Тепловизионная камера ( в просторечии известная как TIC ) — это тип термографической камеры, используемой при тушении пожаров. Преобразуя инфракрасное излучение в видимый свет , такие камеры позволяют пожарным видеть области тепла сквозь дым, темноту или теплопроницаемые барьеры. Тепловизионные камеры, как правило, являются ручными, но могут быть интегрированы с другими элементами оборудования, такими как шлемы и дыхательные аппараты . Они сконструированы с использованием термо- и водостойких корпусов и имеют прочную конструкцию, чтобы выдерживать опасности пожарных операций, часто отвечая требованиям NFPA 1801, Стандарта на тепловизоры для пожарной службы .
Хотя это дорогостоящее оборудование, его популярность и принятие пожарными в Соединенных Штатах заметно возросли из-за возросшей доступности государственных грантов на оборудование после атак 11 сентября 2001 года. Тепловизионные камеры улавливают тепло тела, и их обычно используют в случаях, когда люди оказываются в ловушке и спасатели не могут их найти.
Тепловизионная камера состоит из пяти компонентов: оптическая система, детектор, усилитель, обработка сигнала и дисплей. [1] Тепловизионные камеры, предназначенные для пожарных, включают эти компоненты в термостойкий, [2] прочный и водонепроницаемый корпус. [3] Эти части работают вместе, чтобы преобразовать инфракрасное излучение , например, испускаемое теплыми предметами или пламенем, в видимое световое представление в реальном времени. [4]
Дисплей камеры показывает разницу в инфракрасном выходе, поэтому два объекта с одинаковой температурой будут казаться одного «цвета». [4] Многие тепловизионные камеры используют оттенки серого для представления объектов с нормальной температурой, но выделяют опасно горячие поверхности разными цветами. [5]
Камеры могут быть ручными, [6] устанавливаемыми на шлем, [7] или встроенными в другое оборудование, например, в SCBA . Ручная камера требует одной руки для позиционирования и работы, оставляя только одну свободную руку для других задач, но ее можно легко передавать от одного пожарного к другому. Большинство тепловизионных камер, используемых в пожарной службе, являются ручными моделями.
Подразделение пожарных исследований Национального института стандартов и технологий является ведущим государственным учреждением, разрабатывающим стандарты производительности для тепловизионных камер пожарной службы в Соединенных Штатах, хотя Лаборатория ночного видения армии США внесла свой вклад в эту работу. [1] Предварительные рекомендации с мест включают в себя визуальные предупреждения о низком заряде батареи, способность выдерживать полное погружение в воду и способность обеспечивать значимые визуальные показания при температуре свыше 2000 °F (~1100 °C). [8]
Поскольку тепловизионные камеры могут «видеть» сквозь темноту или дым, они позволяют пожарным быстро находить очаг пожара в здании или видеть тепловой след визуально скрытых жертв. [9] Их можно использовать для поиска жертв на открытом воздухе прохладной ночью, обнаружения тлеющих пожаров внутри стены [10] или обнаружения перегрева электропроводки. [4] Еще в 1999 году тепловизионным камерам приписывали спасение нескольких жизней в год посредством идентификации жертв и эвакуации из условий плохой видимости. [11]
Помимо способности видеть сквозь густой дым, тепловизионные камеры также могут видеть материалы, участвующие в спонтанном возгорании низкого уровня. В одном задокументированном случае тепловизионная камера использовалась для изоляции тлеющего очага в зернохранилище; путем изоляции и удаления только пораженного зерна было спасено 75% хранящегося урожая. [12] В другом случае пожарные из Теннесси использовали тепловизионную камеру для обнаружения скрытого пожара внутри шлакового полотна железной дороги, что привело к экономии средств в размере около 500 000 долларов. [13] Также сообщалось, что тепловизионные камеры особенно полезны для тушения пожаров в целлюлозной изоляции, [14] и для подтверждения того, что в сооружение можно безопасно войти после того, как пожар был потушен. [15] Пожарные округа Вентура, Калифорния, использовали свою тепловизионную камеру, чтобы найти кошку, которая оказалась запечатанной внутри прохода во время строительства. [16]
Прототипы тепловизионных камер, устанавливаемых на шлемы, впервые были представлены публике в 1992 году [17] , но подробная оценка их производительности в реальных ситуациях была опубликована только в 2007 году. Модель, оцененная в 2007 году, весила приблизительно 1,5 фунта, что существенно превышало вес неукрашенного шлема. [7] Однако возможность «использовать устройства, одновременно тянув шланг и перенося инструменты» [7] была положительно воспринята пожарными, оценивавшими продукт. [7]
Преимущества нашлемных TIC заключались в том, что каждый из нескольких пожарных наблюдал за различными аспектами пожара, в то время как недостатки включали ослабление пожарными дисциплины безопасности. [7] В ходе испытаний на время команды пожарных с нашлемными камерами выполняли поисковые задачи значительно быстрее, были менее дезориентированы и использовали меньше воздуха, чем команды с одной ручной камерой, которые, в свою очередь, справились лучше, чем команды без TIC вообще. [7]
Ограничением этих и подобных устройств является их плохое восприятие глубины (пользователю трудно оценить, насколько далеко находятся объекты). [18] [19] Это увеличивает вероятность того, что пользователь споткнется [18] или столкнется с препятствиями, или у него возникнут другие проблемы, связанные с расстоянием. Дополнительным ограничением инфракрасной технологии является то, что, поскольку материалы при одинаковой температуре отображаются одним и тем же цветом, дисплей не будет отображать многие детали, обычно видимые в видимом свете.
Последние разработки включают установку инфракрасных камер на дроны. Одно из применений тепловизионных камер на дронах — обнаружение аномалий в солнечных фермах. [20] Там, где ручная диагностика заняла бы недели, использование тепловизионных камер на дронах занимает дни.
Хотя технология тепловидения уже давно используется в специализированных правоохранительных и военных целях, [4] ее принятие пожарной службой сдерживалось стоимостью камер. «Первая задокументированная спасенная гражданская жизнь с помощью технологии тепловидения произошла после взрыва газа в Путни в Лондоне в 1985 году». [21] Несмотря на то, что тепловидение быстро стало стандартом в тушении пожаров на флоте после затопления HMS Sheffield , оно оставалось специальным оборудованием в гражданских пожарных службах вплоть до 1990-х годов. Пожарная служба Сиэтла приобрела свою первую тепловизионную камеру в 1997 году за 16 000 долларов. [22]
В 2000 году газета Los Angeles Times назвала тепловизионную камеру «возможно, лучшим достижением в области пожарного оборудования за последние 25 лет — и самым дорогим». [23] Пожарные службы использовали различные источники и методы для финансирования тепловизионных камер, включая прямое бюджетирование, [6] гранты, [9] и благотворительные пожертвования, [24] среди прочего. Один из начальников пожарной охраны заметил, что те же самые проблемы со стоимостью преследовали приобретение SCBA во время их первоначального внедрения. [7]
В 2001 году Федеральное агентство по управлению в чрезвычайных ситуациях (FEMA) начало выдавать гранты в рамках Закона об инвестициях в пожарную безопасность и улучшении реагирования (FIRE), который предоставил пожарным службам США 100 миллионов долларов в течение того финансового года. Многие департаменты использовали эти средства для покупки тепловизионных камер. [25] Однако замена поврежденной тепловизионной камеры может стать существенной проблемой для департамента, который приобрел камеру вне обычного бюджетного процесса. [26]
Когда департаменты начали приобретать тепловизионные камеры, их обычно назначали специализированным подразделениям, таким как тяжелые спасательные и грузовые компании. [6] Тепловизионные камеры обычно назначаются группам быстрого реагирования , чтобы они могли более эффективно добираться до запертых пожарных и освобождать их. [27] [28] С 2003 года отсутствие надлежащим образом используемой тепловизионной камеры было признано NIOSH как предотвратимый фактор, способствующий травмам и смертям пожарных, [27] и тот факт, что неиспользованная тепловизионная камера была упомянута в отчете NIOSH за 2005 год как фактор, способствовавший гибели пожарного из Хьюстона Кевина Кулоу при исполнении служебных обязанностей в 2004 году. [29] Одной из рекомендаций группы по оценке и рассмотрению инцидентов на пожарном посту в Charleston Sofa Super Store была «приобретение стандартной модели тепловизионной камеры для каждой пожарной и лестничной роты». [30]
Медиа, связанные с тепловизионными камерами на Wikimedia Commons