FLIR Vue Pro R Drone Câmera Termográfica Radiométrica 

Produto Lacrado de Fábrica

Product Highlights da Família Vue R

• MEDIÇÕES DE TEMPERATURA RADIOMÉTRICAS CALIBRADAS

• INTEGRAÇÃO MAVLINK E CONTROLES PWM

• FÁCIL DE CONFIGURAR

A Vue Pro R oferece aos operadores de drones e termógrafos certificados o poder de coletar medições de temperatura precisas e sem contato de uma perspectiva aérea.

Cada imagem estática que a Vue Pro R salva contém dados de temperatura calibrados e precisos incorporados em cada pixel, agregando ainda mais valor às suas operações e serviços sUAS do que nunca.

A Vue Pro R adiciona coleta de dados totalmente radiométrica a aplicativos sUAS como:

• Inspeções de edifícios e telhados

• Inspeções de rede elétrica

• Análise de infraestrutura

• agricultura de precisão

• Segurança Pública

MEDIÇÕES DE TEMPERATURA RADIOMÉTRICAS CALIBRADAS
A Vue Pro R é mais do que um termovisor - ele captura medições de temperatura precisas e sem contato com dados de temperatura calibrados incorporados em cada pixel.

INTEGRAÇÃO MAVLINK E CONTROLES PWM
Além da compatibilidade MAVLink para geo-tagging de imagens, a Porta Acessória permite controlar as funções da câmera em voo, integrando-se ao sistema de controle do seu drone.

FÁCIL DE CONFIGURAR
A configuração fácil com o aplicativo FLIR UAS permite que os pilotos definam paletas de cores, recursos de otimização de imagem e configurem entradas PWM sem carregar um computador para o campo.

Medições radiométricas de temperatura

Uma câmera térmica radiométrica mede a temperatura de uma superfície interpretando a intensidade de um sinal infravermelho que chega à câmera. Essa técnica sem contato e não destrutiva (NDT) oferece aos usuários enormes vantagens para muitas de suas aplicações de medição de temperatura de superfície porque pode ser integrada a um pacote FLIR Aerial.
Às vezes, isso é chamado de UAS ou sistema aéreo não tripulado. Um UAS permite que um operador mova e posicione a câmera térmica para fazer rapidamente medições de temperatura em grandes áreas e em ambientes difíceis ou perigosos.
Por exemplo, um UAS pode medir a temperatura da superfície de um trocador de calor em um telhado, uma conexão defeituosa em uma linha de transmissão de alta tensão, células solares em um painel solar e em grandes campos agrícolas.
No entanto, a capacidade de detectar remotamente a temperatura, em oposição ao contato direto com a superfície, resulta na necessidade de levar em conta as condições particulares da superfície e do ambiente; algumas dessas condições são ilustradas abaixo

É importante distinguir medições de temperatura radiométricas de medições de infravermelho de superfície porque as medições radiométricas devem ser restritas a materiais opticamente opacos.

Características da superfície

Emissividade

A emissividade é uma medida da eficiência de uma superfície para emitir energia térmica em relação a uma fonte perfeita de corpo negro, ela dimensiona diretamente a intensidade da emissão térmica e todos os valores reais são menores que 1,0. A emissividade pode ser altamente dependente da morfologia da superfície, rugosidade, oxidação, comprimento de onda espectral, temperatura e ângulo de visão. Uma medição que não considera a emissividade real de uma superfície parecerá “mais fria” do que realmente é. Para aplicações agrícolas, muitos materiais orgânicos e materiais com superfícies muito ásperas têm valores de emissividade próximos da unidade. Para outras aplicações, incluindo linha de energia e inspeção de células solares, a superfície pode ser um vidro ou metal altamente polido, sendo que ambos podem ter valores de emissividade muito mais baixos. Como referência,Aplicações radiométricas UAS .

refletividade

Uma câmera próxima a uma superfície detecta tanto o calor sustentado pela temperatura da superfície quanto a temperatura ambiental de fundo refletida. É muito desafiador fazer medições de temperatura de uma superfície altamente reflexiva porque a imagem é influenciada pelas reflexões térmicas de fundo. Em um UASaplicação, um telhado de metal sem pintura e limpo pode parecer mais frio do que realmente é porque o telhado brilhante reflete o céu acima dele. Considere o caso de uma folha de aço inoxidável em um telhado, refletividade de 0,80 e emissividade de 0,20, uma medição de temperatura radiométrica seria altamente tendenciosa em relação à temperatura de fundo refletida do céu. Um céu claro pode ter uma temperatura de fundo normalmente bem abaixo de 0°C (32°F) e possivelmente tão baixa quanto -20°C (-4°F). A temperatura real de fundo do céu varia dependendo das condições atmosféricas e da hora do dia.

Superfícies reflexivas representam desafios adicionais em aplicações UAS ; o reflexo do sol na imagem térmica aparecerá como reflexos do sol e as medições radiométricas de temperatura dos reflexos do sol podem ser imprecisas em centenas de graus. É aconselhável tirar uma sequência de imagens da superfície de diferentes ângulos para reduzir a influência de qualquer brilho do sol. No entanto, deve-se tomar cuidado para não fazer medições em ângulos excessivamente oblíquos porque a refletividade diminui com base no ângulo de visão. Como alternativa, uma faixa muito próxima e medições diretas podem resultar na visualização da câmera por um reflexo de si mesma e resultar em medições imprecisas. A Figura 2 ilustra os desafios do ângulo de visão para medições de temperatura radiométrica e recomenda fazer medições com menos de 60° normais à superfície.

Assim como a emissividade, a refletividade de uma superfície é altamente dependente da morfologia e rugosidade da superfície. Como a refletividade (R) está relacionada à emissividade (E) por R = 1-E , a importância da refletividade pode ser bastante reduzida fazendo medições de superfícies com emissividade muito alta, idealmente maior que 0,90. Para medições UAS de superfícies controladas, como um tanque de aço em um telhado, tinta preta fosca de alta emissividade/baixa refletividade pode ser usada para fazer “manchas de medição” que resultam em medições altamente reprodutíveis.

Transmissão Atmosférica

A atmosfera terrestre interfere na imagem térmica absorvendo e emitindo radiação infravermelha com base na densidade do ar, umidade relativa (UR) e distância entre a superfície do objeto e a câmera. A transmissão atmosférica entre a câmera e a superfície pode alterar a medição de temperatura radiométrica e é uma medida do calor efetivo que atinge a câmera. Não contabilizar a transmissão atmosférica resultará em medições radiométricas que parecem mais frias do que a temperatura real da superfície.

Considere um dia muito quente e úmido, um percurso de ar de 100 m (328 pés) (temperatura do ar de 35°C (95°F), 80% UR) tem uma transmissão teórica de 80%. Isso significa que apenas 80% do calor radiativo emitido pela superfície atingirá a câmera. Se esta perda de transmissão atmosférica não for contabilizada, então um UAS olhando para um objeto de 50°C (122°F) com uma emissividade conhecida de 0,97 lerá 47,6°C (117,7°F): a 2,4°C ( 4,3°F) causado apenas pelo caminho do ar! A melhor forma de mitigar o efeito da transmissão atmosférica é minimizar a distância entre a câmera do UAS e a superfície. Por exemplo, a 10 metros (32,8 pés), a transmissão é de 96% e a temperatura radiométrica não corrigida para o caminho do ar é de 49,5°C (121,1°F).

A atmosfera pode afetar as medições de temperatura de outras maneiras inesperadas. As medições devem sempre ser realizadas na ausência de chuva, neve, fumaça, poeira ou qualquer outro obscurantismo, pois também reduzirão a transmissão atmosférica e alterarão a temperatura de fundo. Por fim, lembre-se de que as medições radiométricas informam apenas a temperatura da superfície e a temperatura da superfície pode ser muito sensível a ventos fortes.

Resolução espacial de temperatura

Uma imagem térmica radiométrica descrevendo uma superfície fornece uma medição de temperatura radiométrica para cada pixel. Uma superfície muito pequena na imagem se tornará extremamente difícil de medir com precisão, pois o número de pixels que descrevem as dimensões da superfície é diminuído. O efeito do tamanho do ponto é essa degradação na precisão da medição devido aos efeitos de distorção óptica, difração, luz difusa e processamento de imagem do sensor que resultam em uma imagem desbotada. Não contabilizar o efeito do tamanho do ponto resultará em medições que podem ser altamente influenciadas por superfícies próximas. Por exemplo, um objeto quente pode parecer mais frio e um objeto frio pode parecer mais quente do que as temperaturas reais.

Embora o efeito do tamanho do ponto possa ser altamente dependente da câmera térmica específica, as medições de laboratório da FLIR nas câmeras UAS sugerem que um ponto de medição na imagem térmica deve ter pelo menos 10 pixels de diâmetro para relatar uma medição significativa e um diâmetro de 20 pixels é suficientemente grande para anular o efeito do tamanho do ponto. A Figura 3 ilustra a melhoria na precisão da temperatura radiométrica à medida que o tamanho do ponto é aumentado.

Para aplicações UAS, o efeito do tamanho do ponto torna-se cada vez mais relevante à medida que a distância entre a superfície e a câmera aumenta e o número de pixels que descrevem cada característica espacial é reduzido. O número de pixels usados para resolver a área da superfície de um objeto depende do passo do pixel, distância focal, distância da câmera até a superfície e o menor tamanho característico (comprimento, diâmetro) da superfície. A Figura 4 ilustra esses fatores . O número de pixels (N) usado para resolver um objeto é avaliado pela razão entre a subtensão angular da câmera e o campo de visão instantâneo do pixel onde, a superfície para a subtensão angular da câmera α = d/s é a razão da distância entre a câmera à superfície do objeto (d) e ao tamanho do (s) objeto (s). O campo de visão instantâneo (IFOVp) de cada pixel da câmera é calculado tomando a razão entre o passo do pixel (p) e a distância focal (f), IFOVp = p/f. Essas relações podem ser manipuladas para encontrar a distância de medição máxima recomendada, o menor tamanho de objeto necessário e as características da câmera para qualquer aplicação particular de temperatura radiométrica. 

Considere uma câmera radiométrica térmica com uma lente de 13 mm, sensor de resolução de 640 por 512 pixels, densidade de pixels de 17 µm e que esteja a uma altitude de 20 metros (65,6 pés), uma superfície quadrada de 30 cm (11,81 pol.) ser de 12 por 12 pixels em uma imagem térmica. A Tabela 2 fornece a distância máxima recomendada entre a câmera e um objeto para manter pelo menos uma resolução de 10 pixels na imagem térmica para diferentes tamanhos de objeto.

O foco e o desfoque de uma imagem térmica também podem aumentar o número de pixels necessários para fazer medições radiométricas precisas. Por exemplo, a velocidade do obturador da câmera termográfica é bastante longa em 1/30 de segundo e um UAS em movimento rápido pode resultar em uma imagem borrada com precisão reduzida. Uma superfície quente que está manchada devido ao movimento do UAS parecerá mais fria e uma superfície fria pode parecer mais quente. Suportes cardan e técnicas de estabilização ativa podem ser usados para reduzir estrategicamente o jitter da câmera para maximizar a estabilidade da câmera e o foco da imagem.

Conclusões

Em resumo, esta é uma descrição dos fatores UAS que podem influenciar a precisão das medições radiométricas da temperatura da superfície. Para superfícies com baixa emissividade e alta reflexão, ângulos de visão retos e oblíquos devem ser evitados para reduzir o impacto de reflexões e reflexão oblíqua exacerbada. A emissividade da superfície deve ser alta para reduzir o impacto da reflexão da temperatura de fundo e do brilho do sol, idealmente maior que 0,90. Como alternativa, o aumento da emissividade da superfície pode ser alcançado acoplando uma textura de superfície áspera com alta emissividade e tinta preta fosca fosca para mitigar o impacto da emissividade incerta e alta refletividade.

Os fatores de transmissão atmosférica podem ser amplamente negados fazendo medições dentro de 10 m (32,8 pés) ou menos da superfície do alvo e em um ambiente atmosférico fresco e claro. Essas condições atenuam o impacto da temperatura do ar, umidade relativa e partículas do ar. Para distâncias maiores, as condições atmosféricas (distância, umidade, temperatura) precisarão ser bem caracterizadas para calcular a transmissão atmosférica. As medições superiores a 10 metros são ainda mais afetadas pelo efeito do tamanho do ponto quando o número de pixels que descrevem qualquer superfície específica cai e a capacidade de fazer medições de objetos muito pequenos é