Optimierte Flug-Thermografie Kamera und Industrie-PC an der Flugdrohne

Die Stärken einer Infrarotkamera kommen zum Tragen, wenn weitläufige Anlagen thermografisch untersucht werden sollen. Besonders viel Fläche auf einmal lässt sich aus der Vogelperspektive erfassen, wenn die Kamera von einer Drohne oder einem Multikopter getragen wird.

Der Hersteller von Infrarotkameras und IR-Thermometern Optris hat das PI LightWeight System zur Flug-Thermografie entwickelt, das in der zweiten Generation in gewichtsreduzierter Ausführung verfügbar ist. Das Kit besteht aus einer kompakten Infrarotkamera mit Optik – wahlweise Optris PI 450 (382 × 288 Pixel) oder PI 640 (640 × 480 Pixel) – sowie einem kleinen Industrie-PC (96 × 67 × 47 mm³) im Aluminiumgehäuse und macht insgesamt weniger als 400 g Traglast aus. Hinzu kommt allerdings noch das Gewicht für eine externe Lithium-Polymer-Batterie, die zur Versorgung der PC-Box mit 10 bis 25 V Spannung zusätzlich angeschafft werden muss. Die Kamera bezieht ihre Spannung über einen der Datenanschlüsse von der PC-Box, die unter dem Namen LightWeight Recording Box läuft. Kamera und Optik sind so aufeinander abgestimmt, dass bei 30 Metern Entfernung zum Messobjekt ein Kamerapixel einen Bildausschnitt des Objekts von etwa 3 × 3 cm2 einfängt. Die empfohlene kleinste Messobjektgröße, die von der Optik auf mindestens 3 × 3 Pixeln der Infrarotkamera projiziert werden sollte, beträgt damit 9 × 9 cm2, also in etwa die Größe einer einzelnen Solarzelle. Bei diesem Messabstand lassen sich gute 230 m² in einem Wärmebild thermografisch erfassen.

Es ist zwar möglich, das Kit lediglich an der Unterseite einer Drohne zu montieren und sofort mit der flugthermografischen Aufnahme zu beginnen; dann allerdings lässt sich die Infrarot-Videoaufnahme nicht fernsteuern und eine Übertragung von Live-Bildern während des Fluges ist auch noch nicht möglich. Die Anschlüsse zum einfachen Nachrüsten dieser Funktionen sind aber vorhanden. Um ein Echtbild-Video aufzunehmen, das zum Beispiel zur besseren Navigation der Flugdrohne an den Piloten gesendet wird, kann an einem der USB-Anschlüsse eine weitere Digitalkamera angeschlossen werden. Zwischen den Kamerakanälen am TV-Ausgang lässt sich dann über einen 2,4‑GHz-Flugsteuerungsempfänger hin- und herschalten. Die Recording Box schafft es, parallel zum Echtbild-Video eine thermografische Aufnahme in VGA-Auflösung mit bis zu 32 Hz aufzunehmen und auf der internen SD-Karte zu speichern. Die SD-Karte bestimmt auch die maximale Aufnahmedauer, die je nach gewählter Auflösung und Bildfrequenz zwischen 30 und 60 Minuten liegt.

Mit einem spezifizierten Betriebstemperaturbereich von 0 bis 50 °C könnte das Flug-Thermografie-System theoretisch auch zur Inspektion des knapp 240.000 m² großen Raschid-Al-Maktum-Solarparks in Dubai benutzt werden – die Höchsttemperatur im Land liegt bei 42 °C.

Nach Unterlagen der Firma Optris