サーモグラフィとは？サーモグラフィカメラの仕組みやメリット・活用事例も解説
物体の温度分布を可視化した画像を熱画像またはサーモグラフィ画像、可視化する装置のことをサーモグラフィカメラと呼びます。新型コロナウイルス対策として、サーモグラフィカメラを導入する企業が増えています。この記事では、サーモグラフィカメラの導入を検討している人に向け、サーモグラフィの仕組みやメリット、注意点などを解説します。様々な活用例も紹介しているので、ぜひ参考にしてください。
サーモグラフィとは？
サーモグラフィとは、物体から放射される赤外線を分析し、温度分布を表した画像や映像、またはその画像を取得するために利用する装置を指します。サーモグラフィカメラは、熱画像や映像を映し出して可視化すために搭載されているカメラのことです。多くの場合、高温エリアを赤く、低温部分を青く表示します。サーモグラフィカメラは、赤外線カメラ、サーマルカメラやサーモカメラとも呼ばれます。
サーモグラフィカメラの仕組み
サーモグラフィカメラは、熱の分布を可視化できます。ここでは、サーモグラフィカメラの仕組みについて解説します。
赤外線とは
赤外線は光の一種で、人の目には見えません。光はそれぞれ波長を持っており、目で確認できるのは、一定の範囲内の波長を持つ光だけです。赤外線は、この範囲よりも長い波長を持っています。目には見えませんが、熱を持つすべての物体から赤外線が放射されており、その放射量は、物体の温度に比例します。サーモグラフィカメラは、この原理を利用して温度を可視化しています。
赤外線の強さと色の仕組み
サーモグラフィカメラは、物体から放射される赤外線の量に基づき、温度を可視化します。通常の温度計などの、物体に直接触れて温度を測る方法とは仕組みが異なります。高温の物体から強い放射線が放たれている領域を赤く表示し、低温で放射線が弱い部分を青く表示することで、熱分布の可視化を実現しています。
消防やセキュリティ、交通用カメラ、ガス検知などの用途で用いられる際は、例外として異なる配色で可視化する場合があります。
サーモグラフィカメラの特徴・メリット
サーモグラフィカメラは、通常の測定機器にはない様々なメリットを持っています。ここでは、サーモグラフィカメラの特徴やメリットについて解説します。
広範囲の温度を非接触で測れる
通常の温度計や体温計は、直接触れて温度測定するため、測定できる領域が一部に限られます。一方で、サーモグラフィカメラは、広範囲の表面温度の測定が可能です。また、非接触で温度を測定できる点もメリットとして挙げられます。食品、薬品、化学製品などの衛生的な温度測定が求められる場合や、危険で近づくことが困難なケースに重宝されています。
暗い場所でも活躍する
通常のカメラの場合は、可視化のために光源が必要です。一方、サーモグラフィカメラは、物体が放つ赤外線を検知するため、光源が必要ありません。そのため、暗闇で撮影できます。昼夜問わず、同じ画像や測定結果を得られることは、サーモグラフィの魅力のひとつです。
見通しが悪い場所でも使える
サーモグラフィカメラは、見通しが悪い場所でも利用可能です。サーモグラフィカメラは、物体から放射される赤外線の量を検知して、温度を可視化しています。検知対象である赤外線は、通常の光と比較して透過性が高く、物体をすり抜けやすい特徴を持っています。そのため、煙や霧などで視界が悪い場所でも、人やものを映し出せるというメリットがあります。
サーモグラフィカメラの活用例
様々な用途でサーモグラフィカメラが利用されています。ここでは、いくつかの活用例を解説します。
変電所などインフラ設備の点検
変電所などでは、インフラ設備の点検に活用されています。温度監視によって、オーバーヒートによる故障防止や、メンテナンス費用の削減などが可能となります。他に以下のような活用事例もあります。
変電所関連の詳しい記事はこちら
・ガス検知
石油化学プラントでは、有害なガス漏れの監視が重要です。目に見えないガスを可視化し、ガス漏出の監視や検出に利用されています。
・自動車の組み立て
最新車両のパネル素材の製造工程では、厳密な温度管理が必要とされています。温度の測定結果のフィードバックを得ながら、製造工程を進行させることが可能です。
交通機関での座席点検
鉄道等の車両清掃及び点検作業現場では、1分1秒を無駄にできないスピード感が求められます。
これまでは座席1つひとつ確認する必要があったため、時間がかかるうえに、動きも増えるため肉体的負担も多かったところを、サーモグラフィカメラなら一度で1列の座面を一気に点検が可能です。
さらに温度で漏れを直接見ることができるため、誤検出を大幅に防ぐことができます。
建物の隠れた問題を可視化
断熱材の欠落、損傷、不備、建物の外構からの空気漏れ、湿気の侵入、低水準の施工などがあると、住人や商業ビルの所有者にとって費用がかさむこととなります。 サーモグラフィカメラを使用すれば、問題の原因をすばやく確認できるため、十分な情報を得た上で修理を決断できるようになります。
建築関連のサーモグラフィカメラ使用事例は↓↓
国境や海上の警備・監視
国境や海上の警備、監視にもサーマルカメラが活用されています。国境や海上は、夜間や天候不良の場合でも、安定した警備が必要です。また、24時間休みなく継続すべき任務でもあります。サーマルカメラは、暗い場所や見通しが悪い場所でも利用可能なため、国境や海上の継続的な監視が可能です。様々な環境下で侵入者や密輸船、テロなどを防ぐことに貢献しています。
生鮮品の温度管理
食品産業では、生鮮品の温度管理などにサーモグラフィカメラが活用されています。食品産業では、生産から輸送、貯蔵、販売に至るまでの全ての工程で、厳密な温度管理が求められます。食品の安全性だけでなく、生産性の向上にも貢献します。生鮮品の温度管理以外にも、以下のような目的で活用されています。
・焼成後の温度測定
・オーブンの温度検査
・冷蔵庫と冷凍庫の監視
・冷凍食品の梱包
・パッケージングの封印検査
生鮮品の温度管理の詳しい記事はこちら
消防活動での使用
サーモグラフィカメラは、消防活動の現場でも活用されています。消防専用のサーモグラフィカメラは【熱画像直視装置】とも呼ばれ、残火処理だけでなく、近年は屋内侵入においても現場の状況確認用に携帯され、要救助者の捜索に役立てられています。
熱画像直視装置によって、煙の充満した部屋でも煙を透過して状況を見通すことができ、火の広がりをモニタリングできます。また、現場全体を複数観点から把握し、指揮官が適切な指示を出すことで要救助者だけでなく、消防隊員の身を守るためになくてはならないツールです。
交通監視
赤外線サーマルカメラは世界中のインフラの監視と都市のスマート化を支援します。赤外線サーマルカメラは道路上やトンネル内での衝突事故、停止車両、逆走車両など検知しすばやく救急隊員に通知します。
赤外線サーマルカメラの導入により、交差点での信号機の制御が可能となり、都市交通流の円滑化が実現します。 さらに、歩行者や自転車の交通流の最適化を促進することにより、交通量の多い場所の安全性が大幅に向上します。
まとめ
サーモグラフィの機能は、多様な用途で利用できる可能性を秘めています。本記事で紹介した事例に限らず、サーモグラフィカメラの特徴やメリットを理解し、有効活用していくことが大切です。
フリアーシステムズ社は、50年以上の赤外線カメラ研究開発の歴史を持つ、グローバル企業です。設計から販売、流通までを手掛け、多様なソリューションを提供しています。独自の特許技術であるMSXや、国内でのメンテナンス、手厚い保証も強みです。
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