在過去的幾十年里，紅外熱成像成為工業(yè)和建筑領(lǐng)域的重要話題。這方面的最新發(fā)展之一是從空中進(jìn)行紅外熱成像檢測(cè)。紅外熱像儀與無人機(jī)相結(jié)合對(duì)檢測(cè)光伏系統(tǒng)尤其有用。紅外熱像儀無人機(jī)也可用于對(duì)難以接近的建筑或電力線路進(jìn)行紅外熱成像檢測(cè)，以及用于消防和執(zhí)法工作。這項(xiàng)技術(shù)還可用于其他工業(yè)應(yīng)用、研發(fā)、尖端航空考古學(xué)、觀察大自然和動(dòng)物等。

使用無人機(jī)之前，大型光伏系統(tǒng)只能從一個(gè)較高的位置或建筑物，通過高空作業(yè)者或是升高的攝影三腳架進(jìn)行整體紅外熱成像檢測(cè)，這需要花費(fèi)很大的力氣，并且非常不靈活。來自瑞士emitec Messtechnik AG公司的Beni Riedi對(duì)此很不滿意，因此萌生出使用紅外熱像儀無人機(jī)檢測(cè)光伏系統(tǒng)和大型建筑的想法。 

emitec的測(cè)量與測(cè)試解決方案

emitec設(shè)有三個(gè)部門，emitec數(shù)據(jù)通訊部（負(fù)責(zé)測(cè)量，記錄，分析，優(yōu)化，測(cè)試，管理網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用），emitec工業(yè)部（負(fù)責(zé)EMC測(cè)量技術(shù)，HF，紅外熱成像，輸出，信號(hào)分析，數(shù)據(jù)記錄和實(shí)驗(yàn)室），mesomatic光纖技術(shù)部（負(fù)責(zé)光纖測(cè)量與接合技術(shù)，光纖組件和有線電視(CATV)），為客戶提供來自單一供應(yīng)商的全面的商業(yè)測(cè)試解決方案。該公司同50多家國(guó)際知名制造商合作，其中就有全球紅外熱像儀領(lǐng)導(dǎo)者FLIR Systems提供的解決方案。

從構(gòu)思到雛形

考慮到使用紅外熱成像，Beni Riedi接觸了各種高端紅外熱像儀。“由于距離較遠(yuǎn)，我們意識(shí)到應(yīng)使用熱分辨率高的高端紅外熱像儀。”Beni Riedi解釋道，    “飛行解決方案也要同樣可靠。”因此他需要一個(gè)有能力的無人機(jī)合作伙伴，它便是快速簡(jiǎn)單空中記錄領(lǐng)域的專家Helipro股份有限公司。“我們的無人機(jī)使用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，由于重量較輕，因此具    備蜂鳥一樣的飛行性能。”Helipro公司的Marc Baumann解釋道。“如此一來，它就可以在150m的高空從全新的角度獲取空中記錄。”

在為期兩天的培訓(xùn)課程中，用戶了解到無人機(jī)技術(shù)和控制的理論和實(shí)踐知識(shí)，從而能夠靈活操縱飛行器。此外，這也是對(duì)貴重的紅外熱成像無人機(jī)承保的重要需求。 

高清視頻向地傳輸

無人機(jī)使用高清視頻向地傳輸系統(tǒng)將實(shí)時(shí)熱圖像傳輸?shù)揭粋�(gè)或多個(gè)監(jiān)控器上（例如傳輸?shù)綗嵯駧熓褂玫谋O(jiān)控器上，同時(shí)傳輸?shù)綗o人機(jī)操縱者的平板電腦上）。為實(shí)現(xiàn)該功能，emitec和Helipro提供的整體解決方案使用紅外熱像儀的HDMI接口和自帶的高清視頻向地傳輸系統(tǒng)連續(xù)傳輸具有高清質(zhì)量的飛行全程非輻射熱視頻，必要時(shí)還可加入多波段動(dòng)態(tài)成像(MSX)。他完全有理由為此感到驕傲，“如此高清的圖像質(zhì)量無人能及。”emitec和Helipro提供的整體解決方案還使用了一套自主研發(fā)的紅外成像儀控制系統(tǒng)，可以在拍攝輻射熱圖像的同時(shí)進(jìn)行錄像。  

空中紅外熱成像服務(wù)

emitec和Helipro聯(lián)合研發(fā)的紅外熱成像無人機(jī)的第一位客戶是來自瑞士Krüger + Co. AG公司的Rolf Rutzer，他希望籍此將自己定位為技術(shù)先驅(qū)，并擴(kuò)展其服務(wù)組合。Krüger + Co. AG公司最初成立時(shí)是一家小型工程技術(shù)公司，現(xiàn)在已經(jīng)成為擁有超過250名員工的制造商和服務(wù)提供商，專營(yíng)建筑采暖/干燥，水漬，泄露檢測(cè)，建筑物理性質(zhì)和空氣調(diào)節(jié)等業(yè)務(wù)。“使用紅外熱成像無人機(jī)，可以為客戶提供大型建筑和光纖系統(tǒng)的檢測(cè)服務(wù)，這在以前是不可能的，”Rolf Rutzer解釋道，“紅外熱成像無人機(jī)能夠?yàn)橘|(zhì)量控制，維護(hù)檢查和其他基本事項(xiàng)提供寶貴的檢測(cè)結(jié)果，是擴(kuò)展客戶價(jià)值鏈的重要因素，同時(shí)可以提高生態(tài)和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)性。”

維護(hù)不容忽視

每個(gè)中型或大型的光伏系統(tǒng)需要至少每年檢測(cè)一次，這樣才能在安裝時(shí)發(fā)現(xiàn)缺陷模塊，及時(shí)尋求保修服務(wù)。這些問題可能包括制造缺陷或是運(yùn)輸過程中造成的損壞。同時(shí)，確保系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)整個(gè)系統(tǒng)的高效性，以及更換缺陷模塊也十分重要。如此一來，任何缺陷或是氣候原因?qū)е碌膿p壞都能及時(shí)得到補(bǔ)救�？傻卿泈w.getflir.com/green-guidebook，免費(fèi)查看FLIR《建筑和可再生能源應(yīng)用手冊(cè)》中的常見問題概覽 

無人機(jī)非常高效，尤其是對(duì)含有較多模塊的大面積進(jìn)行檢測(cè)的時(shí)候。例如，如果倉(cāng)庫(kù)屋頂?shù)奶��?yáng)能面板出現(xiàn)了問題，用儀表逐個(gè)模塊測(cè)量會(huì)很費(fèi)力氣。紅外熱成像便是這種情況下的理想工具，因?yàn)楣夥�模塊的問題通常會(huì)伴有相對(duì)較高的10-20°K (=°C)的溫差。 

高端紅外熱像儀

為實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離檢測(cè)，Beni Riedi需要一臺(tái)絕對(duì)高質(zhì)量、高分辨率的紅外熱像儀。因此emitec選擇了FLIR T640bx紅外熱像儀。它的分辨率為640 x 480像素，     不僅能夠提供清晰圖像，還能呈現(xiàn)高精度細(xì)節(jié)。這款紅外熱像儀具備永久連續(xù)自動(dòng)對(duì)焦功能，這對(duì)于獲取清晰的熱圖像視頻流而言非常重要，因?yàn)闊o人機(jī)的飛行高度是不斷變化的。其他功能還包括取景器，集成GPS，羅盤，實(shí)時(shí)線溫分布，圖像繪制（熱圖像和可見光圖像），MPEG4，WLAN，Meterlink，熱疊加，畫中畫及MSX圖像增強(qiáng)功能，可以通過整合熱圖像和可見光圖像，呈現(xiàn)精確的未知細(xì)節(jié)。 

包括無人機(jī)，紅外熱像儀，鏡頭，軟件和培訓(xùn)在內(nèi)的全套服務(wù)

紅外熱成像無人機(jī)提供包括飛行器和FLIR T640bx紅外熱像儀在內(nèi)的全套服務(wù)。不僅提供25°的標(biāo)準(zhǔn)鏡頭，可以從空中捕獲清晰影像，同時(shí)帶有45°廣角鏡頭，可用來捕獲更大的熱視場(chǎng)。一旦發(fā)現(xiàn)問題區(qū)域，無人機(jī)會(huì)使用15°變焦鏡頭從高處進(jìn)行細(xì)節(jié)記錄。變焦鏡頭還非常適合用來檢測(cè)電力線路，因?yàn)閱栴}一般出現(xiàn)在較小的區(qū)域內(nèi)，飛行器需要保持一定的距離。 

包括軟件和培訓(xùn)服務(wù)

整體解決方案還包括分析軟件和為期三天的培訓(xùn)課程。培訓(xùn)的前兩天，Helipro公司的Marc Baumann會(huì)解釋無人機(jī)技術(shù)和控制的理論和實(shí)踐知識(shí)，這樣用戶就能安全地操縱飛行器，此外，這也是對(duì)紅外熱成像無人機(jī)承保的重要需求。第三天，Emitiec公司的Beni Riedi會(huì)向用戶解釋紅外熱像儀和軟件技術(shù)，用戶需要具備相關(guān)資格證書或至少受過足夠的熱成像專家培訓(xùn)。 

天氣情況應(yīng)對(duì)及影響

當(dāng)然無人機(jī)的使用有一定的局限性。這個(gè)系統(tǒng)無法在下雪，下雨或是大風(fēng)的天氣情況下使用。“總的來說風(fēng)對(duì)建筑紅外熱成像檢測(cè)是很不利的，”Beni Riedi解釋道，“因?yàn)轱L(fēng)會(huì)將建筑表面冷卻，這樣檢測(cè)結(jié)果就不真實(shí)了。”除此之外，還應(yīng)注意控制無人機(jī)僅在一定范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)紅外熱像儀，避免鏡頭直接對(duì)準(zhǔn)太陽(yáng)， 這樣會(huì)損壞探測(cè)器。

Helipro推薦每隔6個(gè)月確認(rèn)無人機(jī)運(yùn)行正常。FLIR紅外熱像儀基本不需要維護(hù)，但是Beni Riedi仍然建議每年到emitec檢測(cè)一下，重新校準(zhǔn)，升級(jí)軟件。  

廣泛使用選擇 

設(shè)計(jì)紅外熱成像無人機(jī)時(shí)，重點(diǎn)是紅外熱像儀要全年都能使用，并盡可能靈活。通過它的模塊化結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了這一點(diǎn)：雖然出于安全起見紅外熱像儀被牢牢固定在無人機(jī)上，并需要獨(dú)特的線路方案實(shí)現(xiàn)控制和高清視頻向地傳輸功能，但是紅外熱像儀可以輕松拆卸，作為手持紅外熱像儀使用。紅外熱成像無人機(jī)的兩大主要應(yīng)用（光伏系統(tǒng)檢測(cè)和建筑檢測(cè)）也能相互補(bǔ)充：因?yàn)楣夥�系統(tǒng)通常在熱季進(jìn)行檢測(cè)，而建筑熱損失通常發(fā)生在冷季。由于需求很大，這種紅外熱成像無人機(jī)能夠很快收回投資。 

總結(jié)

通過紅外熱成像無人機(jī)，emitec，F(xiàn)LIR Systems和Helipro公司提供了一種高效、高科技檢測(cè)技術(shù)。光伏系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商    

和大型建筑業(yè)主能夠借助該系統(tǒng)的專業(yè)服務(wù)供應(yīng)商，從系統(tǒng)中獲益。所有參與的公司均展現(xiàn)了其在該領(lǐng)域的高水準(zhǔn)，為市場(chǎng)增添了一項(xiàng)開創(chuàng)性的服務(wù)項(xiàng)目。