Biale, E.

Pecora, E.

Earth-prints Repository

 
 
Prot. int. n° UFVG2004/036  
 
 
Applicazioni delle telecamere termiche Flir A 40 M e Flir 320 M al monitoraggio 
di Stromboli e dell’Etna   
 
 Emilio Pecora,  Emilio Biale 
 
 
 
 
 
 
Introduzione 
 
Dovendo potenziare la rete di monitoraggio video dell’Etna e delle Eolie mediante l’utilizzo di tele-
camere termografiche è stato necessario, prima di acquistare dei nuovi prodotti, verificare le poten-
zialità e le caratteristiche di alcune telecamere per fornire ai vulcanologi gli strumenti adeguati a ga-
rantire sia il monitoraggio continuo, sia  lo studio scientifico dei fenomeni legati all’attività dei sud-
detti vulcani. 
Durante l’incontro avuto il  04/03/2004 a Milano nei locali della Flir sono state presentate le nuove 
termocamere A 40 M Firewire e A 20 M Ethernet e sono inoltre state realizzate in laboratorio le 
tre configurazioni necessarie all’archiviazione e all’analisi delle immagini in formato IMG catturate 
da una telecamera Flir 320 M. 
 1
Delle due telecamere, A 40 M Firewire (telecamera di nostro interesse) e A 20 M Ethernet, sono 
state evidenziate dai tecnici della Flir le caratteristiche, le potenzialità, i software necessari alla vi-
sualizzazione, al controllo e all’analisi ed è stata data dimostrazione pratica delle diverse fasi opera-
tive. 
Inoltre, sono state testate le tre configurazioni utilizzate per l’acquisizione delle immagini radiome-
triche (formato IMG) dalla termocamera Flir 320 M.  
Per maggiori dettagli si possono consultare i manuali tecnici dei singoli prodotti forniti dalla casa 
madre nella suddetta occasione. 
 
 
1. Caratteristiche ThermoVision A 40 M  
 
La telecamera termica in questione è disponibile in due modelli: 
 
• Firewire = Può processare e restituire in locale 50 Jpg/s. Tali immagini possono essere im-
magazzinate o in singoli file o in un unico file SEQ (sequenziale).  La JPG trasmessa via fi-
rewire è di tipo radiometrica a 16 bit (14 reali). 
 
• Ethernet = Si ha un Frame Rate di 5 Jpg/s o inferiore. Le Jpg possono essere trasferite sin-
golarmente. Un immagine Jpg ha una dimensione variabile tra i 50 KB e i 130 KB sia che si 
utilizzi il modello Firewire sia il modello Ethernet. La JPG via ethernet è di tipo radiome-
trica a 8 bit. 
 
La telecamera A 40 M non fornisce più le immagini ed i dati  in formato (IMG) come le precedenti 
termocamere (Flir 320 M,…), ma rappresenta sia le immagini, sia i dati radiometrici mediante file 
in formato standard JPG. 
Tali file, opportunamente elaborati dalla telecamera, contengono sia l’immagine (visibile con ogni 
tipo di software grafico), sia i dati radiometrici, analizzabili con il programma proprietario FLIR 
(nuova versione aggiornata del ThermaCAM Researcher 2001).   
Le modalità e i tool di analisi del nuovo ThermaCAM Researcher 2001 per le l’elaborazione delle 
immagini JPG sono perfettamente analoghi a quelli utilizzati precedentemente per le immagini e i 
dati in formato IMG, pertanto, anche i file JPG possono essere rielaborati off-line variandone la sca-
la, l’emissività, la temperatura, ecc, ecc… 
È possibile inviare contemporaneamente sia il segnale televisivo Pal, sia i file radiometrici in 
formato JPG, poiché i due segnali viaggiano su canali diversi (video e dati). 
Per l’utilizzo con ottica da 80° è necessaria una calibrazione della telecamera e dell’ottica ed un 
supporto dedicato. 
La telecamera suddetta non è IP 65 come la Flir 320 M e pertanto necessita obbligatoriamente di 
una custodia stagna dedicata, da realizzare con vetro al germanio (con trattamento antiriflesso) o se-
linuro di zinco.  
 
 
2. Impostazione Parametri di configurazione 
 
I diversi parametri di configurazione della telecamera possono essere variati o settati in due modi: 
 
• Mediante la tastiera integrata sul dorso della telecamera ed una connessione analogica a 
video per seguire le operazioni da compiere come evidenziato in figura 1. 
 
• Mediante una connessione al Web Browser interno della telecamera ed una connessione 
analogica a video per seguire le operazioni da compiere (Figura 2). 
 2
          
 
Figura 1. Settaggio parametri mediante la tastiera integrata sul dorso della telecamera Flir A 40
 
 
 
 
 
Pulsanti 
telecomando
Da una pagina web pro-
prietaria si può accedere a
diversi menù che permet-
tono di settare i parametri
desiderati. 
 
 
 
Figura 2. Settaggio parametri mediante connessione al Web Browser interno alla telecamera Fl
40 M. 
 
Tra le varie funzioni della telecamera è anche possibile settare quattro spot distinti mediante op
tuni parametri (emissività, temp. esterna etc..). Le configurazioni dei quattro spot sono indipend
tra loro.  
 
 
3. Archiviazione dei file 
 
La termocamera è equipaggiata con una memoria interna Flash di circa 64 MB, di cui una par
destinata alle immagini e ai dati ed una parte è riservata al software ed aggiornamenti futuri.  
L’archiviazione dei file a bordo della telecamera avviene solo mediante un buffer (FIFO) int
che conserva in shifthing fino a 10 file JPG radiometrici. 
 31 M. 
2 
ir A 
por-
enti 
te è 
erno 
Tali file possono essere memorizzati sul buffer sia in automatico, impostando uno spot sensibile ad 
un livello di threshold, oppure tramite un comando impartito dall’utente. In assenza di collegamento 
ethernet si perde il controllo remoto della termocamera e viene interrotto il trasferimento dei dati 
radiometrici memorizzati nel buffer.  
Come detto sopra, in ogni telecamera A 40 M si può impostare un indirizzo IP ed essa può essere 
settata da web o mediante connessione di rete a tale indirizzo (Figura 3), o inserendo nella pagina 
web il nome e il codice stesso della telecamera (es: IRCAM00310 dove le 5 cifre rappresentano le 
ultime cifre del codice della telecamera). 
 
 
 
 
Tramite una pagina web ven-
gono visualizzate le informa-
zioni relative all’immagine
ripresa e i valori di temperatu-
ra e dei parametri di configu-
razione degli eventuali spot
selezionati. 
 
 
 
 
 
3  
 
 
Figura 3. Settaggio dei parametri da web mediante connessione all’indirizzo IP della telecamera. 
 
 
La telecamera Flir A 40 M ethernet, in funzione delle priorità interne, esegue nel seguente ordine i 
passi sotto elencati: 
 
1. Analisi immagine. 
2. Controllo radiometrico. 
3. Trasferimento delle immagini, se richiesto. 
  
Durante il meeting del 04/03/04, stati richiesti ai tecnici della Flir dei chiarimenti in merito ai proto-
colli di trasferimento delle immagini ed all’archiviazione  dei file JPG radiometrici, poiché non so-
no chiari e completi al fine di soddisfare le nostre esigenze. 
 4
4. Consumi 
 
L’autocalibrazione della telecamera avviene ogni qual volta si ha una minima variazioni della tem-
peratura ambiente (1°C), ed in ogni caso sempre nella fase di accensione. Appena la telecamera è a 
regime termico, l’autocalibrazione viene effettuata con intervalli di tempo maggiori. Questo è im-
portante in quanto, dovendo tenere in considerazione i consumi, la telecamera assorbe maggiore 
corrente nei seguenti casi: 
 
• attivazione dell’elettromagnete di calibrazione, 
• utilizzo della messa a fuoco e quindi del motorino interno per il fuoco, 
• attivazione cella di Peltier.  
 
La cella di Peltier, integrata all’interno della telecamera, è una sorta di refrigeratore elettronico. 
Mediante tale cella è possibile mantenere la temperatura interna a circa 32°C. Se la temperatura 
ambiente, all’interno della custodia di protezione della telecamera, presenta continui sbalzi termici, 
si ha l’attivazione della cella di Peltier che autoregola la temperatura interna con conseguente au-
mento dei consumi. 
Necessitano prove di laboratorio per verificare i reali consumi nelle diverse condizioni di funzio-
namento. 
 
 
5. Software 
 
Alle nuove versioni di telecamere termiche sono affiancati nuovi software e nuove possibilità di 
implementazione. Il ThermoVision SDK dà la possibilità, ad utenti esperti, di generare il software 
di gestione della telecamera a proprio piacimento. Alcuni esempi (Figura 4), già presenti sul CD del 
programma, offrono la possibilità di valutarne l’efficienza. 
 
 
 
4  
 
 
Figura 4. Esempio di creazione di un programma di gestione della telecamera con l’utilizzo di C++ 
o Visual Basic e SDK. 
 5
6. Connessioni esterne 
 
Nella telecamera A 40 M ethernet sono disponibili quattro I/O digitali di cui tre output ed un in-
put/output selezionabile e tre I/O analogici di cui due output ed un input configurabile (Figura 5). 
Tali connessioni potrebbero permettere l’interfacciamento della termocamera con sensori di diverso 
tipo (sensore di temperatura, ..) per migliorare l’affidabilità nelle misure radiometriche. 
 
 
 
 
 
5  
 
 
Figura 5. Connessioni esterne alla telecamera Flir A 40 M. 
 
 
 
 
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7. Le tre configurazioni possibili per l’acquisizione delle immagini radiometriche (forma-
to IMG) dalla termocamera Flir 320 M 
 
Infine, nella riunione di Milano, sono state presentate e testate le tre configurazioni utilizzate per 
l’acquisizione delle immagini radiometriche (formato IMG) dalla termocamera Flir 320 M. 
 
a. La prima configurazione (Figura 6) utilizza il segnale televisivo Pal, una scheda Na-
tional 1409 e il software Analog Toolkit e permette di visionare i dati termografici in 
tempo reale. 
Al momento attuale tale configurazione non consente né un archiviazione dei dati, nè 
una post elaborazione ed inoltre il software fornisce i valori corretti solo se si utilizza 
sulla termocamera una scala automatica per le temperature. 
È stato chiesto ai tecnici della Flir se sono possibili variazioni al software sia per 
consentirne l’utilizzo con una scala fissata sia per permettere l’archiviazione dei dati 
e una successiva post elaborazione. In base a tali richieste verranno fornite, se possi-
bile, le eventuali soluzioni. 
 
 
 
 
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Figura 6. Configurazione per uscita analogica video. 
 
 
b. La seconda configurazione analizzata (Figura 7) utilizza il segnale digitale in uscita 
dalla telecamera, una scheda  Coreco /ITI IC2 DIG-16 ed il software ThermaCAM 
Researcher 2001. 
Tale configurazione permette di visionare i dati termografici in tempo reale, di archi-
viarli con frame rate massimo di 50 file IMG al secondo e di elaborare i suddetti file 
anche off-line. 
 
 
 
 
 
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7 
Figura 7. Configurazione per uscita digitale e scheda  Coreco /ITI IC2 DIG-16. 
 
 
c. La terza ed ultima configurazione (Figura 8) utilizza l’uscita digitale, una PC card in-
terface (PCMCIA) proprietaria della Flir ed il software ThermaCAM Researcher 
2001. 
Tale configurazione permette di visionare i dati termografici in tempo reale, di archi-
viarli con frame rate massimo di 5 file IMG al secondo e di elaborare i suddetti file 
anche off-line. 
 
 
 
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Figura 8. Configurazione per uscita digitale e PC card interface. 
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Applicazioni delle telecamere termiche Flir A 40 M e Flir 320 M al monitoraggio di Stromboli e dell’Etna

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Applicazioni delle telecamere termiche Flir A 40 M e Flir 320 M al monitoraggio di Stromboli e dell’Etna

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