日本アビオニクス販売株式会社 営業管理部／高橋勲1.1...

1.1 弊社が提供する内容

LabVIEWは20年前にナショナルインスツルメンツが開

発した、グラフィカルな手段でプログラミングができる開発

ツールであり、商品名である。これを利用して日本アビオ

ニクスの赤外線サーモグラフィTVSを制御できるようにな

っている。この仕組みを解説する。図1はLabVIEWによる

アプリケーションプログラム開発に関連して、お客様と弊

社とナショナルインスツルメンツ社の役割を説明している。

弊社はサーモグラフィを扱うためのライブラリ（小さなプロ

グラムの集まり）とそのサンプルプログラムを含む活用方

法の情報を提供する。当然ながら、弊社のサーモグラフィ

をご購入されたお客様にはこれらの提供は無償である。

LabVIEWそのものの基本的なプログラミングに関する事

項はナショナルインスツルメンツ社のセミナを受講してい

ただきたい。

日本アビオニクス販売株式会社　営業管理部／高橋勲

新製品「TVS-200EX」（写真1）および「TVS-500EX」（写真2）が今年の2月に発表された。これら新製品には（1）リアルタイムメモリ、（2）透過ミキシング機能、（3）USBリンクソフトアドバンストパッケージなどが組み込まれている。さらに熱画像情報をさらに有効に活用していただけるよう、ナショナルインスツルメンツ社の「LabVIEW」でアプリケーション開発ができるようにドライバを作成した。ここではLabVIEWにて赤外線サーモグラフィのアプリケーションソフトウェアの開発方法と事例を紹介する。あわせてこれらの新技術がご利用いただける新製品TVS-200EXおよびTVS-500EXの仕様を紹介する。

eizojoho industrial 59October 2007―

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写真2 TVS-500EX写真1 TVS-200EX

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1.2 グラフィカルプログラミング

さて、グラフィカルプログラミングという聞きなれない言

葉を説明すると図2のようになる。従来のコード記述とは

違って、ブロックダイアグラムの中で論理回路図のようにブ

ロックに信号線を結線する方法で機能記述するのである。

プログラムの例を用いて説明する。図3はLabVIEWの

プログラム例を示している。このプログラムの機能は

IEEE1394で接続されたTVSシリーズ（200、500、700およ

び8500）の熱画像の矩形領域内の最高温度と最低温度を

読み取り、それを利用する。最高温度と最低温度をそれぞ

れメータに表示し、その時間経過をグラフ表示する。そし

て最高温度がAlarm温度を超えた場合にTemp Overのラ

ンプを赤く点灯するというもの。これを1秒ごとに繰り返す

プログラムである。

プログラムの操作や結果を表示する部分はフロントパ

ネルの中でスイッチ、グラフやメータなど表示や制御する

要素を配置して行う。これらの要素はブロックダイアグラム

の要素と関連付けられている。またこれらの要素は

LabVIEWにすでに組み込まれ、いちいち個々に作成する

必要はない。

eizojoho industrial60―October 2007

図2 グラフィカルプログラミング

図1 LabVIEWによるアプリケーションプログラム開発

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1.3 ライブラリ

ブロックダイアグラムの中で「IE3get_minmax.vi」という

名称のブロックがある。これは熱画像の矩形領域内の最

高温度と最低温度を読み取るプログラムであり、

LabVIEWではサブVIというものである。これが弊社から提

供するライブラリ（小さなプログラムの集まり）の1つである。

このような機能を持った200個以上のプログラムが用意さ

れている。

1.4 LabVIEW を利用して開発したアプリケーションの例

赤外線サーモグラフィTVSがLabVIEWのアプリケーション

プログラムで利用できるように、多くの計測器メーカは同様

にLabVIEWのライブラリを提供し、LabVIEWのアプリケー

ションで計測器が利用できるようになっている。また、

LabVIEWの開発・販売元のナショナルインスツルメンツ社

からは多くのI/Oユニットが販売されLabVIEWのアプリケー

ションプログラムで利用できる。図4に示すように、TVS

eizojoho industrial 61October 2007―

図4 I/Oや計測器との融合

図3 グラフィカルプログラミングの例

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と他の計測器やI/Oとの融合がLabVIEWにより可能にな

る。図5は電子部品の検査にサーモグラフィTVS-500EX

を活用した事例の機器構成である。検査装置とタイミング

同期を設けることと、検査結果温度の判定結果を知らせる

ためにデジタル信号を活用している。デジタル信号を扱う

ためにナショナルインスツルメンツ社の「NI USB-6008」を

USBインタフェイスでコンピュータと接続して利用した。

図6は自動車部品の耐久試験で予め決められた方法

（プログラムテーブル）で熱画像を記録するしくみを

LabVIEWで実現した事例である。プログラムテーブルは

テキストファイルであり予め試験条件から作成しておく。こ

れのフロントパネルが図7である。

図8は製造工程の異常温度検出のハードウェア構成を

示す。この製造工程では高温の材料と水分を含んだ低温

の材料が運ばれてくる。これを検出することが目的である。

ただし、装置の関係で、温度の異常が起こる場所を3つの

領域から判定する機能も併せて設けた。この温度異常を

検出するアルゴリズムを図9に示す。各領域で高温検出

と低温検出を行うので、全部で6つの異常状態の論理和

でアラーム信号を発生するようにした。6つの異常の状態

とアラーム信号はUSB-6008よりデジタル信号で外部に出

力している。このアプリケーションのフロントパネルを図

10に示す。各領域で異常を検出する温度も変更できるよ

うにした。図10では一番左のAと中央のBで低温26℃以

下の異常が検出されている（緑のランプが点灯）。これは

パソコンの背景にある26℃以下の壁のためである。中央

Bで赤のランプが点灯し、高温48℃以上が検出されている

のは、パソコンの液晶画面の左下に高温のためである。

このように、LabVIEWのアプリケーション開発の応用範

囲は非常に広く、しかも容易に実現ができるとご理解いた

だけたと思う。実験装置、製品評価、検査工程などにサー

モグラフィの活用が活躍すればと願っている。

eizojoho industrial62―October 2007

図6 自動車部品耐久試験の機器構成

図5 電子部品検査の機器構成

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eizojoho industrial 63October 2007―

図9 製造工程の異常温度検出のアルゴリズム

図8 製造工程の異常温度検出の構成

図7 自動車部品耐久試験用のソフトウェア

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1.5 LabVIEWを利用してアプリケーション開発する

場合のインタフェイス

現状はLabVIEWからTVSシリーズ（200、500、700およ

び8500）を利用するにはRS-232CまたはIEEE1394のどち

らかのインタフェイスで制御することになる。RS-232Cは

9,600bpsに通信するのでいくつかのパラメータを取得した

り、サーモグラフィの動作を制御したりするには十分であ

るが、画像を扱うにはデータ量が多くて扱えない。画像

データを取り込んで、画像解析をしたり、画像記録するに

はIEEE1394を利用する。IEEE1394インタフェイスはオプ

ションである。これをTVS-200EX、TVS-500EXに追加し

ていただく必要がある。TVS-8502にはリアルタイム画像

転送キットが標準で組み込まれているので、これを選択し

ていただく必要がある。USBインタフェイスのライブラリは

まだ完備されていない、近日中に完備する計画である。

TVS-200EXの仕様を表1に、TVS-500EXの仕様を表2

に示す（P65、P66参照）。

新製品TVS-200EXおよびTVS-500EXで利用できる

LabVIEWによるアプリケーションソフトウェアの開発方法

とその事例を紹介させていただいた。弊社の赤外線サー

モグラフィにご興味を持っていただければ、幸いである。

今後も継続してこのような情報提供を継続する。この内容

に限らず、サーモグラフィに関連したことであれば何でも、

皆様からご質問、ご意見を賜りたい。ご意見を活かし、よ

りサーモグラフィを有効に活用していただけるよう、絶えず

新技術の開発にチャレンジしてゆく所存である。

☆日本アビオニクス販売株式会社

TEL.03-5436-0620 FAX.03-5436-0629

takahashi-is@avio.co.jp

http://www.avio.co.jp

eizojoho industrial64―October 2007

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図10 製造工程の異常温度検出のフロントパネル

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eizojoho industrial 65October 2007―

表1 TVS-200EXの仕様

型番 TVS-200EX

観測表示範囲

最小温度分解能

温度精度

フレームタイム

検出素子

測定波長

測定視野角

空間分解能

測定距離

有効表示画素数

熱画像表示

可視カメラ

機能

熱画像記録

リアルタイム メモリ

温度単位

映像出力

外部インタフェイス

電源

消費電力

バッテリ駆動時間

動作環境条件

寸法

本体質量

防塵・防沫構造

衝撃

振動

－20～500℃ （～2000℃　高温フィルタ使用時 *オプション）

0.08℃以下（S/N改善時）

対象物温度100℃未満±2℃、対象物温度100℃以上±2％（温度範囲 －20～300℃まで）

1/60秒

2次元非冷却マイクロボロメータ（320H×240V素子）

8～14μm

30.6°（H） × 23.1°（V） （標準レンズ14mm使用時）

1.68mrad

30cm ～ ∞

320（H） × 240（V）

3.5型半透過型カラー液晶モニタ（上下反転機能あり）

640×480 CMOSセンサ

5ポイント

熱画像、可視画像の透過ミキシング表示・記録

○

AS（オートセンス）、AP（オートポイント）、PPMモード、R&Dモード、MEモード

2倍、4倍（スクロール表示、エリア指定可能）

○

○

○

温度設定によりディスプレイに表示（シングル／連続）

アラームをトリガにしたインターバル記録可能

レインボー／ホットアイアン／アイアンバー／白黒／黒白／コントラスト

アベレージング処理

放射率補正、日付表示、バッテリ残量、メモ表示、ラストメモリ

コンパクトフラッシュカード 約300枚/64MB、512MBまで対応可能

フォーマット、削除、ディレクトリ作成、ファイル名入力、ワンショット記録、インターバル記録、

ワンショット再生、ギャラリー表示、ファイル名表示

IRI、BMP（熱画像）／JPG（可視画像）／BMP（ミキシング画像）／LOG

熱画像、可視画像、ミキシング画像の同時記録可能

3S～23h59m59s

400枚（熱画像）

60fps.30fps.20fps.10fps.5fps.2fps.1fps.2s.

連続・アラーム・ワンショット

℃/F/K

NTSC または PAL

RS-232C、IEEE1394（*オプション）　※1

バッテリ（リチウムイオンタイプ）、ACアダプタ、長時間バッテリ（*オプション）

約14W

約2時間（常温環境下）、約4時間（常温環境下）*オプションの長時間バッテリ使用時

－10～50℃／80％以下（結露無）

123（H）×115（W）×207（D）mm　突起部含まず

約1.7kg（バッテリ含まず）

保護等級IP54相当

30G JISC0041/IEC60068-2-27準拠

3G JISC0040/IEC60068-2-6

多点ポイント温度表示

イメージミキシング

最高／最低温度位置表示

自動温度追尾

デジタルズーム

フリーズ

アイソサーモ機能

グリッド表示

アラーム機能

　　　画像記録

カラーパレット

画質改善機能

その他機能

記録媒体／枚数

モード

ファイル形式

インターバル記録

記録枚数

フレームタイム

記録モード

※1 リアルタイムメモリとIEEEインタフェイスはどちらかの選択になる。

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eizojoho industrial66―October 2007

表2 TVS-500EXの仕様

型番 TVS-500EX

測定温度範囲

最小温度分解能

温度精度

フレームタイム

検出素子

測定波長

測定視野角

空間分解能

測定距離

有効表示画素数

熱画像表示

可視カメラ

機能

熱画像記録

温度単位

映像出力

外部インタフェイス

電源

消費電力

バッテリ駆動時間

動作環境条件

寸法

本体質量

防塵・防沫構造

衝撃

振動

－40～500℃ （～2000℃　高温フィルタ使用時 *オプション）

0.05℃以下（S/N改善時）

対象物温度100℃未満±2℃、対象物温度100℃以上±2％（温度範囲 －20～300℃まで）

1/60秒

2次元非冷却マイクロボロメータ（320H×240V素子）

8～14μm

19.4°（H）×14.6°（V）　（標準レンズ22mm使用時）

1.07mrad

30cm ～ ∞

320（H） × 240（V）

3.5型半透過型カラー液晶モニタ（上下反転機能あり）

640×480 CMOSセンサ

5ポイント

5ポイント（温度値入力による放射率逆算機能あり）

熱画像、可視画像の透過ミキシング表示・記録

○

AS（オートセンス）、AP（オートポイント）、PPMモード、R&Dモード、MEモード

2倍、4倍（スクロール表示、エリア指定可能）

On/Off

○

○

温度設定によりディスプレイに表示（シングル／連続）

○（接点信号の外部出力）

アラームをトリガにしたインターバル記録可能

レインボー／ホットアイアン／アイアンバー／白黒／黒白／コントラスト

アベレージング処理

放射率補正、日付表示、バッテリ残量、メモ表示、ラストメモリ

コンパクトフラッシュカード 約300枚/64MB、512MBまで対応可能

リアルタイムメモリ（*オプション）　※1　400枚（標準）、1600枚（縮小）

フォーマット、削除、ディレクトリ作成、ファイル名入力、ワンショット記録、インターバル記録、

ワンショット再生、ギャラリー表示、ファイル名表示

IRI、BMP（熱画像）／JPG（可視画像）／BMP（ミキシング画像）／LOG

熱画像、可視画像、ミキシング画像の同時記録可能

3S～23h59m59s（オプションのリアルタイムメモリ使用時1/60s～）

℃/F/K

NTSC または PAL

RS-232C、USB、IEEE1394（*オプション）　※1

バッテリ（リチウムイオンタイプ）、ACアダプタ、長時間バッテリ（*オプション）

約14W

約2時間、約4時間（*オプションの長時間バッテリ使用時）

－10～50℃／80％以下（結露無）

140（H）×140（W）×226（D）mm　突起部含む

約1.9kg（バッテリ含まず）

保護等級IP54相当

30G JISC0041/IEC60068-2-27準拠

3G JISC0040/IEC60068-2-6

多点ポイント温度表示

多点放射率補正

イメージミキシング

最高／最低温度位置表示

自動温度追尾

デジタルズーム

フリーズ

アイソサーモ機能

グリッド表示

アラーム機能

　　　アラーム出力

　　　画像記録

カラーパレット

画質改善機能

その他機能

記録媒体／枚数

モード

ファイル形式

インターバル記録

※1 USBとIEEEインタフェイスおよびリアルタイムメモリは、いずれかの選択になる。

禁複写・転載　このPDFを弊社および執筆者以外の者が営利もしくはそれに準ずる目的で使用することは、法律で禁じられています。