plochy a s ním aj skutočné miesto poruchy.

Osoby a zvieratá v teréne

Ľudské telo má okolo 36 °C a v prevažnej väčšine prostredí sa výrazne líši od pozadia. Preto termokamera funguje pri pátraní aj v noci, v poraste a v teréne, kde by hľadanie okom trvalo hodiny.

Ako ďaleko človeka rozoznáte, závisí od rozlíšenia senzora a ohniskovej vzdialenosti. Profesionálny dron s termokamerou tu má oproti vstupným modelom najväčší náskok. Platí jednoduché pravidlo: čím vyššie letíte, tým väčšiu plochu pokryjete, ale tým menší je objekt v obraze. Pri hľadaní osôb sa preto lieta nižšie a pomalšie, než pri mapovaní.

A čo termokamera neuvidí

Stojí za to povedať aj druhú stranu, lebo je zdrojom najčastejšieho sklamania. Termokamera nevidí cez sklo ani cez stenu. Sníma teplotu povrchu, na ktorý je namierená, a sklo je pre tepelné žiarenie nepriehľadné, takže na okne uvidíte teplotu okna, nie toho, čo je za ním.

Nevidí ani pod povrch. Poruchu v konštrukcii odhalí len vtedy, keď sa prejaví na povrchovej teplote, čo sa pri vlhkosti a chýbajúcej izolácii deje, pri prasklinke v betóne nie.
 

Kde sa dron s termokamerou používa

Energetika a rozvodné siete. Najrozšírenejšie nasadenie. Kontrola vedení, stožiarov, trafostaníc a rozvodní za prevádzky, bez odstávky a bez výstupu do výšky. Prehriaty spoj sa nájde skôr, než spôsobí výpadok. Plánovaná oprava je vždy lacnejšia než havarijná.

Fotovoltické elektrárne. Termovízia je tu prakticky jediný rozumný spôsob, ako skontrolovať tisíce panelov. Kontrola panel po paneli meraním by trvala dni, jeden let pokryje pole za desiatky minút a ukáže, ktoré články nedodávajú, čo majú.

Stavebníctvo a správa budov. Úniky tepla, chýbajúca izolácia, tepelné mosty a zavlhnutie plochých striech. Termovízna kontrola pred rekonštrukciou povie, kde sa oplatí zasiahnuť, a po nej doloží, či zásah zabral.

Priemysel a teplárne. Komíny, chladiace veže, zásobníky, potrubné trasy a spalinové cesty. Miesta, kam sa lezec dostane draho a pomaly, a kde termokamera navyše ukáže to, čo okom nevidno vôbec.

Bezpečnostné a záchranné zložky. Pátranie po osobách v teréne a v noci, obhliadka miesta zásahu, hľadanie ohnísk pri požiaroch. Kontrast telesnej teploty voči okoliu funguje aj tam, kde je vizuálna kamera slepá.

Podrobnejšie sa jednotlivým odvetviam venujeme na stránke o inšpekciách dronom, kde nájdete aj to, aká zostava sa na ktorý typ objektu hodí a čo pri danej inšpekcii hľadať.
 

Aký dron s termokamerou si vybrať

Vstupnou možnosťou dnes nie je lacnejší dron, alebo prenájom. Model DJI Mavic 3T, ktorý túto úlohu roky plnil, sa už nepredáva. Kto termokameru potrebuje párkrát do roka, na tom nič nestráca. Prenájom vyjde podstatne lacnejšie než kúpa a technika je vždy aktuálna.

Čo znamená rozlíšenie 640 × 512 v praxi

Oproti bežným kamerám znie 640 × 512 málo, ale u termosenzorov je to profesionálny štandard. Termovízny snímač je podstatne drahšia súčiastka než bežný obrazový a rozlíšenia sa tu počítajú inak.

Prepočet je jednoduchý a oplatí sa ho vedieť pred letom. Ak je záber široký 60 metrov a rozdelí sa na 640 bodov, na jeden pixel pripadá zhruba deväť centimetrov. Ak zaberáte 120 metrov, pripadá naň osemnásť. Chyba menšia než jeden pixel v obraze nie je rozoznateľná, jednoducho sa stratí v susedných hodnotách.

Preto pri hľadaní hot spotu na jednotlivom článku panela letíte nižšie a nad elektrárňou strávite viac času, kým pri obhliadke haly na únik tepla vystačíte s jedným preletom vo výške. Rozlíšenie neurčuje, čo kamera dokáže, ale koľko letov budete potrebovať.

Vyššie rozlíšenie 1280 × 1024 získate dvomi cestami a nie sú rovnocenné. Na sérii Matrice 4 ho spustíte funkciou Super Resolution. Pri vypnutej funkcií snímkuje kamera v 640 × 512, pri zapnutej v 1280 × 1024. Pri videu má navyše podmienku, že nesmie byť aktívny nočný režim. Na senzore Zenmuse H30T je rozlíšenie 1280 × 1024 natívne, bez prepínania a bez podmienok.

Rozdiel medzi dopočítaným a natívnym rozlíšením sa prejaví práve tam, kde ide o najmenšie detaily. Ak je pre vás rozhodujúce rozoznať jednotlivý článok panela, natívny senzor je istejšia voľba.
 

Termokamera ako samostatný senzor

Ak už platformu Matrice máte, dron znova nekupujete. Termokameru na dron dokúpite samostatne. Kupujete gimbal so senzorom, ktorý na vašu platformu sadne.

Ak máte staršiu Matrice 300 RTK, nie ste odkázaní na H20T. Zenmuse H30T na ňu sadne tiež, podmienkou je ovládač DJI RC Plus. Získate tým dvojnásobné rozlíšenie termosenzora bez výmeny celej platformy. Pri porovnaní s kúpou nového dronu je to podstatne lacnejšia cesta k lepšiemu obrazu.

Kompatibilita je pri senzoroch to prvé, čo treba overiť. Nie každý gimbal sadne na každú platformu a pri niektorých kombináciách rozhoduje aj typ ovládača. Ak si nie ste istí, čo na váš dron pasuje, napíšte nám model a povieme vám to skôr, než niečo objednáte.

Zenmuse H30T má dva režimy zisku a od nich sa odvíja rozsah merania. V režime High Gain meria od −20 do 150 °C, s infračerveným filtrom do 450 °C. V režime Low Gain od 0 do 600 °C, s filtrom až do 1600 °C. Pri hutníctve, teplárňach alebo kontrole spalinových ciest to nie je detail. Bežná termokamera na takých hodnotách jednoducho končí.
 

Koľko dron s termokamerou stojí a kedy sa oplatí prenájom

Cena dronu s termokamerou sa pohybuje v troch pásmach. Prenájom zostavy na jeden projekt je najlacnejší vstup. Kompletný dron s integrovanou termokamerou je investícia porovnateľná s ojazdeným autom. Modulárna zostava platformy a samostatného senzora je najdrahšia, ale najuniverzálnejšia. Aktuálne ceny nájdete priamo pri produktoch, menia sa a nemá zmysel ich písať do textu.

Podstatnejšia než cena je otázka, koľkokrát do roka budete lietať.

Do troch nasadení ročne sa kúpa spravidla nevyplatí. K cene dronu treba prirátať batérie, softvér, školenie pilota a čas, ktorý technika trávi v skrini. Pri takom využití je prenájom Matrice 4T Thermo lacnejší a navyše dostanete vždy aktuálny model.

Nad desať nasadení ročne sa kúpa vyplatí takmer vždy. Vtedy prestáva byť otázkou, či kupovať, a stáva sa otázkou, ktorú zostavu.

Medzi tým leží pásmo, kde rozhoduje niečo iné než počet letov. Ide o to, či potrebujete techniku k dispozícii okamžite. Havarijná obhliadka sa nedá naplánovať na termín, keď je požičovňa voľná.
 

Ako termosnímkovanie prebieha v praxi

Termokamera nie je fotoaparát, ktorý stačí namieriť. Výsledok rozhodujú podmienky, a to je vec, na ktorú sa nás na školeniach pýtajú najčastejšie, spravidla až potom, čo prvé snímky nedopadli podľa očakávania.

Denná doba a slnko. Povrch nahriaty slnkom vyžaruje toľko tepla, že skutočné anomálie v ňom zaniknú. Pri kontrole budovy sa preto sníma nadránom alebo večer, keď je konštrukcia vychladnutá a rozdiely vystúpia. Pri fotovoltike platí pravý opak. Panely musia byť pod záťažou, takže sa sníma za jasného dňa. Rovnaká technika, presne opačná podmienka.

Vietor a dážď. Ovievaný alebo mokrý povrch sa ochladzuje rovnomerne a rozdiely, ktoré hľadáte, zmiznú. Po daždi má zmysel počkať, kým povrch preschne. Silnejší vietor navyše zhoršuje stabilitu letu, takže vám pokazí obe veci naraz.

Uhol snímania. Pri šikmom uhle sa od povrchu odráža okolie, teda obloha, susedná budova aj samotný dron. Namiesto teploty objektu tak meriate odraz. Preto sa sníma čo najkolmejšie. Pri fotovoltike je to jeden z najčastejších dôvodov, prečo dva lety nad tým istým poľom skončia s odlišnými hodnotami.

Emisivita materiálu. Lesklý pozinkovaný plech a matná omietka pri rovnakej teplote ukážu na termokamere iné číslo. Lesklé kovové povrchy vyžarujú málo a väčšinu toho, čo kamera vidí, tvorí odraz okolia. Pri meraní na kove sa preto pracuje s nastavenou emisivitou alebo sa na miesto lepí matná páska so známou hodnotou.

Výška letu a rozlíšenie. Čím vyššie letíte, tým väčšiu plochu pokryjete za jeden let, ale tým menší je hľadaný detail v obraze. Prasknutý článok, ktorý je z päťdesiatich metrov zreteľný, je zo sto metrov len rozmazaný pixel. Výšku preto určuje najmenšia chyba, ktorú potrebujete rozoznať, nie snaha stihnúť to rýchlejšie.

Čo si pripraviť pred letom. Termovízny let sa zle improvizuje. Predtým, než vzlietnete, by ste mali vedieť, akú najmenšiu chybu potrebujete nájsť. Z toho vyplynie výška. Ďalej či bude objekt pod záťažou alebo vychladnutý, aké materiály sú na povrchu a odkiaľ bude v tom čase svietiť slnko. Pri opakovaných kontrolách toho istého objektu si zapíšte podmienky, za akých ste snímkovali. Bez nich sa dve merania s odstupom mesiacov nedajú porovnať a stratíte práve tú informáciu, kvôli ktorej sa kontrola opakuje.

Tieto veci sa nedajú vyčítať z katalógu a sú dôvodom, prečo k technike ponúkame aj kurz Základy termografického merania dronom. Dron s termokamerou obsluhu naučí za popoludnie. Interpretáciu snímky nie.
 

Čo so snímkami potom

Termovízny let je polovica práce. Druhá polovica je dostať z niekoľkých stoviek snímok zrozumiteľný výstup. Na tú sa pri výbere techniky zabúda najčastejšie.

Jednotlivé snímky. Na rýchlu kontrolu stačí prehliadač od výrobcu. Otvoríte rádiometrickú snímku, kliknete na podozrivé miesto a odčítate teplotu. Na tri prehriate spoje na trafostanici to je celé, čo potrebujete.

Súvislá mapa. Pri fotovoltickej elektrárni alebo streche haly potrebujete niečo iné. Z jednotlivých snímok poskladaný celok, v ktorom sa dá orientovať a v ktorom viete povedať, ktorý panel v ktorom rade je chybný. Na to slúži fotogrametrický softvér, napríklad DJI Terra.

Protokol pre zákazníka. Tu sa ukáže, prečo bolo od začiatku dôležité, či kamera meria rádiometricky. Snímka s odčítateľnými hodnotami je doklad. Farebný obrázok bez čísel je ilustrácia. Prevádzkovateľ, poisťovňa ani revízny technik s ňou nič neurobia.

Softvér preto patrí do rozpočtu hneď na začiatku, nie ako niečo, čo sa dokúpi neskôr. Je to rozdiel medzi dronom, ktorý robí pekné snímky, a zostavou, ktorá dodá výstup.
 

Čo potrebujete na lietanie s termokamerou na Slovensku

Termokamera sama o sebe žiadne osobitné povolenie nevyžaduje. Rozhodujúci je dron, na ktorom je nasadená, a spôsob, akým s ním lietate.

Ako prevádzkovateľ sa musíte zaregistrovať a pilot potrebuje podľa kategórie príslušnú skúšku. Profesionálne zostavy typu Matrice majú vyššiu vzletovú hmotnosť, takže sa s nimi zvyčajne nezmestíte do otvorenej kategórie, najmä ak lietate nad priemyselným areálom, v blízkosti osôb alebo mimo dohľadu. Vtedy prichádza na rad osobitná kategória a prevádzkové povolenie.

Podrobne to rozoberáme v článku o legislatíve dronov a v sprievodcovi osobitnou kategóriou. Aktuálne znenie predpisov a formuláre nájdete na Dopravnom úrade SR.

Ak si nie ste istí, do ktorej kategórie vaše plánované nasadenie spadá, ozvite sa. Je to otázka na päť minút a ušetrí vám nepríjemné prekvapenie.
 

Prečo kupovať u nás

Autorizovaný predajca DJI. Každý DJI dron s termokamerou, ktorý u nás kúpite, je určený pre európsky trh, so zárukou a podporou výrobcu. Pri verejnom obstarávaní býva autorizácia predajcu podmienkou.

Oficiálny servis. Opravy vyriešite priamo u nás, nezaťažujeme vás administratívou — viac na stránke servisu DJI dronov.

Školenia každý piatok. Piatky máme vyhradené na školenia zákazníkov a predajňa je v ten deň zatvorená. Nie je to služba navyše, ale súčasť toho, ako techniku predávame.

Vlastný kurz termografie. Ponúkame Základy termografického merania dronom — termografiu neučíme z brožúry, ale zo skúsenosti s technikou, ktorú predávame.

Predajňa v Bratislave. Fialová 2C, Slnečnice. Techniku si viete pozrieť naživo pred kúpou — pri zostave v hodnote auta to nie je zbytočnosť.