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3-2014

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Zeitschrift für Elektro-, Gebäude- und Sicherheitstechnik, Smart Home

Gebäudetechnik Wissen -

Gebäudetechnik Wissen - schafft enorme Auflösung 1,2 Mega Pixel Wärmebildkamera mit Panorama-Funktion über 100° (H) und 75° (V) bei Höchstauflösung Hochauflösendes Thermografiesystem mit vollautomatischer Panorama-Bild-Funktion in horizontaler und vertikaler Richtung für hohe oder weite Objektausdehnungen, guter thermischer Empfindlichkeit gepaart mit hoher Reproduziergenauigkeit, als nur wenige herausragende Funktionen dieser Avio (NEC) InfReC Wärmebildkamera Serie. Eine integrierte 5,0 MegaPixel Profi-Farbfotografiekamera sorgt weiter für brillante Tageslichtaufnahmen, eine 3-Stufen Fusionsautomatik, von Autor: Bernd Schindel (CEO) ebs Automatisierte Thermographie und Systemtechnik GmbH Infrarotaufnahme und integrierter hochauflösender visueller Fotografie, für eine kontrastreiche Darstellung beider Aufnahmeverfahren. Die onboard Elektronik bietet eine radiometrische Ausgabe von hochaufgelösten 1280 x 960 Super Resolution Pixel-Wärmebilder auf SD-Card. Digitale Einzelbild- und Intervallbildaufzeichnung erfolgen auf den integrierten Wechseldatenträger. Eine PC-gestützte Verarbeitung mit Datenlogger-Funktion durch Mess-, Auswerte- und Reportingsoftware erlaubt nicht nur die Kamerasteuerung von der Konsole aus, sondern die strahlungsseitige Nachbereitung aller Aufnahmen von Massenspeicher oder direkt live von der Wärmebildkamera R500. Zum Ausleuchten kontrastarmer Szenerien sorgt die integrierte LED-Lichtaufhellung, ein Laservisier für das Anpeilen relevanter Messstellen auf einem Objekt. Die obligatorische Sprachaufzeichnung an der Wärmebildkamera ergänzt das Komfortpaket und schließt Verwechslungen von Messobjekten und Ortspositionen aus. Besonders aber trägt der, zum leuchtstarken LCD-Display verfügbarer monokularer Einblick, für eine brillante Erkennung von thermischen Auffälligkeiten bei, so dass nahezu keine Anomalien mehr übersehen werden können. Die Anzeige im Okularstutzen schaltet, um unnötig den Akku zu belasten, bei Bedarf automatisch zu. Eine Fernbedienung hilft bei Montage auf Stativ oder in gestürzter Haltung, die R500 in jeder Position einfach zu bedienen. Dabei lässt sich durch das flexible Semiweitwinkelobjektiv schnell ein mikroskopisches Thermoanalyse-System realisieren. Wärmebildkamera mit Multiframe Super Resolution Bei der Multiframe Super Resolution-Technik werden viele Aufnahmen mit niedriger Auflösung der gleichen Szenerie in Echtzeit gemacht, die um Subpixel verschoben sind. Dadurch generiert man mehr Information, mit der das hochaufgelöste Ergebnisbild in der Kamera bereits rekonstruiert werden kann. Unter Super Resolution versteht man die Methode, die es ermöglicht eine Abbildung zu gewinnen, deren Auflösung und Abbildungstreue größer ist als die eigentliche Pixelauflösung der Wärmebildkamera. Dazu gehören auch Wiederherstellungsverfahren, die Artefakte wie Unschärfen, Aliasing (Moiréeffekte, Abbildungsfehler etc.) und Signalrauschen korrigieren. Zu diesem Zweck bedarf es mehr als nur eine einzige Aufnahme. Die Aufnahmen einer unveränderlichen Szene dürfen nicht kongruent erfolgen. Der Sensor generiert dabei leicht Pixel-verschoben die einzelnen Aufnahmen, dabei ist eine Abweichung kleiner als der Abstand zwischen zwei Pixeln ausreichend. M an spricht d ann von Microscanning. Prinzipiell ist jede Verschiebung geeignet, z.B. der Tremor (das Zittern) der menschlichen Muskelgruppe, welcher beim Positionieren einer Wärmebildkamera auftritt. Im Allgemeinen wird senkrecht zur X-Richtungen und Y-Richtung nahezu parallel zu einer der Pixelkanten verschoben. Dies kann auch in beiden Richtungen simultan erfolgen. Die Verschiebung kann vorgegeben oder auch zufällig sein. Somit ist das Super Resolution Verfahren natürlich auch in der Drohnen (Copter) Anwendung beheimatet. Das Verfahren gliedert sich in drei Schritte: • Aufnahmeprozedur (registration) 22 Haus & Elektronik 3/2014

Gebäudetechnik Links ein Ausschnitt eines 640 x 480 IR-Bildes, rechts der gleiche Ausschnitt mit Super Resolution 1,2 Mega Pixel. • Rekonstruktion (reconstruction) • Bildwiederherstellung (restoration) Aufnahmeprozedur Die Aufnahmeprozedur besteht darin, eine Serie von Einzelaufnahmen mit unterschiedlicher Verschiebung eines einheitlichen Motivs in einem gemeinsamen Koordinatensystem zu fixieren. Dies kann auf Basis der genauen Kenntnis der Verschiebungen oder mittels Phasen, Kreuzkorrelation oder von Gradienten geschehen. Rekonstruktion Unter Rekonstruktion versteht man die Rechnung der Bildwerte an die beliebigen Stellen in einem räumlichen Kontinuum aufgrund eines diskreten Musters. Das Konstrukt hat folglich eine faktisch höhere Pixelauflösung als die Einzelaufnahme selbst Bildwiederherstellung Bildwiederherstellung ist die Generierung einer realen Abbildung, welche insbesondere durch das Subpixeling, die Lücken (Gaps) zwischen den einzelnen Pixeln kompensiert. Das steigert real das laterale Auflösungsverhältnis und bessert die Auswertbarkeit der Blindbereiche innerhalb der Pitchmasse einer Pixelmatrix auf. Die Dekonvolution (Entfaltung) unter Berücksichtigung der Eigenschaften der Wärmebildaufnahme selbst, deren radiometrischen Messdaten sowie Abbildungseigenschaften über das Objektiv, ist dann der finale mathematische Algorithmus, der Transformation in der Signal- und Bildverarbeitung, dann zu einem verlässlichen hochaufgelösten, korrekten SR-Thermogramm zu gelangen. Vorteile der Avio (NEC) Super Resolution • Verwendung von günstigen µFPA Detektoren • Verwendbarkeit geometrisch niedrigerer Auflösungen • Mehrfachaufnahmen aufgrund verfügbarer Speicher kostengünstig Auf die Wärmebildkamera kommt‘s an Die Infrarot Wärmebildkamera Avio (NEC) Thermal Imager InfReC R500 Serie bietet folgende herausragende Eigenschaften: • 1,2 Mega Pixel Auflösung über 1280 × 960 Bildpunkte mittels on-board Super Resolution • Panoramavollautomatik in beide Richtungen horizontal und wahlweise vertikal • Integrierte hochauflösende 5,0 MP visuelle Fotokamera für drei Stufen IR/VIS Fusion • Hochauflösendes, flexibles LCD-Display mit Rotations- und Schwenkeigenschaften • I.F.O.V.: 0,58 mrad bei SR und einem Semi- Weitwinkel von 32° FOV • Temperaturgenauigkeit: ±1 K; 1% (Range 1) • Temperaturmessbereich von -40 °C bis 500 °C bzw. -40 °C bis 2000 °C • Temperaturauflösung von ~0,03 K bei 30 Hz und 30 °C (mit S/N Modus) • Mikroskop-Funktion mit einem FAA von 100 mm zum Objekt bei ~86 µm Auflösung • Auto-Fokussierung mit manuellem Zugriff, Auto Span und Kombischaltung • USB-Schnittstelle für Kamerakontrolle via PC • Radiometrische Bild-, Intervall- und Videosequenzaufzeichnung - Avio (NEC) R500 Super Resolution 1,2 MP Die on-board SR-Bereitstellung an der Wärmebildkamera bringt den höchsten Nutzen Eigenschaften Bezugsquellen ebs Automatisierte Thermographie und Systemtechnik GmbH Avio (NEC) Infrared Systems – Sales und Service Center Europe • ebs Automatisierte Thermographie und Systemtechnik GmbH info@irPOD.net www.irPOD.net • Multilinguale vollgrafische Benutzeroberfläche • Speicherung aller Bild- und Messdaten erfolgen auf Standard SD Memory-Card • Video-Ausgang zur Darstellung und Speicherung von Videosequenzen • 3-Stufen Fusion Technik von visuellen und infraroten Aufnahmen • Professionelles Design durch modernes Metallicgehäuse und ergonomisches Handling • Fernbedienung mit Tastenwahl (in der Standardausstattung) • extrem niedriges Gewicht und somit drohnentauglich für Drohnen-Technologien (Copter) • galvanische Schnittstelle für Triggersignal an der Wärmebildkamera (Klemmen) Mögliche Anwendungsbereiche • Gebäudethermografie • Elektro- & Industrie Thermografie • Photovoltaik Fehlerdiagnose • Prozessoptimierung • Fertigungsüberwachung • Qualitätswesen • Sicherheitstechnik • Fernbeobachtung Haus & Elektronik 3/2014 23

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