هناك العديد من التطبيقات الصناعية حيث يمكن استخدام كاميرات الفحص تحت الماء. ستحتاج الأماكن المختلفة إلى أنواع مختلفة من الكاميرات للحصول على أفضل النتائج من حيث اللقطات والعمل المنجز. سواء كنت ترغب في التحقق من انسداد المياه أو التآكل داخل الهياكل المائية الضخمة، فإن كاميرات الفحص تحت الماء رائعة لتقليل المخاطر على البشر. تساعدنا هذه الكاميرات أيضًا في إجراء عمليات الفحص عن بُعد مع توفير المال والجهد البشري. 

لكن اختيار كاميرا الفحص المناسبة ليس بالأمر السهل لأن معظمنا إما يشتريها لأول مرة أو لا يعرف في الواقع الميزات التي يجب البحث عنها. تبيع الصناعة المواصفات، لكن غالبية عمليات الفحص تفشل بسبب عدم تطابق البيئة. على سبيل المثال، تكون كاميرا الفحص تحت الماء بدقة 4K عديمة الفائدة في المياه التي تصل الرؤية فيها إلى متر أو نصف متر. ومع ذلك، ستعمل الكاميرا ذات الميزانية المحدودة بشكل مثالي في بئر صافية. والحقيقة الخفية هي أن معظم عمليات الفحص الصناعي تحدث في المياه منخفضة الرؤية وليس في المياه المفتوحة.

هذه الكاميرات ليست رخيصة الثمن، لذلك لا تريد أن تضيع أموالك على منتج لا يعمل. لذا، فإن هذه المقالة تدور حول تجنب الكاميرا الخاطئة مع التأكد من فهم احتياجاتك أولاً، ثم اختيار الكاميرا المناسبة للمهمة التي تقوم بها. لنناقش أولاً القليل من التطبيقات الممكنة التي تُستخدم فيها كاميرات الفحص تحت الماء بشكل عام.

فهم الاستخدام الصناعي

عادةً ما تكون البيئات الصناعية تحت الماء غير قابلة للتنبؤ، وقذرة، وغالباً ما يتعذر على البشر الوصول إليها. هناك حاجة إلى كاميرات مخصصة للذهاب إلى الداخل والتحقق من أشياء مختلفة، مثل التآكل أو التشققات في الهياكل أو البيئة في القاعدة أو تربية الأحياء المائية. يمكن استخدامها لفحص الآبار والسدود. تم تصميم الكاميرات الاستهلاكية للحظات، في حين أن الكاميرات الصناعية مصممة للعمل بشكل مستمر لساعات. الظروف الصناعية أقسى بشكل عام. تكون الكاميرات عرضة للتعرض للمواد الكيميائية وتراكم الشقوق والتلوث الحيوي (نمو الكائنات الحية على العدسة بمرور الوقت). 

قد تشمل الاستخدامات السدود، والحفارات البحرية، وفحص هياكل السفن، وفحص المراوح، والبنى التحتية للموانئ، والخزانات الصناعية. يمكن أن يكون هناك مئات بل آلاف التطبيقات، وكل نوع يتطلب كاميرا بالمواصفات المناسبة. وهذا ما سنناقشه في هذا المقال. 

سيختلف نوع الكاميرا حسب غرضك. على سبيل المثال، إذا كنت تريد مراقبة مستمرة في مكان واحد، فستكون كاميرا مراقبة جيدة تحت الماء جيدة. في حالات أخرى، عندما تكون منطقة الفحص أضيق، ستكون الكاميرا المسقطة أكثر ملاءمة. يمكن استخدام المركبات التي يتم تشغيلها عن بُعد (ROVs) حيثما نحتاج إلى الذهاب إلى أعماق كبيرة وحيث لا يمكن للغواصين الذهاب إلى العمق أو لأسباب تتعلق بالسلامة. تم تصميم الكاميرات الصناعية لأغراض مختلفة مقارنة بالكاميرا الاستهلاكية. سترى هذه الكاميرات مصممة مع وضع هذه العناصر في الاعتبار.

• مقاومة الضغط (الآبار العميقة وتحت سطح البحر)
• نقل الكابل الطويل دون فقدان الإشارة
• مقاومة التآكل (المياه المالحة)
• إمكانية الخدمة (إصلاحات معيارية وليس استبدال)

أنواع كاميرات الفحص تحت الماء

لا يوجد نوع واحد من الكاميرات لعمليات الفحص تحت الماء. بناءً على تطبيقاتها ومواصفاتها وأسعارها، يمكنك الاختيار من بين مجموعة متنوعة من الكاميرات. فيما يلي أكثرها شيوعاً.

1.إسقاط الكاميرات

هذه هي الأنواع الأساسية من كاميرات الفحص تحت الماء. وهي تعمل على النشر بمساعدة الجاذبية. وهي مثالية للأعمدة الرأسية ولفحص القاعدة تحت الماء. على سبيل المثال، إذا كنت ترغب في فحص التآكل حول قضيب مفتوح، يمكن أن تكون هذه الكاميرات جيدة بما يكفي لتوفير أموالك وجهودك التشغيلية. إنها رائعة لفحص الآبار والأعمدة والخزانات الضيقة حيث يكون مسار الفحص عموديًا. ومع ذلك، فإن أكبر عيب في هذه الكاميرات هو أنها لا توفر فحصاً جانبياً. ولكن، هناك بعض الكاميرات المسقطة التي تأتي مع دوران 360 درجة. لذا، فإن الأمر يستحق التحقق قبل الشراء.

2.أنظمة المركبات التي يتم تشغيلها عن بُعد (ROV)

تمتلك أنظمة المركبات المُدارة عن بُعد قوة دفع وتحكم خاصة بها. يتم تشغيلها بشكل عام بواسطة البشر ويمكنها الذهاب إلى أماكن بعيدة لا يمكن للبشر الذهاب إليها. تهيمن هذه الكاميرات على مراقبة السدود ومراقبة المحيطات ومراقبة الخزانات ومعظم التطبيقات الأخرى تحت الماء. تتيح أجهزة الدفع الموجودة فيها إمكانية الحركة الأساسية والوظائف الأساسية مثل تثبيت الموضع، والانحراف، والانحراف. أكبر القيود التي تواجه هذه الكاميرات هي سحب الحبل، وزمن وصول الإشارة، والمهارات التجريبية المطلوبة. ومع ذلك، إذا كانت لديك منطقة محدودة لتغطيتها مع وجود شخص جيد للتعامل مع هذه الكاميرا، فيمكن أن تكون اختياراً رائعاً لأي سيناريو يتطلب الملاحة أو فحص الجدران الجانبية أو تغطية الأصول الكبيرة والمعقدة.

يمكن أن يختلف حجم الكاميرات التي تعمل عن بُعد، ويمكن أن تكون أغلى بكثير من كاميرات الإنزال العادية.

3.أنظمة الكاميرات الثابتة تحت الماء

هذه أنواع أكثر عمومية من الكاميرات تحت الماء. يمكنك تخيلها على أنها كاميرات مراقبة تحت الماء. وهي تُستخدم عادةً في الموانئ والمرافئ لمراقبة الأمن والبنية التحتية. كما يمكن استخدامها في تربية الأحياء المائية ومراقبة الحطام في هياكل السحب. وهي مصنوعة للوضوح البصري طويل المدى ولا تركز بشكل عام على الدقة العالية. وهي مقاومة للاهتزازات والحركات الدقيقة بسبب التركيب الثابت.

نظرًا لأن هذه الكاميرات تكون دائمًا تحت الماء، تصبح الاعتبارات الخاصة بمكافحة الحشف، واستخدام الطاقة، وتخطيط مجال الرؤية مهمة. من المهم تنظيفها بانتظام حتى لا يتم إعاقة الرؤية. 

4.أنظمة PTZ (Pan-Tilt-Tilt-Zoom) تحت الماء

يمكن اعتبارها النسخة المطورة أو المتقدمة من كاميرات الإنزال. كما يوحي الاسم، يمكننا القيام بالتأطير المتحكم به دون نشر مركبة عن بُعد. يمكننا التكبير للحصول على مزيد من التفاصيل إذا كانت الرؤية تسمح بذلك. ومع ذلك، نظرًا لأن مجموعة التحريك والإمالة تتطلب إحكام الإغلاق وتصنيف الضغط، يصبح من المهم الحفاظ على تأمين الجسم.

تعد هذه الكاميرات رائعة للمنشآت متوسطة الحجم أو الأماكن الأخرى التي لا تكون فيها المناورة ضرورية. يمكن أن تكون مناسبة تمامًا لعمليات الفحص من نقطة تركيب ثابتة (مثل جدران الخزانات ومناطق السحب)

عوامل يجب مراعاتها عند شراء كاميرا فحص تحت الماء للاستخدام الصناعي

فيما يلي أهم عوامل الشراء التي تركز على المجال. سيساعدك كل معيار في الوصول إلى القرار النهائي.

1.تصنيف العمق (على مستوى النظام، وليس رأس الكاميرا فقط)

يجب أن تكون مجموعة الكاميرا بأكملها مصنفة للعمق بدلاً من رأس الكاميرا فقط. ويشمل ذلك مبيت الكاميرا والموصلات وغلاف الكابل والعزل الداخلي ونقاط تخفيف الضغط. على سبيل المثال، سيؤدي التسرب الجزئي في الموصل إلى تكاثف ثم تآكل، مما قد يؤدي بسهولة إلى فشل تام لاحقًا. من الأفضل تطبيق هامش أمان بمقدار 1.5 ضعف على عمق التشغيل الأقصى. بالنسبة لعمق التشغيل الأقصى البالغ 50 متراً، من الجيد أن يكون لديك كاميرا مصنفة لعمق 75 إلى 100 متر. تأكد من التحقق من شهادة اختبار الضغط وليس فقط الادعاءات. 

نوع الموصل	العمق المناسب	الموثوقية	التكلفة	حالة الاستخدام
مقاومة للماء الأساسية (IP68)	<30-50 m	منخفضة	منخفضة	الاستخدام الخفيف أو المؤقت
موصلات صناعية محكمة الغلق	50-150 m	متوسط	متوسط	الفحص الصناعي العام تحت الماء
موصلات تحت سطح البحر/الموصلات القابلة للتوصيل المبلل	150 m+	عالية	عالية	العمليات البحرية والعمليات الحرجة

يعتمد الحد الأقصى للعمق الذي ترغب في الوصول إليه كلياً على المكان الذي تريد استخدام الكاميرا فيه. النقطة الأساسية هنا هي أنه من الأفضل أن تحصل على كاميرا يبدو تصنيف العمق فيها مبالغاً فيه. لا تتجاهل أبداً تصنيف العمق أو تحاول استخدام الكاميرا على عمق أعمق من تصنيفها. سيؤدي ضغط الماء الأعلى من التصنيف إلى تسرب الماء إلى داخل جسم الكاميرا وسيدمر الكاميرا ومكوناتها الداخلية.

2.جودة الصورة

جودة الصورة هي العامل التالي الذي يحدد كاميرا الفحص تحت الماء التي يجب أن تختارها. على الرغم من أن اللقطات تحت الماء تتأثر بشكل كبير بصفاء الماء والضوء والجسيمات، إلا أنه من المهم اختيار كاميرا ذات جودة مقبولة للقطات. سيساعدك حجم المستشعر الأكبر مع نطاق ديناميكي جيد على تحقيق فيديو بجودة أفضل مقارنةً بحجم مستشعر أصغر مع أرقام دقة أعلى.

الدقة مبالغ فيها في معظم الحالات لأنه في المياه العكرة، يمكن أن تكون الرؤية أقل من متر واحد، ولن يكون للدقة الأعلى أي تأثير على جودة الفيديو. لذا، يجب أن تعطي الأولوية للتعامل الجيد مع التشويش والتباين، وليس فقط الميجابكسل. يلتقط الحساس الأكبر حجمًا مزيدًا من الضوء لكل بكسل، مما يعني بشكل أساسي جودة صورة أفضل مقارنة بالحساس الأصغر. ضع هذا الجدول في اعتبارك قبل اتخاذ قرارك.

حجم المستشعر	حالة الاستخدام النموذجي	أداء الإضاءة المنخفضة	مستويات الضوضاء	الوضوح الحقيقي تحت الماء
1/3″ أو أصغر	الكاميرات ذات الميزانية المحدودة	فقير	عالية	غير محبب وغير قابل للاستخدام في المياه العكرة
1/2.8″	الدخول الصناعي	معتدل	متوسط	مقبولة في المياه الصافية
1/1.8″	الأنظمة الاحترافية	جيد	منخفضة	صور أوضح في الرؤية المنخفضة
1″ أو أكبر	الأنظمة المتطورة	ممتاز	منخفضة جداً	أفضل وضوح ممكن في الظروف القاسية

تبدأ الكاميرات تحت الماء من 720 بكسل وتصل إلى دقة 4K. يختلف السعر أيضاً حسب هذه المواصفات. لذا، إذا كنت تريد أفضل أداء من حيث التشتت الخلفي مع ضوضاء أقل، فإن الدقة الأعلى جيدة. ولكن عندما تعرف أنك ستعمل بشكل أساسي في المياه العكرة، فحتى الكاميرا ذات الدقة المنخفضة ستوفر لك نتائج مماثلة.

3- الإضاءة

يستهين معظم مشتري الكاميرات الصناعية بالجزء الخاص بالإضاءة بينما يركزون أكثر على الدقة. ولكن، الإضاءة هي التي تقرر في الواقع ما إذا كانت الكاميرا ترى أي شيء على الإطلاق أو مدى جودة رؤيتها تحت الماء الصافي أو العكر. عامل الإضاءة الأكثر أهمية هو هندسة الشعاع. يُعد الشعاع الضيق (بين 10 و30 درجة) رائعًا للوصول لمسافة أطول ولإجراء فحص أفضل تركيزًا، مثل الشقوق والمفاصل. ومع ذلك، فإن الشعاع الأوسع الذي يزيد عن 60 درجة سيغطي مساحة أكبر، ولكن شدته أقل لكل وحدة مساحة. 

التشتت الخلفي هو مفهوم مهم آخر. وهو كمية الجسيمات العالقة التي تعكس الضوء إلى العدسة. يظهر على شكل ثلج أو ضباب ويمكن أن يؤثر على الجودة الكلية للفيديو. إذا كان الماء يحتوي على الكثير من الجسيمات ويعكس كمية كبيرة من الضوء، فلن يكون هناك فائدة من زيادة الضوء. في هذه الحالة، ستكون إضاءة الإزاحة أو عناصر التحكم في التعتيم مهمة. لذا، تأكد من احتواء كاميرا الفحص الصناعي تحت الماء على جميع ميزات الإضاءة الإضافية هذه.

4.التنقل

كما ناقشنا سابقاً، فإن الكاميرات البسيطة المنسدلة لا تكاد تتمتع بأي قدرة على الحركة لأنها معلقة على سلكها فقط. ومع ذلك، إذا كنت ترغب في التحريك أو التكبير داخل الماء، فمن الجيد اختيار كاميرات الحركة بزاوية 360 درجة. يمكن أن تكون الغواصات ROVs رائعة أيضاً إذا كنت تستطيع تحمل تكلفتها. كما أن للمركبات التي تعمل عن بُعد تكوينات مختلفة، مثل 2 أو 4 أو 6 دفّاعات. يعني المزيد من أجهزة الدفع ببساطة مزيداً من الحركة، في حين يمكن أن تتحرك الغواصة البسيطة ذات الدافعين للأمام والخلف مع قدرات دوران محدودة. 

5.الكابل

يحدد كابل الكاميرا جودة إشارتها ونطاقها وقدرتها على الحركة. من السهل تجاهل جودة الكابل ونوعه ووزنه، ولكنه يؤثر على غالبية تطبيقات الكاميرا. يجب أن يتمتع الكابل الجيد بتصميم جيد للطفو، ومقاومة التآكل، وتخفيف الضغط ونقاط التوصيل المناسبة.

يتميز كابل الألياف البصرية بنطاق ترددي أعلى وفقدان أقل للإشارة. وهي مثالية لمقاطع الفيديو بعيدة المدى وعالية الجودة. لكنها أكثر هشاشة وتزيد من سعر الكاميرا.

تعتبر الكابلات النحاسية أكثر شيوعًا وأرخص سعرًا وقوة. ومع ذلك، فإن الإشارة تتدهور على مسافات أطول، ولها نطاق ترددي محدود للتغذية عالية الدقة. لذا، إذا كنت تبحث عن كاميرا منخفضة الدقة للعمليات ذات المسافات المنخفضة، فسيكون الكابل النحاسي جيداً بما فيه الكفاية. ولكن في الكاميرات المتطورة، تحصل بشكل عام على كابل ألياف بشكل افتراضي.

6.نظام الطاقة

ستحصل على نوعين رئيسيين من أنظمة الطاقة في كاميرات الفحص تحت الماء، أي التي تعمل بالبطارية والمربوطة. والآن، في التطبيقات الصناعية، يجب أن تعمل هذه الكاميرات لعمليات الفحص الأطول، وربما لن ترغب في الدخول في متاعب شحن البطارية. بالنسبة لعمليات الفحص الأطول، تعتبر الأنظمة المربوطة رائعة، والتي توفر طاقة مستمرة للكاميرا من السطح. ومع ذلك، فإنها تضيف تعقيدات الكابلات والسحب داخل الماء.

تتسم الأنظمة التي تعمل بالبطارية بإمكانية التنقل العالية وعدم وجود قيود على كابل الطاقة، ولكن وقت تشغيلها محدود. لذا، يعتمد الأمر على المدة التي ستستخدم فيها الكاميرا وما إذا كنت موافقاً على إدارة الكابلات الإضافية والعائق الذي يرافقها.

7.المتانة

سيحدد اختيار المواد وتصميم مانع التسرب لكاميرا الفحص تحت الماء متانتها. بشكل عام، تُستخدم هذه الكاميرات في البيئات القاسية، لذا يصبح من المهم التحقق من متانتها قبل اتخاذ قرارك. ستجد ثلاثة أنواع رئيسية من المواد المستخدمة في هذه الكاميرات.

• الفولاذ المقاوم للصدأ
• ألومنيوم (مؤكسد)
• بلاستيك

الهياكل المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ ثقيلة وباهظة الثمن ولكنها مقاومة للتآكل بشكل كبير. تصاميم الألومنيوم أخف وزناً وأرخص ثمناً، ولكنها عرضة للتلف الداخلي في حالة تلف الطلاء. الأجسام البلاستيكية مقاومة للتآكل ولكنها ذات قوة هيكلية أقل.

8- المستشعرات

حساس الصورة هو شيء واحد. لدينا أكثر أنواع المستشعرات شيوعاً، وهو مستشعر الصور CMOS، بينما تحتوي بعض الموديلات القديمة على مستشعر CCD. وظيفة حساس الصورة هي تحويل الضوء إلى صورة رقمية أو فيديو رقمي. لكن كاميرات الفحص الصناعي مزودة بمستشعرات أخرى لتسهيل الفحص تحت الماء في بيئات مختلفة. فيما يلي بعض هذه المستشعرات الإضافية التي يجب البحث عنها.

مستشعر الضغط: قياس ضغط الماء لتقدير العمق.

مستشعر درجة الحرارة: يقيس درجة حرارة المياه، مما يساعد في مكافحة التلوث الحراري وارتفاع درجة حرارة المعدات.

مستشعر التوجيه: مفيد في تتبع إمالة الكاميرا ودورانها وحركتها.

مستشعر السونار: يستخدم الموجات الصوتية “للرؤية” في ظروف الرؤية المنخفضة أو المنعدمة. 

هذه المستشعرات إضافية، ولن تحتوي معظم الكاميرات تحت الماء على كل هذه المستشعرات. ولكن عندما تريد الحصول على الأفضل من بين الأفضل، فإن كل هذه المستشعرات تحسّن وظائف الكاميرا وتوفر لك مزايا أكثر من تلك العادية.

مطابقة الكاميرا مع الوظيفة

كما ناقشنا سابقاً، فإن اختيار كاميرا الفحص المناسبة تحت الماء لأي غرض صناعي يتعلق بمعرفة متطلباتك أكثر من مجرد اختيار المواصفات المناسبة. دعنا نحدد ما يمكن أن تتوقعه من أي كاميرا والمكان الأنسب لك.

حالة الاستخدام	ما هي الأولويات
فحص بئر البئر	العمق + طول الكابل + الإضاءة
التفتيش البحري	مركبة عن بُعد + سونار + كاميرا PTZ
مياه قذرة/عكرة	سونار > الدقة
الفحص الهيكلي	القياس بالليزر + التكبير/التصغير

كيف يتم البحث والمراقبة باستخدام كاميرات الفحص الصناعي تحت الماء؟

تختلف عملية استخدام الكاميرات تحت الماء في التطبيقات الصناعية المختلفة كثيراً باختلاف البيئة المعينة. ولكن يمكن استخدام بعض المراحل في جميع أنواع عمليات التفتيش تقريباً.

1.مرحلة النشر والبحث

في عمليات الفحص الصناعية تحت الماء، تعرف بشكل عام هدفك والمنطقة التي تريد نشر الكاميرا فيها. هذه ليست عمليات استكشاف عشوائية بل عمليات نشر موجهة في المياه المفتوحة والسدود والمنشآت البحرية. استناداً إلى المنطقة وميزانيتك وخبرتك، يمكنك استخدام بكرات الكابلات أو الزواحف الآلية أو الغواصات الآلية. قد ترغب في استخدام الإضاءة الخارجية إذا كانت الرؤية قريبة من الصفر. تحتوي معظم الكاميرات تحت الماء على مصفوفات LED حول العدسة حتى تتمكن من استخدامها.

اعتماداً على الكاميرا الخاصة بك، يمكنك تشغيلها كما تريد. سيشمل ذلك تدوير رأس الكاميرا أو التكبير إلى العيوب المشتبه بها. قد تكون الكاميرات عالية الوضوح مطلوبة لفحص الوصلات واللحامات والشقوق والانسدادات.

2.التحكم والمناورة 

ستكون هناك حاجة إلى خبير أو شخص لديه معرفة كافية لتشغيل الكاميرا تحت الماء. سيكون للكاميرات المختلفة عناصر تحكم مختلفة، لذا فإن تعلمها مهم للحصول على أفضل النتائج.

3.المراقبة في الوقت الحقيقي

سيشاهد مشغّل الكاميرا من خلال البث المباشر في مسجّل الفيديو الرقمي ويشغّل الكاميرا من خلال وحدة التحكم المحددة. الآن، ستختلف البيانات التي تظهر على الشاشة بناءً على المستشعرات الموجودة في النظام. حتى في أرخص الكاميرات، ستحصل على بث فيديو مباشر، ولكن في الكاميرات المتقدمة، ستحصل أيضًا على أشياء أخرى مثل العمق ودرجة الحرارة وطول الكابل والاتجاه وعناصر التحكم في الإضاءة. يمكنك أيضاً تسجيل بث الفيديو أو ختمه زمنياً إذا أردت. ومع ذلك، قد يتم استخدام بعض الكاميرات لفحص الهياكل تحت الماء، وفي هذه الحالة، قد لا يكون التسجيل مطلوباً.

4.التقاط البيانات وتسجيلها

إذا كانت البيانات مطلوبة للمراقبة أو حفظ السجلات دون اتصال بالإنترنت، فقد يقوم المشغل بالتقاطها وتخزينها في وسيط تخزين طويل الأجل. يمكن للمشغلين إضافة التعليقات التوضيحية واستخدام ميزات DVR الأخرى للتسجيل والتشغيل. ستقوم بعض الأنظمة بدمج تصنيفات العمق والمسافة ودرجة الحرارة داخل تسجيل الفيديو.

5.المراقبة المستمرة  

أحد الاختلافات الرئيسية بين المراقبة الصناعية والمراقبة العادية تحت الماء هو أن المراقبة العادية. في بعض الحالات، قد تضطر إلى تثبيت الكاميرات بشكل دائم في بعض الأماكن. ولكن، بالنسبة للكاميرات، يجب أن يكون لها طاقة ثابتة أو عمر بطارية أطول في حال كانت محمولة بطبيعتها. 

الخاتمة

من السهل إلى حد ما اختيار كاميرا فحص جيدة تحت الماء لأي استخدام صناعي. تأكد من اختيار كاميرا ذات تصنيف عمق يتجاوز ظروف العمل الحقيقية، وإضاءة تتكيف مع البيئات منخفضة الرؤية، ونظام كابل لا يتحلل في منتصف الطريق خلال عملية الفحص. سيختلف نوع الكاميرا والمواصفات الأخرى حسب التطبيق الذي تستخدمه والمنطقة التي ستنشر فيها هذه الكاميرا. في النهاية، الكاميرا المناسبة هي الكاميرا التي تناسب احتياجاتك الخاصة، بدلاً من وجود ورقة مواصفات طويلة.