İsterseniz yazımıza öncelikle termal kamera nedir? Termal kameranın tanımının yapılması ile başlayalım. Termal kamera mutlak sıfırın (-273 C) üzerinde bir sıcaklığa sahip bütün nesneler, tespit edilebilir bir termal radyasyon yayar. Bir nesnenin sıcaklığı ne kadar yüksek ise o kadar şiddetli bir kızılötesi termal radyasyon yayılımı olur. Termal radyasyon insan gözü ile görülemez olsa da bu termal kameralar tarafından tespit edilebilir.
Termal kameralar kızılötesi 8-14 µm ışın dalgalarını geçiren özel bir germanyum lense sahiptir. Termal kamera sistemleri çevredeki nesnelerden gelen küçük sıcaklık farklarını algılayabilen hassas bir ısı sensörüne sahiptir diyebiliriz.
Termal Kameraları Hangi Uygulamalarda Kullanabiliriz?
Termal kameraların en çok fayda sağladığı alan sınır güvenliğidir diyebiliriz. Çünkü optik kameralar düşük ışık ya da çok parlak koşullarında görüntüde zafiyetler oluşturabilmektedir. Bunu yanı sıra ağaçlık alanlarda, sisli ortamlarda optik kameralar ile tespit edilemeyen nesneler termal kameralar ile kolaylıkla tespit edilebilmektedir. Aynı zamanda termal kameralar optik kameralardan çok daha uzun mesafelerde kolaylıkla kişi takibi yapabilmektedir. Tüm bunların yanında termal kameralarda kullanılan yüksek doğruluk oranlı akıllı video analizler sayesinde, termal kameralar günümüzde özellikle sınır güvenliğinde ciddi oranda kullanılmaktadır. Buradaki sınır güvenliği herhangi bir tesisin, binanın, tank sahasının, endüstriyel tesisin çevre güvenliği olabileceği gibi askeri alanların sınır güvenliğinde de kullanılabilmektedir.
Termal Kamera Sınır Güvenliği
Termal kameralar sınır güvenliği yanında sıcaklık ölçümü de yapabilmektedir. Termal kameralar izlediği alanda istediğimiz noktanın gerçek sıcaklığını ölçebilirler. Sadece sıcaklığı ölçmek ile de kalmaz belirlenen bir sıcaklık değerini aşması durumunda otomatik olarak alarm üretebilirler. Sıcaklık ölçüm yönü ile termal kameralar endüstriyel uygulamalarda yoğun olarak kullanılmaktadırlar.
Termal kameraların yine yoğun kullanımlarından birisi yangın algılama özellikleridir. Termal kameralar daha yangını başlangıç aşamasında çok hızlı olarak algılayabilirler. Bu yönü ile termal kameralar yangın çıkma riski yüksek olan alanlarda kullanılabilirler. Üzerlerinde bulunan video analizler sayesinde yangını hızlı algılayıp otomatik olarak uyarı verebilirler. Duman dedektörü ile yapılan karşılaştırmalarda, duman dedektörlerinden çok daha hızlı olarak yangını algıladığı görülmüştür.
Termal görüntülemeli yangın algılama sistemleri endüstride bunkerler, kömür taşıyıcılar, çöp yığınları, kağıt ve karton geri dönüşüm tesisleri ve benzerlerinde kendiliğinden çıkan yangınların izlenmesi ve tanınması için hızlı ve güvenilir sistemlerdir. Bu alanlarda kendiliğinden yanma olasılığı çok yüksektir ve yangın durumunda personel ve tesis için feci etkileri olmaktadır.
Termal Kamera Yangın Algılama Sistemi
Termal Kamera Duman İçindeki Kişinin Algılanması
Termal kamera sistemlerinin endüstri uygulamalarından bir diğeri ise otomotiv endüstrisidir. Araç sürücülerinin zayıf ışıkta ve kötü hava koşullarında görmelerine yardımcı olmak, kazaları azaltmak ve sürüş güvenliği sağlamak için termal kameralar kullanılmaya başlanmıştır. Yine otomobil endüstrisinde zamandan ve paradan tasarruf etmek için lastikler ve frenler gibi otomobil bileşenlerinin tahribatsız muayenesinde termal kameralar kullanılmaktadır.
Termal kameralar, optik kameralar tarafından görülemeyen nesneleri ve potansiyel nesneleri kolaylıkla tespit edebilirsiniz. Termal kameralar hiçbir şey yaymaz ve iyi gizlenme sağlar. Buda termal kameraların bulunup yok edilmelerini zorlaştırır. Derin öğrenme algoritmaları sayesinde hatalı alarmları azaltarak daha doğru alarmlar üretirler.
Termal kameralar endüstride sıcaklık ölçümünde elektrik kabinetleri, veri merkezleri, üretimde kontrol işlemleri, üretimde makine kontrol işlemleri, endüstriyel tesislerde üretim ve process takibinde, elektrik kablo bakımında, yüksek voltaj testlerinde, yüksek gerilim panolarında vb. birçok alanda uygulama alanına sahiptir. Termal kameralar modbus entegrasyonu sayesinde scada sistemlerine entegre olabilmektedir. Bu sayede takip ve yönetimleri daha kolay olmaktadır.
Termal Kamera Enerji Hattı Kontrolü
Termal kameralar birkaç yıl öncesinde ulaşılması zor ve pahalı ürünler olduğu için çok tercih edilemezken bugün maliyetlerinin düşmesine paralel olarak birçok alanda kullanılabilir duruma gelinmiştir. Termal kamera sistemleri doğru projelendirme ve konumlandırma ile orman yangınlarının tespitinde rahatlıkla kullanılabilecek sistemlerdir. Orman yangın güvenliği için günümüzde termal kameralar kullanılmaya başlanmıştır. Tabi ki profesyoneller tarafından doğru projelendirme yapılarak bu tür güvenlik çözümleri rahatlıkla kullanılabilir. Bunun yanı sıra geçtiğimiz covit-19 pandemisi süresinde termal kamera sistemleri aktif olarak görev yapmışlardır. Ateşi olan insanların kalabalık ortamlarda bile kolaylıkla tespiti termal kameralar sayesinde mümkün olabilmiştir. Termal kameraların günümüzde özellikle endüstriyel tesislerde çok fazla kullanım alanı oluşmuştur.
Aşağıdaki resimde bir termal kamera ile normal optik kameranın gece görüntüsü kıyaslanmıştır. Resimde görüleceği üzere optik kamerada bir çok detayı kaçırabildiğimiz halde termal kamerada en ince detaylara kadar hakim olabilmekteyiz. Buda bize güvenliğin önem arz ettiği noktaların mutlaka termal kameralar ile izlenmesi gerektiğini anlatmaktadır.
Aşağıdaki resimde ise bir optik kamera ile bir termal kameranın sisli ortam performansı karşılaştırılmıştır. Görebileceğiniz üzere, sisli ortamda optik kameralar ile görüntü alamaz iken, termal kameralar ile rahatlıkla görüntü alabilmekteyiz. Termal kameralar sis, yağmur, kar vb. dış ortamlardan etkilenmezler.
Yine aşağıda yüksek ışık ortamında, optik kamera ve termal kamera karşılaştırılması görünmektedir. Burada göreceğiniz üzere termal kameralar yüksek ışıktan etkilenmezler.
1. Termal kamera sistemi nedir ve ne işe yarar?
Termal kamera sistemi, nesnelerin yaydığı kızılötesi ısı ışınımını algılayarak sıcaklık farklılıklarını görüntüleyen elektronik izleme teknolojisidir. Termal görüntüleme sistemleri; çevre güvenliği, yangın riski tespiti, elektrik tesisatı kontrolleri, endüstriyel sıcaklık izleme ve arama kurtarma gibi alanlarda kullanılır. Görünür ışığa ihtiyaç duymadan çalışabilmeleri, özellikle gece güvenliği uygulamalarında önemli avantaj sağlar.
2. Termal kamera nasıl çalışır?
Termal kamera, nesnelerden yayılan kızılötesi radyasyonu özel bir görüntü sensörüyle algılayarak çalışır. Sensörün ölçtüğü ışınım farklılıkları elektronik olarak işlenir ve termal görüntüye dönüştürülür. Yaygın uzun dalga kızılötesi (LWIR) kameralar yaklaşık 8–14 mikrometre dalga boyu aralığında çalışır. Radyometrik özellikli modeller, uygun ölçüm ayarlarıyla nesnelerin yüzey sıcaklığını da hesaplayabilir.
3. Termal kamera ile normal güvenlik kamerası arasındaki fark nedir?
Normal güvenlik kameraları, görünür ışığı kullanarak ortamın renkli veya siyah-beyaz görüntüsünü oluşturur. Termal kameralar ise nesnelerin yaydığı kızılötesi ışınımı algılayarak sıcaklık farklılıklarını görüntüler. Bu nedenle termal kameralar tamamen karanlık alanlarda insan ve araç tespiti yapabilir. Ancak yüz ayrıntıları, kıyafet renkleri ve plaka bilgileri gibi görsel kimliklendirme ihtiyaçlarında optik kameralar daha uygundur.
4. Termal kamera ile IR gece görüşlü kamera arasındaki fark nedir?
IR gece görüşlü kameralar, genellikle kızılötesi LED aydınlatma kullanarak nesnelerden yansıyan ışığı görüntüler. Termal kameralar ise kendi aydınlatmalarını kullanmadan nesnelerin yaydığı ısıl radyasyonu algılar. Bu nedenle termal kamera, tamamen karanlık ortamlarda ek aydınlatma olmadan çalışabilir. İki teknolojinin görüntü ayrıntısı, algılama mesafesi ve kullanım amacı farklıdır.
5. Termal kamera sistemleri nerelerde kullanılır?
Termal kamera sistemleri; fabrika ve tesis çevre güvenliği, enerji santralleri, elektrik dağıtım tesisleri, veri merkezleri, kömür depoları, geri dönüşüm tesisleri, orman yangını izleme ve endüstriyel üretim hatlarında kullanılır. Ayrıca araç güvenliği, ekipman arıza analizi ve arama kurtarma çalışmalarında da değerlendirilebilir. Uygun kamera seçimi, sıcaklık ölçümü veya güvenlik algılaması gibi temel kullanım amacına göre yapılmalıdır.
6. Termal kameralar çevre ve sınır güvenliğinde nasıl kullanılır?
Termal kameralar, fabrika, depo, enerji tesisi ve diğer kritik alanların çevresindeki insan ve araç hareketlerini tespit etmek amacıyla kullanılır. Termal görüntü üzerinde sanal çizgi veya bölge ihlali analizleri uygulanabilir. Uygun sistemlerde izinsiz giriş algılandığında güvenlik merkezine alarm gönderilir. Böylece geniş ve düşük aydınlatmalı alanların izlenmesi kolaylaşır.
7. Termal kameralar tamamen karanlık ortamlarda çalışır mı?
Evet. Termal kameralar, nesnelerin yaydığı kızılötesi ısı ışınımını algıladığı için tamamen karanlık ortamlarda da çalışabilir. Görünür ışık veya IR LED aydınlatma kullanılması gerekmez. Ancak görüntüdeki hedeflerin belirginliği, hedef ile arka plan arasındaki sıcaklık farkına ve kameranın termal hassasiyetine bağlıdır. Bu nedenle bütün karanlık koşullarda aynı algılama performansı garanti edilemez.
8. Termal kameralar sis, yağmur ve karlı havalarda çalışır mı?
Termal kameralar, hafif sis ve bazı olumsuz hava koşullarında optik kameralara göre daha iyi nesne algılama sağlayabilir. Ancak yoğun sis, yağmur, kar ve atmosferik nem, kızılötesi ışınımın iletimini azaltarak algılama mesafesini düşürebilir. Bu nedenle termal kameraların hava koşullarından hiç etkilenmediği söylenemez. Dış ortam projelerinde cihazın teknik menzili ve çevresel performansı birlikte değerlendirilmelidir.
9. Termal kameralar kaç metre mesafeden insan algılayabilir?
Termal kameraların insan algılama mesafesi; sensör çözünürlüğü, lens odak uzaklığı, hedefin büyüklüğü, sıcaklık kontrastı ve hava koşullarına bağlıdır. Bazı profesyonel sistemler yüzlerce metre veya uygun koşullarda daha uzun mesafelerde insan varlığını tespit edebilir. Ancak bir insanı tespit etmek, hareketlerini tanımak ve kimliğini belirlemek farklı işlemlerdir. Kesin mesafe üretici verileri ve saha testleriyle doğrulanmalıdır.
10. Termal kameralar insanların yüzünü veya kimliğini tanıyabilir mi?
Termal kameralar, kişilerin oluşturduğu ısı dağılımını görüntüleyerek insan varlığını tespit edebilir. Ancak standart termal güvenlik kameraları, normal optik kameralardaki gibi yüz ayrıntılarını veya kıyafet renklerini güvenilir şekilde göstermez. Bu nedenle kişinin kimliğinin belirlenmesi gereken uygulamalarda termal kamera, uygun bir optik kamera sistemiyle birlikte kullanılabilir.
11. Termal kameralar gerçek sıcaklık ölçümü yapabilir mi?
Evet, radyometrik sıcaklık ölçümü özelliği bulunan termal kameralar, nesnelerin yüzey sıcaklığını hesaplayabilir. Ancak bütün termal güvenlik kameralarında bu özellik bulunmaz. Ölçüm doğruluğu; yüzeyin yayınım katsayısı (emissivity), ölçüm mesafesi, yansıyan radyasyon ve çevresel koşullardan etkilenir. Hassas sıcaklık ölçümü gereken uygulamalarda radyometrik kamera ve uygun kalibrasyon kullanılmalıdır.
12. Radyometrik termal kamera ile standart termal kamera arasındaki fark nedir?
Radyometrik termal kameralar, görüntüleme işlevinin yanında uygun koşullarda piksel veya tanımlanan bölgeler üzerinden sıcaklık ölçümü gerçekleştirebilir. Standart termal güvenlik kameraları ise çoğunlukla insan, araç veya nesne tespiti amacıyla ısıl kontrast oluşturur. Her termal kamera hassas sıcaklık ölçümü için tasarlanmamıştır. Endüstriyel izleme ve aşırı sıcaklık alarmı uygulamalarında radyometrik özellikler değerlendirilmelidir.
13. Termal kameralarda NETD değeri nedir?
NETD (Noise Equivalent Temperature Difference), termal kameranın küçük ısıl ışınım farklılıklarını ayırt edebilme kabiliyetini gösteren teknik ölçüttür. Genellikle milikelvin (mK) cinsinden belirtilir. Benzer test koşullarında daha düşük NETD değeri, daha küçük sıcaklık farklarının görüntülenmesine yardımcı olabilir. Ancak gerçek görüntü performansı yalnızca NETD değerine değil; sensör, lens, görüntü işleme ve çevresel koşullara da bağlıdır.
14. Termal kamera seçerken hangi teknik özelliklere dikkat edilmelidir?
Termal kamera seçiminde sensör çözünürlüğü, NETD değeri, lens görüş açısı, algılama mesafesi, sıcaklık ölçüm aralığı ve video analiz özellikleri değerlendirilmelidir. Dış ortam kameralarında IP koruma sınıfı ve çalışma sıcaklığı da önemlidir. Yangın algılama uygulamalarında radyometrik ölçüm ve sıcaklık alarmı özellikleri aranabilir. Doğru kamera seçimi, proje riskleri ve görüntüleme hedeflerine göre yapılmalıdır.
15. Termal kameralar yangını erken algılayabilir mi?
Termal kameralar, yangın oluşmadan önce gelişebilen anormal yüzey sıcaklıklarını veya sıcak noktaları tespit ederek erken uyarı sağlayabilir. Özellikle kömür depoları, geri dönüşüm tesisleri ve endüstriyel üretim alanlarında bu özellik önemlidir. Ancak termal kameraların her yangını duman dedektörlerinden önce algıladığı söylenemez. Algılama başarısı yangının gelişimine, görüş alanına ve sistem tasarımına bağlıdır.
16. Termal kameralar endüstriyel tesislerde hangi amaçlarla kullanılır?
Termal kameralar, endüstriyel tesislerde elektrik panolarının, motorların, rulmanların, üretim hatlarının ve diğer kritik ekipmanların sıcaklıklarının izlenmesinde kullanılabilir. Anormal ısınmaların tespit edilmesi, arızaların erken fark edilmesini ve kestirimci bakım çalışmalarını destekleyebilir. Ayrıca kömür taşıma sistemleri, bunkerler ve geri dönüşüm tesislerinde olası yangın risklerinin izlenmesi amacıyla da kullanılabilir.
17. Termal kameralar orman yangınlarının erken tespitinde nasıl kullanılır?
Termal kameralar, ormanlık alanlarda ve yangın riski yüksek bölgelerde oluşan anormal ısı kaynaklarının izlenmesi amacıyla kullanılabilir. Sabit kulelere, yüksek noktalara veya uygun mobil platformlara yerleştirilen kameralar, belirlenen bölgelerde sıcaklık farklılıklarını takip edebilir. Gelişmiş analiz yazılımlarıyla olası yangın belirtileri için otomatik alarm oluşturulabilir. Sistem performansı görüş hattı, hava koşulları ve hedef mesafesine bağlıdır.
18. Termal kameralar insanlarda ateş ölçümü yapabilir mi?
İnsan sıcaklığı taraması için tasarlanmış uygun termal kameralar, belirli koşullarda cilt yüzey sıcaklığını ölçebilir. Ancak cilt sıcaklığı doğrudan vücut iç sıcaklığı anlamına gelmez. Ölçüm sonuçları ortam koşullarından, mesafeden ve uygulama yönteminden etkilenebilir. Termal kamera tek başına ateşli hastalıkların veya enfeksiyonların teşhisinde kullanılamaz. Klinik değerlendirme için uygun tıbbi ölçüm ve doğrulama yöntemleri gerekir.
19. Termal kameralar CCTV, alarm ve SCADA sistemlerine entegre edilebilir mi?
Evet. Uyumlu termal kameralar, IP ağları, alarm çıkışları veya desteklenen haberleşme protokolleri üzerinden CCTV, hırsız alarm ve SCADA sistemleriyle entegre edilebilir. Örneğin belirlenen sıcaklık eşiği aşıldığında alarm oluşturulabilir veya izinsiz giriş algılandığında ilgili optik kamera görüntüsü güvenlik merkezinde açılabilir. Bazı endüstriyel modeller Modbus gibi protokoller üzerinden sıcaklık bilgisi iletebilir.
20. Termal kamera sistemleri fiyatları neye göre belirlenir?
Termal kamera fiyatları; sensör çözünürlüğü, NETD değeri, lens özellikleri, algılama mesafesi, radyometrik sıcaklık ölçümü ve akıllı analiz fonksiyonlarına göre değişir. Sabit, PTZ veya çift sensörlü kamera seçimi de maliyeti etkiler. Montaj, haberleşme altyapısı, kayıt sistemi, yazılım lisansları ve SCADA entegrasyonu toplam bütçeye dahil edilmelidir. Kesin fiyatlandırma için kullanım alanına uygun teknik keşif ve projelendirme yapılmalıdır.
