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INDUSTRIELLE AUTOMATION 5/2020

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INDUSTRIELLE AUTOMATION 5/2020

Filmreif Wie unsichtbare

Filmreif Wie unsichtbare CO 2 -Emissionen visualisiert werden können Für die Sendung ‚makro‘, das globale Wirtschaftsmagazin auf 3sat, haben ZDF-Reporter eine Dokumentation über das Klimagas Kohlendioxid und seine Bepreisung gedreht. Da Kohlendioxid im für uns Menschen sichtbaren Spektrum des Lichts unsichtbar ist, hat sich das Film-Team an Spezialisten für Thermografie gewandt. Lesen Sie, wie mithilfe einer speziellen Wärmebildkamera Licht ins Dunkle gebracht werden konnte. Doch wie kam die Zusammenarbeit von ZDF/3sat mit Flir zustande? Reporter Manfred Kessler erklärt: „Dass es eine solche Kamera wie die Flir GF343 gibt, kann man bereits mit wenigen Klicks auf Google bzw. Youtube feststellen. In Videos wird anschaulich geoxid visualisiert werden kann. Damit das funktioniert, muss der Detektor selbst allerdings sehr kalt sein, und zwar genau minus -198 °C. In der Kamera arbeitet dafür ein Sterling-Kühler, der die extrem tiefen Temperaturen erzeugt. Das braucht seine Zeit: Nach dem Einschalten arbeitet der Kühler ca. 5 Minuten, bis der Detektor kalt genug ist und die Kamera eingesetzt werden kann. Der Fernsehsender 3sat ist ein werbefreies deutschsprachiges öffentlich-rechtliches TV-Programm. Als Gemeinschaftseinrichtung wird das Vollprogramm mit kulturellem Schwerpunkt vom ZDF, dem ORF, der SRG SSR (vertreten durch das Schweizer Radio und Fernsehen) und den Landesrundfunkanstalten der ARD betrieben. Federführender Sender ist das ZDF, an dessen Mainzer Standort auch das Sendezentrum mit den Studios für die Eigenproduktionen steht. Eine dieser Eigenproduktionen ist das Fernsehmagazin ‚makro‘, das sich auf Berichte der globalen Wirtschaft fokussiert und dabei den Menschen im Blick behält. In einer Dokumentation sollte es um das Klimagas CO 2 und seine Bepreisung gehen. ZDF-Reporter Manfred Kessler und Kameramann Armin Vater standen dabei vor der Aufgabe das für uns Menschen unsichtbare Kohlendioxid sichtbar zu machen. Um dies zu ermöglichen, wandte sich das Team an den Weltmarktführer für Wärmebildkameras, Flir Systems. Denn mit der speziellen Infrarotkamera Flir GF343 konnte die Visualisierung von CO 2 dargestellt werden. Thermografie-Kameras im deutschen Fernsehen zeigt, wie eine Wärmebildkamera mit einem speziellen Filter den CO 2 -Ausstoß visualisieren kann, z. B. bei Menschen oder Tieren, die CO 2 ausatmen. Aber auch Abgase von Autos, Flugzeugen oder in der chemischen Produktion lassen sich mit dieser Kamera darstellen.“ Damit war eine Möglichkeit gefunden, das geplante Thema präsentieren zu können. Allerdings handelt es sich bei der verwendeten Kamera nicht um eine „normale“ Wärmebildkamera, die nur Wärme sichtbar machen kann, sondern um ein sehr spezielles Modell, das über einen gekühlten Detektor mit einem besonderen Wellenlängenbereich verfügt. Während herkömmliche Wärmebildkameras in den letzten Jahren immer günstiger wurden und es heute sogar Module wie die Flir One gibt, die ein herkömmliches Smartphone zur Wärmebildkamera machen, existieren in ganz Deutschland nur wenige Exemplare dieser speziellen Kamera für die CO 2 -Visualisierung. Ein Blick ins Innere der Kamera Die Flir GF343 verfügt über einen hochsensiblen Detektor aus Indiumantimonid (InSb), einer chemischen Verbindung aus den Elementen Indium (In) und Antimon (Sb), die sich in der Optoelektronik als Werkstoffe für Infrarotsensoren eignen. Dieser Detektor wurde mit einem speziellen Filter versehen, so dass er Aufnahmen im sehr engen Spektralbereich von 4 200 bis 4 400 nm ermöglicht – und das ist exakt der infrarote Spektralbereich, in dem Kohlendi- Spezielle Funktionalitäten nutzen Damit Kameramann Armin Vater und sein Kollege Lasse Brünjes die Flir GF343 bedienen konnten, erhielten sie vor dem Dreh eine Einführung bei Flir Systems in Frankfurt. Dabei lernten sie nicht nur die typischen Bedienfunktionen der Kamera kennen, sondern auch einige Besonderheiten, die in der Thermografie wichtig sind. Dazu zählt z. B. die Wahl der richtigen Farbpalette. Da das infrarote Lichtspektrum für das menschliche Auge unsichtbar ist, muss für die Darstellung eine Farbpalette ausgewählt werden, die wir Menschen sehen können. Das kann eine einfache Schwarz-Weiß-Palette sein, in der kalte Bereiche schwarz dargestellt werden, 01 Die Kamera visualisiert den CO 2 -Ausstoß einer chemischen Produktionsanlage und macht es für uns Menschen sichtbar 44 INDUSTRIELLE AUTOMATION 05/2020 www.industrielle-automation.net

und wärmere Bereiche in immer helleren Grautönen bis hin zu weiß. Die Kamera verfügt zudem u. a. über eine Regenbogen-Palette oder die sog. Eisen-Farbpalette, die von weiß/gelb bis ins dunkle rot/violett reicht. Ein spezieller Modus – der High Sensitivity Mode (HSM) – ermöglicht eine besonders deutliche Darstellung der Gas-Emissionen. Die Grenzen des Machbaren Die Arbeit einer derart speziellen Wärmebildkamera erfordert allerdings ebenso spezielle Kenntnisse. Die Kamera ist nicht mit einer Linse aus Glas ausgestattet, sondern mit dem Element Germanium. Dadurch ist es z. B. nicht möglich, durch Glas zu schauen. Auch erlaubt sie nicht, durch Wände hindurch Menschen oder Wärmesignaturen zu erkennen. Aber das war ja auch nicht das Vorhaben des Filmteams von ‚makro‘. Stattdessen haben Kameramann Armin Vater und sein Kollege Lasse Brünjes die Abgase von Kraftfahrzeugen an einer befahrenen Kreuzung gefilmt, den CO 2 -Ausstoß von Flugzeugen am Frankfurter Flughafen, die Schornsteine einer Chemieproduktion sowie die Schornsteine von Wohnhäusern. Dabei kam es manchmal zu überraschenden Einblicken: Während ein Schornstein in der chemischen Produktion mit bloßem Auge inaktiv zu sein schien, zeigte die GF343 eine deutliche CO 2 -Rauchfahne. Somit war der Filmdreh von Manfred Kessler und seinem Team ein voller Erfolg und brachte Licht ins Dunkle über die Auswirkungen der Treibhausgase. Bilder: Aufmacher Péter Mács – stock.adobe.com, sonstige Flir www.flir.de 02 Ein Schornstein in der chemischen Produktion scheint mit bloßem Auge inaktiv zu sein; via Thermografie wird jedoch eine deutliche CO 2 –Rauchfahne sichtbar 03 Dank eines speziellen Filters, der direkt auf den Detektor aufgedampft ist, kann die Kamera GF343 Kohlendioxid visualisieren Auf den Punkt gebracht Mit ihrer hohen Auflösung, der thermischen Empfindlichkeit und der Option eines High Sensitivity Mode ermöglicht die Flir GF343 die Visualisierung von Leckagen. Dadurch lässt sich die genaue Quelle der aus sicherer Entfernung lokalisieren. Ob CO 2 ein Nebenprodukt eines Produktionsprozesses, ein Spurengas zum Aufspüren von Wasserstofflecks aus Stromerzeugern oder Teil eines verbesserten Ölrückgewinnungsprogramms ist, die schnelle und genaue Erfassung von CO 2 ist der Schlüssel für einen sicheren, effizienten und profitablen Betrieb. AUTOMATION READY! Neue kompakte GigE Vision Kamera mvBlueCOUGAR-X IP67C A brand of Balluff • nIP67, schock- und vibrationsfest • nintegrierte Smart-Features für reduzierten Soft- und Hardwareeinsatz • nvielseitige Sensorvarianten bis 20,5 MPixel • njetzt auch mit Pregius S Sensoren We Change Your Vision. www.matrix-vision.de

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