热成像技术通过典型的假彩色图像直观呈现温度，适用于众多领域。在工业领域，该技术在监测受温度影响的工艺过程中具有特别广泛的应用。在此背景下，不仅热轧、塑料焊接或玻璃淬火是典型的应用案例，在化工、石化、能源和汽车行业也存在相关应用。 此外，当需要在关键环境中检测可能引发爆炸的余烬或其它热点时，热成像技术也能使安全方案更易于实施。由智能、通过ATEX认证的热成像摄像机及配套模块化图像处理软件组成的完整热成像系统，如今正开辟出令人瞩目的新可能性，因为它们能够适应截然不同的应用场景。
在短波红外（SWIR）波段，可以观察到许多肉眼无法看见的事物。 应用实例涵盖从检测水果上的压痕、谷物检测，到硅片或太阳能电池的制造缺陷检测等各个方面。Polytec （参见公司信息框）长期以来一直是红外短波至长波波段区域扫描和线扫描相机、线阵列、智能相机、视频摄像机及显示设备的经验丰富的分销商，产品包括最先进的InGaAs和微热辐射计相机。 然而，一个注重实际应用的热成像项目需要的远不止一台相机。因此，这家总部位于德国瓦尔德布龙的公司提供包含软件和工程支持在内的智能相机系统作为完整解决方案，并在现场调试过程中凭借其专业技术知识为用户提供支持。
智能摄像头加自适应软件
作为其完整热成像解决方案的“核心”，这家位于瓦尔德布龙的公司选择了德国制造商 AT - Automation Technology GmbH 生产的一款热成像摄像机，该摄像机作为智能系统专为工业应用而开发（图 1）。它将经过辐射校准的热成像传感器、强大的处理器以及多个工业接口集成于紧凑且坚固的 IP67 防护等级外壳中。 通过与Polytec 合作，开发出一套符合ATEX指南的系统解决方案，该方案能够与过程控制系统直接通信。该系统可配置为在达到特定阈值时触发警报，或根据需要自动在多个检测任务之间切换。
为了对摄像头信号进行更深入的分析、实现复杂的图像处理功能以及提供清晰详尽的显示效果，Polytec 还与kernel concepts GmbH的软件专家合作开发了一款功能强大的软件，其模块化结构也令人印象深刻。这意味着用户只会“看到”其应用所需的内容。 因此，无论是简单的任务，还是用于过程监控和质量保证的高性能热成像解决方案，乃至“工业4.0”以及温度测量技术中的深度学习，均可轻松实现。造纸领域的案例展示了这一热成像完整解决方案能够如何高效地集成，包括集成到现有的系统架构中。
通过温度监测来检测余烬聚集点
一家来自造纸和林业行业的跨国公司，在德国的一家制造工厂生产卫生纸、家用纸巾和工业用卷纸。该工厂的能源供应由公司自有的燃煤电厂提供。在将煤炭运往电厂的过程中，需遵守22区防爆要求，因为煤炭中可能存在的余烬会导致空气中的粉尘发生爆炸。 如今，借助智能热成像摄像机（图2a和b），可以全天候可靠地检测到此类余烬。
为此，在输送线上共安装了四台摄像头（图3）。鉴于恶劣的环境条件和潜在的爆炸性气氛，这些摄像头安装在防爆外壳内；此外，集成的吹气装置还能在恶劣条件下保持光学元件无尘。如果物料流中的温度升高，摄像头会发出警告信息。 系统中存储了初始报警和主报警的阈值，相机通过网络连接到嵌入式电脑，从而通过MODBUS将数据传输至控制室。
所有来自摄像头的实时图像（包括趋势显示）均可在监视器上查看（图4）。 临时存储在摄像机环形缓冲区中的预报警、报警及运行数据将归档至数据管理器中。如有需要，可调取这些数据并与图像一同显示。此外，摄像机还为安全相关监控系统中的故障安全运行提供相应的信号和评估信息：包括作为“心跳”信号的交替信号、运行状态，以及机箱的湿度和温度监测数据。
为顺利投产提供技术支持
得益于充分的准备工作，该系统的调试工作进展顺利（图5）。 机械安装及控制室布线工作由电厂运营商与一家分包商共同完成。在此过程中以及最终调试阶段，安装团队得到了Polytec 的大力支持。此外，这家位于瓦尔德布龙的公司还负责了系统启动期间的所有调整工作，例如监控范围的设定、温度阈值的设定，以及报警管理系统的测试和模拟。 燃煤电厂的员工已接受相应培训，以便能够解决运行过程中可能出现的任何问题。不过，如有需要，Polytec 仍可提供支持。此外，经与用户IT部门协商，还计划通过远程软件进行远程维护。
利用智能热成像摄像机进行热成像监测的过程还有许多类似的应用。所有未以惰性方式储存的一般易燃物质都可能形成类似煤炭的余烬区域。一个典型的例子就是木质颗粒或木屑。此外，在过程工业中的反应器或其他与温度相关的工艺中，例如在塑料加工、钢铁行业或汽车行业，同样可以高效地监测温度。 在电池生产或石油、天然气及石化行业等对温度要求极高的工艺中，使用符合ATEX标准的智能整体解决方案进行温度监测同样具有重要意义。
