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Wärmebildkamera 160x120

Veröffentlicht von Joe-C am Mar 24 2010
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Bis zum Abschluss der Arbeiten, ist auf den Unterseiten mit Darstellungsfehlern und Unvollständigkeiten zu rechnen.

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Angewinkeltes Display
Auflösung: 1200x900

Display gerade
Auflösung: 1200x900

PC Steuerung (PYROSOFT)
Auflösung: 1200x900

 
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Die 3 Beispielbilder oben zeigen die Kamera, gerichtet auf eine "gequälte" LED. Wenn man statt den spezifizierten 20mA da 100mA durchjagt, dann wird sie auch durchaus etwas wärmer als sonst...;)

Einleitung

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Die M8 ist der derzeit höchste Bestandteil der Wuhan Guide M-Serie. Diese Kamera habe ich durch einen Zufall gebraucht entdeckt und die Gelegenheit gleich genutzt.

Unterschiede zur M2:

  • Auflösung
    Sicher ist ein Sprung von 120x120 zu 160x120 keine große Sache. Aber mehr ist immer gut.
  • höhere Abmessungen
    Ganz klar ein Nachteil, aber kein sonderlich großer, da die Kamera immer noch sehr handlich ist.
  • Visuelle Kamera
    Was ich bei der M2 damals nachgerüstet hab, bringt diese Kamera gleich mit. Die Visuelle Auflösung ist mit 1600x1200 auch wesentlich detailgenauer als die 640x480 der M2 seinerzeit.
  • Motorfocus (ink. Autofocus)
    Anstatt am Objektiv herumzudrehen, kann man bei dieser Kamera wie bei einem PDA an einem Rad drehen. Wenn das Rad gedrückt wird, aktiviert sich der Autofocus
  • Shutter vor der Linse
    Bei der M2 ist der Shutter zwischen Linse und Detektor, also geschützt im inneren. Bei der M8 befindet er sich jedoch vor der Linse und ist somit nicht weiter geschützt (und lauter ist er auch noch).
  • Startzeit
    Die M8 zeigt nach dem Starten erst nach 51 sec. ein Wärmebild. Bei der M2 waren es noch 45 (mit Video-ON-Makro 55sec)
  • Auto Coldspot
    Während die M2 automatisch immer nur den heißesten Punkt im Bild mit einem Kreuz angezeigt hat, kann man bei der M8 auch den kältesten Punkt automatisch anzeigen lassen.
  • 8 Farbpaletten
    Bei der M2 waren es nur 5 (von der M2 gab es nur 2 Paletten, die mir gefallen haben... bei der M8 sind es hingegen schon 4).
  • Touchscreen
    Es ist bequemer (und schneller) die Analysefunktionen über das Display zu bedienen, als mit dem Steuerkreuz ans Ziel zu navigieren.
  • USB PC Steuerung
    Dank Motorfocus, kann man vom PC aus ein Livebild betrachten und Scharfstellen. Somit muss die Kamera nur auf einem Stativ in die richtige Richtung zeigen, der Rest kann am PC erledigt werden. Auch die gespeicherten Bilder der Kamera können so ausgelesen werden.
  • Serielle PC Steuerung
    Ein zweites Datenkabel für die M8 hat neben der RS-232 Schnittstelle noch einen Composite-Videoanschluss. Durch die RS-232, können eigene Programme leicht erstellt werden und auch eine PDA Steuerung wäre möglich.
  • Bild Intervall
    Die Kamera kann für Überwachungen eingesetzt werden, wo sie in einer eingestellten Zeit (15 Sec bis 10 min) Automatisch Bilder abspeichert.
  • Histogramm
    Hier kann ein Histogramm zum aktuellen Bild mit angezeigt werden. Bei der M2 war es nur nachträglich mit den abgespeicherten Bildern auf dem PC möglich.
  • benutzerdefinierte Auswertung
    Zu den üblichen Auswertungen, welche die M2 schon konnte, kann bei dieser Kamera mit dem Stift eine Form auf dem Bildschirm gemalt werden, welche dann als Analysefläche gilt. Will man einen V-Förmigen Bereich Analysieren, dann muss man einfach diesen nur V-Förmig umkreisen.
  • 4-Punkt Auswertung
    Bei der M2 konnte 1 Punkt verschoben werden, um sich jeden Bereich des Bildes als Temperaturwert anzeigen zu lassen. Die M8 hat 4 Bewegliche Punkte. Sind nur 2 Punkte aktiviert, wird zusätzlich die Temperaturdifferenz zwischen beiden angezeigt.
  • Live Auswertung
    Alle Auswertungsmöglichkeiten sind neben den eingefrorenen und abgespeicherten Bildern auch im Live Modus verfügbar. Das Liniendiagramm passt sich beispielsweise auch dem aktuellen Bild mit an.
  • Wechselbare Speicherkarte
    Verwendet werden Mini-SD-Karten und mitgeliefert wird 2gb.
    (Meine M8 erkennt leider zurzeit keine Karten)
  • Wärmevideo Funktion
    Wenn eine Speicherkarte in der Kamera ist, können Wärmevideos direkt von der Kamera aufgezeichnet werden.
    (diese Funktion konnte ich bisher nicht testen.)
  • Einestellbare Videofrequenz
    Bei der M8 kann 9 hz | 15 hz | 20 hz für die Videoaufzeichnung ausgewählt werden.

Damit sollte ich alles wesentliche erfasst haben.

Bildfehler

Auflösung: 816x480

Kameradefekte

Ungünstiger weise, hat diese Kamera ein paar defekte. Da sie aber auch etwas günstiger war, bereue ich die Kaufentscheidung nicht.

  • oben links
    Bild mit Schutzkappe vor der Linse (2 Defekte Pixel)
  • oben rechts
    Aufnahme mit geringer Temperaturdifferenz (Zimmerpflanzen)
  • unten links
    Innenseite des Kühlschranks (max Temp angeblich 18,7°C )
  • unten rechts
    Bild eines Monitors

Der gravierendste Fehler sind die 2 Defekten Pixel, welche immer wieder deutlich ins Auge springen. Deshalb stimmt die Angabe des Max oder Min Wertes auch manchmal nicht. Besonders deutlich bei dem Bild vom Tiefkühlfach zu sehen. Die Maximaltemperatur sollte bei ca. -12°C und nicht etwa +18.7°C liegen.

Ob das nächste wirklich ein Defekt ist, weiß ich nicht genau, aber ich Werte es so. Die Kamera unterstützt genau wie die M2 zwar ein Average der Bilder bei der Aufnahme, aber die 2 rechten Bilder zeigen etwas, das wie ein Rauschen aussieht, aber genauso vom Detektor kommt. Es kann also nicht nachträglich durch Average angeglichen werden. Dadurch entsteht der Eindruck, die Linse sei leicht verschmutzt.
Solche Effekte hab ich bei anderen Kameras schon beobachtet, aber nicht bei der M2. Dank einer weiteren Kalibrierfunktion, neben der eigentlichen Shutterfunktion, kann das Eingangsbild abgeglichen werden. Leider wirkt sich dieser Effekt schwach auf das Problem aus.

Warum die Kamera keine Mini-SD-Karten erkennen will, weiß ich leider auch nicht. Ich hab es mit umformatieren der Speicherkarte versucht (von FAT32 zu FAT), aber leider keine Resultate erzielen können. Einige Versuche später, wurde die Speicherkarte nicht mal von selbst gehalten.

Software

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Die Kamera wurde vom Vorbesitzer (oder dessen Vorbesitzer...wayne) von der Firma DIAS erworben. Diese deutsche Firma vertreibt unter anderem Infrarotkameras und hat eine eigene Software mitgeliefert.

Zuerst zur Standardsoftware. Der Guideir Analyzer ist schon bei der M2 bei gewesen, wurde aber bei der M8 natürlich in eine höhere Version erweitert. Von der Kamera ausgelesene Bilder werden im *.IRI oder *.JPG abgespeichert. Die Software unterstütz den USB-Livebild Modus.

M8 USB Modus

In diesem Modus wird das reine Infrarotbild auf den Kameradisplay angezeigt und friert ein. Oben in der Ecke blinkt dann eine Meldung: USB Modus...

In diesem Zustand, sind alle Tasten der Kamera deaktiviert bzw. ohne Wirkung (außer ON/OFF). Das Wärmebild wird als Datensatz zur Software geschickt, welchen dann durch eigene Farbpaletten und Analysen, das Bild anzeigt. Die Fokussierung erfolgt ebenso über die Software. Außerdem können in diesem Modus die Bild und Videospeicher der Kamera ausgelesen werden.

Guide IrAnalyser

Auflösung: 1043x773

Steuerung durch GuideIR Analyzer

Das Kamerabild wird uninterpoliert ausgegeben, was sich in einer weniger schönen Bilddarstellung zeigt.
Analysewerkzeuge können über das Livebild gelegt werden, welche ihre Messungsergebnisse in extra Fenstern darstellen. Die Liveaufnahme kann bequem über die Leertaste oder mit der Maus angehalten und fortgesetzt werden. Außerdem kann eine Videoaufnahme erfolgen. Diese wird im Dateiformat *.IRV abgespeichert, welche zu einem normalen *.AVI konvertiert, oder nachträglich mit anderen Farbpaletten oder Analysen betrachtet werden kann. Die Aufnahmegeschwindigkeit ist einstellbar, entweder über die Zeit in Sec. pro Aufnahme eines Frames oder über die Menge der Eingangsframes. Außerdem gibt es eine einstellbare Track-Funktion für Analyseobjekte. So kann man beispielsweise einen Messungspunkt an beliebiger stelle im Wärmebild setzen und dessen Wert regelmäßig in ein Diagramm übertragen lassen.

Die Kamerasteuerung erfolgt recht bequem über die Tasten F2 für Shutter und F3/4 für Focus. Der Autofocus scheint nicht zur Verfügung zu stehen.

 

PYROSOFT Compact

Auflösung: 1231x734

Steuerung durch PYROSOFT Compact

Das Kamerabild kann uninterpoliert oder Interpoliert angezeigt werden. Durch die Interpolation (vertikal und horizontal, aber nicht diagonal), wirkt es so, als hätte man eine Kamera mit höherer Auflösung und nicht richtig fokussiert (es ist dann leicht verschwommen). Es liegt dennoch von der Bildqualität wesentlich höher als das uninterpolierte.
Analysewerkzeuge können über das Livebild gelegt werden, welche ihre Messungsergebnisse in extra Spalten an der Seite (durch den Benutzer anders positionierbar) darstellen. Die Aufnahme wird über einen Mausklick oder eine einstellbare Tastaturkombination gestartet oder angehalten. Wenn das Livebild nicht aktiv ist, kann eine Messwertspeicherung aktiviert werden (Wärmevideo über die Dauer der Livebildaktivierung). Diese wird im Dateiformat *.IRDX abgespeichert, welche nachträglich mit anderen Farbpaletten oder Analysen betrachtet werden kann. Bilder können von der Kamera ebenso im *.IRDX Format abgespeichert werden. Eine Fusionsfunktion für die abgespeicherten Bilder fehlt komplett. Unter den Farbpaletten sind einige sehr ähnlich, die Regenbogenpalette (wie auf dem Bild) empfinde ich als besonders angenehm.

Die Kamerasteuerung erfolgt per Mausklick für Shutter und Focus. Der Autofocus scheint nicht zur Verfügung zu stehen. Für den Shutter kann ein Tastaturkürzel belegt werden, für den Focus leider nicht.

 

Reperatur... und Ende

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Ich habe die Kamera zurück zu DIAS geschickt, in der Hoffnung auf eine günstige oder kostenlose Reparatur (möglicherweise Garantiefall).

Tja, leider hat sich bei der Bearbeitung der Reparaturanfrage herausgestellt, dass die Kamera nicht vom Vor-Vorbesitzer bezahlt worden ist.
Die Kamera wurde von einer Baufirma bestellt, aber nicht bezahlt. Diese ging Konkurs und alles was man fand, wurde weiterverkauft.
Dann stellte sich auch heraus, dass die Seriennummer der Kamera nicht mit dem Kalibrier Zertifikat übereingestimmt hat.

Demzufolge wurde die Kamera von der Firma DIAS einbehalten worden und ich bekam dank PayPal mein Geld wieder. Ich habe zwar keinen finanziellen Schaden erlitten, aber einiges an Hin und her gehabt... und nun auch keine Kamera mehr. Ich bekam zwar ein neues Angebot, aber das war mir dann leider doch zu teuer.

Somit Werte ich es als einen abgeschlossenen Kameratest der Mobir M8.

Nachtrag

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In meiner üblichen Betrachtung der Thermografie Angebote auf eBay ist mir ein weiteres Mal eine M8 über den Weg gelaufen. Ich hatte war die PCE-TC3 zum messen, aber eine M8 hätte mir definitiv besser gefallen (ist kleiner und kann mehr). Mit dem Vorhaben, die TC3 dann zu verkaufen, habe ich wieder eine M8 gekauft (bei einem anderen Anbieter und diesmal ersteigert, statt sofortkauf).

Nach dem Ersteigern zeigte sich, dass der Verkäufer aus der gleichen Stadt gekommen ist, wie die Baufirma. Er machte einen sehr freundlichen Eindruck und teilte auf Nachfrage nach Seriennummer und Garantie auch nur mit, dass "die Vorgeschichte der Kamera unbekannt" sei und sie nun schon 2 Jahre rumliegt.
Die Kamera kam an, funktionierte tadellos und war in einem guten Zustand. Die Freude hielt sich aber in Grenzen, da ich vor dem Funktionstest die Seriennummer betrachtet habe. Wieder stimmte die Nummer auf dem Kalibrierzertifikat nicht mit der Kamera überein. Diesmal waren die Nummern nur vertauscht. Ich erhielt also diesmal die Kamera, deren Zertifikat ich vor 2 Jahren bekommen hatte.

Der Preis war günstiger als beim letzen Mal und die Kamera funktionierte auch vollständig. Das Angebot der Firma DIAS beim letzen Mal war zwar für die Kamera recht gut (sie hätten sie mir zu dem Preis verkauft, den sie beim Hersteller bezahlt haben), aber insgesamt war der Preis doch deutlich über dem bei eBay gezahlten und zusätzlich, außerhalb meines finanziellen Spielraums. Die Folgen waren abzusehen... ich muss leider zugeben, es zwischenzeitlich ernsthaft in Betracht gezogen zu haben, es dabei zu belassen.
Letztendlich entschloss ich mich aber richtig und es wurde wie beim letzen Mal gemacht: von DIAS eine Bestätigung eingeholt und im Anschluss die Kamera zurück geschickt, später wurde das Geld über Paypal zurück erstattet.

Diesmal bekam ich aber ein massiv günstigeres Angebot von der Firma DIAS. Da konnte ich einfach nicht ablehnen und bin nun ein freudiger Besitzer einer Mobir M8. Es ist auch viel beruhigender, ein Kalibrierzertifikat zu haben, wo der eigene Name drauf steht und die Seriennummer zur Kamera passt.
Wenn ich mir unser Finanzsystem oder unsere Politik so ansehe, kommt bei mir öfter das Gefühl auf, ohne Ehrlichkeit kommt man weiter in dieser Welt. Schön, dass einem zwischendurch auch mal bewiesen wird, dass man mit ihr weiterkommt!

Tja, inzwischen hat sich so viel getan, dass die Mobir M8 eine Projektseite bekommt (obwohl die Kamera selbst unverändert ist): Wärmebildkamer 160x120_2




Zuletzt geändert am: Oct 15 2012 um 7:13 AM

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Thermografie allgemein

Jeder Körper sendet Wärmestrahlung aus, sobald er wärmer als der absolute Nullpunkt ist. Da meine Wärmebildkamera einen Temperaturbereich von -20°C bis +250°C hat, könnte ich die abgegebene Wärmestrahlung eines Eisblocks aus 30 Metern Entfernung messen.

Eine normale Kamera, deckt üblicherweise den Bereich des Sichtbahren lichtes bis etwas im IR ab (ungefär 350 nm - 900 nm).
Eine Wärmebildkamera liegt bei ihrem empfang tief im Infrarotbereich (8000 nm - 14000 nm).



Wie gut ein Objekt Wärmestrahlung abgeben kann, ist in einem Wert festgehalten, der Emissionsgrad heißt und zwischen 0 und 1 liegt. Es ist gewissermaßen ein Faktor... 0 ist ein perfekter Spiegel und 1 ein perfekter (spieglungsfreier) Sender. Blankes Aluminium hat einen Emissionsgrad von circa 0,05 und Menschliche Haut ungefähr 0,95.
Man sollte beim Betrachten von Wärmebildern immer daran denken, dass blanke metallische Oberflächen in der Thermografie eine gewisse Spiegelwirkung haben.

Detektor

Bei einer normalen Kamera mit CCD-Chip, trifft das einfallende Licht durch Filter auf Fotozellen und wird dort direkt in Strom umwandelt (hier etwas genauer beschrieben: Kamerasensor).
Bei einer Wärmebildkamera, ist es nicht mehr so einfach mit einem Fotosensor getan. Heutige Wärmebildkameras haben einen FPA (Focal Plane Array) zum Empfang der Infrarotstrahlen. Es handelt sich um kleine Widerstandsbrücken im Nanometerbereich, die sich bei eintreffendem Infrarotlicht erwärmen und ihren Widerstand ändern. Deshalb heißen die Empfänger bei Wärmebildkameras auch nicht Fotosensor sondern Detektor. FPA's sind "ungekühlte Detektoren". Die sogenannten "gekühlten Detektoren", sind meistens auf ein Kühlmedium wie flüssige Edelgase oder einen Stirlingmotor angewiesen, dafür sind sie aber auch Empfindlicher und genauer.

Einige Kameras werden Scanner genannt und genau das tun sie auch. Dabei werden ein oder mehrere Sensorelemente in einer Art Raster über einen Bereich bewegt. Die so Stück für Stück aufgenommenen Temperaturen werden dann zu einem Wärmebild zusammengesetzt. Diese Kameras sind empfindlich gegen Erschütterung und die Aufnahme dauert je nach Aufbau ein bisschen. Sie sind also eher was für stationäre Messungen und für bewegte Objekte eher ungeeignet. Dafür brauchen sie aber auch nur sehr viel weniger Sensoren und können so auch günstig selbst gebaut werden (2 Servos, 1 Thermosensor und 1 Mikrocontroller... kostet nicht viel, leistet aber auch nicht viel).
Wer eine Scanner Wärmebildkamera selbst bauen will, braucht nur bei google zu schauen. Wichtig ist für einen solchen Aufbau, in welcher Geschwindigkeit der Sensor an sich auf neue Temperaturen einstellen kann, aber auch, wie schnell er auf den nächsten Messpunkt gerichtet werden kann. Je größer das Bild, desto länger dauert der Scan.
Bei diesem Projekt: Wärmebildkamera für Arme schreibt der Erbauer: "Ein 40x40 pixel Bild ist in unter 2,5 minuten machbar." was für die Leistungsfähgigkeit des Selbstbaus spricht. Es kommt letztendlich nicht nur darauf an, wie viel man ausgeben will, sondern eben auch, was man mit der Kamera messen will.
Meine Wärmebildkamera erfasst laut Datenblatt die 160x120 mit 50fps und liefert Temperaturwerte in 0.1 °C Schritten.

Dass eine schlechte Wärmebildkamera somit viel teuer ist, als eine sehr gute Digitalkamera, kann man sich sicher denken...

Es folgt ein Beispielbild mit einer Panoramaaufnahme aus dem Garten (zusammengefügte Einzelbilder).
Außerdem sind noch 4 weitere Bilder unten zu sehen: Steckdose | Steckdose 2 | Tiefkühlfach | Ofen

Während die letzen beiden sowas sind wie Aufnahmen im Grenzbereich der Wärmebildkamera, zeigen die ersten beiden ein typisches Beispiel für einen Einsatz bei mir.
Das Kabel durch Stromfluss erwärmt (Staubsauger mit 2700W) und die Steckdose selbst nicht. Daraus folgt: Die Steckdose und der Stecker sind anständig verbunden worden (Stecker, Steckdose sowie die Steckverbindung an sich, erzeugt keine so hohen Übergangswiederstände, dass es zur Erwärmung führt).