Kraków 2001
Kraków 2001
Zasady pracy i wykorzystania kamery
Zasady pracy i wykorzystania kamery
wziernikowej i termowizyjnej do poszukiwa
wziernikowej i termowizyjnej do poszukiwa
ń
ń
osób zasypanych
osób zasypanych
Szkoła Aspirantów
Państwowej Straży Pożarnej
w Krakowie
KATSTROFY BUDOWLANE
Taktyka Działań Ratowniczych
Kraków 2001
Kraków 2001
Zasady pracy i wykorzystania kamery wziernikowej i termowizyjnej do poszukiwa
Zasady pracy i wykorzystania kamery wziernikowej i termowizyjnej do poszukiwa
ń
ń
osób
osób
zasypanych
zasypanych
Kamery do poszukiwań osób zasypanych dzieli
się na:
kamery wziernikowe
kamery termowizyjne
Kraków 2001
Kraków 2001
PODSTAWY TERMOWIZJI
PODSTAWY TERMOWIZJI
KAMERY
TERMALNE
Kraków 2001
Kraków 2001
PODSTAWY TEORETYCZNE TERMOWIZJI
PODSTAWY TEORETYCZNE TERMOWIZJI
Jasność poszczególnych punktów widzialnego
obrazu termalnego jest proporcjonalna do
intensywności promieniowania w
poszczególnych punktach obrazu
podczerwonego - ta zaś z kolei zależy od
temperatury obiektów znajdujących się w polu
widzenia kamery termowizyjnej.
Kraków 2001
Kraków 2001
PODSTAWY TEORETYCZNE TERMOWIZJI
PODSTAWY TEORETYCZNE TERMOWIZJI
Promieniowanie podczerwone wysyłane przez
obserwowany obiekt pada na obiektyw i
otrzymuje się obraz w płaszczyźnie elementu
czułego- detektora kamery termowizyjnej-
element czuły przetwarza padające
promieniowanie podczerwone na proporcjonalne
do mocy promieniowania sygnały elektryczne.
Sygnały elektryczne z detektora są
przekazywane do odpowiednich układów obróbki
elektronicznej i dalej do układu odtwarzania
obrazu (np.. Kineskopu) lub układu rejestracji.
Kraków 2001
Kraków 2001
PODSTAWY TEORETYCZNE TERMOWIZJI
PODSTAWY TEORETYCZNE TERMOWIZJI
Prawo Stefana- Boltzmanna
Całkowita energia wypromieniowana przez ciało jest do
czwartej potęgi temperatury bezwzględnej T ciała.
E = C
o
x
F
x
T
4
Gdzie:
F
- powierzchnia promieniowania
C
o
- współczynnik proporcjonalności zwany stałą promieniowania.
Dla ciała doskonale czarnego C
o
=5,675 x 10
-8
W/mK
4
Dla ciała szarego C = C
o
x e
e
- współczynnik emisyjności
Kraków 2001
Kraków 2001
PODSTAWY TEORETYCZNE TERMOWIZJI
PODSTAWY TEORETYCZNE TERMOWIZJI
Z przytoczonego wzoru wynika, że zmiana temperatury
danego ciała powoduje zmianę intensywności
emitowanego przez nie promieniowania podczerwonego.
Jeśli więc w polu widzenia termowizora będą
występowały obiekty o różnej temperaturze lub obiekt,
którego poszczególne fragmenty różnią się między sobą
temperaturą, to intensywność promieniowania
emitowanego przez te obiekty lub ich fragmenty będzie
różna.
Termowizor „odbiera” promieniowanie podczerwone
emitowane przez obiekty znajdujące się w jego polu
widzenia, tworzy obraz podczerwony tych obiektów,
który następnie przetwarza na obraz widzialny.
Kraków 2001
Kraków 2001
PODSTAWY TEORETYCZNE TERMOWIZJI
PODSTAWY TEORETYCZNE TERMOWIZJI
Podstawowe prawa promieniowania cieplnego.
Ciało doskonale czarne- pojęcie to ma podstawowe znaczenie w
fizyce, stanowi ono bowiem ciało wzorcowe, dla którego
formułuje się podstawowe prawa promieniowania cieplnego.
Ciałem doskonale czarnym nazwano ciało całkowicie pochłaniające
(absorbujące) padające na nie promieniowanie
elektromagnetyczne.
Ciało doskonale czarne jest jednocześnie najlepszym, najbardziej
wydajnym źródłem promieniowania (promieniuje największą
możliwą w danej temperaturze ilość energii).
W przyrodzie ciała takie nie występują.
Dla ciał szarych zdolność emisyjna zależy od ich składu chemicznego
oraz sposobu wykończenia powierzchni.
Kraków 2001
Kraków 2001
PODSTAWY TEORETYCZNE TERMOWIZJI
PODSTAWY TEORETYCZNE TERMOWIZJI
Rodzaj materiału
Zdolność emisyjna
[e]
Sadza
0,98
Szkło okienne
0,94
Tynk wapienny
0,91
Drewno świerkowe
0,77
Beton
0,62
Blacha stalowa
ocynkowana
0,23
Kraków 2001
Kraków 2001
PODSTAWY TEORETYCZNE TERMOWIZJI
PODSTAWY TEORETYCZNE TERMOWIZJI
Wszystkie ciała, których temperatura jest wyższa od zera
bezwzględnego w skali Kelwina (-273, 16
o
C) jest źródłem
promieniowania.
Promieniowanie to, nazywane jest ze względu na długość
fali, promieniowaniem podczerwonym, a ze względu na
właściwości, (ciała wysyłają promieniowanie na koszt
swojej energii cieplnej np. po ich ogrzaniu)
promieniowaniem cieplnym.
Promieniowanie podczerwone- niewidzialne dla oka
promieniowanie elektromagnetyczne obejmujące zakres
fal dłuższych niż promieniowanie widzialne (od 10
-3
do
8*10
-7
m).
Kraków 2001
Kraków 2001
PODSTAWY TEORETYCZNE TERMOWIZJI
PODSTAWY TEORETYCZNE TERMOWIZJI
Rodzaj fali
Długość fali
[m]
Częstotliwość
[Hz]
Fale radiowe
>10
-3
<3*10
12
Podczerwień
10
-3
– 8*10
-7
6*10
11
– 3.7*10
14
Światło widzialne
8*10
-7
– 4*10
-7
3.7*10
14
– 7.5*10
14
Ultrafiolet
4*10
-7
– 10
-9
7.5*10
14
– 3*10
17
Promieniowanie X
10
-9
– 6*10
-12
1.5*10
17
– 5*10
19
Promieniowanie
gamma
< 10
-10
> 10
18
Kraków 2001
Kraków 2001
KAMERA TERMOWIZYJNA -
KAMERA TERMOWIZYJNA -
ThermaCAM PM545
ThermaCAM PM545
Pole widzenia/min.
ogniskowa
24
o
x18
o
/0,5 m
Wielkość pojed.
pixela
1,3 mrad
Rozdzielczość
termiczna
0,1
o
C dla 30
o
C
Typ detektora
Focal Plane Array (FPA),
Niechłodzony microbolometer
320 x 240 pikseli
Czas stabilizacji
Około 45 sekund
Okular
Wbudowany, kolorowy LCD (TFT)
Zakres
temperaturowy
-20 °C do +350 °C
Typ rejestracji
obrazu
PC-Card typ II lub typ III,
kompatybilna z ATA
Format pliku, BMP Standardowa Bitmapa, 8-bit
(tylko obraz lub z obraz i grafika)
Kraków 2001
Kraków 2001
KAMERA TERMOWIZYJNA -
KAMERA TERMOWIZYJNA -
ThermaCAM PM575
ThermaCAM PM575
Pole widzenia/min.
ogniskowa
24
o
x18
o
/0,5 m
Wielkość pojed.
pixela
1,3 mrad
Rozdzielczość
termiczna
0,1
o
C dla 30
o
C
Typ detektora
Focal Plane Array (FPA),
Niechłodzony microbolometer
320 x 240 pikseli
Czas stabilizacji
Około 45 sekund
Okular
Wbudowany, kolorowy LCD (TFT)
Zakres
temperaturowy
-20 °C do +350 °C
Typ rejestracji
obrazu
PC-Card typ II lub typ III,
kompatybilna z ATA
Format pliku, BMP Standardowa Bitmapa, 8-bit
(tylko obraz lub z obraz i grafika)
+ obróbka obrazu
Kraków 2001
Kraków 2001
KAMERA TERMOWIZYJNA -
KAMERA TERMOWIZYJNA -
ThermaCAM PM595
ThermaCAM PM595
Pole widzenia/min.
ogniskowa
24
o
x18
o
/0,5 m wbudowany
Wielkość pojed.
pixela
1,3 mrad
Rozdzielczość
termiczna
0,1
o
C dla 30
o
C
Typ detektora
Focal Plane Array (FPA),
Niechłodzony microbolometer 320
x 240 pikseli
Czas stabilizacji
Około 45 sekund
Okular
Wbudowany, kolorowy LCD (TFT)
Zakres
temperaturowy
-20 °C do +350 °C
Typ rejestracji
obrazu
Wysokiej pojemności PC-Card typ
II lub typ III, kompatybilna z ATA
Format pliku, BMP
Każdy obraz rejestrowany w obu
formatach
Kraków 2001
Kraków 2001
KAMERA TERMOWIZYJNA -
KAMERA TERMOWIZYJNA -
ThermaCAM PM696
ThermaCAM PM696
Pole widzenia/min.
ogniskowa
24
o
x 18
o
/0,5 m, wbudowany
Wielkość pojed.
pixela
1,3 mrad
Rozdzielczość
termiczna
0,08
o
C dla 30
o
C
Typ detektora
Focal Plane Array (FPA),
Niechłodzony microbolometer 320 x
240 pikseli
Czas stabilizacji
Około 45 minut
Zakres
temperaturowy
-40 °C do +120 °C
Typ rejestracji
obrazu
Wysokiej pojemności PC-Card typ II
lub typ III, kompatybilna z ATA
Format pliku
Standardowy plik BMP; obraz
wizyjny połączony z odpowiednim
termogramem
Kraków 2001
Kraków 2001
KAMERA TERMOWIZYJNA -
KAMERA TERMOWIZYJNA -
ThermaCAM SC500
ThermaCAM SC500
Pole widzenia/min.
ogniskowa
24
o
x 18
o
/0,5 m, wbudowany
Wielkość pojed.
pixela
1,3 mrad
Rozdzielczość
termiczna
0,1
o
C dla 30
o
C
Typ detektora
Focal Plane Array (FPA),
Niechłodzony microbolometer 320 x
240 pikseli
Czas stabilizacji
Około 45 minut
Zakres
temperaturowy
-40 °C do +500 °C
Typ rejestracji
obrazu
Wysokiej pojemności PC-Card typ II
lub typ III, kompatybilna z ATA
Format pliku, BMP 14-bitowy, pełna dynamika przesyłu
informacji
Kraków 2001
Kraków 2001
KAMERA TERMOWIZYJNA -
KAMERA TERMOWIZYJNA -
ThermaCAM SC1000
ThermaCAM SC1000
Pole widzenia/min.
ogniskowa
17
o
x 16
o
/0,25 m
Wielkość pojed.
pixela
1,2 mrad
Rozdzielczość
termiczna
<0,07
o
C dla 30
o
C
Typ detektora
Focal Plane Array (FPA), chłodzony,
PtSi/CMOS 256 x 2256 pikseli
Czas stabilizacji
Około 6 minut
Okular
Wbudowany, kolorowy LCD (TFT)
Zakres
temperaturowy
-10 °C do +500 °C
Typ rejestracji
obrazu
Wysokiej pojemności PC-Card,
kompatybilny z ATA
Format pliku, BMP 12-bitowy, pełna dynamika przesyłu
informacji
Kraków 2001
Kraków 2001
KAMERA TERMOWIZYJNA -
KAMERA TERMOWIZYJNA -
ThermaCAM SC2000
ThermaCAM SC2000
Pole widzenia/min.
ogniskowa
24
o
x 18
o
/0,5 m, wbudowany
Wielkość pojed.
pixela
1,3 mrad
Rozdzielczość
termiczna
0,1
o
C dla 30
o
C
Typ detektora
Focal Plane Array (FPA),
Niechłodzony microbolometer 320 x
240 pikseli
Czas stabilizacji
Około 45 sekund
Zakres
temperaturowy
-40 °C do +1500 °C
Typ rejestracji
obrazu
Wysokiej pojemności PC-Card typ II
lub typ III, kompatybilna z ATA
Format pliku, BMP 14-bitowy, pełna dynamika przesyłu
informacji
Kraków 2001
Kraków 2001
KAMERY WZIERNIKOWE
KAMERY WZIERNIKOWE
Kraków 2001
Kraków 2001
KAMERY WZIERNIKOWE -
KAMERY WZIERNIKOWE -
ZASTOSOWANIE
ZASTOSOWANIE
•
Poszukiwanie osób zasypanych
•
Dokładna lokalizacja poszkodowanego
•
Rozpoznanie stanu poszkodowanego
•
Nawiązanie kontaktu z poszkodowanym
•
Penetracja struktury gruzowiska przed rozpoczęciem
prac
Kraków 2001
Kraków 2001
KAMERY WZIERNIKOWE - BUDOWA
KAMERY WZIERNIKOWE - BUDOWA
•
Obiektyw kamery
•
Lanca teleskopowa
•
Urządzenie sterujące
•
Monitor
•
Słuchawki operatora z mikrofonem
•
Baterie- zasilanie
Kraków 2001
Kraków 2001
KAMERY WZIERNIKOWE - BUDOWA
KAMERY WZIERNIKOWE - BUDOWA
Kraków 2001
Kraków 2001
KAMERA WZIERNIKOWA - KUMMERT
KAMERA WZIERNIKOWA - KUMMERT
Urządzenie sterujące z monitorem
•
Sterowanie - drążek krzyżowy z automatycznym
zerowaniem i regulatorem trymerowym
•
Monitor - kolorowy LCD przekątne 12-16 cm
•
Aparat video VHS - system sterowania (zależnie od
modelu)
•
Zasilanie - bezprzewodowe z akumulatorów 12 V/2,6
Ah
•
Czas pracy - 60 - 120 min - w zależności od obiektywu
•
Wejścia/wyjścia - audio i tv
Kraków 2001
Kraków 2001
KAMERA WZIERNIKOWA - KUMMERT
KAMERA WZIERNIKOWA - KUMMERT
Kraków 2001
Kraków 2001
KAMERA WZIERNIKOWA - KUMMERT
KAMERA WZIERNIKOWA - KUMMERT
Obiektywy - kulisty obrotowy
•
Obiektyw - szerokokątny 2,5 mm
•
Oświetlenie - subminiaturowe lampy, łącznie 8,4 W
•
Czułość świetlna - 0,2 Lux
•
Zakres wychylenia - 0 - 90% od pionowo do poziomo
•
Zakres obrotu - niekończący się przez przekaźnik
obrotu
•
Średnica - 49 mm
•
Długość - 134 mm
•
Waga - 280 g
Kraków 2001
Kraków 2001
KAMERA WZIERNIKOWA - KUMMERT
KAMERA WZIERNIKOWA - KUMMERT
Kraków 2001
Kraków 2001
KAMERA WZIERNIKOWA - KUMMERT
KAMERA WZIERNIKOWA - KUMMERT
Obiektyw - kamera miniaturowa
•
Obiektyw - szerokokątny 2,5 mm
•
Oświetlenie - subminiaturowe lampy 4x2 W,
łącznie 8,4 W
•
Czułość świetlna - 0,8 Lux
•
Średnica - 22 mm
•
Długość - 63 mm
•
Waga - 58 g
Kraków 2001
Kraków 2001
KAMERA WZIERNIKOWA - KUMMERT
KAMERA WZIERNIKOWA - KUMMERT
Kraków 2001
Kraków 2001
KAMERA WZIERNIKOWA -
KAMERA WZIERNIKOWA -
SEARCHCAM 1000 C
SEARCHCAM 1000 C
•
Monitor - przekątna 7’’, czarno- biały
•
Obiektyw szerokokątny, 0,5’’ CCD
•
Średnica - 43 mm (dla otworu 45 mm)
•
Oświetlenie - lampki 2x3 W
•
Czułość świetlna - 0,05 Lux
•
Obiektyw obrotowy - 180
o
•
Lanca teleskopowa - długość - 81 - 193 cm, 106 - 305 cm
•
Sterowanie wielofunkcyjne umieszczone w lancy
•
Zastaw do komunikacji - system simplex - mikrofon +
słuchawki
•
Zasilanie - przewodowe z baterii akumulatorowych
•
Czas pracy - 240 min
Kraków 2001
Kraków 2001
KAMERA WZIERNIKOWA -
KAMERA WZIERNIKOWA -
SEARCHCAM 1000 C
SEARCHCAM 1000 C
Kraków 2001
Kraków 2001
KAMERY WZIERNIKOWE -
KAMERY WZIERNIKOWE -
ZASADA PRACY
ZASADA PRACY
Kamery wziernikowe stosuje się jako jeden z
dokładnych sposobów lokalizacji
poszkodowanych, w drugiej kolejności po
szybkiej metodzie biologicznej
Kamery wziernikowe można stosować również
tam, gdzie nie ma możliwości wykorzystania
innych metod poszukiwawczych, szczególnie
przy odszukiwaniu osób nieprzytomnych
Poszukiwań dokonuje się tylko i wyłącznie w
sektorze określonym przez przewodników
psów lub operatorów urządzeń nasłuchowych
Kraków 2001
Kraków 2001
KAMERY WZIERNIKOWE -
KAMERY WZIERNIKOWE -
ZASADA PRACY
ZASADA PRACY
•
Szczególnie ważne jest bardzo dokładne analizowanie uzyskiwanego
obrazu
Kraków 2001
Kraków 2001
KAMERY WZIERNIKOWE -
KAMERY WZIERNIKOWE -
ZASADA PRACY
ZASADA PRACY
•
Poszukiwania prowadzi się poprzez sukcesywne penetrowanie
gruzowiska w głąb, w miejscu najbardziej prawdopodobnej lokalizacji, a
następnie zataczanie kręgów.
Kraków 2001
Kraków 2001
KAMERY WZIERNIKOWE -
KAMERY WZIERNIKOWE -
ZASADA PRACY
ZASADA PRACY
•
Przy braku powyższych elementów można wykonać pojedyncze otwory
w elementach konstrukcyjnych
Kraków 2001
Kraków 2001
KAMERY WZIERNIKOWE -
KAMERY WZIERNIKOWE -
ZASADA PRACY
ZASADA PRACY
•
W poszukiwaniach wykorzystywać szczeliny, luki i wolne przestrzenie.
Kraków 2001
Kraków 2001
KAMERY WZIERNIKOWE -
KAMERY WZIERNIKOWE -
ZASADA PRACY
ZASADA PRACY
Nie wolno wpychać na siłę urządzenia w
niepewne miejsca
Przy penetracji zwracać szczególną uwagę na
stabilność konstrukcji
Po zlokalizowaniu poszkodowanego kamerą
można rozpoznać sytuację w jakiej znajduje się
poszkodowany
Kamerę można wykorzystać przy określaniu
kierunku i rodzaju prowadzenia działań
ratowniczych