赤外線カメラによる気流の可視化
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効果・削減量
（電力・燃料使用量削減／CO₂削減効果）
「目に見えない空気の流れと熱を暴き、品質のバラつきや結露を根本から解決」。 加熱調理後の冷却工程やクリーンルーム内における「空気の流れ（気流）」と「温度変化」を赤外線カメラによってリアルタイムに映像化。冷気のショートショート（空回り）や滞留、局所的な温度上昇を瞬時に特定することで、食品の冷却ムラ防止、異物・浮遊菌の巻き上げ対策、工場の結露・カビ発生の予兆検知といった広範な工程改善・品質管理に絶大な効果を発揮します。
安定稼働・信頼性
（負荷変動時の効果再現性／効果の見える化）
「温度と気流の相関がひと目でわかる、直感的なカラーグラフィック」。 専門知識を必要とする流体解析（CFD）データとは異なり、実際の現場の映像に温度帯や空気のベクトル（動き）がサーモグラフィ形式でわかりやすく重ね合わせて表示されます。シンプルな操作画面設計により、現場の衛生管理者や工場のオペレーターが導入初日から迷わず使いこなすことができ、スタッフへの教育コストを最小限に抑えられます。
対応条件
（対象設備／電力容量・負荷条件／適用範囲）
「現場持ち込み用のポータブル端末から、工場の集中監視モニターまで同期可能」。 持ち運びに便利なハンディ型赤外線デバイスや防塵防水タブレット、定置型の高解像度カメラまで用途に合わせてシステムを柔軟に構築できます。既存の空調制御システム（HVAC）や集中管理監視盤、環境データロガー等と連携させ、環境変動に応じたインテリジェントな風量自動調整システムを組むことも可能です。
設置条件
（設置寸法／電源／既存設備への後付可否）
スタンドアロン（ネットワーク接続なし）でのスポット測定・診断運用はもちろん、工場内のローカルWi-Fiや有線LAN環境を活用した多地点常時監視への拡張も可能です。初期設定時には、工場のレイアウトやライン配置（障壁物）に応じた最適なカメラの画角調整・キャリブレーションを行うのみで、スムーズにデータ連携要件をクリアした稼働体制を作れます。
切替・運用のしやすさ
（制御設定変更／運転モード切替の容易さ）
「管理したいエリアや警戒温度を、画面上で手軽にカスタム設定」。 生産する製品（惣菜、パン、精肉など）の切り替えや、夏場・冬場での空調基準の変更に合わせ、監視エリア（ROI設定）の追加や温度アラート閾値の設定変更がタッチパネルから容易に行えます。見たいデータだけを大画面に配置できるダッシュボード編集機能を備え、運用のしやすさは抜群です。
保守・点検・安全対策
（計測機器点検／安全遮断／保守体制）
工場内の製造ノウハウや室温データの機密性を守るため、最高水準のセキュリティ暗号化を用いたデータ管理（オンプレミス／安全な専用クラウド）に対応。導入時の気流診断エンジニアリングサポートから、カメラの定期的なレンズ校正、ソフトウェアのアップデート、万が一の不具合発生時の迅速な国内テクニカルサポートまで一貫した体制を完備しています。
特徴
「勘と経験に頼ってきた空調管理をデジタル化、工場のサステナビリティを加速する環境DX」。 「なぜかこの場所だけ製品の冷えが悪い」「どこからか微細な埃が舞い込んでいる」といった、現場の長年の謎を赤外線分光および熱動態解析テクノロジーで完全に視覚化する最先端のソリューションです。浮遊菌の付着による製品回収リスクや、無駄な過剰空調による電力ロス（CO2排出）を劇的に削減し、安全でクリーンかつ圧倒的に省エネな次世代食品工場の構築をお約束します。
得意な分野・カテゴリー
ユーティリティ設備
対象製品カテゴリー詳細
- 菓子パン
- クロワッサン
- 冷凍食品
- 和風惣菜
- 洋風惣菜
- 牛肉
- 豚肉
- 牛乳
- 清涼飲料
- 業務用冷凍食品
製品説明・スペック紹介
赤外線カメラによる気流の可視化とは？
直接目視することのできない大気の流れを可視化することは、快適な室内空調を実現する目的だけでなく、新型感染症対策のための効率的な換気の設定、廃熱を伴うプロセスでの省エネ対策等、様々な分野に応用することができます。 これまで気流を可視化するために用いられてきた技術には、タフトと呼ばれるテープ状のものを流れのなかに多数設置する方法や、微粒子を気体に混ぜ、これをレーザで照射しながら高速撮影する方法などがありました。いずれにしましても、流れの場に気流を捕捉するためのトレーサとなるものを置く必要があります。また、微粒子により周囲を汚染させることや有害なレーザを用いることから、人が実際に生活している室内環境や、工場などの大空間、屋外、クリーンルーム等では、気流を測定することができませんでした。これに対し、当社の赤外線カメラによる気流可視化技術は、タフトや特別な微粒子、光学系を必要としないため、場所を問わず、周囲に気兼ねすることなく、多くの場面で気流を測定することができます。
気流の可視化の原理
赤外線カメラによる気流の可視化は、大気による赤外線の吸収を利用します。ここで、大気を構成する主成分は、N2、O2、CO2、Ar、H2Oですが、このうちN2とO2は等核二原子分子のため赤外線を吸収しません。また、Arも単原子分子のため赤外線を吸収しません。つまり、残りの成分であるCO2とH2Oで、赤外線の吸収が生じます。
ところで、赤外線カメラは物質の表面からの赤外放射光強度より温度を測定するものですが、そもそも光路中の大気の影響を受けないようにするため"大気の窓"と呼ばれる大気の吸収の少ない波長帯で作られております。この"大気の窓"はほぼH2Oの吸収帯に相当しており、赤外線カメラでH2Oの吸収を捉えることはできません。ところがCO2には、冷却型赤外線カメラで用いられている中赤外波長域（3～5μm）に赤外線吸収があり、これを利用することができます。ただし、キルヒホッフの法則より、熱平衡状態では吸収率と放射率は等しくなります。そのため、単に赤外線カメラで大気を撮影しただけでは、CO2による吸収（放射）はごくわずかであるため、気流を可視化することはできません。
図1 気流の可視化原理
それでは、どのようにしてCO2の吸収を利用して気流を可視化するのでしょうか？図1に気流可視化の原理の模式図を示します。赤外線カメラにより測定される赤外放射画像は、大気（CO2）からの放射分とその裏にある背景からの放射分の重ね合わせであると考えられます。背景が固定されている場合、背景放射は数秒の時間経過（Δt）ではほぼ変化がないとみなせますが、一方で温度ムラのある大気（CO2）に流れがある場合、Δt間の流れにより放射画像の変化が観測されます。つまり、大きな背景放射にごくわずかな大気（CO2）からの放射が重畳した放射画像であっても、背景の温度変化（放射光の変化）がなければ、大気（CO2）の温度変化だけを抽出することができます。さらに、この大気（CO2）の温度変化を時間的に連続して解析すれば、気流とともに温度変化の凹凸も移動するため、気流として認識することが可能となります。なお、この温度変化の解析には、当社独自の「短時間ロックイン解析法」を適用することで、ノイズが低減でき、気流の動きをとらえやすくなります。「短時間ロックイン解析法」は、連続撮影した一連の温度データを数秒の短時間の窓で切り出し、それを時間方向にずらしながら少しずつロックイン解析を行う手法です。従来のロックイン解析法に時間軸の次元を加えたものであり、時間軸の分解能を保ちながら温度変化の凹凸の時間変化を高精度に解析することができます。
参考文献：福田, 古川：赤外線カメラによる気流の可視化、クリーンテクノロジー、30 No.10(2020) 50-54.
室内の気流可視化
空調の効率的化、各種工業用炉の省エネ対策、暑熱対策等
窓からの日射で温められた室内の空気の流れの可視化事例を示します。
取り扱い企業
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