Qual tipo de câmera térmica você precisa?
Como cliente, você sempre pode entrar em contato com a linha direta de suporte técnico da PCE Instruments.
Na hora de selecionar a câmera térmica ideal, é essencial considerar o tipo de aplicação desejada. Para algumas finalidades, basta uma visualização geral das variações de temperatura, enquanto outras demandam uma análise detalhada e precisa. A seguir, listamos os principais aspectos a avaliar ao escolher uma câmera térmica industrial, câmera térmica de segurança ou para outras aplicações.
Critérios para escolher uma câmera térmica:
Ao escolher uma câmera térmica industrial ou para qualquer outra aplicação, um dos primeiros critérios a considerar é se ela será instalada em um local fixo ou utilizada em diferentes ambientes.
1. Câmera térmica de instalação fixa
Uma câmera térmica de instalação fixa é montada permanentemente em um local e opera a uma distância fixa. Esses dispositivos são amplamente utilizados no desenvolvimento e controle de qualidade de componentes eletrônicos, monitoramento de processos industriais sensíveis à temperatura, contagem de pessoas e sistemas de segurança.
Em processos automatizados, onde a qualidade deve ser garantida, a câmera térmica de alta resolução mede continuamente a temperatura do processo. Softwares especializados permitem a identificação e eliminação automática de produtos que apresentem variações térmicas inadequadas.
Por exemplo, a câmera térmica de instalação fixa da série PCE-PI conta com uma interface Ethernet, facilitando a integração com sistemas de controle. Esse tipo de câmera térmica para detecção de calor gera imagens térmicas em tempo real, permitindo uma resposta imediata caso ocorra alguma variação crítica na temperatura do processo.
2. Câmera térmica portátil
Uma câmera térmica portátil pode ser utilizada em diversos locais, tornando-se ideal para inspeção termográfica em diferentes ambientes. Esse tipo de equipamento deve ser independente da rede elétrica, leve e fácil de transportar. Muitos modelos possuem design ergonômico, semelhante a uma pistola, facilitando seu manuseio.
Assim como as câmeras digitais, muitas câmeras térmicas para manutenção possuem um display que permite visualizar simultaneamente a imagem térmica e a imagem real. Isso torna a inspeção mais intuitiva e eficiente. Além disso, para aplicações que exigem longos períodos de análise, é fundamental considerar a autonomia da bateria e a possibilidade de recarga ou substituição.
Seja para um uso fixo ou móvel, escolher a câmera térmica para uso profissional adequada garantirá medições precisas e maior eficiência nas aplicações industriais, de segurança e manutenção.
O sensor de uma câmera térmica de alta resolução pode medir temperaturas dentro de um intervalo específico com precisão garantida. Essa faixa pode ser relativamente estreita, como em dispositivos utilizados para controle de processos industriais ou aplicações médicas, ou mais ampla, chegando a cobrir até 400°C – por exemplo, de -20°C a +380°C.
Alguns modelos permitem calibração personalizada para uma faixa específica, garantindo medições ainda mais precisas. Se precisar de uma câmera térmica para detecção de calor em temperaturas extremamente altas ou baixas, verifique se o equipamento cobre o intervalo desejado.
Entretanto, quando as temperaturas estão abaixo de -50°C, a intensidade da radiação térmica emitida é muito reduzida, tornando a medição desafiadora com os sensores atuais disponíveis para termografia infravermelha. Escolher uma câmera térmica industrial adequada ao seu setor garantirá medições confiáveis e maior eficiência em suas aplicações.
A sensibilidade térmica define o nível de detalhe com que uma câmera térmica de alta resolução consegue captar as variações de temperatura. Esse valor é geralmente expresso em milikelvin (mK), embora também possa ser apresentado em Kelvin (K). Os valores típicos variam entre 70, 80, 100, 150 e 300 mK.
Nas especificações técnicas da câmera térmica para detecção de calor, esse parâmetro é frequentemente indicado como valor NETD (acrônimo em inglês para Noise Equivalent Temperature Difference). Quanto menor o NETD, maior a capacidade da câmera de identificar pequenas diferenças térmicas, sendo essencial para aplicações como inspeção termográfica e termografia infravermelha.
Recomenda-se que a sensibilidade térmica seja de aproximadamente 1% da faixa de temperatura. Isso significa que, para uma variação de 30 K em uma câmera térmica industrial, uma resolução de 0,3 K (ou 300 mK) é suficiente para gerar imagens térmicas de alta qualidade. Escolher uma câmera térmica para uso profissional com o NETD adequado garante precisão nas análises térmicas e melhor desempenho em diferentes aplicações.
A câmera térmica de alta resolução converte a radiação infravermelha de um setor específico em uma imagem radiométrica, onde a temperatura de cada pixel é representada por uma escala de cores. Quanto mais pontos de imagem o sensor infravermelho detectar, mais detalhada será a visualização das variações térmicas no display da câmera térmica portátil.
Em comparação com a resolução de uma câmera convencional, a resolução da imagem infravermelha pode parecer limitada. No entanto, cada pixel contém informações detalhadas sobre a radiação infravermelha, permitindo a análise precisa da temperatura da superfície observada. Sensores de qualidade oferecem resoluções de até 640 x 480 pixels, garantindo imagens térmicas nítidas e precisas.
Uso da câmera térmica na manutenção
Para o controle de conexões em armários de distribuição elétrica, não é essencial utilizar uma câmera térmica de alta resolução. Em muitos casos, um multímetro digital com sensor infravermelho integrado pode ser suficiente, fornecendo imagens térmicas em modo de termografia infravermelha. Mesmo com uma resolução de apenas 38 x 38 pixels, esses dispositivos podem fornecer informações úteis para esse tipo de inspeção.
No monitoramento térmico de máquinas e veículos em movimento, câmeras térmicas para manutenção com resoluções mais baixas podem ser adequadas. Nessas imagens térmicas, as diferenças de temperatura são representadas por cores distintas, facilitando a identificação de peças críticas e potenciais falhas mecânicas.
Uso da câmera térmica na construção civil
Para inspeções em obras e edificações, uma câmera térmica para uso profissional com alta resolução é essencial. Dispositivos com boa definição permitem identificar pontes térmicas com clareza, possibilitando uma análise precisa das variações de temperatura.
A distribuição das áreas frias ou quentes em uma estrutura pode indicar linhas de instalação, diferenças de materiais, alterações estruturais ou fragilidades em seções transversais. Em edifícios antigos, nichos nas paredes – como aqueles onde estão caixas de correio ou painéis elétricos – podem favorecer o aparecimento de umidade e mofo. Para tarefas mais simples, como a localização de tubulações de aquecimento ou água, uma câmera térmica de segurança com menor resolução pode ser suficiente.
O campo de visão (FOV), o ponto de medição (IFOV) e a distância de medição são fatores essenciais para capturar detalhes precisos em imagens térmicas, especialmente em áreas de difícil acesso. Algumas séries de câmeras térmicas para uso profissional oferecem diferentes tipos de lentes, permitindo ajustes conforme a necessidade da aplicação.
Geralmente, os fabricantes disponibilizam tabelas indicando as lentes selecionáveis para cada câmera térmica industrial, juntamente com informações sobre o tamanho do campo de visão e o tamanho do objeto correspondente a um pixel em diferentes distâncias. Além disso, cada lente possui uma distância mínima recomendada para medições precisas.
O campo de visão de uma câmera térmica portátil refere-se à sua abertura horizontal (HFOV) e vertical (VFOV), conforme projetado para a lente utilizada. Essa informação pode ser encontrada nas especificações do equipamento sob a sigla em inglês Field of View (FOV). A área coberta pela câmera aumenta conforme a distância do objeto radiado.
Por exemplo, um campo de visão de 30 graus resulta em uma área de medição de:
Ao escolher uma câmera térmica de alta resolução, é fundamental considerar o FOV adequado para garantir medições precisas e eficientes, seja para inspeção termográfica, termografia infravermelha ou aplicações de câmera térmica de segurança.
O ponto de medição de uma câmera térmica de alta resolução é geralmente indicado nos dados técnicos do dispositivo como IFOV (Instantaneous Field of View, ou Campo de Visão Instantâneo). Esse valor descreve o tamanho do menor objeto cuja temperatura pode ser medida com precisão. Ele resulta da combinação entre a superfície do detector, o campo de visão (FOV) da óptica de medição e a distância até o objeto analisado.
Por exemplo, um valor de 4,53 mrad significa que, a 1 metro de distância da superfície a ser medida, cada pixel cobre uma área de 4,53 mm. Como a relação entre a distância e o tamanho do pixel é proporcional, se a distância da câmera térmica portátil até a superfície for triplicada, o tamanho da área registrada por cada pixel também será triplicado. No entanto, quanto menor o ponto de medição, maior será o nível de detalhamento das diferenças de temperatura na termografia infravermelha.
Se for necessário registrar temperaturas em áreas muito pequenas, é essencial garantir que o objeto medido seja, idealmente, duas ou três vezes maior que o ponto de medição. Isso permite capturar imagens térmicas detalhadas de 2 x 2 ou 3 x 3 pixels com maior precisão.
Para inspeção de conexões em armários de distribuição elétrica, não é indispensável utilizar uma câmera térmica de alta resolução. Em muitos casos, um multímetro digital com sensor infravermelho pode ser suficiente para fornecer imagens térmicas em modo de inspeção termográfica. Mesmo com uma resolução de 38 x 38 pixels, essas imagens térmicas podem ser conclusivas para esse tipo de aplicação.
Para controle térmico em máquinas e veículos em movimento, câmeras térmicas para manutenção com menor resolução também são adequadas. As imagens térmicas apresentam as variações de temperatura por meio de cores distintas, permitindo identificar a posição de peças críticas e antecipar falhas operacionais.
A escolha da câmera térmica para uso profissional ideal depende das necessidades da aplicação, garantindo medições precisas tanto em ambientes industriais quanto em inspeções de câmeras térmicas de segurança.
Ao selecionar uma câmera térmica para uso profissional, é essencial considerar a distância de medição adequada para a aplicação desejada. Dependendo do contexto, é importante avaliar qual é a menor distância de medição permitida e quais tamanhos de ponto de medição resultam das distâncias de medição habituais.
Por exemplo, não faz sentido utilizar a mesma câmera térmica de alta resolução para monitorar o desenvolvimento térmico de pequenos componentes eletrônicos e, ao mesmo tempo, para obter imagens térmicas de fachadas de grandes edifícios. Cada aplicação requer especificações distintas, como campo de visão (FOV) e resolução do sensor infravermelho, para garantir a precisão da medição.
Para inspeções detalhadas de circuitos e equipamentos elétricos, uma câmera térmica portátil com alta precisão e capacidade de captar pequenas variações térmicas é recomendada. Já para análise de estruturas maiores, como edificações e sistemas industriais, uma câmera térmica industrial com maior alcance de medição e capacidade de captura em grandes distâncias é mais apropriada.
A escolha da câmera térmica para manutenção, inspeção termográfica ou câmera térmica de segurança depende, portanto, da distância necessária para medições confiáveis e do nível de detalhamento exigido para a análise térmica.
Os sensores infravermelhos convencionais de uma câmera térmica industrial detectam radiação em diferentes comprimentos de onda. Eles podem operar em ondas curtas, com uma faixa de aproximadamente 3 a 5 micrômetros, ou em ondas longas, entre 8 a 14 micrômetros. A faixa de ondas longas possui alta permeabilidade atmosférica, permitindo medições precisas a grandes distâncias. Já na faixa de ondas curtas, muitos gases atmosféricos também emitem radiação infravermelha, como o dióxido de carbono, o que possibilita a medição da temperatura de chamas e gases de combustão.
Para aplicações específicas que exigem termografia infravermelha em processos de alta temperatura, são utilizados sensores com faixas espectrais ajustadas para cada necessidade. Alguns exemplos incluem:
Vidros convencionais e plásticos transparentes permitem a passagem da luz visível e da radiação infravermelha próxima, mas bloqueiam o infravermelho de onda longa. Isso significa que uma câmera térmica para detecção de calor com um sensor de onda longa não pode medir objetos através de janelas ou painéis de visualização, captando apenas a temperatura da superfície do vidro. Esse efeito explica por que pessoas que usam óculos se destacam nas imagens térmicas. Para medições através de janelas, são necessários vidros transparentes especiais, desenvolvidos para permitir a captação precisa da radiação infravermelha.
A escolha da faixa espectral correta garante maior precisão na inspeção termográfica, tornando a câmera térmica para uso profissional uma ferramenta essencial para controle de qualidade, segurança e monitoramento de processos industriais.
A frequência de imagem indica quantas imagens por segundo uma câmera térmica portátil captura. Para muitas aplicações, uma frequência de 1 Hz (uma imagem térmica por segundo) é suficiente. No entanto, em situações que exigem a análise de componentes ativos ou processos em execução, uma frequência de imagem mais alta se torna essencial para um monitoramento preciso.
Uma câmera térmica de alta resolução com alta frequência de imagem é especialmente vantajosa em cenários como:
A escolha da frequência de imagem adequada depende da aplicação específica. Para investigações estáticas, uma frequência baixa pode ser suficiente, enquanto que para câmeras térmicas para manutenção preditiva ou aplicações industriais, uma alta taxa de atualização das imagens térmicas pode ser essencial para um diagnóstico mais preciso.
Uma função essencial para a rápida localização espacial e a avaliação qualitativa de temperaturas extremas em uma câmera térmica de alta resolução é a capacidade de identificar automaticamente o ponto de temperatura máximo e mínimo dentro da imagem térmica. Essa funcionalidade permite visualizar, em tempo real, os pontos mais quentes e mais frios com a exibição dos valores numéricos em graus Celsius.
Vantagens da localização automática de temperaturas extremas
Para evitar interferências na análise da imagem térmica, muitas câmeras térmicas permitem ativar ou desativar essa função diretamente pelo menu do dispositivo. No entanto, ao interpretar os valores de temperatura exibidos, é essencial considerar que a medição da temperatura por radiação infravermelha pode ser influenciada por características do material analisado, como emissividade e reflexividade.
A escolha de uma câmera térmica industrial com essa funcionalidade pode otimizar o desempenho em diversas aplicações, desde a detecção de calor em processos produtivos até o uso profissional em setores como engenharia e manutenção preventiva.
Uma câmera térmica industrial móvel geralmente está equipada, além do sensor infravermelho, com uma câmera digital, de forma que, além da imagem térmica, também capture uma imagem real da área examinada. Ambas as imagens, a infravermelha e a imagem real, muitas vezes se sobrepõem em diferentes intensidades, permitindo que os pontos críticos sejam atribuídos espacialmente e melhor documentados. Algumas câmeras térmicas de alta resolução de instalação fixa também estão equipadas com uma câmera digital para obter imagens reais, o que melhora a precisão na inspeção termográfica.
Este processo de sobreposição de imagens é fundamental para diversas aplicações, incluindo câmeras térmicas de segurança e câmeras térmicas para manutenção, pois facilita a identificação de anomalias térmicas com maior clareza. A câmera térmica portátil é uma excelente ferramenta para detecção de calor em locais de difícil acesso, enquanto a câmera térmica para uso profissional oferece a precisão necessária para inspeções termográficas detalhadas e monitoramento térmico contínuo.
Uma câmera térmica móvel cujos registros serão usados para documentar as inspeções deve ter uma memória suficientemente grande. Normalmente, ao capturar imagens termográficas de edifícios ou instalações técnicas, não temos a possibilidade de transferir os dados imediatamente. Portanto, a memória disponível na câmera térmica deve ser grande o suficiente para salvar as imagens desejadas. Outra possibilidade é que a câmera térmica ofereça a opção de usar uma memória removível, proporcionando mais flexibilidade para o armazenamento de dados. As câmeras térmicas de instalação fixa geralmente transferem dados imediatamente para um PC ou rede.
Para transferir as imagens capturadas, ou seja, tanto a imagem infravermelha como a imagem real, respectivamente suas sobreposições, muitas câmeras térmicas móveis integram uma interface USB ou micro USB. Esse processo é essencial para inspeções termográficas rápidas e precisas, especialmente ao utilizar a câmera térmica para manutenção ou a câmera térmica para detecção de calor em locais que exigem resposta imediata. Além disso, a transferência eficiente de dados é uma característica importante nas câmeras térmicas de alta resolução, que oferecem imagens mais detalhadas para análises profissionais.
Tanto as câmeras térmicas móveis como as fixas podem ser equipadas de forma que também possam ser usadas em condições ambientais adversas. Para proteger o sensor, a eletrônica de avaliação e o monitor contra danos, a caixa de uma câmera térmica pode estar equipada com elementos de proteção especiais para mitigar a pressão mecânica. No caso de uma câmera térmica para uso profissional, especialmente projetada para operações de resgate de bombeiros, o funcionamento destes elementos de proteção é verificado em testes de queda padronizados e outros testes de esforço.
Além disso, as caixas das câmeras térmicas de alta resolução podem ser projetadas para que sejam especialmente herméticas contra corpos estranhos e umidade, garantindo maior durabilidade e resistência. Para definir essas propriedades, utiliza-se a classificação internacional dos graus de proteção IP, importante para câmeras térmicas de segurança e câmeras térmicas industriais, que exigem altos padrões de proteção contra condições extremas de trabalho.
Os sensores adicionais integrados no dispositivo facilitam a aplicação em áreas de uso especial.
Uma câmera térmica para manutenção, equipada com um termo-higrômetro, é especialmente útil para avaliar o risco de condensação e analisar suas causas. A medição adicional de temperatura e umidade permite calcular a temperatura do ponto de orvalho. Além de mostrar uma imagem térmica, a câmera térmica também indica a temperatura ambiente atual, a umidade do ar e o ponto de orvalho calculado. Se a temperatura do ponto de orvalho calculada for superior ao valor de temperatura mais baixo da imagem térmica, será possível verificar especificamente todos os pontos onde a temperatura é mais baixa. Deve-se considerar que algumas causas podem falsear a representação da temperatura na imagem infravermelha. Portanto, os valores chamativos devem primeiro ser verificados com a imagem real da câmera térmica e, em seguida, se necessário, medi-los diretamente no local.
Um multímetro com câmera térmica portátil é muito prático para a verificação de armários de distribuição e instalações elétricas. Os dispositivos raramente são maiores que outros multímetros digitais e podem mostrar uma imagem térmica no display que, por outro lado, também exibe os valores medidos. Isso significa que componentes ou conexões com defeito podem ser detectados rapidamente e substituídos ou corrigidos. Estes multímetros com câmera térmica geralmente são pequenos, leves e ao mesmo tempo robustos. Estes dispositivos combinados muitas vezes também podem transmitir dados via Bluetooth, o que torna a inspeção termográfica mais eficiente e rápida.
A termografia infravermelha, especialmente em tempos de economia energética, é fundamental para a inspeção termográfica de isolamento em edifícios. Uma câmera térmica torna visíveis as diferentes temperaturas de um objeto, revelando informações cruciais para a manutenção e segurança.
No entanto, este dispositivo versátil transcende a inspeção de edifícios, sendo amplamente utilizado em diversos setores. Com uma câmera térmica para uso profissional, é possível localizar fontes de incêndio, resgatar pessoas em ambientes com pouca visibilidade, detectar superaquecimento em componentes eletrônicos e controlar processos de fabricação com precisão.
A câmera térmica industrial desempenha um papel crucial na manutenção preditiva, permitindo a identificação de problemas em equipamentos antes que causem falhas. A câmera térmica de segurança, por sua vez, garante o monitoramento eficiente de áreas, detectando intrusos e prevenindo incidentes.
Para aplicações específicas, a câmera térmica para manutenção facilita a localização de tubulações de aquecimento, ventilação e água, além de detectar vazamentos com rapidez. A câmera térmica portátil oferece mobilidade e flexibilidade para inspeções em campo, enquanto a câmera térmica de alta resolução garante imagens detalhadas e precisas para análises minuciosas.
A câmera térmica para detecção de calor também é utilizada em setores como energia solar, para controlar módulos fotovoltaicos, e na área da saúde, para localizar contusões e inflamações em pessoas e animais.
É importante ressaltar que a escolha da câmera térmica ideal depende da aplicação desejada. Por isso, existe uma grande variedade de dispositivos com diferentes especificações, garantindo que você encontre a ferramenta perfeita para suas necessidades.
Normativas para os dispositivos e aplicações
Em 2016 e nos anos subsequentes, importantes normas sobre termografia, métodos termográficos e dispositivos de medição termográfica foram revisadas e criadas. Para orientar profissionais e usuários de câmera térmica para uso profissional, apresentamos um resumo das principais regulamentações:
Este resumo visa fornecer uma visão geral das normativas relevantes para dispositivos e aplicações de câmeras térmicas, garantindo a conformidade e a qualidade no uso desta tecnologia.
A calibração de uma câmera térmica é um processo crucial para garantir a precisão e confiabilidade das medições de temperatura. A norma VDI/VDE 5585 Folha 2, atualmente em desenvolvimento, visa padronizar os procedimentos de calibração, abrangendo rastreabilidade com o ITS-90, geometrias de calibração, radiadores de referência e incertezas de medição.
Para aplicações que exigem medições de temperatura confiáveis ou detecção precisa de desvios de valores limite, recomenda-se a calibração periódica da câmera térmica para uso profissional na faixa de temperatura relevante. A calibração compara os valores medidos pela câmera com os valores de um padrão de comparação, verificando se estão dentro da precisão especificada pelo fabricante.
O processo de calibração envolve a medição de pontos específicos com a câmera térmica de alta resolução e um padrão de comparação, como calibradores especiais ou termômetros de medição sem contato. Fontes de radiação de corpo negro, com fatores de emissão entre 0,95 e 0,98, são aquecidas a temperaturas fixas, e a câmera mede a temperatura da superfície, comparando-a com os valores predefinidos. Os resultados são registrados em um certificado de calibração.
Em condições adequadas, a verificação dos valores medidos pode ser realizada localmente, sem a necessidade de um laboratório de calibração, comparando as medições da câmera térmica portátil com as de um termômetro de contato calibrado. Para evitar erros de medição, é essencial conhecer as características da termometria infravermelha, conforme detalhado na norma VDI/VDE 3511 Folha 4.
A câmera térmica industrial evoluiu significativamente, tornando-se uma ferramenta indispensável em diversos setores. Inicialmente utilizada em operações militares, hoje é essencial em indústrias, medicina e institutos de pesquisa, garantindo a segurança de instalações e pessoas.
Além da inspeção de edifícios, a câmera térmica para manutenção preventiva e revisão de máquinas e instalações. A termografia infravermelha permite identificar problemas de isolamento e outras anomalias, otimizando o uso de energia.
A câmera térmica de segurança garante o monitoramento eficiente de áreas, detectando intrusos e prevenindo incidentes. A câmera térmica para detecção de calor é crucial em aplicações como a detecção de incêndios e o monitoramento de processos industriais.
