Post on 05-Apr-2015
transcript
Wärmebildkameras im Feuerwehreinsatz
von Hannes Kern
Was ist ein Wärmebild?
• Ein Wärmebild entsteht durch :
– Detektion von Infrarot (IR)-Strahlung
– Übersetzung des Detektorsignals in ein Bild
Wärmebilder stellen die Wärmeabstrahlung eines Körpers dar
Was ist IR- Strahlung?
• IR-Strahlung ist Teil des elektromagnetischen Spektrums und eine Energieform, die wir als Wärme wahrnehmen
Elektromagnetisches Spektrum
Radiowellen
Infrarot
Sichtbares Licht
Ultraviolett
Röntgen Strahlung
Gamma Strahlung
Grafik: Bullard
Woher kommt IR-Strahlung?
• Jeder Körper und auch jedes andere Medium (Flüssigkeit, Gas), dessen Temperatur über dem absoluten Nullpunkt (-273 °C) liegt, sendet IR-Strahlung aus
• Mit höherer Temperatur nimmt auch die Intensität der Wärmestrahlung zu
Wärmeübertragung
• Energie breitet sich aus durch :– Leitung: teilweise angezeigt
– Strömung: in der Regel nicht angezeigt
– Strahlung: wird angezeigt
IFSTA IFSTA
IFSTA
Rauch, Licht, und IR
Rauch (schwebende Partikel)Rauch (schwebende Partikel)
Sichtbares LichtSichtbares Licht
InfrarotInfrarotdurchdringt diedurchdringt die RauchpartikelRauchpartikel
wird blockiert wird blockiert
Grafik: Bullard
Funktionsweise der WBK
Linse :Linse :GermaniumGermanium
/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\
IR WellenIR Wellen
BildschirmBildschirm
Elektronisches Signal
Signal ProzessorSignal Prozessor
IR ChipIR Chip
Grafik: Bullard
Detektoren
• Barium Strontium Titanat (BST)- Chips
• Microbolometer- Chips aus amorphen Silizium (aSi) oder Vanadiumoxid (Vox)
Bauformen
Foto: Rosenbauer
„helmmontiert“
Foto: Bullard
„handgeführt“
Das Wärmebild
Bild: www.atemschutz.org
Kalt = Dunkel
Warm = Hell
Verwendungsmöglichkeiten
• Lagebeurteilung
• Suchen& Retten
• Brandbekämpfung
• Nachlöscharbeiten
• Gefahrguteinsatz
• Ausbildung
• etc.
Lagebeurteilungheiße Rauchgase
(Ausbreitungsgefahr!)
Brandherd (heißeste Stelle)
Suchen & RettenMärz 2001 in Burton SC, USA Feldversuch mit 9 Löschzügen der den
Zeitgewinn durch den Einsatz von WBK dokumentiert
1. Brandherdsuche: - ohne WBK im Durchschnitt : 4min 48s - mit WBK im Durchschnitt : 2min 23s
(Hälfte der Zeit)
2.Personensuche: - ohne WBK in : 6min 46 s - mit WBK in : 2min 17 s (1/3 der Zeit)
Schlussfolgerung:
Die Zeit für eine erfolgreiche Suche reduziert sich um bis zu 75%!
Quelle: Bullard
Brandbekämpfung
– Beobachtung der Wirkung des Wasserstrahles: Falls helle Flächen unter Löschwassereinwirkung nicht dunkel werden, ist die Menge zu gering oder die Zielrichtung falsch
– Dichter, heißer Rauch ist auch mit der WBK erkennbar
– Generell gilt: ein Feurwehrangehöriger hält die Kamera und gibt dem Trupp (Strahlrohrführer) Anweisungen über die Zielrichtung
Foto: Bullard
Brandbekämpfung
Dichter Rauch Dichter Rauch mit großer Hitzemit großer Hitze Gefahr !Gefahr !
Heller BereichHeller Bereichnoch nicht noch nicht
gekühltgekühlt
Dunkler BereichDunkler Bereichbereits gekühltbereits gekühlt
Gefahrguteinsatz– Entdecken von Chemikalien (nicht wasserlösliche) in Gewässern
– Exotherme Reaktionen in Behältern können erkannt werden
– Prüfen von Füllständen
Das Feststellen von Füllständen und Reaktionen ist bei gut isolierten Behältern schlecht bis gar nicht möglich!
Foto: Bullard Foto: Bullard
Vorgehen im Einsatz
• Grundsatz:
Die Orientierung im Raum muss auch ohne Kamera jederzeit möglich sein!
Führungsleine oder Schlauchleitung müssen auch weiterhin verwendet werden!
„Würfelblick“Nach vorne und oben:
Heißer Brandrauch Herunterhängende, unter Strom stehende Kabel,
Nach links:Erfassen der Fluchtwege
Erfassen von Fenster / Türen
Nach hinten (zurück):
Kontrolle Rückzugsweg
Nach rechts: Erfassen der FluchtwegeErfassen von Fenstern / Türen
Nach unten:Erkennen von Hindernissen Identifizieren von PersonenLokalisieren von Hindernissen / Abgründen
Grafik: www.atemschutz.org
Vorgehen im Einsatz
„Würfelblicke“
Vorgehen im Einsatz
Grafik: www.atemschutz.org
Einsatzgrenzen
• Die WBK kann nicht durch Wände blicken, heiße Stellen können aber aufgrund von Wärmeleitung angezeigt werden
• Glas ist für IR-Strahlung undurchlässig, es kann zu Spiegelungen kommen
• Wasserdampf und CO2 aus Löschanlagen können das Bild stören
• Dichte Russpartikel können ebenfalls zur Störung des Bildes führen
Personensuche
• Die Suche von Personen soll über die Körperform und nicht über den Kontrast erfolgen!
Hell Dunkel
Einsatzgrenzen
• Wasser wird von IR-Strahlung nicht durchdrungen, Menschen, die an der Oberfläche schwimmen, können jedoch erkannt werden.
Bild: www.atemschutz.org
• Glatte Flächen, z. B. Metalltüren, Blechbehälter oder Fliesen können spiegeln.
● Bei der Vermutung, dass es sich um eine Spiegelung handelt, sollte man versuchen, das Objekt aus einem anderen Winkel nochmals zu betrachten.
● Achtung: Spiegelungen sind nicht auf absolut glatte Oberflächen beschränkt.
?
Spiegelungen
Bilder: www.atemschutz.org
Was bringt die Zukunft?
• Leichtere und kleinere Kameras
Foto: Bullard
Was bringt die Zukunft?
• Verbesserte Darstellung durch Einfärbung von Bildern und integrierte Temperaturanzeige
Bild: www.atemschutz.org
WBK´s sollten nach dem derzeitigen Stand der Technik:
robust sein
möglichst leicht sein
ein gutes, scharfes Bild liefern
temperaturunempfindliche Kamerafunktionen bieten
große Temperaturauflösung haben
einen großen Griff haben
möglichst wenige Schalter und Knöpfe (dafür aber große) besitzen
leistungsfähige Akkus beinhalten
„kriechfähig“ sein
evtl. ein Fernthermometer integrieren
Tipps zur Beschaffung
Lernziel erreicht?
Feuer hinter der Tür? Nein!
Trotzdem vorsichtig bleiben!
Foto: Bullard
Links und Literatur
• Cimolino, U., Aschenbrenner, D., Lembeck, T., Südmersen, J.: Atemschutz, 4. Auflage, ecomed Sicherheit, Landsberg, 2004
• Feuerwehr- u. Zivilschutzschule Steiermark, Lehrgangsunterlage Wärmebildkameraschulung (Entwurf), Stand April 2005
• Pulm, M.: Wärmebildkameras im Feuerwehreinsatz, Die Roten Hefte Nr. 202, 1. Auflage, Kohlhammer Verlag, Stuttgart, 2005
• www.atemschutz.org• www.auer.de• www.bullard.com• www.draeger.com• www.rosenbauer.at