Камеры видеонаблюдения с тепловизором для замера температуры

Камера с тепловизором измеряет не температуру тела, а инфракрасное излучение поверхности, попавшей в кадр. Для человека это температура кожи лица — величина, которая зависит и от состояния организма, и от того, что происходило с человеком последние десять минут. Поэтому в системах температурного скрининга тепловизионная камера почти никогда не работает одна: рядом ставят эталонный излучатель, по которому камера постоянно калибруется, а саму точку контроля организуют так, чтобы условия измерения были одинаковыми для всех. Без этого прибор показывает цифры, но доверять им нельзя.

Как устроено измерение

Внутри такой камеры стоит микроболометр — матрица, элементы которой нагреваются от попадающего на них излучения и меняют сопротивление. Из этих изменений строится тепловая карта сцены, где каждой точке соответствует своя температура. Разрешение тепловой матрицы всегда заметно ниже, чем у обычных камер: это десятки тысяч точек, а не миллионы. Именно поэтому большинство моделей делают двухспектральными — рядом с тепловым модулем стоит обычный оптический, и картинки накладываются друг на друга, чтобы оператор понимал, кто именно и где стоит.

Важная особенность: точность зависит от коэффициента излучения материала. Кожа, металл, крашеная поверхность и стекло излучают по-разному, и настройка камеры под один сценарий не переносится на другой автоматически. Отсюда следствие, о котором постоянно забывают: тепловизор не видит сквозь стекло. Оконное стекло непрозрачно для длинноволнового инфракрасного излучения — измерить температуру водителя через лобовое стекло на въезде или посетителя через витрину физически невозможно, камера покажет температуру самого стекла.

Наблюдательный тепловизор и измерительный — это разные приборы

Разделение принципиальное, а в описаниях товаров оно часто смазано. Наблюдательная тепловизионная камера строит картинку по разнице температур: она отлично показывает, что в кустах кто-то есть, но цифру в градусах не выдаёт или выдаёт очень приблизительно. Измерительная (радиометрическая) камера хранит температурное значение для каждой точки кадра, умеет ставить точки и зоны замера и подавать тревогу при превышении порога. Для охраны периметра достаточно первой и она дешевле, для контроля электрощитовой или скрининга людей нужна вторая. Купить наблюдательную камеру под задачу измерения — самая частая и самая обидная ошибка: прибор работает, а цифрам на экране верить нельзя.

Почему для людей нужен эталон

Скрининговые системы измеряют внутренний угол глаза — зону, температура которой ближе всего к внутренней и меньше всего колеблется от внешних условий. Даже при этом остаётся дрейф самой матрицы, и его компенсируют эталонным источником: небольшим излучателем с точно поддерживаемой температурой, который постоянно находится в кадре. Камера сравнивает то, что видит на эталоне, с тем, что должна видеть, и корректирует показания.

Отсюда требования к точке контроля, которые в Казахстане нарушают чаще всего:

• Только внутри помещения со стабильной температурой. Тепловизор на улице или в холодном тамбуре бесполезен: сама камера уходит за рабочий диапазон, а показания скачут.
• Нужна зона адаптации. Человек, зашедший с −25, приходит с охлаждённым лицом, и система даст заниженное значение — пропустит того, кого должна была остановить. Несколько минут в тёплом холле снимают эффект, но это надо предусмотреть в планировке потока, а не надеяться на удачу.
• Никаких сквозняков, прямого солнца и мощных ламп в кадре. Всё это искажает и фон, и лицо.
• Одна камера — один узкий проход. Скрининг на потоке через широкий вход не работает: люди проходят на разном расстоянии, часть в масках, шапках и капюшонах, лицо в кадр попадает не полностью.

Что скрининг умеет, а что нет

Он умеет отсеивать: находить в потоке людей с повышенной температурой поверхности лица и подавать сигнал оператору. Дальше человека проверяют обычным медицинским термометром — и решение принимает человек, а не камера. Тепловизор не ставит диагноз, не отличает температуру после болезни от температуры после бега по лестнице и не заменяет медицинский прибор. Формулировка «бесконтактный первичный отсев» описывает его роль честно, «автоматическое измерение температуры тела» — нет.

Спрос на такие системы был пиковым в 2020–2021 годах, и многие купленные тогда комплексы сейчас простаивают. Это не значит, что оборудование пропало зря: тепловизионный модуль решает и другие задачи, если правильно его переставить и перенастроить.

Где тепловизор сегодня приносит больше пользы

Раннее обнаружение перегрева и возгорания

Самое практичное применение на промышленных объектах. Тепловизор видит нагретый контакт в электрощите, перегретый подшипник, греющийся аккумуляторный блок и тлеющий очаг внутри штабеля задолго до того, как появится дым и сработает обычный извещатель. На складах с горючим сырьём, в котельных, в серверных и электрощитовых камера с порогом по температуре превращается в раннее предупреждение. Работает это в связке с обычными системами: пожарная сигнализация фиксирует уже развившееся событие, тепловизор — предпосылку к нему.

Периметр и охрана в темноте

Тепловизионная камера не нуждается в освещении вообще: она видит тёплый объект на холодном фоне. Её не слепят фары и прожекторы, ей безразличен снегопад в свете ИК-подсветки, который обычную камеру превращает в белую кашу. Зимой в Казахстане, когда фон промёрз до −25, человек и работающий двигатель контрастируют особенно резко, и обнаружение работает на сотни метров. Логика применения такая: тепловизор обнаруживает и поднимает тревогу, обычная камера с хорошей оптикой в той же зоне опознаёт. Для промбаз, подстанций, карьеров и загородных территорий это рабочая связка, которую имеет смысл закладывать в проект видеонаблюдения сразу.

Эксплуатация зданий

Тепловые потери через стыки панелей, промерзающие узлы, неисправная теплотрасса, забитый участок тёплого пола — всё это видно на тепловой карте. Для управляющих компаний и владельцев складов зимняя тепловизионная съёмка окупается экономией на отоплении быстрее, чем кажется.

На что смотреть при выборе

• Разрешение теплового сенсора. Чем оно выше, тем мельче объект, который камера способна корректно измерить на дистанции. Для щитовой достаточно скромного, для периметра нужно больше.
• Объектив и поле зрения. Определяет дальность обнаружения. Широкий угол видит много и близко, длиннофокусный — узкую полосу далеко. Универсального варианта нет.
• Тепловая чувствительность (NETD). Насколько мелкую разницу температур камера различает. Для скрининга людей и поиска слабого перегрева это критично, для грубого обнаружения движения — нет.
• Диапазон измерения. Скрининговая камера настроена на узкий диапазон вокруг температуры тела и для щитовой не подойдёт — там нужны совсем другие значения.
• Наличие эталона в комплекте. Если система продаётся для измерения температуры людей без эталонного излучателя, к её точности стоит относиться скептически.
• Интеграция. Поддержка ONVIF, вывод тревог на регистратор и в приложение, реакция на превышение порога — иначе камера превращается в отдельный прибор, за которым надо следить вручную.

Порядок цен и типичные ошибки

Тепловизионная камера в разы дороже обычной сетевой камеры сопоставимого класса — тепловая матрица остаётся дорогим компонентом. Полноценный скрининговый комплект с эталоном стоит ещё заметно больше, потому что эталон — это отдельный прецизионный прибор. Поэтому вопрос «сколько стоит» почти всегда должен идти после вопроса «что именно нужно измерять и с какой точностью»: разница между обнаружением перегрева в щитовой и медицински осмысленным скринингом людей — это разница в разы по бюджету.

Ошибки повторяются одни и те же: тепловизор ставят на улице; ждут от него точности медицинского термометра; пытаются мерить через стекло; вешают одну камеру на широкий вход с потоком людей; настраивают порог тревоги и не назначают человека, который на эту тревогу реагирует. Последнее особенно обидно — система работает, сигнал уходит, и никто его не смотрит.

ONSET подбирает тепловизионное оборудование под конкретную задачу — контроль электрощитовых и складов, охрана периметра, температурный скрининг на проходной — и честно говорит, когда задача решается обычной камерой дешевле. Выезд на объект, расчёт точек и дистанций, монтаж силами собственного отдела по лицензии на СМР, гарантия 12 месяцев на работы и до 24 месяцев на оборудование. Готовое оборудование смотрите в каталоге, а уже установленную технику можно передать нам на обслуживание — тепловизионным системам регулярная проверка настроек нужна больше, чем обычным камерам.