最近幾十年來，熱成像已經(jīng)成為工業(yè)和建筑行業(yè)的一個重要話題。該領(lǐng)域的一項最新發(fā)展包括空中熱成像檢測。熱像儀與無人駕駛飛機(jī)相結(jié)合，尤其能夠用于檢測光伏系統(tǒng)。同時，熱成像無人機(jī)還可對無法靠近的建筑或電線進(jìn)行熱成像檢測，可應(yīng)用于消防和執(zhí)法工作。這項技術(shù)還可用于其他工業(yè)領(lǐng)域：研發(fā)、領(lǐng)先的航空考古學(xué)，或?qū)ψ匀患皠游锏挠^察。
在為期兩天的培訓(xùn)中，用戶通過理論結(jié)合實踐，了解無人駕駛飛機(jī)技術(shù)和操控方法，能夠順利操控該空中設(shè)備。這是熱成像無人駕駛飛機(jī)眾多承保范圍中的一項關(guān)鍵要求。
使用無人駕駛飛機(jī)之前，只能從海拔較高的位置和建筑通過空中工具或可升降的攝影三腳架，對大型光伏系統(tǒng)全貌進(jìn)行熱像檢測，但所耗精力極大，且極不靈活。瑞士emitec Messtechnik AG公司的Beni Riedi對此非常不滿，因此提出使用熱像儀無人駕駛飛機(jī)來檢測光伏系統(tǒng)和大型建筑。
Emitec提供的測量和測試方案
Emitec有三個部門：數(shù)據(jù)通信部(測量、記錄、分析、優(yōu)化、測試和管理網(wǎng)絡(luò)與運用)，工業(yè)部(EMC測量技術(shù)、HF、熱成像、輸出、信號分析、數(shù)據(jù)記錄和實驗室)和mesomatic纖維光學(xué)設(shè)備部(纖維光學(xué)設(shè)備的測量和拼接技術(shù)、光學(xué)構(gòu)件和有線電視)，公司提供的所有商業(yè)總測方案都來自一個地方。公司代理了50多家全球知名制造商，其中有熱像儀FLIR系統(tǒng)的全球領(lǐng)先者提供的熱像方案。
將概念轉(zhuǎn)化為實物
談到熱成像，Beni Riedi就想起全系列的高端熱像儀。他解釋道，“由于范圍較廣，距離較遠(yuǎn)，我們意識到只能使用具有高分辨率的高端熱像儀。飛行解決方案必須可靠?！币虼?，他需要一位能夠勝任的合作伙伴負(fù)責(zé)無人駕駛飛機(jī)。后來他在Helipro GmbH找到一位快速簡單空中記錄方面的專家。Helipro的Marc Baumann解釋道，“我們的無人駕駛飛機(jī)使用電動機(jī)在空中盤旋，由于重量輕，所以有蜂鳥的飛行特征，因此，從新角度和150多米的高處實現(xiàn)空中記錄是很有可能的?！?/p>
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由于FLIR T640bx熱像儀的熱分辨率較高，可長期自動調(diào)焦，具有MSX功能和各種特征，無人駕駛飛機(jī)能夠從空中探測到光伏模組的問題區(qū)域。
高清(HD)視頻向地傳輸
無人駕駛飛機(jī)使用高清視頻向地傳輸將現(xiàn)場熱圖像發(fā)送到一個或更多監(jiān)控儀(如，發(fā)給熱像儀的監(jiān)控儀，同時發(fā)給控制無人駕駛飛機(jī)的工作人員的個人平板電腦)。為實現(xiàn)這一目標(biāo)，Emitec和Helipro的整體方案使用了熱像儀的HDMI端口及其高清向地傳輸方案，將整個飛行過程中連續(xù)的非輻射紅外視頻以高清品質(zhì)傳輸過去，若有要求，還可傳輸MSX圖像。他完全有理由感到自豪：“這種品質(zhì)的圖像全世界絕無僅有”。 Emitec和Helipro的整體方案還使用了控制熱像儀的一種先進(jìn)方案，包括拍攝視頻記錄的同時拍攝全輻射熱圖像。
空中熱成像服務(wù)
Emitec和Helipro開發(fā)的熱成像無人駕駛飛機(jī)的第一位客戶是來自瑞典Kruger+CO.AG公司的Rolf Rutzer。公司希望借助此款飛機(jī)奠定自身的技術(shù)領(lǐng)先地位，同時擴(kuò)展公司服務(wù)領(lǐng)域。Kruger+CO.AG最初成立時，是一家小型工程公司，現(xiàn)在已擁有250多名員工。這個公司是建筑供暖/干燥、水漬、泄漏檢查、建筑物理和空調(diào)設(shè)備等的制造商和服務(wù)提供商。Rolf Rutzer解釋道，“通過熱成像無人駕駛飛機(jī)，我們可以為客戶提供大型建筑和光伏系統(tǒng)的檢測服務(wù)，這在之前是難以想象的。熱成像無人駕駛飛機(jī)提供的質(zhì)量保證、維修檢查和基本事件方面的結(jié)果可靠、有價值。這樣一來，在保證生態(tài)和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)的同時，還可擴(kuò)展客戶價值鏈，為其增加了一個重要元素?！?/p>
切不可忽視維護(hù)的作用
每個中型或大型光伏系統(tǒng)每年至少要檢測一次。因此，安裝過程中可檢測到任何存在故障的模塊組，保修服務(wù)也可及時跟進(jìn)。其中故障模塊組包括制造故障或運輸過程中造成的損壞。確保整個系統(tǒng)在運行過程中保持一定的效率，同時替換任何故障模塊組具有同等重要的作用。因此，無論是故障還是天氣因素造成的任何損害，都可迅速修復(fù)。
因為無人駕駛飛機(jī)的飛行海拔一直都處于變動之中。其他功能還包括：熱像儀取景器、集成GPS、指南針、實時譜線分布圖、圖像繪圖(熱圖像和可見光圖像)、MPEG4、WLAN、Meterlink、熱融合、畫中畫和圖像增強(qiáng)功能MSX。通過增強(qiáng)功能MSX，將可見光數(shù)碼圖像上的細(xì)節(jié)在紅外熱圖像上凸顯出來。
整體服務(wù)方案包括無人駕駛飛機(jī)、熱像儀、鏡頭、軟件和培訓(xùn)
整體服務(wù)方案中提供有熱成像無人駕駛飛機(jī)，即，包括飛行設(shè)備和FLIR T640bx熱像儀。熱像儀配備25°標(biāo)準(zhǔn)鏡頭，在空中的視覺效果特別好。此外，還包括45°廣角鏡頭，可用來獲得更廣的熱視場角。一旦發(fā)現(xiàn)某些問題區(qū)域，無人駕駛飛機(jī)就會在海拔較高的地方用15°變焦鏡頭記錄下問題所在點。由于問題總是出現(xiàn)在小區(qū)域內(nèi)，飛行設(shè)備必須保持在特定距離內(nèi)，所以變焦鏡頭用來檢測電線也是非常有用的。
軟件和培訓(xùn)必不可少
整體服務(wù)方案包括提供分析軟件和為期三天的培訓(xùn)。前兩天，來自Helipro的Marc Baumann會通過理論和實踐的方式介紹無人駕駛飛機(jī)技術(shù)和操控，使用戶能夠安全控制飛行設(shè)備，這是熱成像無人駕駛飛機(jī)眾多承保范圍中的一項關(guān)鍵要求。第三天，來自依米泰克的Beni Riedi會向用戶介紹熱像儀和軟件技術(shù)，其中用戶應(yīng)進(jìn)行認(rèn)證或者至少經(jīng)過一定的熱成像專家培訓(xùn)。
天氣的處理和影響
當(dāng)然，無人駕駛飛機(jī)的使用有些受限。下雪、下雨或強(qiáng)風(fēng)天氣時，不能使用系統(tǒng)。Beni Riedi解釋道：“另外補(bǔ)充一點，風(fēng)對建筑的熱像檢查總體上具有不利影響，因為風(fēng)會冷卻建筑外表，因此會改變最終結(jié)果?！贝送?，熱像儀及飛機(jī)只能在一定范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)，以避免熱像儀直接面對太陽，避免探測器受損。
無人駕駛飛機(jī)非常有效，尤其是配有大量模塊組的大型區(qū)域必須檢測的情況下。例如，如果倉庫屋頂?shù)奶栯姵匕宄霈F(xiàn)問題，用量表逐個模塊組檢測則會浪費太多精力。而使用熱成像則非常理想，因為光伏模塊組出錯通常都擁有相對較高的溫差，即10-20k(=℃)。
檢測高層建筑時，無人駕駛飛機(jī)甚至能夠拍攝10樓外墻的熱圖像，因為窗戶玻璃對熱像儀來說并不透明，因此它使用的拍攝清晰度為最高等級。
高端熱像儀
為了在特定距離進(jìn)行檢測，Beni Riedi要求用一臺具有高質(zhì)量、高分辨率的熱像儀。因此，Emitec選擇了FLIR T640bx。它的探測器分辨率較高，像素為640 × 480，不僅圖像清晰，細(xì)節(jié)突出，而且始終是連續(xù)自動調(diào)焦，這對保證熱圖像視頻流的清晰度具有重要作用，Helipro建議無人駕駛飛機(jī)工作一段時間，暫停使用6個月，以確保它運行正常。FLIR熱像儀一般不需要維護(hù)，但Beni Riedi建議Emitec每年檢查、重新校準(zhǔn)熱像儀，更新軟件一次。
無人駕駛飛機(jī)在海拔高、無法靠近的地方拍攝建筑熱像。
普遍適用
設(shè)計熱成像無人駕駛飛機(jī)時的重點在于，要全年都能使用熱像儀，且使用起來非常靈活。這一目標(biāo)必須通過模塊化結(jié)構(gòu)加以實現(xiàn)：雖然為了安全使用，熱像儀與無人駕駛飛機(jī)緊緊固定在一起，還用金屬綁著特定控制方案和高清視頻向地傳輸功能，但熱像儀可迅速移除，并握在手里拍攝。雖然炎熱季節(jié)總要檢測光伏系統(tǒng)，但寒冷季節(jié)時，建筑行業(yè)首先出現(xiàn)熱量流失，所以無人駕駛飛機(jī)的兩個首要應(yīng)用領(lǐng)域(光伏系統(tǒng)和建筑熱像)可互相補(bǔ)充。這些熱成像無人駕駛飛機(jī)由于需求高，所以其投資成本很快就能收回。
多層公寓的整個陽臺正面檢測圖
總結(jié)
得益于熱像無人駕駛飛機(jī)，Emitec，F(xiàn)LIR系統(tǒng)和Helipro可提供高效率、高科技檢測技術(shù)。光伏系統(tǒng)的操作人員和大型建筑的所有者通過專業(yè)服務(wù)提供商使用這些系統(tǒng)后，可大大受益。經(jīng)證明，各參與公司都在此領(lǐng)域體現(xiàn)了高水平、高能力，為市場增加了一種劃時代服務(wù)。
熱像無人駕駛飛機(jī)
