کاربرد های دوربین های حرارتی

قابلیت تشخیص آثار حرارتی بسیار خفیف در اطراف در طول زمان و در شرایطی که دوربین های ویدئویی معمولی عملکرد درستی ندارند باعث شده که دوربین های حرارتی بیش از هر زمان دیگری مورد پذیرش متخصصان سیستم های امنیتی قرار بگیرند. 

اهمیت این مساله زمانی بیشتر نمایان می شود که در پی حفاظت پیرامونی از یک منطقه باشیم. این منطقه می تواند فضای حصارکشی شده ای در اطراف یک نیروگاه اتمی، پالایشگاه پتروشیمی و یا یک ایستگاه دورافتاده خالی از نیروی انسانی باشد. هر یک از این مکان ها نسبت به مهاجمان و یا خرابکاری بسیار آسیب‌پذیرند و این وظیفه شماست که با استفاده از ابزارهای مناسب‌ افراد مزاحم را بیرون این حصارها نگاه دارید. این مساله به خوبی شناخته شده است.

 

آنچه که ممکن است بسیاری از متخصصان صنایع امنیتی ندانند این است که دهه ها است که دوربین های حرارتی برای نظارت به آنچه درون این حصارها روی می دهد از ملزومات استانداردهای صنعتی بوده‌اند‌. نمونه های کوچک و دستی این دوربین ها روزانه توسط کارکنان نظارت و نگهداری، برای انجام امور مختلف مانند نظارت موقعیت، نگهداری های پیشگیرانه و بازرسی مخازن حساس مورد استفاده قرار می گیرند. از آنجایی که این دوربین ها به صورت بسیار دقیقی کالیبره می شوند، به کاربر اجازه می دهند تا دقیقاً دمای اجزاء مختلف را در تمام نقاط ساختمان اندازه گیری نماید.

برای مثال یک ایستگاه فرعی الکتریکی را در نظر بگیرید. از نقطه نظر امنیتی شما نمی خواهید کسی وارد این ایستگاه شده و تجهیزات مسی را دزدیده و یا در عملکرد ایستگاه اختلال ایجاد نماید. یک اختلال عملکرد برنامه ریزی نشده می تواند هزاران دلار خسارت ناشی از درآمدهای از دست رفته و هزینه های بازسازی ایجاد نماید.

از نقطه نظر مراقبت و نگهداری، آنها نیز همین هدف را دنبال می کنند اما آنها تلاش می کنند تا با بازرسی تمامی قسمت های ایستگاه از قطعی های ناگهانی جلوگیری نمایند. کارگران ایستگاه قادرند با استفاده از دوربین های حرارتی تمامی اجزاء مانند مبدل ها، عایق ها، خنک کننده ها، مقاومت ها و تمامی اجزاء دیگر را بررسی کرده و اطمینان حاصل کنند که هیچ یک حرارت اضافی ساطع نمی کنند. این تجمع حرارتی می-تواند نشان دهنده یک خرابی قریب الوقوع باشد. اگر کارکنان بتوانند جریان را در اطراف منطقه ای که خرابی ایجاد کرده و بدون قطع سرویس به مشتریان، مشکل را حل کنند کار خود را به بهترین صورت انجام داده اند.

اما ممکن است شما بپرسید این مساله چه تاثیری برای شما دارد؟
 

یک پیش زمینه کوتاه....

در طول سال ها دوربین های حرارتی بهترین روش های تصویربرداری در طول شب بوده اند. اما در سال های اخیر شاهد کاهش قابل توجهی در قیمت دوربین های بسیار پیشرفته حرارتی بوده ایم به طوری که برخی مدل ها در حال حاضر با قیمتی معادل 3000 دلار در دسترس هستند که باعث شده کاربرد این دوربین ها در صنایع به شدت گسترش یابد. اما قیمت این دوربین ها تنها بخشی از داستان است. دوربین های امنیتی مزایای دیگری نیز دارند که آنها را برای اکثر کاربردها قابل استفاده و ارزشمند می نماید.

 

زیرساخت های پشتیبانی

از نظر اقتصادی هزینه های ناشی از طراحی، نصب، عملکرد و نگهداری زیرساخت های پشتیبانی برای برج های روشنایی و دستگاه های روشنایی به سرعت از هزینه های ناشی از ایجاد یک شبکه امنیتی از دوربین های حرارتی پیشی گرفته است. از آنجایی که دوربین های حرارتی به هیچ نور مرئی وابسته نیستند برای عملکرد به نورهای کمکی نیاز ندارند. بنابراین آن ها یک فضای مجازی موثر برای تقسیم هزینه های ناشی از تصویرسازهای مبتنی بر نورهای مرئی‌ فراهم می نمایند.

دوربین های مداربسته ی سنتی- حتی نمونه هایی که مدعی هستند که با نور کم کار می کنند- چنانچه بخواهند بعد از غروب آفتاب تصویری را ثبت کنند نیازمند منبع نور خارجی هستند. این مساله قابلیت عملیاتی آنها را به منابع نور خارجیشان محدود می کند که می تواند به کمی چند صد پا باشد. این در حالی است که اگر یک موقعیت تاکتیکی نیازمند نظارت امنیتی باشد محدوده مورد نیاز به مایل ها گسترش می یابد. به طور تقریبی برای نیمی از وقایع روزانه- که بعد از عبور خورشید از خط افق روی می دهند- خانه ها، کارخانه ها و مرزها برای بیشتر طول روز در سطح امنیت پایینی قرار می گیرند. 

 

پوشش سیستم های ویدئویی امنیتی 7/24

دوربین های امنیتی حرارتی به افراد کمک می کنند آنچه را که چشمشان نمی‌بیند ببینند. صرف‌نظر از وضعیت نور، همه اشیاء تشعشعات حرارتی غیر قابل روئیتی را از خود ساطع می کنند. دوربین های حرارتی اختلاف دماهای بسیار جزئی را تشخیص داده و آنها را به تصاویر ویدئویی تبدیل کرده که تقریباً بر روی هر نمایشگر تلویزیونی قابل نمایش است. از آنجایی که این دوربین ها با حرارت کار می کنند نه با نور، ابزارهای اعمال قانون موثری در تمامی محیط ها هستند. این دوربین ها قادرند در هر زمانی از روز و یا شب و در هر شرایط آب و هوایی متجاوزان و یا خطرهای احتمالی، که امنیت افراد و زیرساخت ها را تهدید می کنند، شناسایی نمایند.

مزیت دوربین هایی که بر اساس نورهای مرئی‌ تصویر می سازند، مانند دوربین های مداربسته سنتی و یا دوربین های مجهز به پروژکتور ، این است که آنها تصویرهای قابل درک و قابل تفسیر تولید می کنند. متاسفانه توانایی این تشخیص دهنده ها، خواه نمونه های چشمی‌ باشد و یا دوربین، مستقیماً به میزان نور موجود بستگی دارد.

به عنوان مثال در شب هنگامی که نور مرئی کافی برای کار وجود ندارد ما به نور ستارگان، و یا نورهای مصنوعی برای ادامه فعالیت و دیدن محدود هستیم. چنانچه نور کافی نداشته باشیم قادر به دیدن نخواهیم بود.

کنتراست تصویر ( تقابل- میزان تفاوت رنگ جسم هدف و فضای پس زمینه) یکی دیگر از مشکلات دوربین هایی است که با استفاده از نورهای قابل روئیت بازتابی تصویر ایجاد می کنند. مانند چشم انسان، این دوربین ها زمانی که حداکثر کنتراست (‌تقابل) بین رنگ های شیء مورد نظر و زمینه آن موجود باشد بهترین تصاویر را تولید می کنند. چنانچه کنتراست کافی موجود نباشد آنها قادر به دیدن آن شیء نیستند و اینجا است که عملیات استتار موثر است، در واقع استتار ذاتاً به معنی کاهش کنتراست شی با فضای پیرامونش است.

دوربین های حرارتی محدودیت های اساسی سیستم های تصویرسازی مبتنی بر نورهای قابل روئیت را ندارند. اولاً دوربین های حرارتی بر اساس حرارت کار می کنند نه بر اساس نور بنابراین کاری با انرژی نورانی بازتابی ندارند. این دوربین ها حرارت ساطع شده از هر شیء را که در معرض تابش آفتاب قرار دارد درک می کنند. هر چیزی که در طول روز با آن سر و کار داریم انرژی حرارتی تولید می کند که "اثر حرارتی" نامیده می شود و دوربین های حرارتی آن را درک می کنند. نه تنها همه اشیاء اثر حرارتی دارند بلکه انرژی حرارتی درک شده توسط دستگاه در طول شب تصاویری با کیفیت بالاتر نسبت به تصاویر گرفته شده در طول روز ایجاد می کند. در طول روز تا زمانی که تنها یک کنتراست کوچک بین دمای شیء و دمای محیط پیرامون وجود داشته باشد دوربین قادر به تشخیص شیء است اما به طور کلی این دوربین ها در طول شب بهتر عمل می کنند.

یک تمایز تاکتیکی که باید درک کرد این است که فعالین امنیتی، افسران اعمال قانون و مامورین فدرال از دوربین های حرارتی برای شناسایی مجرمین مشکوک و تروریست ها استفاده نمی کنند. آن ها از این دوربین ها برای تشخیص حضور افراد در مناطق مورد حفاظت و مشکوک، ارزیابی موقعیت های تاکتیکی و پاسخ به این محرک ها استفاده می کنند. از آنجایی که هیچکس قادر به پنهان کردن اثر حرارتی خود نیست دوربین های حرارتی بهترین ابزارهایی هستند که ماموران و افسران با استفاده از آنها می توانند دریابند که با چه تعداد مهاجم مواجه هستند و در نتیجه قادر خواهند بود تعداد افسر مورد نیاز برای حل مشکل را تخمین بزنند.

پیشرفت های اخیر در تکنولوژی دوربین های حرارتی به سازندگان امکان داده تا با ترکیب قابلیت تشخیص و قدرت اندازه گیری حرارت ابزارهایی چند بعدی طراحی کنند که قادر به پوشش امنیتی منطقه و همچنین ارائه راهکارهای عملی برای نگهداری های پیش گیرانه باشند.

 

ایستگاه های الکتریکی

بسیاری از مکان های خدماتی محلی تایید کرده اند که دوربین های امنیتی حرارتی روشی مورد تایید برای حفظ امنیت تجهیزات حیاتی آنها در طول شبانه روز فراهم می کنند. 

حتی ایستگاه های حیاتی، مانند ایستگاه های تولید نیرو برای زیرساخت های حساس و مکان های نظامی، معمولاً به صورت خالی از سکنه و بدون نیروی انسانی مدیریت می شوند. شبکه های مربوط به حسگرهای حصارها و دوربین های مداربسته این مکان ها از فواصل دور توسط تجهیزات امنیتی مرکزی و یا مراکز مخابره اداره می شوند. 

یک ایستگاه معمولی یک شبکه از دوربین های حرارتی را که با سیستم های تجزیه و تحلیل تصاویر ویدئویی در ارتباط است به کار خواهد گرفت. این سیستم با بهبود آگاهی از موقعیت های مختلف و کاهش قابل توجه خسارات ناشی از دزدی به کرات خود را ثابت کرده است.

دوربین های امنیتی حرارتی شبیه سازی شفافی را از واقعیت، در تاریکی مطلق، فراهم می آورند و بنابراین اپراتور قادر خواهد بود حفاظ های اطراف‌ ایستگاه و مناطق اطراف آن را به راحتی بازرسی نموده و از وجود افراد و وسایل نقلیه در محدوده ایستگاه مطلع شود. دوربین های حرارتی به طور طبیعی از کنتراست بالایی برخوردارند و بنابراین به راحتی به همراه سیستم های تجزیه و تحلیل تصاویر ویدئویی، که در تجهیزات کنترل مرکزی نصب می شوند، کار می کند. دوربین های حرارتی که در گوشه محیط های مورد محافظت نصب می شوند پوشش کاملی از کل منطقه فراهم می کنند. دوربین های حرارتی به صورتی طراحی شده اند تا قادر باشند تعداد پیکسل مناسب را، برای ایجاد پیوستگی لازم با سیستم های تجزیه و تحلیل تصاویر ویدئویی، تولید نمایند. زنگ خطر هنگام تخطی از قوانین به صدا در آمده و تصاویر ویدئویی پشتیبان برای بررسی و ارزیابی به اتاق کنترل مرکزی ارسال می شود.

این ترکیب برتری خود را نسبت به سیستم های سنتی حفاظت پیرامونی مبتنی بر تشخیص حرکت و تجهیزات زنگ خطر حفاظ ها ثابت نموده و در برخی موارد اخطارهای اشتباه و پیغام های مزاحم مربوط به آن ها را کاملاً از بین می برد. ترکیب دوربین ها پوشش هایی به صورت هم پوشانی شده فراهم می آورد که عملکرد چند کاربردی این سیستم ها را افزایش می دهد.‌ دوربین های ثابت با قابلیت نصب بر روی دکل که از تحلیل گرهای حرارتی بهینه شده استفاده می کنند سیستم های اتوماتیک اخطار علیه مزاحمین را فراهم نموده در عین حال سرنخ لازم برای بررسی جزئیات و بدست آوردن اطلاعات بیشتر را در اختیار دوربین-های زوم از راه دور (دوربین هایی که قابلیت کنترل و زوم از راه دور را دارند.) قرار می دهند. زمانی که هیچ اخطاری وجود نداشته باشد دوربین های زوم از راه دور می توانند تجهیزات منطقه را از نظر آثار حرارتی بررسی کرده و به این صورت اتلاف بازدهی و خطاهای قریب الوقوع را مشخص نموده و اخطارهای حرارتی تولید نمایند.

دوربین های حرارتی که با دقت کالیبره شده اند تنها اختلاف دماها را تشخیص نمی دهند بلکه قادر هستند دمای اجسام را از فاصله دور اندازه گیری نمایند، این تغییرات را در طول زمان اندازه گیری و پیگیری نموده و هنگامی که دماها از محدوده های از پیش تعیین شده تجاوز کنند به سرعت اخطار دهند. افزایش دما در اتصالات الکتریکی، عایق ها، خنک کننده ها، سوئیچ ها و یا هر جزء دیگری از ایستگاه می تواند باعث تسریع اخطار شود. افزایش دما ممکن است به دلیل خرابی های مکانیکی، خوردگی و یا ده‌ها هزار عامل دیگر ایجاد شود. بسیاری از شرکت ها برنامه های سخت گیرانه ای به منظور نگهداری های پیشگیرانه دارند که طی این برنامه ها اپراتورها با استفاده از دوربین های حرارتی دستی تمامی اجزاء مختلف سیستم را از نظر مشکلات حرارتی بازرسی می کنند.

توانایی انجام این بازرسی ها از راه دور و از یک ایستگاه کنترل مرکزی، و یا حتی دریافت یک اخطار کوچک در مورد مشکل موجود، که به مسئولان محل کمک می کند بازرسی های هدفمندتری انجام دهند، باعث ذخیره هزینه های زیادی فقط در زمینه بازرسی ها خواهد شد. مهم تر از این هرگونه خرابی پیش بینی نشده ایی در یکی از هزاران جزء موجود در ایستگاه منجر به میلیون ها دلار خسارت در درآمدهای ایستگاه خواهد شد. تعمیر و حل پیشاپیش این خطاها، سالانه مانع از تحمیل خسارات میلیون دلاری ناشی از تعمیر خرابی های پیش بینی نشده به سیستم خواهد شد.

 

بازرسی مواد عمده و مخازن بحرانی 

بازرسی مواد عمده می تواند شامل موارد زیادی از قبیل انبارهای مسقف و یا انبارهای روباز محتوی توده-های ذغال سنگ و یا مواد شیمیایی خطرناک باشد. مخازن تحت فشار می توانند هر چیزی از قبیل ماشین های مخرب روی خطوط ریلی ، مخازن فعل و انفعالات شیمیایی و یا هر مخزن تحت فشار دیگری در یک نیروگاه فرایندی باشد. وجه مشترک تمامی این تجهیزات مختلف این است که همه آنها باید در مقابل متجاوزین محافظت شده و از سویی باید برای محافظت از مردم منطقه و فضای اطرافشان مورد بازرسی قرار بگیرند.

نیازهای امنیتی مشابه آنچه در قبل ذکر شد، برای حفظ امنیت در به کارگیری مواد عمده نیز اعمال می-شود، مانند آنچه برای ایستگاه ها نیز انجام می شود. تفاوت ها زمانی نمایان می شود که نیاز به بازرسی تجهیزات از راه دور – از طریق سیم ها‌- باشد. دوربین های حرارتی که با دما کالیبره شده اند قادر به تشخیص نشانه های اولیه احتراق در انبوه ذغال سنگ ها و مکان های افزایش دما در تجهیزات ذخیره مواد شیمیایی – که مکان های احتمالی بروز آتش را نشان می دهد – و موقعیت های موضعی‌ افزایش فشار در مخازن تحت فشار – که باعث افزیش گرما می شود – هستند.

مشابه موارد امنیتی ایستگاه ها، دوربین های مورد استفاده در بازرسی های مواد عمده و یا مخازن بحرانی می توانند طوری تنظیم شوند تا با توجه به دامنه حرارتی تعیین شده توسط کاربر اعلام اخطار نموده و تمامی منطقه تحت نظارت و یا محدوده های حفاظت شده را محدود نماید.

دوربین های حرارتی برتری های بسیاری را در هر دو زمینه بازرسی های امنیتی و نگهداری های پیشگیرانه نشان داده اند. پیشرفت های تکنولوژیکی اخیر سازندگان را قادر ساخته تا کاربردها و گزینه های بسیاری را بر روی یک دوربین اعمال نمایند.