Новости - Отрасли ТЭК

Куда глаза глядят: видеокамеры для промышленности

14.10.24 07:06

Сегодня камерами видеонаблюдения не удивишь никого: на улицах, в банках, у подъездов, на транспорте, в частных домах — практически везде нас сопровождают электротехнические «глаза». Считается, что первыми применили камеры дистанционного наблюдения немцы в 1942 году в ходе испытаний ракеты «Фау-2», находиться рядом с которой было небезопасно.

В следующем десятилетии видеокамеры вышли на улицы городов для контроля за движением транспорта и обеспечения порядка. Позже появляется возможность записи видеосигнала, видеокамеры становятся меньше и легче. С тех пор системы видеонаблюдения активно проникают в промышленность, становясь ее важным элементом.

Промышленное видеонаблюдение — это система мониторинга, которая используется на производственных объектах для надзора за рабочими процессами, техникой и инфраструктурой. Основные задачи таких систем — это контроль за производственными процессами, измерение, проверка качества и т.д.

В отличие от бытового или уличного видеонаблюдения, промышленное ориентировано на работу в тяжелых условиях, таких как экстремальные температуры, пыль, вибрация и химическое воздействие. Поэтому обычные видеокамеры здесь не подходят.

Увидеть невидимый газ

Новинка Ростеха, еще на запущенная в серию, но уже прошедшая первые испытания, — камера для обнаружения утечек газа метана на газопроводах. Как известно, метан, или природный газ, незаменимый в промышленности и домохозяйствах, не обладает цветом и запахом, а потому его утечку обнаружить не так просто. Еще более усложняют задачу масштабы газораспределительной системы нашей страны общей длиной под миллион километров − самой протяженной в мире. И здесь на помощь газовщикам приходит специальная камера, разработанная инженерами ЦНИИ «Электрон». Это предприятие в составе холдинга «Росэлектроника» − один из лидеров по производству камер технического зрения.

Новые инфракрасные камеры Ростеха выявят опасные утечки на газопроводах

Применение инфракрасных камер — новое слово в работе газовой отрасли. Как же камера может опознать утечку неуловимого метана? Дело в том, что газ поглощает инфракрасное излучение на конкретной длине волны. Это излучение фиксируется специальной оптикой и преобразуется в понятное человеку изображение, на котором зоны повышенной концентрации метана выделяются на окружающем фоне, что позволяет четко определить место утечки. Основное преимущество такой технологии — она позволяет зафиксировать утечку газа на расстоянии, без контакта с загазованной средой. Важно отметить, что корпус камеры герметичен, а лазерная подсветка позволяет вести наблюдение даже в условиях плохой видимости, при тумане или осадках.

Глаза для роботов

Машинное зрение — технология получения изображений, их обработки и использования полученных данных для решения разного рода прикладных задач без участия человека. Одним из важных элементов устройств машинного зрения являются фоточувствительные приборы, преобразующие энергию оптического излучения в электрический сигнал. Машинное зрение применяется для контроля на производстве, диагностики, упрощения складской работы и т.д. В этой технологии, которая выступает важным элементом индустрии нового поколения, задействуются разнообразные «органы зрения» — от самых обычных видеокамер, подобных уличным, до наукоемких миниатюрных устройств размером со спичечный коробок.

Одну из таких мини-камер разработало еще одно предприятие «Росэлектроники» − НПП «Пульсар». Камера весом всего 500 г может интегрироваться практически в любые видеосистемы и передавать на сервер видео в формате онлайн с разрешением 1280×1024. Время непрерывной работы новой камеры — более 10 тысяч часов.

Основная особенность новинки Ростеха — отечественный кремниевый матричный фотоприемник, отвечающий за формирование изображения. Ключевой элемент российского производства дает «зеленый свет» применению камеры на тех предприятиях, где наличие иностранного оборудования запрещено. А область использования таких мини-камер достаточно широка: роботизированные комплексы, системы видеомониторинга, сканирования и контроля производственных процессов и т.д. Если объединить камеры и технологию нейронных сетей, возможно создание мощной системы машинного зрения, способной контролировать одновременно до 30 параметров производственного процесса.

Горячо смотреть

Еще одно предприятие в составе «Росэлектроники», занимающееся промышленными видеоустройствами, одно из старейших в стране, — НИИ телевидения. Здесь в начале этого года разработали термостойкую тепловизионную систему нового поколения. Подобные системы используются в металлургии и других областях уже давно, но благодаря применению новой жаростойкой камеры предприятию Ростеха удалось повысить пиковую температуру работы системы с 1600 до 1800 °С. Для того чтобы нормально функционировать в таких условиях, камера снабжена обновленной системой воздушного и водяного охлаждения. В состав системы, кроме самой камеры, входит тепловизор, также разработанный НИИ телевидения.

«Росэлектроника» разработала тепловизионную камеру для работы при температуре 1800 градусов

Наиболее частой проблемой на предприятиях металлургических комплексов является перегрев оборудования. Высокие температуры могут нарушить целостность конструкции, особенно это важно для состояния внутренних поверхностей печей. Также необходимо контролировать процесс расплава металла, пламя горелок и др. Для решения этих задач применяются бесконтактные методы с использованием камер и тепловизоров. Последние могут определять среднее значение и разницу температур на различных участках объекта, не контактируя с поверхностью. Помимо металлургии, термостойкая тепловизионная система Ростеха может использоваться на химических и стекольных производствах.

Заглянуть в реактор

Другим примером экстремальных условий, в которых необходимо заменять человека машинами, являются атомные реакторы. Здесь также нужно контролировать большое количество показателей, проверять состояние корпусов и внутреннего оборудования реактора, наблюдать за процессом перегрузки топлива и т.д. И для этого тоже применяются специальные телевизионные системы.

«Росэлектроника» впервые показала новый телекомплекс для атомных станций

Основной вызов для разработчиков видеооборудования в данном случае — это, конечно, радиация. Воздействие гамма-излучения вредно не только для живых организмов — со временем от него портятся, а точнее, темнеют и стекла объективов. Поэтому для работы в реакторах инженеры НИИ телевидения создали особую радиационно стойкую камеру, способную работать в воздушной и водной средах при мгновенном гамма-излучении до 2 Мрад/час или накопленном — до 200 Мрад. Разработанный предприятием Ростеха объектив позволяет получать цветное и ч/б изображение с разрешением не менее 1000 телевизионных линий — это выше, чем в стандартных системах видеонаблюдения.

Кстати, применяться подобные системы могут не только на реакторах АЭС. Есть планы по установке телекомплекса Ростеха на головной атомный ледокол «Россия» проекта 10510, который будет обслуживать Северный морской путь. Сегодня реакторы таких ледоколов оборудуются обычными системами корабельного видеонаблюдения, которые быстро выходят из строя из-за радиации. Новые камеры увеличат срок работы важной для безопасности судна системы.

Источник: «Ростех»

Фото: «Росэлектроника»