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Branddirektion Frankfurt am Main / 37.23 Groß / Stand: 11/2003

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Aus- und Fortbildung

WärmebildkameraWärmebildkameraMSA Auer Evolution 5000 - Funktion und AnwendungMSA Auer Evolution 5000 - Funktion und Anwendung


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MSA Auer Evolution 5000

• speziell für die Verwendung speziell für die Verwendung

im Innenangriffim Innenangriff

• geringes Gewichtgeringes Gewicht

• leichte Handhabungleichte Handhabung

• Hilfsmittel beiHilfsmittel bei

– MenschenrettungMenschenrettung

– BrandbekämpfungBrandbekämpfung

– HilfeleistungHilfeleistung

MSA AuerMSA AuerEvo 5000Evo 5000

physikalischephysikalischeGrundlagenGrundlagen

SensortechnikSensortechnik

techn. Daten 1techn. Daten 1

Beispiel-Beispiel-fotosfotos

Einsatz-Einsatz-möglichkeitenmöglichkeiten

Niedrigempf.-Niedrigempf.-betriebbetrieb

HitzesucherHitzesucher

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Technische Daten

GehäuseGehäuseflammen- und hitzebeständig gemäß US-Norm flammen- und hitzebeständig gemäß US-Norm 1981/19971981/1997

wasserdicht bis 1 m Tiefe (IP 67)wasserdicht bis 1 m Tiefe (IP 67)

SensorSensor Vanadium-Oxid-MikrobolometerVanadium-Oxid-Mikrobolometer

Bildauflösung (Sensor)Bildauflösung (Sensor) 160 x 120 Pixel160 x 120 Pixel

SpektralbereichSpektralbereich 8 – 14 µm8 – 14 µm

BildfrequenzBildfrequenz 30 Hz30 Hz

SichtfeldSichtfeld68° diagonal68° diagonal55° horizontal55° horizontal41° vertikal41° vertikal

TemperaturauflösungTemperaturauflösung50 mK im Hochempfindlichkeitsbetrieb50 mK im Hochempfindlichkeitsbetrieb389 mK im Niedrigempfindlichkeitsbetrieb389 mK im Niedrigempfindlichkeitsbetrieb









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Technische Daten

VideoausgangVideoausgang

RS-170RS-170SMA auf BNCSMA auf BNC16 bit Echtzeit analog16 bit Echtzeit analogNTSCNTSC

BrennweiteBrennweite8,5 mm8,5 mmf 1,2f 1,2

FokusFokus 1 m bis 1 m bis ∞∞

BildschirmBildschirm 90 mm Diagonale (3,5 Zoll)90 mm Diagonale (3,5 Zoll)

StromversorgungStromversorgung Lithium-Ionen-AkkuLithium-Ionen-Akku

BetriebszeitBetriebszeit 2 Stunden (1 Akku)2 Stunden (1 Akku)

GewichtGewicht 1,3 kg (mit Akku)1,3 kg (mit Akku)

MaßeMaßeHöhe 275 mmHöhe 275 mmBreite 205 mmBreite 205 mmTiefe 112 mmTiefe 112 mm









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Bildschirm- und LED-Anzeigebei Hochempfindlichkeitsbetrieb 0 –150°

Verschluss-Verschluss-AnzeigeAnzeige

Status-Status-AnzeigeAnzeige

Überhitzungs-Überhitzungs-warnungwarnung

Quick-Temp-Quick-Temp-AnzeigeAnzeige

Zielpunkt fürZielpunkt fürQuick-TempQuick-Temp

Akku-Akku-LadezustandLadezustand









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Hitzesucher (Hot Spot)

Heiße Stellen werden farbig (gelb bzw. rot) dargestellt.Heiße Stellen werden farbig (gelb bzw. rot) dargestellt.

HochempfindlichkeitsbetriebHochempfindlichkeitsbetriebüber 135° - gelbüber 135° - gelbüber 142° - rotüber 142° - rot

NiedrigempfindlichkeitsbetriebNiedrigempfindlichkeitsbetriebüber 450° - gelbüber 450° - gelbüber 475° - rotüber 475° - rot









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FarbänderungFarbänderungbei Temperatur-bei Temperatur-anzeigeanzeige

Betriebsart-Betriebsart-anzeigeanzeige

wird automatisch geschaltet, wenn wird automatisch geschaltet, wenn Hot-Spot-Anteil im Hochempfindlichkeitsbetrieb > 15 %Hot-Spot-Anteil im Hochempfindlichkeitsbetrieb > 15 %

Niedrigempfindlichkeitsbetrieb 0 – 500°









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Physikalische Grundlagen

• WärmestrahlungWärmestrahlung

• elektromagnetisches Wellenspektrumelektromagnetisches Wellenspektrum

• Wechselwirkung mit BrandrauchWechselwirkung mit Brandrauch

• StöreffekteStöreffekte

• TemperaturmessungTemperaturmessung




Wärme-Wärme-strahlungstrahlung



Temperatur-Temperatur-messungmessung

StöreffekteStöreffekte

Wechsel-Wechsel-wirkungwirkung

elektromagnet.elektromagnet.SpektrumSpektrum


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Wärmestrahlung

• „„Normales Sehen“ ist die Reflexion einer Lichtquelle auf Normales Sehen“ ist die Reflexion einer Lichtquelle auf einem Objekteinem Objekt

• Wärmestrahlung ist Eigenstrahlung des Objektes.Wärmestrahlung ist Eigenstrahlung des Objektes.

• Jeder Körper mit einer Temperatur oberhalb des Jeder Körper mit einer Temperatur oberhalb des absoluten Nullpunktes sendet Strahlung aus.absoluten Nullpunktes sendet Strahlung aus.

• Menschliches Auge sieht Wärmestrahlung, z.B. bei Glut Menschliches Auge sieht Wärmestrahlung, z.B. bei Glut oder bei der Sonne.oder bei der Sonne.

• Tiefere Temperaturen werden nicht wahrgenommen.Tiefere Temperaturen werden nicht wahrgenommen.

• Wärmestrahlung kann durch elektrische Sensoren Wärmestrahlung kann durch elektrische Sensoren wahrgenommen werden.wahrgenommen werden.












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Elektromagnetisches Wellenspektrum

Gamma-Gamma-strahlenstrahlen

Röntgen-Röntgen-strahlenstrahlen UVUV IRIR RadiowellenRadiowellen

WellenlängeWellenlängein µmin µm 0,40,4 0,80,8 33 151566 88 1414

sichtbarsichtbarnahesnahes

IRIRmittleresmittleres

IRIR fernes Infrarotfernes Infrarot

ArbeitsbereichArbeitsbereichder Wärmebildkamerader Wärmebildkamera

8 – 14 µm8 – 14 µm












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Wechselwirkung elektromagnetischer Strahlung im Rauch

• kurzwelliges sichtbares Licht wird gestreut und absorbiertkurzwelliges sichtbares Licht wird gestreut und absorbiert

• langwellige Wärmestrahlung durchdringt Rauch und Nebellangwellige Wärmestrahlung durchdringt Rauch und Nebel












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Störeffekte

Reflexionen, z.B. SonneneinstrahlungReflexionen, z.B. Sonneneinstrahlung

Dämpfung durch RauchDämpfung durch Rauch

Eigenstrahlung des RauchsEigenstrahlung des Rauchs












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Temperaturmessung

• Mikrobolometersensoren ermöglichen Mikrobolometersensoren ermöglichen

TemperaturmessungTemperaturmessung

• Messwert abhängig vonMesswert abhängig von

– EmissionsgradEmissionsgrad

– AbsorptionsgradAbsorptionsgrad

des Objektesdes Objektes

• Temperaturmessung über Wärmestrahlung deshalb Temperaturmessung über Wärmestrahlung deshalb

ungenau, jedoch ausreichend als Grundlage für taktische ungenau, jedoch ausreichend als Grundlage für taktische

EntscheidungenEntscheidungen












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Sensortechnik

• Röhren (Vidicon Tube)Röhren (Vidicon Tube)

• BST – Barium-Strontium-TitanatBST – Barium-Strontium-Titanat

• MikrobolometerMikrobolometer




RöhrenRöhren



MikrobolometerMikrobolometerBilderBilder

MikrobolometerMikrobolometer

BSTBST


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Röhrentechnik

Röhren (Vidicon Tube)Röhren (Vidicon Tube)

• erste Generationerste Generation

• entwickelt in den 70er Jahrenentwickelt in den 70er Jahren

• Technik ähnlich einer Fernsehkamera Technik ähnlich einer Fernsehkamera

• sehr empfindlich gegen Temperatur und Stößesehr empfindlich gegen Temperatur und Stöße

• begrenzte Haltbarkeitbegrenzte Haltbarkeit

• für Feuerwehreinsatz eher ungeeignetfür Feuerwehreinsatz eher ungeeignet




RöhrenRöhren





BSTBST


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BST-Sensoren

• BST – Barium-Strontium-TitanatBST – Barium-Strontium-Titanat

• Entwicklung in den 80er JahrenEntwicklung in den 80er Jahren

• Sensor mit 320 x 240 BildpunktenSensor mit 320 x 240 Bildpunkten

• nur Messung von Temperaturänderung möglichnur Messung von Temperaturänderung möglich

• deshalb rotierende Scheibe mit 30 U/mindeshalb rotierende Scheibe mit 30 U/min

• mechanische Blende für Überstrahlungsschutzmechanische Blende für Überstrahlungsschutz

• 8-bit-System mit 256 Graustufen8-bit-System mit 256 Graustufen




RöhrenRöhren





BSTBST


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Mikrobolometer

• neueste Sensortechnik – seit 1992 für den zivilen neueste Sensortechnik – seit 1992 für den zivilen Bereich verfügbarBereich verfügbar

• Sensor mit 320 x 240 BildpunktenSensor mit 320 x 240 Bildpunkten• Kleinbildkameras: 160 x 120Kleinbildkameras: 160 x 120• höhere Messempfindlichkeithöhere Messempfindlichkeit• statische Messung mit 60 Bildern pro Sekundestatische Messung mit 60 Bildern pro Sekunde• keine beweglichen Teilekeine beweglichen Teile• 12-bit-System mit 4096 Graustufen12-bit-System mit 4096 Graustufen• Überstrahlungsschutz und Helligkeitskontrolle ohne Überstrahlungsschutz und Helligkeitskontrolle ohne

mechanische Blende möglichmechanische Blende möglich




RöhrenRöhren





BSTBST


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SchnittzeichnungSchnittzeichnungMSA AuerMSA AuerEvolution 5000Evolution 5000

160 x 120160 x 120Vanadiumoxid-Vanadiumoxid-MikrobolometerMikrobolometer

Quelle: Präsentation MSA AuerQuelle: Präsentation MSA Auer Quelle: Präsentation MSA AuerQuelle: Präsentation MSA Auer




RöhrenRöhren





BSTBST


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Einsatzmöglichkeiten der WBK

Man kannMan kann

• Temperaturunterschiede feststellenTemperaturunterschiede feststellen

• Temperaturen bestimmenTemperaturen bestimmen

• durch Rauch und Nebel sowie bei Dunkelheit sehendurch Rauch und Nebel sowie bei Dunkelheit sehen

• berührungslos über größere Entfernungen arbeitenberührungslos über größere Entfernungen arbeiten

• nicht durch Wände und feste Oberflächen sehennicht durch Wände und feste Oberflächen sehen

• nicht durch Wasser und andere Flüssigkeiten sehennicht durch Wasser und andere Flüssigkeiten sehen

• nicht durch Glas sehennicht durch Glas sehen

• schwer Gase detektierenschwer Gase detektieren




Brand-Brand-bekämpfungbekämpfung



weitereweitereAnwendungenAnwendungen

GefahrenGefahrenerkennenerkennen

AußenangriffAußenangriff

InnenangriffInnenangriff


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Brandbekämpfung

InnenangriffInnenangriff AußenangriffAußenangriff












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Innenangriff

• Personensuche/Verkürzung der RettungszeitPersonensuche/Verkürzung der Rettungszeit

• LageerkundungLageerkundung

• Erkennen von Brandausbreitung und BrandherdErkennen von Brandausbreitung und Brandherd

• Finden von aufgeheizten StellenFinden von aufgeheizten Stellen

• Erkennen von Rettungswegen und GebäudestrukturenErkennen von Rettungswegen und Gebäudestrukturen

• sicheres Betretensicheres Betreten

• Erkennen von SchlauchleitungenErkennen von Schlauchleitungen

• Feststellen des LöscherfolgsFeststellen des Löscherfolgs












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Außenangriff

• LageerkundungLageerkundung

• Rauch duchblickenRauch duchblicken

• Brandobjekt erkennenBrandobjekt erkennen

• Brandherd erkennenBrandherd erkennen

• Rettungs-/Angriffswege erkennenRettungs-/Angriffswege erkennen

• Analyse der RauchausbreitungAnalyse der Rauchausbreitung

• thermische Beaufschlagung von Gebäudeteilenthermische Beaufschlagung von Gebäudeteilen












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Erkennen von Gefahren

• Gasflaschen/-leitungenGasflaschen/-leitungen

• RauchdurchzündungenRauchdurchzündungen

• eingestürzte/durchgebrannte Bauteileeingestürzte/durchgebrannte Bauteile

• verdeckte Brandnesterverdeckte Brandnester

• Elektroanlagen (Leuchtstofflampen, Kabel)Elektroanlagen (Leuchtstofflampen, Kabel)

• mögliche Zündquellen (z.B. bei Tankwagenunfall)mögliche Zündquellen (z.B. bei Tankwagenunfall)

• Funkenflug bei TageslichtFunkenflug bei Tageslicht












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Weitere Anwendungen

• FüllstandsbestimmungFüllstandsbestimmung

• GefahrstoffausbreitungGefahrstoffausbreitung

• Einsatz als „Nachtsichtgerät“Einsatz als „Nachtsichtgerät“

• Personen im WasserPersonen im Wasser

• Stressreduzierung durch bessere OrientierungStressreduzierung durch bessere Orientierung












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Beispiele 1

• Überhitzte Elektrogeräte oder Kabel lassen sich leicht Überhitzte Elektrogeräte oder Kabel lassen sich leicht

aufspüren.aufspüren.

• Sie stellen mögliche Zündquellen dar.Sie stellen mögliche Zündquellen dar.




Beispiel-Beispiel-fotos 2fotos 2








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Beispiele 2

• Helligkeitsunterschiede im Bild sagen aus:Helligkeitsunterschiede im Bild sagen aus:HELL ist wärmer als DUNKELHELL ist wärmer als DUNKEL

• Eine absolute Aussage zur Temperatur ist nur über den Eine absolute Aussage zur Temperatur ist nur über den Messpunkt möglich.Messpunkt möglich.












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Beispiele 3

• Füllstände lassen sich bei Blech- und Kunststoffbehältern Füllstände lassen sich bei Blech- und Kunststoffbehältern feststellen (nicht möglich bei blanken Oberflächen).feststellen (nicht möglich bei blanken Oberflächen).

• Schon leichte Erwärmungen verändern den Kontrast.Schon leichte Erwärmungen verändern den Kontrast.












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Beispiele 4

• Unterschiedlich lackierte Oberflächen oder Reflexionen Unterschiedlich lackierte Oberflächen oder Reflexionen beeinflussen die Darstellung.beeinflussen die Darstellung.

• Blanke Flächen können durch Reflexion höhere Blanke Flächen können durch Reflexion höhere Temperaturen vortäuschen.Temperaturen vortäuschen.












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Beispiele 5

• Man kann nicht durch Glas hindurchschauen.Man kann nicht durch Glas hindurchschauen.

• Flammen oder starke Wärmequellen hinter Glas lassen sich Flammen oder starke Wärmequellen hinter Glas lassen sich jedoch erkennen.jedoch erkennen.












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Beispiele 6

• Personen lassen sich durch Rauch und Nebel sowie bei Personen lassen sich durch Rauch und Nebel sowie bei

Dunkelheit in Gebäuden, im Gelände oder im Wasser Dunkelheit in Gebäuden, im Gelände oder im Wasser

auffinden.auffinden.

Quelle: Präsentation MSA AuerQuelle: Präsentation MSA Auer












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ENDEENDE

Präsentation erstellt: 37.23 GroßPräsentation erstellt: 37.23 GroßLayout: J. Seippel/O. DreselLayout: J. Seippel/O. Dresel

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