Wrmebildkamera Walter Niederbauer Atemschutz org WAS IST EIGENTLICH

Wärmebildkamera © Walter Niederbauer – Atemschutz. org

WAS IST EIGENTLICH EINE „WÄRMEBILDKAMERA“? Die Wärmebildkamera ist ein Gerät, welches Wärmestrahlung, die von jedem Körper oder Medium ausgeht, sichtbar machen kann. Was man auf dem Monitor einer Wärmebildkamera sieht, ist nicht der Körper als solcher, sondern man sieht dieses Objekt auf Grund der Wärme, die von ihm ausgeht. Mit „Wärme“ ist hier jede Art von Temperatur gemeint, auch Minustemperaturen! MSA-Auer Wärmebildkamera Evolution 5200 © Walter Niederbauer – Atemschutz. org

FUNKTIONSPRINZIP EINER WÄRMEBILDKAMERA Jeder Körper und auch jedes andere Medium (Flüssigkeit, Gas) das wärmer als der absolute Nullpunkt (-273°C) ist, gibt auf Grund seines Wärmezustands Infrarotstrahlung ab. Eine Wärmebildkamera (WBK) kann diese Infrarotstrahlung aufnehmen und als Bild auf dem Monitor darstellen. Dräger Kamera Talisman Elite Lite © Walter Niederbauer – Atemschutz. org

VERGLEICH NORMALBILD WÄRMEBILDKAMERABILD Die selbe Stelle als Wärme- oder Infrarot -Bild „Normal“ sichtbares Bild © Walter Niederbauer – Atemschutz. org

INFRAROTSTRAHLUNG Radio- u. Fernsehwellen Mikrowellen Infrarot-Strahlung Sichtbares Licht Infrarotstrahlung ist, genauso wie Rundfunk- und Fernsehwellen, Mikrowellen, Röntgenstrahlung, Gamma(γ-)strahlung… eine elektromagnetische Wellenstrahlung. Die verschiedenen elektromagnetischen Strahlen unterscheiden sich in der Wellenlänge UV-Strahlung γ-Str. Wellenlänge © Walter Niederbauer – Atemschutz. org

UNTERSCHIED SICHTBARES LICHT INFRAROTSTRAHLUNG Die Wellenlänge des sichtbaren Lichts ist etwas kürzer als IR-Strahlung und kann Rauch nicht durchdringen Infrarotstrahlung durchdringt Rauch dagegen problemlos, kann aber vom Menschen ohne Hilfsmittel (z. B. einer WBK) nicht erkannt werden. © Walter Niederbauer – Atemschutz. org

VERGLEICH WÄRMEBILDKAMERA NACHTSICHTGERÄT Eine WBK ist kein „besseres Nachtsichtgerät“. Nachtsichtgeräte verstärken vorhandenes Licht und werden daher oft auch als Restlichtverstärker bezeichnet. Nachtsichtgeräte werden von Licht geblendet, WBK´s nicht Ein Farbmuster auf einem Hemd (oder Fell) ohne Temperaturunterschied wäre im Wärme -Bild nicht erkennbar Typisches Bild eines Nachtsichtgeräts © Walter Niederbauer – Atemschutz. org

VERWENDUNGSMÖGLICHKEITEN DER WBK BEI DER FEUERWEHR „Durchblick“ auch durch starken Rauch, z. B. zur Personensuche in verqualmten Räumen Suchen von versteckten / kleinen Brandnestern Suchen von Personen im Freien in der Nacht Suchen von Körperteilen Kontrollieren der Temperatur von z. B. Gasflaschen Erkennen von (exothermen) chemischen Reaktionen Erkennen von Gefahrstoff-Schlieren auf Gewässern Erkennen der Füllhöhe in einem Behälter Erkennen der Austrittsstelle von Gasen Erkennen von Löscherfolg Erkennen von Gaswolken …. © Walter Niederbauer – Atemschutz. org

DAS BILD EINER WÄRMEBILDKAMERA Unterschiedliche Temperaturen werden im Bild der Wärmebildkamera in unterschiedlichen Grau- oder Farbabstufungen dargestellt. Heller abgebildete Objekte sind (in der Regel) wärmer als dunklere. Je größer der Kontrast, desto größer der Temperaturunterschied © Walter Niederbauer – Atemschutz. org

DAS BILD EINER WÄRMEBILDKAMERA Frühere Geräte waren Röhrenkameras mit „rundem“, recht unscharfen Bild. Moderne Kameras arbeiten nach der BST (Barium-Strontium-Titanat) oder Mikrobolometer-Technologie mit besserem Bild Röhrenkamera-Bild BST- oder Mikrobolometerkamera-Bild © Walter Niederbauer – Atemschutz. org

EINGEFÄRBTE BILDDARSTELLUNG EINER MODERNEN WÄRMEBILDKAMERA Neuere Kameras können bestimmte Bereiche elektronisch einfärben. Die farbigen Bereiche kommen deshalb nicht von einer rotgelben Jacke … sondern kennzeichnen z. B. besonders warme / heiße Regionen im Bild. Die Darstellungen (welche Farben) sind teilweise vom Benutzer anpassbar Monitoranzeige einer Argus 3 (Rosenbauer) © Walter Niederbauer – Atemschutz. org

EINGEFÄRBTE BILDDARSTELLUNG EINER MODERNEN WÄRMEBILDKAMERA Inzwischen ist, wie hier zu sehen, auch die Darstellung in mehreren (vielen) Farben möglich. Diese Falschfarbendarstellung (Dräger „Gefahrgutmodus“) kann geringfügige Temperaturunterschiede eventuell besser anzeigen. Monitoranzeige einer Argus 3 (Rosenbauer) © Walter Niederbauer – Atemschutz. org

DAS BILD EINER WÄRMEBILDKAMERA Bei den neueren Kameras können heiße Flächen wie gesehen farbig dargestellt werden. Bild: Bullard Einige Kameras stellen zur besseren Erkennbarkeit besonders heiße Flächen mit einem umgebenden dunkleren Ring dar („Ringbildungseffekt“) um den Kontrast zu erhöhen. © Walter Niederbauer – Atemschutz. org

DAS BILD EINER WÄRMEBILDKAMERA Wieder andere Kameras stellen, besonders wenn die Temperaturunterschiede noch nicht so gravierend sind, verhältnismäßig warme Bereiche in einer ganz anderen Farbe (z. B. blau) dar. © Walter Niederbauer – Atemschutz. org

DAS BILD EINER WÄRMEBILDKAMERA Für alle Wärmebildkameras gilt: Sowohl Gegenstände, (Schrank, Tisch, Stuhl, Gasflaschen, Leitungen. . . ), als auch z. B. Rauch werden immer im (Temperatur-) Verhältnis zu ihrer Umgebung dargestellt. Beispiel: Ist die Umgebung 20°C warm, werden Gegenstände mit etwa 50°C heller, da wärmer, dargestellt. Ist die Umgebung durch ein Feuer z. B. 300°C warm, werden die gleichen Gegenstände dunkler, da kälter als die Umgebung angezeigt. © Walter Niederbauer – Atemschutz. org

DAS BILD EINER WÄRMEBILDKAMERA Aber Achtung! In bestimmten Modi kann es genau anders herum sein: „Normales“ WBK Bild: Person ist heller, da wärmer als die (winterliche) Umgebung Bild einer Dräger UCF 9000 im „Freilandmodus“ (MSA: „BH = Black hot“): je dunkler desto wärmer © Walter Niederbauer – Atemschutz. org

DAS BILD EINER WÄRMEBILDKAMERA Im invers dargestellten „Freilandmodus“ kann es leichter sein Personen zu erkennen © Walter Niederbauer – Atemschutz. org

DAS BILD EINER WÄRMEBILDKAMERA Mit dem Vielfarbmodus kann es manchmal einfacher sein etwas zu erkennen bzw. richtig zu deuten. Wie würden Sie die Bilder interpretieren? Deutung: Linkes Fass leer, Mitte halbvoll, rechts voll Deutung: Linkes Fass leer, Mitte halbvoll, rechts halbvoll + Gas /Dampf Bild: wbk-einsatz. de © Walter Niederbauer – Atemschutz. org

DAS BILD EINER WÄRMEBILDKAMERA Mit dem Vielfarbmodus kann es manchmal einfacher sein etwas zu erkennen bzw. richtig zu deuten. Saß in dem Auto ein Beifahrer? Die Sitzheizung ist beiden Sitzen an, am Beifahrersitz ist auch die Kopfstütze grün und die hat keine Sitzheizung… Bild: wbk-einsatz. de © Walter Niederbauer – Atemschutz. org

DAS BILD EINER WÄRMEBILDKAMERA Nicht immer ist der Vollfarbmodus die beste Wahl Bild: wbk-einsatz. de © Walter Niederbauer – Atemschutz. org

DAS BILD EINER WÄRMEBILDKAMERA Wie wird ein menschlicher Körper von einer Wärmebildkamera angezeigt? Die Person ist auf beiden Bildern die selbe, mit der selben Bekleidung, aber unterschiedlicher Umgebungstemperatur! Man muß sich bewußt sein, wonach man sucht. Am besten sucht man (auch) nach der Form, nicht nur ausschließlich nach einem dunklen oder hellen Fleck! © Walter Niederbauer – Atemschutz. org

DAS BILD EINER WÄRMEBILDKAMERA Abdruck auf einem Autositz: saß hier ein Mensch? An der Form kann man erkennen: es war nur ein Handtuch! Bild: wbk-einsatz. de © Walter Niederbauer – Atemschutz. org

DAS BILD EINER WÄRMEBILDKAMERA Viele moderne Kameras können neben dem eigentlichen Wärme. Bild auch schon ein ungefähres Maß der Temperatur (z. B. 30°C warm) anzeigen. Hier im Bild die Temperatur als Zahlenwert (hier in Fahrenheit, kann aber auch in °C angezeigt werden) Monitoranzeige einer Argus 3 (Rosenbauer) © Walter Niederbauer – Atemschutz. org

DAS BILD EINER WÄRMEBILDKAMERA Andere Möglichkeit der Temperaturanzeige: Ein Thermometer an der Seite. Die Temperatur wird in der Regel in der Mitte des Bildes (Markierung) abgenommen Je weiter man von einem Objekt entfernt ist, desto ungenauer wird die Temperatur angezeigt! © Walter Niederbauer – Atemschutz. org

DAS BILD EINER WÄRMEBILDKAMERA Auch tagsüber kann es vorteilhaft sein eine WBK zu benutzen … Bild: wbk-einsatz. de © Walter Niederbauer – Atemschutz. org

GRENZEN DER WBK: WASSER Wärmbildkameras sind nicht nur einfach nützlich, sie haben leider auch Grenzen IR-Strahlung kann Wasser nicht durchdringen, sie wird verschluckt! © Walter Niederbauer – Atemschutz. org

GRENZEN DER WBK Aber: Personen oder Gegenstände, die an der Wasseroberfläche schwimmen sind mit der WBK sichtbar Tip: Zum Absuchen von relativ ebenen Fläche beispielsweise bei der Personensuche im Wasser oder auf einem Feld einen erhöhten Standpunkt wählen (z. B. DLK) © Walter Niederbauer – Atemschutz. org

GRENZEN DER WBK Chemikalien in Gewässern können sichtbar sein. Voraussetzung: Sie sind nicht wasserlöslich Bild: Bullard © Walter Niederbauer – Atemschutz. org

GRENZEN DER WBK: MAUERN ODER ANDERE FESTE HINDERNISSE Die Kamera kann nicht erkennen, was dahinter ist … außer die Mauer hat sich schon selbst bis außen durchwärmt © Walter Niederbauer – Atemschutz. org

GRENZEN DER WBK: GLAS Glas ist für IR-Strahlung undurchsichtig! Sie wird vom Glas nur gespiegelt © Walter Niederbauer – Atemschutz. org

GRENZEN DER WBK: GLAS Glas ist für IR-Strahlung undurchsichtig! Sie wird vom Glas nur gespiegelt Realbild, keine Personen sichtbar WBK-Bild, wir spiegeln uns © Walter Niederbauer – Atemschutz. org

GRENZEN DER WBK: GLAS • Auch andere glatte Flächen, z. B. Metalltüren oder Blechbehälter können spiegeln. ? ● Um zu erkennen ob es sich um eine Spiegelung handelt, nachschauen ob es unter einem anderen Winkel noch genauso aussieht! ● Achtung: Spiegelungen sind nicht auf absolut glatte Oberflächen beschränkt. © Walter Niederbauer – Atemschutz. org

GRENZEN DER WBK: GLAS Neben Spiegelungen gibt es auch andere Störeinflüsse • Wasserdampf, CO 2 und manche anderen Gase Diese können das Bild der Wärmebildkamera stören, da die Moleküle der Gase die Wärmestrahlung absorbieren oder reflektieren können. • Rußpartikel Rußflocken können Wärmestrahlen absorbieren (aufnehmen) und ergeben dann ein genauso falsches Bild der Lage © Walter Niederbauer – Atemschutz. org

GRENZEN DER WBK: GLAS Die Füllhöhe, aber auch exotherme chemische Reaktionen in einem Tank / Fass / Behälter / Waggon etc. können sichtbar gemacht werden. Erkennen auch aus großer Entfernung = Sicherheit Erkennen ist allerdings nur möglich, wenn der Behälter nicht isoliert ist! © Walter Niederbauer – Atemschutz. org

GRENZEN DER WBK: GLAS Normales“ Bild (Foto) WBK-Bild Man beachte unbedingt „die Grenze“ Isolierung! © Walter Niederbauer – Atemschutz. org

TECHNISCHE HINWEISE: „FEUERWEHRMODUS“ Viele Kameras verfügen über das automatische Umschalten in einen höheren (unempfindlicheren) Bereich, wenn die dargestellte Temperatur (=IR-Energie) zu hoch wird. Dies wird auch „Feuerwehrmodus“ genannt Wann die Kameras umschalten, ist von Hersteller zu Hersteller und von Modell zu Modell unterschiedlich Beispiel Evolution 4000: Rotfärbung der Hitzepunkte im Normalmodus bei Temperaturen ab 200°C bzw. im erweiterten Modus ab 600°C Müßte die Kamera mehr als 10% der Bildschirmfläche rot darstellen, schaltet die Kamera automatisch um © Walter Niederbauer – Atemschutz. org

TECHNISCHE HINWEISE: „FEUERWEHRMODUS“ „Unempfindlicher“ Feuerwehr. Modus „Empfindlicher“ Normal. Modus © Walter Niederbauer – Atemschutz. org

TECHNISCHE HINWEISE: „FEUERWEHRMODUS“ Je nach Kamera (-hersteller, -typ) wird unterschiedlich eingefärbt bzw. differieren die Schwellwerte © Walter Niederbauer – Atemschutz. org

TECHNISCHE HINWEISE: „FEUERWEHRMODUS“ Auch manuell verschieden einstellbare Modi können unterschiedliche Darstellungen erzeugen Bilder: Dräger Personensuchmodus: die Feuermodus: die heißen Auflösung ist für die kühleren Bereiche werden feiner Bereiche optimiert, die heißen aufgelöst Bereiche werden als eine heiße Fläche dargestellt © Walter Niederbauer – Atemschutz. org

TECHNISCHE HINWEISE: „Thermal Scan“ Der Thermalscan ist eine vom Anwender einstellbare Schwelle ab welcher warme Stellen angezeigt werden (im Gegensatz zu den Schwellen die zum automatischen Umschalten führen). Bild: Dräger © Walter Niederbauer – Atemschutz. org

TECHNISCHE HINWEISE: AKKUSTANDZEIT Die Zeit, wie lange der Akku hält, ist neben dessen Füllgrad beim Einschalten auch von der Eigentemperatur der Kamera abhängig. Beispiel der Auer Evolution 4000 / 5000: Kameratemperatur Akkulaufzeit 80 °C > 30 min 120 °C > 10 min 260 °C > 5 min - 30 °C > 40 min - 40 °C > 25 min Die Temperatur der Kamera ist abhängig von der Umgebungstemperatur, ergibt sich aber auch aus der eigenen Betriebstemperatur. Wird die Temperatur zu hoch, schaltet sich die Kamera ab, kann aber nach dem Abkühlen wieder normal weiter betrieben werden. © Walter Niederbauer – Atemschutz. org

TECHNISCHE HINWEISE: AKKUSTANDZEIT Einige Kameras zeigen die Überhitzung an (bevor sie abschalten) Bild: Dräger © Walter Niederbauer – Atemschutz. org

VORGEHEN IM BRANDFALL: „WÜRFELBLICK“ Das Gehen mit vor den Augen gehaltener Wärmebildkamera kann zu Unfällen führen, da man nicht sieht, was direkt vor einem ist. Dagegen und um möglichst alles in einem Raum zu erkennen, wendet man den so genannten Würfelblick an: © Walter Niederbauer – Atemschutz. org

VORGEHEN IM BRANDFALL Nach vorne und oben: Heißer Brandrauch, herunterhängende, unter Strom stehende Kabel Nach rechts: Nach links: Erfassen der Fluchtwege, Erfassen von Fenster / Türen Nach hinten (zurück): Kontrolle des Rückzugswegs Nach unten: Erkennen von Hindernissen Identifizieren von Personen, Lokalisieren von Abgründen … Aber Achtung! Die WBK ersetzt keine Rückzugswegsicherung! © Walter Niederbauer – Atemschutz. org

VORGEHEN IM BRANDFALL: „WÜRFELBLICKE“ © Walter Niederbauer – Atemschutz. org

VORGEHEN IM BRANDFALL Löschen bzw. Kontrollieren des Löscherfolgs Falls helle Flächen bei der Wasseraufgabe dunkler werden, deutet das auf einen Löscherfolg, sonst nicht. Wichtig ist aber auch zu kontrollieren ob die dunklen Flecken dunkel bleiben! Bild Bullard © Walter Niederbauer – Atemschutz. org

INNOVATIONEN Funkübertragungseinrichtungen © Walter Niederbauer – Atemschutz. org

INNOVATIONEN In den letzten Jahren hat sich auf dem WBK-markt sehr viel getan. Z. B. : ● Sehr hohe Temperaturauflösung (0, 035°) ● Insgesamt sehr viel besseres Bild ● Farbige Darstellung der Hitzezonen ● Direkte Temperaturanzeige ● Übertragungsmöglichkeit nach außen ● Möglichkeit Bilder (Videos) aufzunehmen und zu speichern © Walter Niederbauer – Atemschutz. org

INNOVATIONEN ● Standbildfunktion: Ein Bild kann geschossen und sofort vor Ort betrachtet werden z. B. aus dem sicheren Bereich heraus „um die Ecke“ Bild: Dräger © Walter Niederbauer – Atemschutz. org

INNOVATIONEN Eingebauter Laserpointer ● Damit kann dem weiteren Mann im Trupp ohne Sicht auf den Monitor etwas angedeutet werden (wo er hinspritzen soll, wo etwas bestimmtes zu sehen ist, wo sich die heißeste Stelle befindet, …) Bild: Dräger © Walter Niederbauer – Atemschutz. org

INNOVATIONEN ● Digitaler Zoom ● Breitbild ● automatische Anpassung des Monitorbildes an die Umgebungshelligkeit ● ATEX-Zulassung (wichtig beim Gefahrguteinsatz) ● eingebaute Normalbildvideokamera als Erweiterung der Einsatzmöglichkeit z. B. um echte Bilder im Gefahrguteinsatz vor Ort aufzunehmen und außerhalb des Gefahrenbereichs (auf der WBK!) herzuzeigen… Eine der wichtigsten Neuerungen ist auch die Verkleinerung (= Gewichtsersparnis) der Kameras. Die Bedienknöpfe sollten aber auch mit Handschuhen noch bedienbar bleiben! © Walter Niederbauer – Atemschutz. org

INNOVATIONEN © Walter Niederbauer – Atemschutz. org

INNOVATIONEN In den Helm ein- bzw. angebaute Helm-Wärmebildkameras sind bereits auf dem Markt. Vorteil: Man hat die Hände frei und Das Bild ist ständig vor dem Auge Nachteile: Gewicht des Helms Sicht mit Atemschutzmaske? Normale Sicht wird eingeschränkt Größe des Helms incl. Kamera… © Walter Niederbauer – Atemschutz. org

INNOVATIONEN Die Hersteller bieten inzwischen sehr viele unterschiedliche Ausstattungsmöglichkeiten und -optionen an. Dies macht die Kameras nicht unbedingt einfacher in der Bedienung Man sollte sich überlegen: Was ist für mich wirklich notwendig? Brauchen wir alle Features? Können wir die Kamera dann noch einfach bedienen? Was kostet es (mehr)? Rosenbauer Argus © Walter Niederbauer – Atemschutz. org

NUTZEN DER WÄRMEBILDKAMERAS © Walter Niederbauer – Atemschutz. org

NUTZEN DER WÄRMEBILDKAMERAS Bei einer Untersuchung im Jahr 1999 wurde festgestellt: Ohne Wärmebildkamera wurde in 60% das Opfer nicht gefunden in 30% der Weg nach außen nicht mehr gefunden? !? Mit Wärmebildkamera wurde die Zeit bis zum Fund der Opfer um 75% verkürzt Bei vielen Einsätzen hat sich die Technik auch bei uns schon bewährt. Auch ohne Menschenrettungseinsatz spart die WBK in vielen Fällen Sehr viel Zeit Viele Ressourcen Sehr viel Geld Aber sie muß geübt werden, OBWOHL sie so einfach zu bedienen ist! © Walter Niederbauer – Atemschutz. org

NUTZEN DER WÄRMEBILDKAMERAS Brennt es hinter dieser warmen Tür? Das Bild einer WBK erfordert es anders zu denken als wir es (vom normal sichtbaren Bild her) gewohnt sind, da immer nur Wärmeverhältnisse zueinander abgebildet werden. © Walter Niederbauer – Atemschutz. org

KRITERIEN ZUR ANSCHAFFUNG EINER WBK´s sollten nach dem derzeitigen Stand der Technik: l Robust sein l Möglichst leicht l Ein gutes, scharfes Bild liefern l Temperaturunempfindliche Kamerafunktionen bieten l Große Temperaturauflösung l Einen großen Griff haben l Möglichst wenige Schalter und Knöpfe (dafür aber große) besitzen. l Leistungsfähige Akkus beinhalten l Bei Übertragungsmöglichkeit nach außen Postzulassung l Evtl. ein Fernthermometer integrieren © Walter Niederbauer – Atemschutz. org