FLIR T640bx 열화상 카메라를 이용한 공중 녹화용 써모그래피 측정 드론

써모그래피 측정은 지난 수 십 년 동안 산업 및 건축 분야에서 중요한 주제였습니다. 이 분야의 새로운 발전이 공중 써모그래피 측정 검사입니다. 드론과 결합된 열화상 카메라는 광전지 시스템 검사에 특히 유용할 수 있습니다. 열화상 카메라 드론은 접근이 불가능한 건물이나 전력선에 대한 써모그래피 측정 검사와, 소방 업무 및 경찰/치안 업무에도 쓰이고 있습니다. 또한 이 기술은 다른 산업 용도들이나 연구개발, 최신 공중 고고학, 자연 및 동물 보전에서도 구현될 수 있습니다.

드론을 사용하지 전에는 넓은 광전지 시스템을 위에서 내려다 보는 것은 더 높은 장소와 건물에서 상공 노동자를 이용하거나 사진촬영 삼각대를 높이 세운 경우에만 가능했는데, 그러려면 상당한 노력이 필요했고 유연성도 많이 떨어졌습니다. 스위스 회사 emitec Messtechnik AG의 Beni Riedi는 여기에 불만을 갖고 광전지 시스템과 대형 건물을 검사할 수 있는 열화상 카메라 드론을 생각해냈습니다.

emitec의 계측시험 솔루션

emitec datacom (네트워크 및 어플리케이션의 계측, 기록, 분석, 최적화, 시험, 관리), emitec industrial (EMC, HF, 써모그래피 측정, 출력, 신호 분석, 데이터 기록, 실험실을 위한 계측 기술), mesomatic fiberoptics (광학섬유 계측 결합 기술, 광학 부품, CATV), 이렇게 세 개 부서를 통해 emitec은 단 하나의 출처로 상업용 토탈 검사 솔루션을 제공하고 있습니다. 이 회사는 세계적으로 유명한 제조사들 50곳 이상 대리하고 있습니다. 이와 더불어 열화상 카메라 분야의 세계적 리더인 FLIR Systems의 써모그래피 측정 솔루션도 있습니다.

아이디어에서부터 프로토 타입까지

써모그래피 측정에 관한 한, Beni Riedi 는 전 기종의 고급 열화상 카메라들을 사용해보았습니다. “넓은 거리 때문에 높은 열 해상도를 가진 고급 카메라를 사용해야 한다는 것을 깨달았다. "라고 Beni Riedi는 말합니다. “비행 솔루션은 믿을 만 한 것이어야 했다." 그래서 그는 능력 있는 드론 파트너가 필요했고, 고속 단순 공중 녹화를 전문으로 하는 Helipro GmbH를 발견했습니다. “우리 드론은 전자 모터를 이용해 공중을 날며, 가벼운 무게 때문에 벌새와 같은 비행 속성을 가지고 있다.”라고 Helipro의 Marc Baumann은 말합니다. “따라서 최대 150 미터 높이에서 새로운 각도로 공중 녹화를 할 수 있다."

HD 비디오 다운링크

이 드론은 HD 비디오 다운링크를 이용해 라이브 열화상 이미지를 하나 이상의 모니터(예: 열화상 진단 기술자의 모니터와 드론 조정자의 태블릿 PC로 동시 전송)로 전송합니다. 이를 위해 Emitec 과 Helipro의 종합 솔루션은 이 카메라의 HDMI 포트과 자체 HD 다운링크 솔루션을 이용해 전체 비행에 관한 연속 비방사형 열화상 비디오를 HD 품질로 전송하고 있으며, 필요하면 여기에 MSX 이미지도 넣을 수 있습니다. 그는 모든 점에서 긍지를 가지고 있습니다: “이런 품질은 어디에도 존재하지 않는다.”. emitec과 Helipro의 종합 솔루션은 자체 개발한 솔루션으로 이 카메라를 조정하는데, 여기에는 실화상 녹화를 하는 동시에 라디오메트릭(radiometric) 열화상 이미지를 찍는 것도 포함됩니다.

공중에서의 써모그래피 측정 정비

emitec 과 Helipro가 개발한 써모그래피 측정 드론의 첫 번째 고객은 스위스 Krüger + Co. AG의 Rolf Rutzer 였습니다. 그는 이것을 이용해 자사를 기술의 선구자로 자리매김하게 하고 자사의 서비스 포트폴리오를 확대하려 했습니다. Krüger + Co. AG 는 처음 설립 당시 소규모 건축 회사였지만, 지금은 250 명이 넘는 종업원들을 두고 있습니다. 이 제조 회사 겸 서비스 공급회사는 건축 난방/건조, 침수피해, 누수 탐지, 건물 물리학, 공기조절 등을 전문으로 합니다. “써모그래피 측정 드론을 사용하면서 우리 고객들에게 대형 건물과 광전지 시스템에 대한 검사 서비스를 제공할 수 있게 되었다. 과거에는 불가능한 일이었다.”라고 Rolf Rutzer는 말합니다. “써모그래피 측정 드론은 품질 보증과 유지관리 점검, 기본적 문제들과 관련해 유용한 결과를 제공한다. 이것은 중요한 기본원리로 소비자를 위한 가치 체인을 확대하면서 생태학적, 경제학적 지속 가능성을 증가시키는 역할을 한다.“

정비를 소홀히 하면 안 됩니다.

모든 중대형 광전지 시스템은 적어도 1 년에 1 번 이상 검사를 해야 합니다. 그러면 하자일 수 있는 모듈이 있을 경우 설치 과정에서 탐지할 수 있으며, 보증 서비스를 제때 적용 받을 수 있습니다. 여기에는 제조상 하자나 수송 과정에서 손상된 것도 포함될 수 있습니다. 또한 가동 중일 때 전체 시스템의 효율을 확보해야 하고, 모든 하자 모듈을 교체해야 합니다. 그러면 모든 하자와 날씨로 인한 손상까지도 쉽게 바로잡을 수 있습니다. 건축 및 재생에너지 분야에서 생길 수 있는 문제점들은 무료 FLIR 가이드북에서 볼 수 있습니다: www.getflir.com/green-guidebook

드론은 모듈이 많은 넓은 구역을 검사해야 할 때 특히 효율적입니다. 예를 들어, 헛간 지붕 위 태양광 패널에 문제가 발생한 경우, 계측기로 그 모듈들을 하나하나 계측하기란 너무 힘든 일입니다. 써모그래피 측정은 이 경우에 매우 이상적입니다. 광전지 모듈의 오류는 비교적 온도 차이가 높은 편인 10-20°K (=°C)이기 때문입니다.

고급 써모그래피 측정 카메라

특정 거리에서 검사를 하려면 해상도가 높은 최고급 써모그래피 측정 카메라가 Beni Riedi 에게 필요합니다. 그래서 Emitec 은 FLIR T640bx를 선택했습니다. 640 x 480 픽셀의 그 고해상도 디텍터가 선명한 이미지와 높은 수준의 디테일을 보여줍니다. 또한 이 카메라는 상시 연속 오토 포커스 기능을 가지고 있는데, 이것은 드론의 비행 고도가 계속 변하기 때문에 열화상 이미지의 선명한 비디오 스트림을 달성하는데 중요한 역할을 합니다. 추가 기능으로는, 카메라 뷰파인더, 통합 GPS, 컴파스, 라이브 라인 프로파일, 이미지 스케칭 (열화상 이미지 및 실화상 이미지), MPEG4, WLAN, Meterlink, 열 융합,image-in-image, 그리고, 열화상 이미지와 실화상 이미지를 병합하여 예전에는 알 수 없었던 디테일까지 열 형상화할 수 있는 이미지 향상 기능 MSX가 있습니다.

드론, 카메라, 렌즈, 소프트웨어, 교육을 포함한 풀 패키지

써모그래피 측정 드론은 비행 장치와 FLIR T640bx 카메라를 포함해 풀 패키지로 제공됩니다. 또한 공중에서의 조망 능력이 뛰어난 25° 표준 렌즈들도 함께 제공됩니다. 포함된 45° 광각 렌즈를 사용하면 훨씬 더 넓은 열화상 시야각 (FOV)을 달성할 수 있습니다. 일단 문제 구역이 특정되면, 드론이 15° 줌 렌즈를 이용해 높은 고도에서 문제 지점을 세부 녹화할 수 있습니다. 이 줌 렌즈는 전기선을 검사할 때에도 좋습니다. 이 문제들은 주로 매우 작은 구역에서 일어날 때가 많고 비행 장치가 일정 거리를 유지해야 하기 때문입니다.

소프트웨어와 교육이 포함돼 있습니다.

이 종합 솔루션에는 분석 소프트웨어와 3일 과정 교육 수업이 포함돼 있습니다. 처음 이틀 동안은 사용자가 비행 장치를 안전하게 조정할 수 있도록 Helipro 의 Marc Baumann이 드론 기술과 조정을 이론과 실습으로 설명합니다. 이것은 무엇보다도 써모그래피 측정 드론의 보험을 드는데 중요한 요건입니다. 3 일째에는emitec의 Beni Riedi가 카메라와 소프트웨어 기술을 사용자들에게 설명해줍니다. 사용자들은 인증을 받거나 적어도 써모그래피 측정 전문가로서의 교육을 충분히 받아야 합니다.
취급과 날씨의 영향

물론, 드론 사용에도 제약은 있습니다. 이 시스템은 눈과 비, 강풍이 불 때에는 사용할 수 없습니다. “대개의 경우 써모그래피 측정를 이용한 건물 점검에서 바람은 불리한 조건이다."라고 Beni Riedi는 말합니다. “왜냐하면 바람이 건물 외관 온도를 식혀 결과를 왜곡시킬 수 있기 때문이다. " 이 외에도, 특정 거리에서 드론의 카메라를 회전시켜 열화상 카메라가 태양을 마주하지 않게 할 수도 있습니다. 태양을 마주하면 디텍터에 손상이 올 수 있기 때문입니다.

Helipro 는 드론이 제 기능을 하도록 6 개월 정비 간격을 권장하고 있습니다. FLIR 카메라에는 대체로 정비가 필요 없습니다. 그렇지만, Beni Riedi 는 1 년 한 번 emitec을 통해 점검과 재 캘리브레이션, 소프트웨어 업데이트를 받을 것을 권장하고 있습니다.

범용 옵션

써모그래피 측정 드론을 설계할 때 연중 내내 최대한 자유롭게 카메라를 사용할 수 있도록 하는데 주안점을 두었습니다. 이것은 모듈 방식 구성을 통해 완성됩니다. 카메라는 안전한 사용을 위해 드론에 단단히 고정시키거나 제어 및 HD 비디오 다운링크 기능을 위한 고유의 솔루션과 연결해야 하지만, 카메라를 금방 분리하여 휴대용 써모그래피 측정 카메라로 쓸 수도 있습니다. 심지어 드론의 두 가지 기본 용도 (광전지 시스템과 건물 써모그래피 측정)는 서로를 보완해줍니다. 광전지 시스템은 더운 계절에 검사해야 하는데 반해, 건물의 열 손실은 주로 추운 계절에 발생하기 때문입니다. 이 써모그래피 측정 드론은 높은 수요 때문에 투자 비용이 빨리 회수됩니다.

요약

써모그래피 측정 드론을 통해, emitec, FLIR Systems, Helipro는 효율적인 하이테크 검사 기술을 선보이고 있습니다. 광전지 시스템의 운영자와 대형 건물의 소유주는 전문 서비스 공급자를 통해 이 시스템을 활용함으로써 크게 이득을 볼 수 있습니다. 이 참여 기업들은 해당 분야에서 능력이 출중하고 시장에 획기적인 서비스를 보탰다는 것이 입증되었습니다.

열화상 카메라와 어플리케이션에 관한 자세한 내용은 아래 주소로 문의 바랍니다.
열화상 카메라: FLIR Systems GmbH, Berner Straße 81, D-60437 Frankfurt, Germany,
Phone: 069/950090-0, Fax: -40, Email: [email protected] www.flir.de
써모그래피 측정 교육 및 인증 (D): www.irtraining.eu

종합 솔루션의 판매 및 개발, 써모그래피 측정 교육 및 인증 (CH):
emitec Messtechnik AG, Mr. Beni Riedi, Birkenstrasse 47, CH-6343 Rotkreuz, Switzerland
Phone: +41 (0) 41 748 60 10, Fax +41 (0) 41 748 60 11, [email protected]
www.emitec.ch

드론 기술
Helipro GmbH, Mettlenstrasse 6, CH-8472 Seuzach, Switzerland
Phone: +41 (0) 52 511 20 00, Fax +41 (0) 52 511 20 01, [email protected]
www.helipro.ch
Helipro Germany: Chemnitz
Phone: +49 (0) 371 /33716980, www.hpluftaufnahmen.de

써모그래피 측정 드론을 포함한 써모그래피 측정 서비스:
Krüger + Co. AG, Winterhaldenstrasse 11, CH-9113 Degersheim, Switzerland
Phone: +41 (0) 71 372 82 82, Fax +41 (0) 71 372 82 52, [email protected]
www.krueger.ch

저자:
Thomas Jung, Sales Manager Distribution Central Europe, FLIR Systems GmbH, Frankfurt
Frank Liebelt, freelance journalist, Frankfurt