Układ ekranu:
- Po lewej stronie: Widzimy interfejs oprogramowania . Wyświetla on obraz z kamery termowizyjnej w czasie rzeczywistym. W lewym górnym rogu znajduje się licznik “MAX”, który pokazuje temperaturę najcieplejszego punktu w kadrze.
- Po prawej stronie: Leży termopara, który wskazuje stałą wartość 52.4. służąc jako punkt odniesienia (rzeczywista temperatura obiektu).
Przebieg zdarzeń:
- Początek (Ciemne tło): Na początku obraz termowizyjny jest ciemnoniebieski/fioletowy, co oznacza niską temperaturę otoczenia. Wskaźnik “MAX” pokazuje około 26°C.
- Pojawienie się obiektu: trzyma przy sobie mały, bardzo ciepły obiekt (widoczny jako jasny, żółto-biały punkt na wysokości tułowia).
- Zbliżanie się (Wzrost temperatury): Gdy ciepło zbliża się do kamery, punkt pomiarowy “MAX” zaczyna gwałtownie rosnąć.
- Z daleka kamera odczytuje ok. 40°C.(około 14 metrów)
- W połowie drogi jest to już 47-48°C.
- Maksymalne zbliżenie: Gdy osoba podchodzi bardzo blisko obiektywu, a ciepły punkt wypełnia większą część kadru, odczyt temperatury na kamerze staje się najbardziej precyzyjny i zbliżony do wartości na multimetrze. Wskaźnik “MAX” osiąga szczytowo nawet 54.7°C (widać to w okolicach 56. sekundy).
Kluczowe efekty
- Wielkość plamki pomiarowej (IFOV / spot size)
Kamera mierzy średnią temperaturę obszaru, nie punktu. Przy większej odległości w plamce pojawia się więcej chłodniejszego tła → zaniżenie odczytu. - Mieszanie sygnału obiektu i tła
Detektor rejestruje sumę promieniowania:- emitowanego przez obiekt,
- odbitego od obiektu (od otoczenia),
- pochodzącego z atmosfery między obiektem a kamerą.
- Emisyjność powierzchni
Obiekty o niskiej emisyjności (metal, polerowane powierzchnie) silnie odbijają promieniowanie → kamera „widzi” temperaturę otoczenia zamiast obiektu. - Tłumienie atmosferyczne
Para wodna, CO₂, pyły osłabiają sygnał IR wraz z odległością (szczególnie istotne w dłuższych dystansach). - Automatyczna skala temperaturowa
Zmiana skali przez kamerę może wizualnie sugerować wzrost temperatury, mimo że rzeczywista temperatura obiektu się nie zmieniła.
Jak zapobiegać błędom pomiaru
- Zmniejszyć odległość pomiaru
Obiekt powinien wypełniać jak największą część pola widzenia sensora. - Kontrolować emisyjność
- ustawić poprawną emisyjność w kamerze,
- stosować taśmę o znanej emisyjności.
- Ustabilizować warunki pomiaru
- stała odległość,
- stały kąt obserwacji,
- unikanie silnych źródeł ciepła w tle.
- Wyłączyć lub ustalić ręcznie skalę temperatury
Zapobiega błędnej interpretacji zmian wizualnych. - Kalibracja i punkt odniesienia
Porównanie z czujnikiem kontaktowym w krytycznych aplikacjach.
Dobór parametrów optycznych kamery
A) Distance-to-Spot Ratio (D:S)
D:S określa, jak mała plamka jest mierzalna z danej odległości.
Reguła:
- Cel, powinien mieć ≥2× średnicy plamki pomiarowej.
- Oblicz plamkę dla najgorszej (największej) odległości:
Wniosek:
- Im większe D:S, tym lepiej do małych obiektów na większych odległościach.
- Jeśli D:S jest za małe → odczyt będzie „utopiony” w tle.
ZESTAWIENIE PARAMETRÓW DLA OBSZARU SZEROKOŚCI 2000 MM
W celu objęcia całego pola roboczego (2m), kamery muszą zostać zamontowane w następujących odległościach (D)
| Parametr | Wariant A: Soczewka 55° (Rekomendowana) | Wariant B: Soczewka 80° (Alternatywa) |
| Kąt widzenia (HFOV) | 55° | 80° |
Wymagana odległość (D) | ~1,90 metra | ~1,20 metra |
| Parametr D:S | 38:1 | 23:1 |
| Rozdzielczość geometryczna (IFOV) | ~25 mm / piksel | ~25 mm / piksel (identyczna*) |
Emisyjności Kątowej (Ryzyko dla soczewki 80°)
- Fizyka: Obiektywy ultraszerokokątne (80°) wprowadzają zjawisko obserwacji krawędzi obrazu pod ostrym kątem.
- Problem: Emisyjność materiałów spada drastycznie, gdy patrzymy na powierzchnię pod kątem >45-60°.
- Skutek w wariancie 80°: Przy odległości 1,2m, piksele na skraju obszaru 2-metrowego będą “patrzeć” na obiekt pod dużym kątem. Może to powodować fałszywe zaniżenie temperatury na brzegach kadru, mimo że w centrum pomiar będzie poprawny. PLC nie otworzy dysz, bo kamera “kłamie” na bokach.
- Wariant 55°: Kąt obserwacji jest znacznie łagodniejszy, co zapewnia stabilny odczyt na całej szerokości 2m.
Dystorsja Optyczna (“Rybie Oko”)
- Wariant 80°: Silna dystorsja beczkowata. Obraz prostokątny 2x1m będzie na brzegach zakrzywiony, co utrudnia precyzyjne zdefiniowanie stref pomiarowych (ROI) w oprogramowaniu PIX Connect.
- Wariant 55°: Minimalna dystorsja, odwzorowanie geometryczne bliskie rzeczywistemu.
Weryfikacja i kalibracja
a) Kalibracja z punktem odniesienia
- umieść znany punkt referencyjny o znanej emisyjności i temperaturze,
- porównuj z odczytami termowizyjnymi.
b) Testy w warunkach realnych
- zmierz temperaturę obiektu znanym sensorem kontaktowym (PT100/termopara),
- porównaj wyniki z kamerą.
Wybór konkretnej kamery – checklist
| Wymaganie | Parametr kamery |
|---|---|
| Małe detale | duże D:S, małe IFOV |
| Szybki ruch | wysoka częstotliwość pomiaru (FPS) |
| Duże różnice temperatur | szeroki zakres dynamiczny |
| Stała odległość | można ustawić ostrość i skalę ręcznie |
| Precyzyjny pomiar | możliwość korekcji emisyjności i tła |
| Lp. | Element | Nazwa / Typ | Nr katalogowy / Uwagi | Cena netto |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Sterownik PLC | SIMATIC S7-1200 CPU 1212C DC/DC/DC | 6ES7212-1AE40-0XB0 | 1 073 |
| 2 | Moduł wejścia analogowego | SB 1231 AI 1×12 bit (4–20 mA) | 6ES7231-4HA30-0XB0 | 272 |
| 3 | Zasilacz systemowy | 24V DC, szyna DIN | Siemens PM1207 / Mean Well HDR-60-24 | 330 |
| 4 | Przekaźnik interfejsowy | Finder 38.51 (24V DC) | Cena za 1 szt. | 38 |
| 5 | Optris Xi 80 | CATXI80LTF | Cena za 1 szt. | 4 410 |
| 6 | Oprogramowanie | TIA PORTAL SIMATIC STEP7 PROFESSIONAL V21 | Licencja TIA Portal | 1 971 |
| Suma (bez przekaźników zależnych od ilości)[PLN] | 8 094 | |||
| Kategoria | Opcja | Model / Nazwa | Nr katalogowy / Link | Cena netto |
|---|---|---|---|---|
| Komputer przemysłowy / Panel PC | ||||
| Panel PC | Przemysłowy panel PC | S56PCC-156-I5-11500T-16-256-11PRO-PR | Przemysłowy komputer panelowy 15.6 | 7 300 |
| Panel PC | Panel PC 12,1″ | SunKol Industrial Panel PC | Amazon | 2 943 |
| Własne rozwiązanie | Raspberry Pi 5 + ekran dotykowy | Raspberry Pi 5 + LCD pojemnościowy | Raspberry Pi 5 LCD pojemnościowy | 1 468 |
| Panel HMI | ||||
| HMI | Basic | Siemens KTP Basic | 6AV2123-2DB03-0AX0 | 1 232 |
| HMI | Comfort | SIMATIC KTP400 Comfort Panel | 6AV2124-2DC01-0AX0 | 2 265 |
Comparison – Optris Xi 410 LT vs Xi 80 LT (all optics)
| Category / Parameter | Xi 410 LT | Xi 80 LT | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
18°×12° 41LTF20T090 |
29°×18° 41LTF13T090 |
53°×31° 41LTF08T090 |
80°×44° 41LTF06T090 |
12°×12° 80LTF13T090 |
30°×30° 80LTF05T090 |
55°×55° 80LTF03T090 |
80°×80° 80LTF02T090 |
|
| DETECTOR | ||||||||
| Optical resolution | 382×240 pixels | 80×80 pixels | ||||||
| Pixel pitch | 17 µm | 34 µm | ||||||
| Detector | Uncooled bolometer (FPA) | |||||||
| Spectral range | 8–14 µm | LT: 8–14 µm | ||||||
| Optical filter | No | Optional: CO₂ 10.6 µm | ||||||
| Frame rate |
Ethernet: 25 Hz USB: 4 Hz Autonomous: 1.5 Hz |
50 Hz | ||||||
| OPTICAL | ||||||||
| Field of View (FOV) | 18°×12° | 29°×18° | 53°×31° | 80°×44° | 12°×12° | 30°×30° | 55°×55° | 80°×80° |
| Focal length [mm] | 20 | 13 | 8 | 6 | 12.7 | 5.1 | 3.1 | 2.3 |
| F-number | 1.1 | 0.9 | 0.9 | 0.9 | 0.9 | 1.0 | 0.9 | 0.9 |
| Optical resolution (D:S) | 384:1 | 238:1 | 128:1 | 78:1 | 190:1 | 72:1 | 38:1 | 23:1 |
| Min. distance to target | 350 mm | 350 mm | 250 mm | 200 mm | 300 mm | 200 mm | 200 mm | 200 mm |
| Interchangeable optics | No | No | ||||||
| MEASUREMENT | ||||||||
| Object measurement range |
–20…100 °C, 0…250 °C, (20) 150…900 °C1), 200…1500 °C2) (option) |
–20…100 °C, 0…250 °C, (20) 150…900 °C1) |
||||||
| Accuracy | ±2 °C or ±2 %, whichever is greater | |||||||
| Thermal sensitivity (NETD) | 60 mK | 100 mK | ||||||
| Smallest detectable spot (IFOV 1 pixel) | 0.3 mm | 0.5 mm | 0.7 mm | 0.8 mm | 0.8 mm | 1.4 mm | 2.7 mm | 4.3 mm |
| Smallest measurable spot (MFOV) | 0.9 mm | 1.5 mm | 2.1 mm | 2.4 mm | 1.6 mm | 2.8 mm | 5.4 mm | 8.6 mm |
| MFOV measurement field of view | 3×3 pixels | 2×2 pixels | ||||||
| Warm-up time | 10 min | |||||||
| Emissivity / Transmissivity / Reflectivity | adjustable: 0.100…1.100 | |||||||
| INTERFACES | ||||||||
| Electrical interfaces |
USB 2.0 Ethernet (100 Mbit/s) RS485 |
USB 2.0 Ethernet (100 Mbit/s) / PoE RS4852) |
||||||
| Supported protocols |
USB, Ethernet (Static), RS485, Serial Communication Optional: Ethernet/IP, ProfiNet, Modbus TCP |
USB, Ethernet (Static), RS4852), Serial Communication Optional: Ethernet/IP, ProfiNet, Modbus TCP, Ethernet TCP |
||||||
| Compatible software | PIXConnect, EasyComm, ConnectSDK, EasyAPI, DirectSDK, RTSP | PIXConnect, EasyComm, ConnectSDK, EasyAPI, DirectSDK | ||||||
| ANALOG INPUT / OUTPUT | ||||||||
| Direct output / input | 1× analog output (0/4–20 mA), 1× input (analog or digital); optically isolated | |||||||
| Optional PIF (Industrial Process Interface) |
3× analog outputs (0/4–20 mA or 0–10 V) or alarm OUT (relay) 3× inputs (analog or digital) / fail-safe (LED and relay) Stackable up to 3 PIFs; optically isolated |
|||||||
| Cable length |
Ethernet / RS485: 20 m (extendable up to 100 m) USB: 1 m (standard), 3 m, 5 m |
Ethernet / RS485: 20 m (extendable up to 100 m) USB: 1 m (standard), 3 m, 5 m |
||||||
| IMAGE PROCESSING | ||||||||
| Configuration | via PIXConnect | |||||||
| Operation | Autonomous standalone and/or computer-enabled | |||||||
| Capabilities |
Autonomous temperature evaluation of areas of interest, Linescanner, EventGrabber, Merger, Alarming, Comparison Functions |
|||||||
| GENERAL | ||||||||
| Size | Ø 36 mm × 100 mm, thread: M30×1 | |||||||
| Housing material | Stainless steel | |||||||
| Weight | 216–220 g (depending on lens, without bracket) | 210 g (without bracket) | ||||||
| Tripod | 1/4-20 UNC | |||||||
| Focus | Motorized | |||||||
| Country of origin | Germany | |||||||
| ENVIRONMENTAL & CERTIFICATIONS | ||||||||
| Operating temperature | 0…50 °C | 0…50 °C | ||||||
| Storage temperature | –40…70 °C | –40…70 °C | ||||||
| Relative humidity | 10–95 %, non-condensing | |||||||
| Protection class | IP67, NEMA-4 | |||||||
| EMC | 2014/30/EU | |||||||
| Shock | IEC 60068-2-27 (25 G and 50 G) | |||||||
| Vibration | IEC 60068-2-6 (sinus shaped), IEC 60068-2-64 (broadband noise) | |||||||
| Standards | CE, UKCA, RoHS | |||||||
| POWER | ||||||||
| Power supply | USB or Power over Ethernet or 5–30 VDC | |||||||
| Power consumption | max. 2.5 W | |||||||
|
1) Accuracy statement effective from 150 °C 2) If 200…1500 °C option is ordered (Xi 410), the (20)150…900 °C range is not available. 3) For Xi 80: direct out- and inputs are not available while using the RS485 interface. |
||||||||
Dokumentacja techniczna Optris Xi 410 LT i Xi 80 LT
| Typ dokumentu | Opis | Xi 410 LT | Xi 80 LT |
|---|---|---|---|
| KARTY TECHNICZNE (DATA SHEETS) | |||
| Technical Data Sheet | Pełna specyfikacja techniczna kamery | ||
| INSTRUKCJE OBSŁUGI (MANUALS) | |||
| Operating Manual | Szczegółowa instrukcja obsługi kamery | ||
| PIX Connect Software Manual | Instrukcja oprogramowania PIX Connect | ||
| AKCESORIA I INTERFEJSY | |||
| Accessories Overview | Przegląd dostępnych akcesoriów i interfejsów | ||
| Interface Overview | Przegląd interfejsów komunikacyjnych | ||
| NOTATKI TECHNICZNE | |||
| Network Requirements | Wymagania sieciowe dla systemów wielokamerowych | ||
flowchart TD
%% Zasilanie
UPS["fa:fa-bolt UPS 650 VA<br/>230V"]
CONV["fa:fa-exchange-alt Konwerter<br/>230V AC → 24V DC"]
%% Kamery termowizyjne - X410
KAM1["fa:fa-video KAM1<br/>X410"]
KAM2["fa:fa-video KAM2<br/>X410"]
KAM3["fa:fa-video KAM3<br/>X410"]
KAM6["fa:fa-video KAM6<br/>X410"]
KAM7["fa:fa-video KAM7<br/>X410"]
KAM8["fa:fa-video KAM8<br/>X410"]
%% Kamery termowizyjne - X180
KAM4["fa:fa-video KAM4<br/>X180"]
KAM5["fa:fa-video KAM5<br/>X180"]
KAM9["fa:fa-video KAM9<br/>X180"]
KAM10["fa:fa-video KAM10<br/>X180"]
%% Sieć
SWITCH["fa:fa-network-wired Switch Ethernet<br/>16P L2/L4 Gigabit<br/>10/100/1000"]
%% Jednostki sterujące
PLC["fa:fa-microchip PLC SIMATIC S7-1200<br/>CPU 1214C DC/DC/DC"]
COMP["fa:fa-desktop Komputer DELL<br/>Optiplex 7020 MFF<br/>SOFTWARE DARGOM"]
%% Karty wejść/wyjść
DIDO["fa:fa-sliders Karta DI/DO<br/>Wejścia/Wyjścia binarne"]
AI["fa:fa-wave-square Karta AI<br/>Wejścia analogowe<br/>4..20mA"]
%% Czujniki - Binarne
CUM["fa:fa-exclamation-triangle CUM<br/>Czujnik uszkodzenia membrany<br/>REFLEX MBM II"]
T1AB["fa:fa-tint T1.AB<br/>Sonda poziomu - przelew<br/>SKC-201.95.G"]
T12["fa:fa-water T1.2<br/>Czujnik przepływu >38 LPM<br/>VSR-S EU"]
%% Czujniki - Analogowe
T1P1["fa:fa-gauge T1.P1<br/>Czujnik ciśnienia<br/>PC-28/PZH"]
T1P2["fa:fa-gauge T1.P2<br/>Czujnik ciśnienia<br/>PC-28/PZH"]
T1CD["fa:fa-ruler-vertical T1.CD<br/>Sonda poziomu wody<br/>SG-25/PU PZH"]
%% Zawory
T11["fa:fa-toggle-on T1.1<br/>Zawór zasilania zbiornika<br/>FMZK3ISO"]
T13["fa:fa-toggle-on T1.3<br/>Zawór sekcji W1<br/>FMZK3ISO"]
T14["fa:fa-toggle-on T1.4<br/>Zawór sekcji W2<br/>FMZK3ISO"]
T15["fa:fa-toggle-on T1.5<br/>Zawór sekcji W3<br/>FMZK3ISO"]
T16["fa:fa-toggle-on T1.6<br/>Zawór sekcji W4<br/>FMZK3ISO"]
T17["fa:fa-toggle-on T1.7<br/>Zawór sekcji W5<br/>FMZK3ISO"]
T18["fa:fa-toggle-on T1.8<br/>Zawór sekcji W6<br/>FMZK3ISO"]
T19["fa:fa-toggle-on T1.9<br/>Zawór sekcji W7<br/>FMZK3ISO"]
T110["fa:fa-toggle-on T1.10<br/>Zawór sekcji W8<br/>FMZK3ISO"]
%% Połączenia kamer do switcha
KAM1 -->|Ethernet| SWITCH
KAM2 -->|Ethernet| SWITCH
KAM3 -->|Ethernet| SWITCH
KAM4 -->|Ethernet| SWITCH
KAM5 -->|Ethernet| SWITCH
KAM6 -->|Ethernet| SWITCH
KAM7 -->|Ethernet| SWITCH
KAM8 -->|Ethernet| SWITCH
KAM9 -->|Ethernet| SWITCH
KAM10 -->|Ethernet| SWITCH
%% Switch do komputera i PLC
SWITCH -->|Ethernet| COMP
SWITCH -->|Ethernet| PLC
%% PLC do kart
PLC -->|24V DC| DIDO
PLC -->|24V DC| AI
%% Połączenia kart do czujników binarnych
DIDO <-->|Sygnał binarny| CUM
DIDO <-->|Sygnał binarny| T1AB
DIDO <-->|Sygnał binarny| T12
%% Połączenia kart do zaworów
DIDO <-->|Sygnał binarny| T11
DIDO <-->|Sygnał binarny| T13
DIDO <-->|Sygnał binarny| T14
DIDO <-->|Sygnał binarny| T15
DIDO <-->|Sygnał binarny| T16
DIDO <-->|Sygnał binarny| T17
DIDO <-->|Sygnał binarny| T18
DIDO <-->|Sygnał binarny| T19
DIDO <-->|Sygnał binarny| T110
%% Połączenia kart do czujników analogowych
AI <-->|4..20mA| T1P1
AI <-->|4..20mA| T1P2
AI <-->|4..20mA| T1CD
%% Styling - Zasilanie
style UPS color:#FFFFFF, fill:#FF9800, stroke:#FF9800
style CONV color:#FFFFFF, fill:#FF9800, stroke:#FF9800
%% Styling - Kamery
style KAM1 color:#FFFFFF, fill:#2196F3, stroke:#2196F3
style KAM2 color:#FFFFFF, fill:#2196F3, stroke:#2196F3
style KAM3 color:#FFFFFF, fill:#2196F3, stroke:#2196F3
style KAM4 color:#FFFFFF, fill:#2196F3, stroke:#2196F3
style KAM5 color:#FFFFFF, fill:#2196F3, stroke:#2196F3
style KAM6 color:#FFFFFF, fill:#2196F3, stroke:#2196F3
style KAM7 color:#FFFFFF, fill:#2196F3, stroke:#2196F3
style KAM8 color:#FFFFFF, fill:#2196F3, stroke:#2196F3
style KAM9 color:#FFFFFF, fill:#2196F3, stroke:#2196F3
style KAM10 color:#FFFFFF, fill:#2196F3, stroke:#2196F3
%% Styling - Sieć i sterowanie
style SWITCH color:#FFFFFF, fill:#9C27B0, stroke:#9C27B0
style PLC color:#FFFFFF, fill:#F44336, stroke:#F44336
style COMP color:#FFFFFF, fill:#4CAF50, stroke:#4CAF50
%% Styling - Karty
style DIDO color:#FFFFFF, fill:#00BCD4, stroke:#00BCD4
style AI color:#FFFFFF, fill:#00BCD4, stroke:#00BCD4
%% Styling - Czujniki
style CUM color:#FFFFFF, fill:#607D8B, stroke:#607D8B
style T1AB color:#FFFFFF, fill:#607D8B, stroke:#607D8B
style T12 color:#FFFFFF, fill:#607D8B, stroke:#607D8B
style T1P1 color:#FFFFFF, fill:#795548, stroke:#795548
style T1P2 color:#FFFFFF, fill:#795548, stroke:#795548
style T1CD color:#FFFFFF, fill:#795548, stroke:#795548
%% Styling - Zawory
style T11 color:#FFFFFF, fill:#E91E63, stroke:#E91E63
style T13 color:#FFFFFF, fill:#E91E63, stroke:#E91E63
style T14 color:#FFFFFF, fill:#E91E63, stroke:#E91E63
style T15 color:#FFFFFF, fill:#E91E63, stroke:#E91E63
style T16 color:#FFFFFF, fill:#E91E63, stroke:#E91E63
style T17 color:#FFFFFF, fill:#E91E63, stroke:#E91E63
style T18 color:#FFFFFF, fill:#E91E63, stroke:#E91E63
style T19 color:#FFFFFF, fill:#E91E63, stroke:#E91E63
style T110 color:#FFFFFF, fill:#E91E63, stroke:#E91E63
https://optris.com/optris-calculator/camera
https://optris.com/optris-calculator/camera
https://ain8n.pl/wp-content/uploads/2025/12/Xi-MA-E2024-06-C_pl_20251216.pdf