Istnieje kilka zastosowań przemysłowych, w których można wykorzystać podwodne kamery inspekcyjne. Różne miejsca wymagają różnych typów kamer, aby uzyskać najlepsze wyniki pod względem materiału filmowego i wykonanej pracy. Niezależnie od tego, czy chcesz sprawdzić zator wodny, czy erozję wewnątrz masywnych struktur wodnych, podwodne kamery inspekcyjne są świetne, aby zmniejszyć ryzyko dla ludzi. Kamery te pomagają nam również przeprowadzać inspekcje na odległość, oszczędzając pieniądze i ludzki wysiłek. 

Jednak wybór odpowiedniej kamery inspekcyjnej nie jest łatwy, ponieważ większość z nas albo kupuje je po raz pierwszy, albo nie wie, jakich funkcji szukać. Branża sprzedaje specyfikacje, ale większość inspekcji kończy się niepowodzeniem z powodu niedopasowania do środowiska. Na przykład podwodna kamera inspekcyjna 4K jest bezużyteczna w wodzie o widoczności do 1 lub pół metra. Jednak niedroga kamera będzie działać doskonale w czystym otworze wiertniczym. Ukryta prawda jest taka, że większość inspekcji przemysłowych odbywa się w warunkach słabej widoczności, a nie na otwartych wodach.

Kamery te nie są tanie, więc nie chcesz marnować pieniędzy na produkt, który nie działa. Niniejszy artykuł poświęcony jest więc raczej unikaniu niewłaściwej kamery, przy jednoczesnym upewnieniu się, że najpierw rozumiesz swoje potrzeby, a następnie wybierasz odpowiednią kamerę do danego zadania. Omówmy najpierw kilka możliwych zastosowań, w których zazwyczaj wykorzystywane są podwodne kamery inspekcyjne.

Zrozumienie zastosowań przemysłowych

Przemysłowe środowiska podwodne są zazwyczaj nieprzewidywalne, brudne i często niedostępne dla ludzi. Dedykowane kamery są wymagane, aby wejść do środka i sprawdzić różne rzeczy, takie jak korozja lub pęknięcia w konstrukcjach, środowisko w bazie lub akwakultura. Mogą być używane do sprawdzania odwiertów i zapór. Kamery konsumenckie są przeznaczone do chwilowej pracy, podczas gdy kamery przemysłowe są przeznaczone do ciągłej pracy przez wiele godzin. Warunki przemysłowe są zazwyczaj trudniejsze. Kamery są podatne na ekspozycję chemiczną, gromadzenie się szczelin i biofouling (wzrost organizmów na obiektywie w czasie). 

Zastosowanie może obejmować tamy, platformy wiertnicze, inspekcje kadłubów, kontrole śrub napędowych, infrastrukturę portową i zbiorniki przemysłowe. Zastosowań mogą być setki, a nawet tysiące, a każdy typ będzie wymagał kamery o odpowiednich specyfikacjach. To właśnie omówimy w tym artykule. 

Typ kamery zależy od jej przeznaczenia. Na przykład, jeśli wymagane jest ciągłe monitorowanie w jednym miejscu, dobra będzie podwodna kamera CCTV. W innych przypadkach, gdy obszar inspekcji jest węższy, bardziej odpowiednia będzie kamera zrzutowa. Zdalnie sterowane pojazdy ROV (Remotely Operated Vehicles) mogą być używane tam, gdzie musimy zejść naprawdę głęboko i gdzie nurkowie nie mogą zejść ze względu na głębokość lub względy bezpieczeństwa. Kamery przemysłowe są przeznaczone do innych celów niż kamery konsumenckie. Zobaczysz te kamery zaprojektowane z myślą o tych elementach.

• Odporność na ciśnienie (studnie głębinowe, podmorskie)
• Długa transmisja kablowa bez utraty sygnału
• Odporność na korozję (słona woda)
• Możliwość serwisowania (naprawy modułowe, a nie wymiana)

Rodzaje kamer do inspekcji podwodnych

Nie ma jednego typu kamery do inspekcji podwodnych. W oparciu o ich zastosowania, specyfikacje i ceny, można wybierać spośród różnych kamer. Poniżej znajdują się najpopularniejsze z nich.

1.Kamery zrzutowe

Są to najbardziej podstawowe typy Podwodne kamery inspekcyjne. Działają w oparciu o grawitację. Są idealne do pionowych szybów i do inspekcji podstawy pod wodą. Na przykład, jeśli chcesz sprawdzić korozję wokół otwartego baru, kamery te mogą być wystarczająco dobre, aby zaoszczędzić pieniądze i wysiłki operacyjne. Świetnie nadają się do inspekcji odwiertów, szybów i wąskich zbiorników, w których ścieżka inspekcji jest pionowa. Jednak największym ograniczeniem tych kamer jest to, że nie zapewniają one inspekcji bocznej. Istnieją jednak kamery obrotowe, które umożliwiają obrót o 360°. Warto więc sprawdzić je przed zakupem.

2.Systemy ROV (zdalnie sterowane pojazdy)

Systemy ROV mają własny napęd i sterowanie. Zazwyczaj są obsługiwane przez ludzi i mogą dotrzeć do odległych miejsc, do których człowiek nie może się udać. Kamery te dominują w monitorowaniu zapór, obserwacji oceanów, monitorowaniu zbiorników wodnych i większości innych zastosowań podwodnych. Zastosowane w nich silniki umożliwiają podstawowy ruch i funkcje, takie jak utrzymywanie pozycji, skręcanie i odchylanie. Największymi ograniczeniami tych kamer są opór uwięzi, opóźnienie sygnału i wymagane umiejętności pilota. Jeśli jednak masz ograniczony obszar do pokrycia z dobrą osobą obsługującą tę kamerę, może to być świetny wybór dla każdego scenariusza wymagającego nawigacji, inspekcji ścian bocznych lub pokrycia dużych i złożonych zasobów.

Rozmiar kamer ROV może być różny i mogą być one znacznie droższe niż zwykłe kamery typu drop-off.

3.Stałe systemy kamer podwodnych

Są to bardziej ogólne typy kamer podwodnych. Można je sobie wyobrazić jako podwodne kamery CCTV. Są one zwykle używane w portach i przystaniach do monitorowania bezpieczeństwa i infrastruktury. Mogą być również wykorzystywane do akwakultury i monitorowania zanieczyszczeń w strukturach wlotowych. Są one wykonane z myślą o długotrwałej przejrzystości optycznej i generalnie nie koncentrują się na wyższej rozdzielczości. Są odporne na wibracje i mikroruchy dzięki stabilnemu montażowi.

Ponieważ kamery te zawsze znajdują się pod wodą, ważne są specjalne względy dotyczące ochrony przed zanieczyszczeniami, zużycia energii i planowania pola widzenia. Ważne jest ich regularne czyszczenie, aby widok nie był zasłonięty. 

4.Podwodne systemy PTZ (Pan-Tilt-Zoom)

Można je uznać za ulepszoną lub zaawansowaną wersję kamer typu drop-off. Jak sama nazwa wskazuje, możemy wykonać kontrolowane kadrowanie bez użycia ROV. Możemy powiększyć obraz, aby uzyskać więcej szczegółów, jeśli pozwala na to widoczność. Ponieważ jednak zespół obrotu i pochylenia wymaga uszczelnienia i oceny ciśnienia, ważne jest, aby korpus był zabezpieczony.

Kamery te doskonale sprawdzają się w przypadku konstrukcji średniej wielkości lub innych miejsc, w których manewrowanie nie jest konieczne. Mogą być dobrze przystosowane do inspekcji ze stałego punktu montażu (np. ścian zbiorników i stref wlotowych).

Czynniki, które należy wziąć pod uwagę przy zakupie podwodnej kamery inspekcyjnej do zastosowań przemysłowych

Poniżej przedstawiamy najważniejsze czynniki zakupu w terenie. Każdy parametr pomoże ci podjąć ostateczną decyzję.

1.Ocena głębokości (na poziomie systemu, nie tylko głowicy kamery)

Cały zespół kamery musi być odporny na głębokości, a nie tylko głowica kamery. Obejmuje to obudowę kamery, złącza, osłonę kabla, wewnętrzną izolację i punkty odciążenia. Na przykład mikroprzeciek na złączu spowoduje kondensację, a następnie korozję, co może później łatwo doprowadzić do całkowitej awarii. Lepiej jest zastosować 1,5-krotny margines bezpieczeństwa w stosunku do maksymalnej głębokości roboczej. W przypadku maksymalnej głębokości roboczej wynoszącej 50 metrów, dobrze jest mieć kamerę przystosowaną do pracy na głębokości od 75 do 100 metrów. Upewnij się, że sprawdzasz certyfikaty testów ciśnieniowych, a nie tylko twierdzenia. 

Typ złącza	Odpowiednia głębokość	Niezawodność	Koszt	Przypadek użycia
Podstawowa wodoodporność (IP68)	<30-50 m	Niski	Niski	Lekkie lub tymczasowe użytkowanie
Uszczelnione złącza przemysłowe	50-150 m	Średni	Średni	Ogólna przemysłowa inspekcja podwodna
Złącza podmorskie / do montażu na mokro	150 m+	Wysoki	Wysoki	Offshore, operacje o krytycznym znaczeniu

Maksymalna głębokość, na jaką chcesz zejść, zależy całkowicie od tego, gdzie chcesz zastosować kamerę. Główną kwestią jest to, że lepiej jest kupić kamerę, której ocena głębokości wydaje się przesadzona. Nigdy nie należy ignorować głębokości znamionowej lub próbować używać kamery głębiej niż jest to przewidziane. Wyższe ciśnienie wody niż znamionowe przedostanie się do wnętrza korpusu i zniszczy kamerę oraz jej wewnętrzne komponenty.

2.Jakość obrazu

Jakość obrazu jest kolejnym czynnikiem decydującym o wyborze kamery do inspekcji podwodnej. Chociaż na podwodny materiał filmowy duży wpływ ma przejrzystość wody, światło i cząsteczki, ważne jest, aby wybrać kamerę o akceptowalnej jakości obrazu. Większy rozmiar czujnika w połączeniu z dobrym zakresem dynamicznym pomoże uzyskać lepszą jakość wideo w porównaniu z mniejszym rozmiarem czujnika o wyższej rozdzielczości.

Rozdzielczość jest przereklamowana w większości przypadków, ponieważ w mętnej wodzie widoczność może być mniejsza niż 1 metr, a wyższa rozdzielczość nie miałaby żadnego wpływu na jakość wideo. Tak więc, priorytetem powinna być dobra obsługa szumów i kontrast, a nie tylko megapiksele. Większy rozmiar czujnika przechwytuje więcej światła na piksel, co zasadniczo oznacza lepszą jakość obrazu w porównaniu z mniejszym czujnikiem. Rozważ tę tabelę przed podjęciem decyzji.

Rozmiar czujnika	Typowy przypadek użycia	Wydajność przy słabym oświetleniu	Poziomy hałasu	Prawdziwa przejrzystość pod wodą
1/3″ lub mniejszy	Kamery budżetowe	Słaby	Wysoki	Ziarnisty, bezużyteczny w mętnej wodzie
1/2.8″	Wejście przemysłowe	Umiarkowany	Średni	Dopuszczalne w czystej wodzie
1/1.8″	Profesjonalne systemy	Dobry	Niski	Wyraźniejszy obraz przy słabej widoczności
1″ lub większy	Wysokiej klasy systemy	Doskonały	Bardzo niski	Najlepsza możliwa klarowność w trudnych warunkach

Kamery podwodne mają rozdzielczość od 720p do 4K. Cena również będzie się różnić w zależności od tych specyfikacji. Tak więc, jeśli chcesz uzyskać najlepszą wydajność pod względem rozpraszania wstecznego przy niższym poziomie szumów, wyższa rozdzielczość jest dobra. Ale jeśli wiesz, że będziesz pracować głównie w mętnej wodzie, nawet kamera o niższej rozdzielczości zapewni podobne wyniki.

3.Oświetlenie

Większość nabywców kamer przemysłowych bagatelizuje kwestię oświetlenia, skupiając się bardziej na rozdzielczości. Oświetlenie decyduje jednak o tym, czy kamera w ogóle coś widzi lub jak dobrze widzi w czystej lub mętnej wodzie. Najważniejszym czynnikiem oświetlenia jest geometria wiązki. Wąska wiązka (między 10 a 30 stopni) jest świetna dla większego zasięgu i dla lepiej ukierunkowanej inspekcji, takiej jak pęknięcia i połączenia. Jednak szersza wiązka o kącie większym niż 60 stopni obejmuje więcej, ale ma niższą intensywność na jednostkę powierzchni. 

Backscatter to kolejna ważna koncepcja. Jest to ilość zawieszonych cząstek odbijających światło z powrotem do obiektywu. Wygląda to jak śnieg lub zamglenie i może wpływać na ogólną jakość wideo. Jeśli woda zawiera dużo cząstek i odbija dużo światła, więcej światła na nic się nie zda. W takim przypadku ważne będzie oświetlenie offsetowe lub sterowanie ściemnianiem. Upewnij się więc, że Twoja przemysłowa podwodna kamera inspekcyjna ma wszystkie te dodatkowe funkcje oświetlenia.

4.Mobilność

Jak wspomnieliśmy wcześniej, proste kamery zrzutowe nie mają prawie żadnej mobilności, ponieważ po prostu wiszą na przewodzie. Jeśli jednak chcesz obracać lub przybliżać obraz wewnątrz wody, warto zdecydować się na kamery poruszające się w zakresie 360 stopni. Kamery ROV mogą być również świetne, jeśli możesz sobie na nie pozwolić. Pojazdy ROV mają również różne konfiguracje, takie jak 2, 4 lub 6 pędników. Większa liczba silników oznacza po prostu większy zakres ruchu, podczas gdy zwykły ROV z 2 silnikami może poruszać się do przodu i do tyłu z ograniczonymi możliwościami skrętu. 

5.Kabel

Kabel kamery określa jakość sygnału, zasięg i mobilność. Łatwo jest zignorować jakość, typ i wagę kabla, ale ma on wpływ na większość zastosowań kamery. Dobry kabel musi mieć konstrukcję wypornościową, odporność na ścieranie oraz odpowiednie odciążenie i punkty połączeń.

Kabel światłowodowy ma wyższą przepustowość i niższe straty sygnału. Idealnie nadają się do przesyłania wysokiej jakości wideo na duże odległości. Są one jednak bardziej delikatne i podnoszą cenę kamery.

Kable miedziane są bardziej powszechne, tańsze i wytrzymałe. Sygnał pogarsza się jednak na większych odległościach i mają one ograniczoną przepustowość dla sygnałów o wysokiej rozdzielczości. Jeśli więc wybierasz kamerę o niskiej rozdzielczości do pracy na małych odległościach, kabel miedziany będzie wystarczający. W przypadku kamer z wyższej półki, kabel światłowodowy jest jednak standardem.

6.System zasilania

Istnieją dwa główne rodzaje systemów zasilania podwodnych kamer inspekcyjnych, tj. zasilane bateryjnie i na uwięzi. W zastosowaniach przemysłowych kamery te muszą pracować przez dłuższy czas i prawdopodobnie nie będą wymagały ładowania akumulatora. W przypadku dłuższych inspekcji świetnie sprawdzają się systemy na uwięzi, które zapewniają ciągłe zasilanie kamery z powierzchni. Zwiększa to jednak złożoność kabli i opór wewnątrz wody.

Systemy zasilane bateryjnie charakteryzują się wysoką mobilnością i brakiem ograniczeń związanych z kablami zasilającymi, ale mają ograniczony czas działania. Zależy to więc od tego, jak długo zamierzasz korzystać z kamery i czy nie masz nic przeciwko dodatkowemu zarządzaniu kablami i oporowi, który się z tym wiąże.

7.Trwałość

Wybór materiału i konstrukcja uszczelnienia podwodnej kamery inspekcyjnej zadecydują o jej trwałości. Ogólnie rzecz biorąc, kamery te są używane w trudnych warunkach, więc ważne jest, aby sprawdzić ich trwałość przed podjęciem decyzji. Istnieją trzy główne rodzaje materiałów stosowanych w tych kamerach.

• Stal nierdzewna
• Aluminium (anodowane)
• Tworzywo sztuczne

Korpusy ze stali nierdzewnej są ciężkie i drogie, ale wysoce odporne na korozję. Konstrukcje aluminiowe są znacznie lżejsze i tańsze, ale podatne na uszkodzenia wewnętrzne w przypadku uszkodzenia powłoki. Plastikowe korpusy są odporne na korozję, ale mają niższą wytrzymałość strukturalną.

8.Czujniki

Czujnik obrazu to jedno. Mamy najpopularniejszy typ czujnika, którym jest czujnik obrazu CMOS, podczas gdy niektóre starsze modele mają czujnik CCD. Zadaniem przetwornika obrazu jest konwersja światła na obraz cyfrowy lub wideo. Przemysłowe kamery inspekcyjne są jednak wyposażone w inne czujniki ułatwiające inspekcję podwodną w różnych środowiskach. Niektóre z tych dodatkowych czujników są następujące.

Czujnik ciśnienia: Zmierz ciśnienie wody, aby oszacować głębokość.

Czujnik temperatury: Mierzy temperaturę wody, pomagając w przypadku zanieczyszczenia termicznego i przegrzania sprzętu.

Czujnik orientacji: Przydatne do śledzenia pochylenia, obrotu i ruchu kamery.

Czujnik sonaru: Wykorzystuje fale dźwiękowe do “widzenia” w warunkach słabej lub zerowej widoczności. 

Czujniki te są dodatkowe i większość kamer podwodnych nie posiada ich wszystkich. Ale jeśli chcesz uzyskać najlepsze z najlepszych, wszystkie te czujniki poprawiają funkcjonalność kamery i oferują przewagę nad zwykłymi.

Dopasowanie kamery do zadania

Jak wspomnieliśmy wcześniej, wybór odpowiedniej podwodnej kamery inspekcyjnej do dowolnego celu przemysłowego jest bardziej kwestią znajomości wymagań niż tylko wyboru odpowiedniej specyfikacji. Prześledźmy, czego można oczekiwać od danej kamery i gdzie będzie ona najbardziej odpowiednia.

Przypadek użycia	Co należy traktować priorytetowo
Inspekcja studni głębinowej	Głębokość + długość kabla + oświetlenie
Kontrola na morzu	ROV + sonar + kamera PTZ
Brudna/mętna woda	Sonar > rozdzielczość
Inspekcja strukturalna	Pomiar laserowy + zoom

Jak odbywa się wyszukiwanie i monitorowanie za pomocą przemysłowych kamer do inspekcji podwodnej?

Proces korzystania z kamer podwodnych w różnych zastosowaniach przemysłowych będzie się znacznie różnić w zależności od danego środowiska. Jednak niektóre fazy mogą być wykorzystywane w prawie wszystkich rodzajach inspekcji.

1.Faza wdrażania i wyszukiwania

W przypadku przemysłowych inspekcji podwodnych zazwyczaj znany jest cel i obszar, w którym ma zostać umieszczona kamera. Nie są to przypadkowe eksploracje, ale kierowane rozmieszczenia na otwartych wodach, tamach i konstrukcjach przybrzeżnych. W zależności od obszaru, budżetu i doświadczenia, można użyć bębnów kablowych, robotów gąsienicowych lub robotów podwodnych. Jeśli widoczność jest bliska zeru, warto skorzystać z oświetlenia zewnętrznego. Większość kamer podwodnych ma matryce LED wokół obiektywu, dzięki czemu można je wykorzystać.

W zależności od posiadanej kamery można ją obsługiwać w dowolny sposób. Obejmuje to obracanie głowicy kamery lub przybliżanie obrazu podejrzanych wad. Kamery o wysokiej rozdzielczości mogą być wymagane do kontroli połączeń, spawów, pęknięć i zatorów.

2.Sterowanie i manewrowanie 

Do obsługi kamery podwodnej wymagany będzie ekspert lub osoba z wystarczającą wiedzą. Różne kamery będą miały różne elementy sterujące, więc nauczenie się ich jest ważne, aby uzyskać najlepsze wyniki.

3.Monitorowanie w czasie rzeczywistym

Operator kamery będzie oglądał transmisję na żywo w rejestratorze DVR i obsługiwał kamerę za pomocą danego kontrolera. Dane na ekranie będą się różnić w zależności od czujników w systemie. Nawet w najtańszych kamerach otrzymujesz obraz na żywo, ale w zaawansowanych kamerach otrzymasz także inne informacje, takie jak głębokość, temperatura, długość kabla, orientacja i sterowanie oświetleniem. Jeśli chcesz, możesz także nagrywać lub oznaczać znacznikiem czasu kanał wideo. Jednak niektóre kamery mogą być wykorzystywane do sprawdzania podwodnych struktur, a w takim przypadku nagrywanie może nie być wymagane.

4.Przechwytywanie i rejestrowanie danych

Jeśli dane są wymagane do monitorowania w trybie offline lub prowadzenia dokumentacji, operator może je przechwycić i zapisać na długoterminowym nośniku pamięci. Operatorzy mogą dodawać adnotacje i korzystać z innych funkcji DVR do nagrywania i odtwarzania. Niektóre systemy integrują oceny głębokości, odległości i temperatury w nagraniu wideo.

5.Ciągłe monitorowanie  

Jedną z głównych różnic między monitoringiem przemysłowym a zwykłym monitoringiem podwodnym jest regularny monitoring. W niektórych przypadkach może być konieczne zainstalowanie kamer na stałe w niektórych miejscach. W przypadku kamer wymagane jest jednak stałe zasilanie lub dłuższa żywotność baterii, jeśli mają one charakter przenośny. 

Wnioski

Wybór dobrej podwodnej kamery inspekcyjnej do zastosowań przemysłowych jest dość prosty. Upewnij się, że wybierasz kamerę o głębokości, która przekracza rzeczywiste warunki pracy, oświetlenie, które dostosowuje się do środowisk o słabej widoczności i system kablowy, który nie ulegnie degradacji w połowie inspekcji. Typ kamery i inne specyfikacje będą się różnić w zależności od zastosowania i obszaru, w którym kamera zostanie wdrożona. Ostatecznie, właściwa kamera to taka, która działa dobrze dla konkretnych potrzeb, a nie ma długiej specyfikacji.