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林エバンジェリストが語る 最新技術動向

林エバンジェリストの顔写真

エバンジェリストの林です。

今回は、見えない部分を見る「赤外線カメラ」を取り上げてみます。

赤外線カメラは、ある種のセンサであり、物体から放射される赤外線を検出するもので、暗闇でも画像が取得できるといった特徴があります。この赤外線のエネルギー量を温度に換算した装置が赤外線サーモグラフィーと呼ばれる装置で、物体の温度が、遠隔から計測できるといった特徴を持っています。

この仕組みを利用すれば、遠隔地から、分電盤の温度の変化をモニタリングしたり、高所(たとえば鉄柱の上の送電線など)の温度変化を安全な地上から、手間をかけずに計測したりすることができます。

今回は、この「赤外線カメラ」に焦点を当て、どこまで利用が進んでいるのか等の最新動向をご紹介します。

第24回 赤外線カメラ

「赤外線カメラ」は、カメラであるばかりでなく、ある種のセンサであり、物体から放射される赤外線を検出するもので、暗闇でも画像が取得できるといった特徴があります。赤外線は肉眼では見えない領域ですが、光としての性質を持ち、絶対零度(約-273℃)以上の全ての物質から放射されています。一般に光といえば目に見える可視光線をさしますが目に見えない赤外線も光として考えられています。また、赤外線は可視光線と同じ様に反射・屈折・回折などの性質を持っています。

この赤外線のエネルギー量を温度に換算した装置が「赤外線サーモグラフィー」と呼ばれる装置で、物体の温度が、遠隔から計測できるといった特徴を持っています。

一般的な、赤外線カメラでは、得られる画像は白黒画像ですが、このデータを温度換算し、色付けを行うことにより、人間にとってイメージしやすい画像を作り上げる仕組みです。赤外線サーモグラフィーを利用すれば絶対温度が得られるので熱解析・温度制御等への応用も可能になります。しかも、通常の温度センサのように、調査領域とセンサを接触させる必要が無いので、遠隔からリモートで調査するといった使い方ができる様になります。

実際のカメラと同様に、望遠レンズと呼ばれるものも製品化されており、この仕組みを利用すれば、遠隔地から、分電盤の温度の変化をモニタリングしたり、高所(たとえば鉄柱の上の送電線など)の温度変化を安全な地上から、手間をかけずに計測したりすることができます。

また、近年では、赤外線カメラの小型軽量化も進んでおり、UAV(Unmanned aerial vehicle)

への搭載も可能となっています。消費電力の低減により、小型バッテリーでの連続長時間駆動も可能になりました。このような、赤外線カメラをUAVに搭載すれば、空飛ぶセンサとして、様々な領域での利用ができます。たとえば、メガソーラーパネルの点検作業など、従来は人手が必要であった検査も、簡単に短時間で終了させることができる様になります。

従来の赤外線カメラの一般的な応用では、暗闇での人物検知(侵入者検知など)といった防犯カメラ用途が主でしたが、近年では、様々な利用への検討が進んでいます。たとえば、コンクリート建造物へ応用すれば、構造物の劣化診断が可能となります。たとえば、日射や、ハロゲンランプなどを利用し、外部から対象物を温めます。するとコンクリート内部の空隙や空洞または、ひび割れによる熱伝導の違いから、表面に温度差が生じます。これを計測することにより、劣化診断が可能となります。

同様に、タイルや外壁の剥離診断、住宅の省エネルギー・断熱診断といった用途でも利用できます。

この様に、防犯以外の建設業界でも赤外線カメラの応用シーンは広がっており、近年の高性能化、低価格化により、更なる領域への適用の検討が進んでいます。


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