採用紅外線熱像儀固定監測以保護倉庫資產已成主流趨勢!

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《 FLIR固定監測式紅外線熱像儀應用

前言:

全世界的倉庫都存放著價值不菲的物品,保護這些貨物不被竊盜,至關重要,不過,竊盜並非唯一的危險,有個甚至更大的危險是火災!火災能在極短的時間內摧毀整個倉庫,在火災中被摧毀的貨物價值可能極為巨大,而在火災中喪失的生命價值,更是無法計算! 統計資料顯示,儘管倉庫配備著火警警報與消防系統,但由於火災所造成的資產損失仍大幅增加。


圖一:FLIR A310固定監測式紅外線熱像儀為經濟實惠且精準的非接觸式溫度測量工具,有助於避免倉庫發生火災。


重要貨物的監測

有許多類型材料在不曝露於外部刺激的情況下會放熱,它們的內部溫度會升高到一個使它們開始自燃的點,由此產生的火與強烈的熱度,會致使其它容器中的物質引燃起火,最終可以將倉庫結構、電氣線路及設備,全都燒燬殆盡。

儘管存放放熱設備的倉庫,比其它倉庫更容易遭受祝融眷顧,但是,任何倉庫都可能爆發火災,無論存放的貨物為何。

閉路電視攝影機(CCTV)

倉庫和其他設施須要防火,要這麼做,有幾種不同的選擇  - 可以安裝閉路電視攝影機(CCTV)來監視煙霧或火焰,缺點是當煙霧或火焰開始冒出時,火勢已經開始了。而且,閉路電視攝影機(CCTV)只能在有足夠的光線時,才能產生良好畫質的影像,但在缺少窗戶的倉庫,情況往往不是這樣,當然,在夜晚就更行不通,這表示,必須安裝照明設備,但不只安裝成本高昂,供給電力及定期的燈泡更換,也很昂貴。

閉路電視攝影機(CCTV)的另一個缺點是,當影像對比適當時,您只能看到煙霧或火焰,而在灰色背景下的小量灰色煙霧,是不會立即引起注意的。 

煙霧偵測器及灑水系統

煙霧偵測器與灑水系統,是將倉庫貨物風險降低至最小的另一個選擇。不過,不是所有的火勢都相同,也並非所有的煙霧偵測器都能對所有類型的火勢有理想的響應。

有兩種主要類型的煙霧偵測器  - 電離式與光電式 -  採用的技術能在某些情況下良好運作,而在其它情況下則不然。電離式煙霧偵測器對於具有高火焰的火勢,能較快速的響應,而光電式煙霧偵測器則對於較慢燃燒、悶燒的火勢,有較快速的警報。因此,依爆發的火勢類型而定,煙霧偵測器的響應或許不如預期的好。

圖二:採用FLIR A310熱像儀進行的溫度測量,結合了先前設定的參數,假如測量的溫度上升到超過設定的參數,將會發報警報。
圖三:在一處危險廢棄物存放區的熱影像顯示落在安全範圍內的2點溫度讀值(-3.1℃及-8.4℃及一個異常高的讀值37.1℃
圖四:在相同區域接下來的熱影像顯示異常讀值已增加得更多造成警報發報。


煙霧偵測器也會產生很多的誤警報,它們可能是由蒸汽及灰塵所觸發。因此,不將煙霧偵測器安裝在靠近火爐、烤箱或其它產生熱與煙霧的裝置附近,是快速解決誤警報的方法。不幸的是,這些區域往往是最需要小心監測危險火災的區域。熱偵測器 - 可依急遽的溫度變化發出聲響警報,會是此類區域有用的替代裝置。

但是,煙霧偵測器的主要缺點是,它們代表著對已經爆發的火災的響應。

紅外線熱像儀

FLIR紅外線熱像儀因為能對偵測到的熱點提供及早的警報響應,而更勝一籌! 這對所有類型的倉庫都很重要,尤其是那些存放著容易自燃或高度易燃的貨物的倉庫。

FLIR紅外線熱像儀能清楚地在遠端的視頻或電腦監視器上顯示實時的熱點,告知監視員那些熱點的精準溫度和位置。此外,這款“智慧型熱像儀”可作編程,以設定產生警報信號的溫度,並可使用多個目標點與警報。警報輸出可直接連接到警報裝置、報警器、可編程的邏輯控制器(PLC)或電腦型監視控制系統。當一個警報發生時,人員可以查看影像監視器,以確認問題及其精確的位置。FLIR紅外線熱像儀能藉由在極早期階段辨識出一觸即發的火災,而挽救鉅額成本的貨物及避免結構上的損毀。

圖五、圖六:FLIR A310紅外線熱像儀的使用,不僅限於倉庫,它們也適合戶外應用,例如煤堆,熱影像能清楚辨識在煤堆中即將爆發的火災。

為什麼紅外線熱像儀這麼有用?

所有物體都會在人眼不可見的紅外線光譜中發出熱輻射,紅外線熱像儀可將熱輻射轉換為以溫度標準校正過的熱影像。其非接觸式的溫度測量資料可顯示在監視器上,也可傳送到數位儲存裝置進行分析。

當安裝在倉庫資產保護系統內時,FLIR紅外線熱像儀會產生能看見最小細節的清楚熱影像,不僅如此,影像也會顯示非接觸模式下測得的溫度資料。

“熄燈”下的倉庫監視

不像用於偵測煙霧的可見光影像攝影機,熱像儀不需要光線就能產生影像。因此,它們支援“熄燈”下全天候的倉庫監視。再者,熱像儀還有另一個優點:它們能“看穿”煙霧。這表示,萬一火災真的爆發,它們可以引導消防隊員找到火源及確認是否還有人待在充滿煙霧的空間內。不過,熱像儀可以在煙或火焰冒出來之前就看到熱點,這使它們成為倉庫資產保護的絶佳工具!

多個警報功能

熱像儀可以直接提供信號到聲音或影像警報裝置,也可以結合PLC或電腦控制器,成為一套具有先進功能的監測系統。採用FLIR熱像儀韌體或電腦軟體,這些功能可以包括:

  • 在一個影像中的高、低、平均溫度。
  • 溫度設定點警報。
  • 多個目標點與警報。
  • 設定警報延遲 - 以便忽略由於堆高機進入監視區域造成的暫時性溫度增加。
  • 溫度趨勢分析 - 以便在達到溫度設定點前曝露出問題。
  • 透過乙太網路連線到一中央控制器。
  • 連接多台熱像儀到一中央監視器。
  • 透過乙太網路、電子郵件或FTP傳送警報訊息與圖像。 
圖七:典型的系統配置


1. 電腦。
2. 具RJ45連接頭的CAT-6乙太網路導線
3. 具光纖接口的工業級乙太網路交換器
4. 光纖纜線
5. 無線接收盒(WAP)
6. 具RJ45連接頭的CAT-6乙太網路導線,採用PoE(乙太網路供電)為熱像儀提供電力
7. 工業級乙太網路交換器
8. FLIR A310固定監測式紅外線熱像儀

典型的系統配置

上圖七表示使用FLIR A310紅外熱像儀的一個典型的系統配置。儘管具有的類比視訊和數位I/O輸出,可使它作為一個獨立的智慧型感測器運行,但有許多倉庫應用也使用它的數位資料串流功能,透過乙太網路線路,發送到一個PLC或電腦控制器。當以此方式使用時,溫度資料是傳送到作為更廣大設施監視及控制系統之一部分的PLC或電腦控制器的主要輸入之一。結合其警報設定點功能,A310的乙太網路通訊,能將熱像儀的類比視訊信號以數位壓縮傳送至幾乎任何一處運行監視軟體的電腦。FLIR的軟體,可讓電腦一次顯示多達9台熱像儀的影像,並可依需求在增加的熱像儀群組之間切換。
除了查看熱影像外,還可儲存及分析溫度資料,以產生趨勢分析。A310熱像儀的TCP/IP通訊協定,有越來越多運用於方便從多個位置進行監測。它們可在達到溫度警報臨界值的任何時候,自動透過電子郵件(SMTP)或FTP通訊協定傳送溫度資料及影像到電腦。在指定地點的安全人員,可打開受密碼保護的網頁瀏覽器,進入熱像儀的網路伺服器,以使用基本控制功能及查看受測區域的實時影像。

將熱像儀結合滅火系統

偵測會導致火災的熱點是一回事,預防熱點變成火災又是另一回事。因此,許多使用者及保險公司都提出一個問題 - 要建立一個不但能偵測熱點,也能立即將它們降溫,以使火災不會爆發的系統。
像這些需求,可以將紅外線熱像儀連接到一個消防監視系統,運用紅外線熱像儀導引消防監視器到熱點所在之處的精確位置及將它降溫,這表示,只有少量貨物會因水受損,這與可能損壞大部份倉庫的灑水滅火系統不同。

偵測設備選擇
優點
缺點
閉路電視攝影機(CCTV)


  • 購買價格相對便宜。
  • 可監視大範圍區域。


  • 由於此方案需要照明設備,長期下來,成本相對高昂。
  • 需要光線才能產生影像。
  • 由於安裝照明設備,會產生高額維護成本及電費。
  • 無法看穿煙霧。
  • 只能對已經爆發的火災提供響應。
  • 在煙霧與背景環境之間需要對比,才能看清煙霧。
煙霧偵測器
  • 購買價格相對便宜。
  • 只能對已經爆發的火災提供響應。
  • 可能產生很多誤警報。
  • 高維護成本。
紅外線熱像儀
  • 不需要任何光線。
  • 可看穿煙霧。
  • 能在火災爆發前提供警報。
  • 可監視大範圍區域。
  • 能產生良好對比的影像。
  • 實際上無誤警報。
  • 可導引消防滅火系統,將損壞降低至最小程度。
  • 無須維護。
  • 初始購置成本比閉路電視攝影機(CCTV)高。

圖八:依先前設定的溫度警報值而定,熱像儀可於初始或悶燒階段偵測出火災。煙霧偵測器是依靠煙霧的產生來偵測發展中的火災,因此它只能在悶燒階段結束或火焰階段開始時偵測到火災。閉路電視攝影機(CCTV)則依賴色彩對比度,因此,依照明條件而定,它只能在火焰或火災階段偵測出火災。

實例研究一:大型次氯酸鈣製造廠的倉庫監測

讓我們探討某家擁有(游泳池淨化用的)次氯酸鈣大型製造廠的公司的倉庫監測應用實例。
此種放熱材料的無水形態,儲存在該公司倉庫的大容器中。最初,這家公司是在選擇的容器內插入熱電耦,以監測它們的溫度。熱電耦輸出是連接到假如溫度太高時會觸發警報的監測系統。

在一個大範圍區域分佈著11個倉庫及大量待監測的容器,因此,有著大規模的熱電偶接線問題。
為讓此問題多少容易管理,公司採取一種抽樣方式,只有在1/3的容器內安裝熱電耦。不過,這使它們曝露於高風險程度下。為降低此風險,公司開始裝設FLIR A310熱像儀作為固定位置的非接觸式溫度感測器,監測可輕易由熱像儀視野涵蓋的群組內的所有容器。來自每台熱像儀的單條乙太網路連接,經無線網路,將溫度資料傳送到PLC監視系統。在FLIR熱像儀的韌體內設定了警報時間延遲,以使它能忽略由於堆高機進入倉庫時造成的暫時性溫度升高。這個具有成本效益的解決方案達到100%的產品覆蓋率,並且根除了大量熱電耦接線混亂的問題。

實例研究二:化學廢料桶的倉庫監測

另一個應用範例是用於存放含有化學廢料的貯存桶的倉庫。儘管這是一個有蓋的設施,但是貯存桶不能完全防潮,因此,有洩漏的可能性或貯存桶內容物可能被空氣及濕氣所污染,導致因化學反應引起的溫升,最終,有火災或甚至是爆炸的風險。雖然可見光攝影機可以偵測到火焰或在提供足夠光線的情形下也能偵測到煙霧,但是這對於採取防範措施來說,可能為時已晚。

正如前述範例,倉庫管理員使用獨立的紅外線熱像儀,在火災發生前,偵測熱像儀視野內的溫度上升,並將警報傳送到中央監控站。熱像儀的警報遲滯功能,則用於防止警報關閉 - 直至偵測到的溫度理想地下降到溫度設定點以下及由操作員解除警報為止。熱影像是顯示在控制室的監視器上,顯示熱點的精確位置供人員查看。

在起火前預防火災

FLIR紅外線熱像儀對於倉庫資產保護,是個絶佳的工具。不同於其它方式,例如閉路電視攝影機(CCTV)及煙霧偵測器,熱像儀的自動溫度警報功能,可在起火前預防火災發生,避免昂貴的存貨損失。它也提供直觀且易於瞭解的可視圖像,讓管理人員和消防隊員能立即評估狀況及確認問題所在。

紅外線熱像儀不需要維護,也不需要任何昂貴、耗電的照明設備,就能發揮作用。紅外線熱像儀也幾乎不會產生誤警報 - 那是閉路電視攝影機(CCTV)和煙霧偵測器的常見問題。另一個優點是,FLIR紅外線熱像儀也適用於保全,如有需要,它能在全黑的狀態下偵測到入侵者。

紅外線熱像儀的初始購置成本,可能比閉路電視攝影機(CCTV)及煙霧偵測器稍微昂貴,但由於它們不需要任何光線就能發揮功能,其維護成本與電費,可維持在低水平,這個解決方案也是唯一能真正預防火災、保護資產安全及免於遭受高昂存貨損失的系統,堪稱當今市場上最理想的倉庫資產保護解決方案!


※ 關於FLIR固定監測式紅外線熱像儀產品介紹,請參考
https://www.pdic.com.tw/flir_fixed-monitoring-thermal-cameras-systems.htm,並歡迎您進一步洽詢。

《本文內容圖片及編譯的原文出自FLIR原廠https://www.flir.com/discover/instruments/manufacturing/thermal-imaging-cameras-for-warehouse-asset-protection/

2019-06-20