Caméra thermique

Pour bien choisir une caméra thermique, vous devez réfléchir à l'utilisation que vous allez en faire et si vous allez l'utiliser souvent ou non. Une caméra thermique à haute résolution est normalement nécessaire pour des mesures de température très précises.

Dans quel domaine allez-vous l'utiliser et de quelle résolution avez-vous besoin ?

Une caméra thermique à basse résolution - par exemple la caméra thermique PCE-TC 28- peut être suffisante pour examiner les composants électroniques présents dans des armoires électriques. En effet, cette caméra thermique a une résolution de 38 x 38 pixels et montre des images adéquates qui sont stockées dans une carte mémoire SD intégrée, et qui pourront être ensuite analysées. Des éléments mobiles, comme des axes ou des paliers peuvent aussi être analysés.

Le diagnostic de bâtiments, par exemple, nécessite une caméra thermique avec une résolution plus élevée. Pour pouvoir détecter un pont thermique ou un problème d'isolation, une résolution minimum de 160 x 120 pixels est nécessaire. Les composants électroniques requièrent une résolution plus élevée de la caméra thermique. Avant de choisir la caméra thermique, tenez compte du boîtier car, si le milieu est néfaste, le boîtier doit être résistant à la poussière, à la saleté et être étanche.

Une caméra thermique avec une résolution minimum de 640 x 480 pixels est nécessaire dans le domaine scientifique, comme c'est le cas dans la Marine / la Défense ou dans des processus qui requièrent une grande précision. Il s'agit de processeurs à rendement élevé, avec une plus grande vitesse de photogrammes. Ce type de caméra permet généralement d'enregistrer sur place des messages vocaux et de textes.

Avez-vous besoin d'images réelles?

L'appareil photo intégré offre la possibilité d'afficher et d'enregistrer une image réelle de l'objet, en plus de l'image IR. Ces deux images sont généralement superposées. Une image réelle permet de définir clairement l'objet et la zone affectée lors d'une analyse.

Avez-vous besoin d'une caméra thermique pour utilisation mobile ou à installation fixe ?

L'option mobile -comme la caméra thermique PCE-TC 28- est idéale pour examiner des armoires électriques, des machines, des axes, des paliers, des constructions, etc., et mesurer parfaitement les objets.

L'option à installation fixe se retrouve en général dans des processus automatisés puisqu'ils nécessitent une qualité constante, dont le contrôle est garanti par la caméra thermique à installation fixe. Dans l'industrie métallurgique par exemple, les différences de température ou les objets qui n'ont pas atteint une température minimum, sont détectés par un logiciel d'analyse spécifique permettant d’isoler ces éléments. Les caméras thermiques à installation fixe s'intègrent parfaitement dans un système d'automatisation grâce à leur interface Ethernet rapide -comme par exemple la série PCE-PI- qui permet d'afficher les images thermiques en temps réel.

Pour plus d'informations sur le choix d'une caméra thermique, sur certains composants techniques ou sur certaines fonctions, veuillez consulter notre service technique.

L'histoire de la caméra thermique a vécu une grande évolution. Avant, les dispositifs étaient beaucoup plus grands et peu pratiques, ils étaient conçus principalement pour un usage militaire, pour rendre l'ennemi visible dans des opérations nocturnes. Ces dispositifs sont beaucoup plus petits et pratiques actuellement. De nos jours, une caméra thermique est même destinée à l'industrie, la médecine ou des instituts de recherche. Dans plusieurs secteurs, la caméra thermique réalise un travail de grande importance pour assurer la sécurité d'installations et de personnes. Une camera thermique s'utilise non seulement pour l'inspection de bâtiments, mais s'utilise spécialement pour la réparation et l'entretien de machines et d'installations.

Actuellement, nous savons que nos ressources énergétiques sont limitées et sont très précieuses. Avec la caméra thermique, vous pouvez rendre clairement visible des problèmes d'isolement et d'autres anomalies de construction. Les mesures de correction s'effectuent rapidement pour économiser de l'énergie. Une caméra thermique est spécialement intéressante pour l'utiliser sur place, pour effectuer des inspections d'installations et de machines, ainsi que des tâches de sécurité. Au fur et à mesure que la thermographie a été développée, la caméra thermique s'est adaptée à ce développement. Ce type de caméra thermique est fabriqué de plus en plus petites, simple à utiliser et moins chères. A cause de leur petite taille, elle a une mobilité absolue. Cette caméra thermique se distingue par son utilisation simple, même par des personnes qui ne sont pas des spécialistes. Nous étendons de manière continue notre portefeuille de nouvelles caméras thermiques.

Une caméra thermique s'utilise non seulement pour mesurer l'évasion de chaleur des bâtiments, mais s'utilise aussi habituellement pour l'entretien interne, pour vérifier les installations solaires et pour l'entretien de machines et d'installations dans presque tous les secteurs de l'industrie. La caméra thermique est un outil très important pour des artisans, des constructeurs, des architectes et des experts. De plus, avec une caméra thermique, vous pouvez découvrir les caractéristiques thermiques de produits et de pièces dans des instituts de recherche et de développement. PCE Instruments introduit toujours dans le marché les dispositifs les plus innovants avec un bon rapport qualité prix, pour faciliter les tâches quotidiennes de l'utilisateur.

Une caméra thermique peut aussi servir à localiser des zones ayant de la moisissure ou avec risque d'apparition de moisissure. La moisissure est un champignon très répandu, qui produit des spores et qui se propage dans l'air. Pour germiner et pousser, les spores ont besoin d'une certaine humidité, d'une température adéquate, de nutriments et de temps. Parmi ces conditions de base pour le développement de la moisissure, l'humidité est celle sur laquelle il est le plus facile d'influer pendant l'usage normal du bâtiment. Cela peut être illustré par l'exemple des marcs de café. Si, après avoir fait du café, vous laissez les marques du café dans le filtre pendant plusieurs jours, de la moisissure apparaîtra dans des conditions ambiantes normales. Pour éviter cela sans changer la température ambiante ni créer les conditions d'une pièce propre, il est nécessaire de sécher les marques de café peu après qu'ils se soient complètement humidifiés. S'il y a des composants qui sont aussi humides, il faudra les sécher dès que possible.

Bien entendu, le mieux est d'empêcher que l'humidité ne pénètre dans la structure du bâtiment. La pénétration de l'humidité dans les matériaux d'un bâtiment peut avoir plusieurs causes. L'eau peut pénétrer depuis l'extérieur en raison de drainages abimés ou bouchés, de joints défectueux, par exemple dans des balcons ou des toits. L'humidité à l'intérieur peut venir des murs et des toits ayant des éclaboussures d'eau, des conduites d'eau ou de chauffage défectueuses ou de la condensation. La condensation a lieu lorsque l'air chaud se refroidit sur des surfaces froides et peut donc former moins de vapeur d'eau. Une caméra thermique peut rendre visibles les zones ayant une plus grande humidité, ainsi que les zones ayant des températures plus basses, et qui sont donc en danger à cause de la condensation. En principe, la caméra thermique capte, rapidement et de façon non destructive, les surfaces ayant un plus grand rayonnement thermique. Les matériaux humides dissipent la chaleur mieux que les matériaux secs. Par conséquent, l'image thermique prise avec une caméra thermique avec une résolution suffisante montre, en plus des ponts thermiques géométriques, les zones humides dans des parois homogènes. Si sur l'image thermique apparaissent des zones qui se détachent nettement de l'environnement en termes de couleur, il sera nécessaire de vérifier si, dans ces zones, d'autres composants ou matériaux se sont installés dans la section transversale du mur. Il est souvent possible de déduire, à partir de la forme et de la position, si des mailles ont été posées, ou s'il y a des conduites d'eau, de chauffage ou des lignes électriques, ou si une ouverture précédente a été refermée avec un autre matériau. Si ce n'est pas le cas, vous pouvez vérifier de plus près si la structure du mur ou du toit est déjà humide à cet endroit ou s'il y a un risque de condensation puisqu'elle a une valeur d'isolation thermique inférieure.

Une caméra thermique avec un capteur supplémentaire de température et d'humidité ambiante est particulièrement indiquée pour évaluer le risque de moisissure dans des composants. Une caméra thermique de ces caractéristiques peut déterminer le point de rosée à partir de l'humidité de l'air et de la température ambiante. Le point de rosée est la température à partir de laquelle de la condensation se forme à la surface du composant lorsque l'air de la pièce se refroidit. Par exemple, le modèle PCE-TC 25 est une caméra thermique qui intègre un thermohygromètre. Ce dispositif affiche sur l'écran, non seulement l'image thermique, mais aussi l'humidité de l'air (RH), la température ambiante (AT), le point de rosée (DEW) et la température du bulbe humide (WBT). Ces valeurs, fournies par la caméra thermique, et qui sont normalement mesurées par un thermohygromètre séparé, permettent de savoir si l'augmentation de la température ou la diminution de l'humidité peuvent éviter la condensation et, donc, le risque de formation de moisissure. Le point de rosée calculé peut être immédiatement comparé avec la valeur de température la plus basse de l'image thermique. Au moment d'interpréter l'image thermique et de comparer les températures, il faut tenir compte du fait que la température indiquée sur l'image thermique peut différer de la température réelle pour plusieurs raisons. La superposition de l'image infrarouge et de l'image visuelle aide à analyser la représentation de la température.

Une caméra thermique avec une résolution suffisante et une sensibilité thermique permet aussi de détecter les défauts cachés et les dégâts dans les structures et dans les installations des bâtiments. Si le gradient de température est suffisant, des préparatifs pour l'inspection ne sont généralement pas nécessaires. Pour des mesures spéciales, il peut falloir chauffer ou refroidir les zones à inspecter. L'Association Fédérale de Thermographie Appliquée (AFTIB) fournit des directives de thermographie sur sa page web, pouvant être téléchargées gratuitement. Vous y trouverez des directives en allemand pour utiliser la caméra thermique dans les domaines de la construction, l'électricité de haute et basse tension et les installations photovoltaïques. Les directives pour haute et basse tension (VATH-Guideline : Electrical Infrared Inspections – Low Voltage and VATH-Guideline : Electrical Infrared Inspections – High Voltage) sont disponibles en anglais.

Les images thermiques montrent les défauts dans la structure du bâtiment avant même qu'ils ne soient visibles. Cependant, la caméra thermique ne sert pas seulement à détecter les défauts cachés, mais aussi à inspecter des bâtiments, pour informer de tuyauteries de chauffage ou d'eau cachée ou pour surveiller les travaux de construction. La caméra thermique peut déterminer, par exemple, si, dans le cas des plafonds suspendus ou des cloisons, la distance définie entre les rails de montage a été maintenue, et si l'isolation du plafond est complétement connectée aux surfaces limites. Les ponts thermiques et la pénétration de l'humidité dans des zones partielles d'un mur ou d'un plafond peuvent être facilement détectés à l'aide d'une caméra thermique à grande sensibilité thermique, même en été, si les conditions de fonctionnement adéquates sont obtenues. La caméra thermique peut rendre visible, non seulement l'émission de chaleur non voulue, mais aussi le réchauffement des composants des bâtiments en été.

Vous pouvez facilement détecter, avec la caméra thermique, les points faibles cachés dans la structure du bâtiment et les dommages dans les conduites d’eau chaude ou froide. Les zones avec une émission exceptionnellement forte de chaleur ou de froid sont nettement visibles sur l'image infrarouge de la caméra thermique, de sorte qu'il suffit d'agir dans ces zones. Même de petites fuites dans les réseaux de chauffage urbain peuvent être décelées avec une caméra thermique adéquate. Par conséquent, certains services municipaux vérifient régulièrement leurs réseaux de chauffage urbain avec une caméra thermique, afin de pouvoir intervenir avant que des dégâts importants ne se produisent. Une fois la zone critique délimitée avec la caméra thermique, des solutions pratiques peuvent être cherchées pour réparer ces zones.

Lorsque la visualisation en couleur des différences de température sur l'image thermique est suffisante pour localiser les points faibles, il ne sera pas nécessaire de vérifier ni de documenter régulièrement la précision de la mesure de température. Cependant, nous recommandons un étalonnage régulier pour les applications dans lesquelles la caméra thermique sert à détecter les températures critiques ou à contrôler le respect de certaines températures. Cela garantit que la précision des valeurs de température respecte les conditions requises établies. Si l'erreur de mesure existante de la caméra thermique est connue, elle peut être prise en compte lors de l'analyse des valeurs mesurées. Si l'écart se trouve en-dehors de la tolérance permise -ce qui arrive dans de nombreuses caméras thermiques- il faudra régler le dispositif, c'est-à-dire, le régler à la valeur correcte. Si la caméra d'images thermiques est utilisée pour des applications dans lesquelles seule une partie des températures que le dispositif peut détecter, se produit, elle doit être étalonnée sur cette plage de température. Avant de demander à un laboratoire de métrologie d'étalonner la caméra thermique, nous vous recommandons de préciser au préalable si le laboratoire peut étalonner la température dans les points souhaités.

Durant l'étalonnage, des mesures sont faites pour vérifier si la caméra thermique fonctionne avec la précision spécifiée par le fabricant. Pour cela, les valeurs mesurées de la caméra thermique sont comparées avec les valeurs d'un étalon plus précis que la caméra selon un processus documenté. Les résultats de la mesure et les écarts sont inscrits dans le certificat d'étalonnage. Si, pendant l'utilisation, vous n'êtes pas sûr que la caméra thermique mesure correctement, la première chose à faire est de comparer les valeurs de température mesurées avec les valeurs données par un thermomètre de contact. Il est fondamental de s'assurer que la valeur d'émissivité correcte pour le matériau correspondant a été réglée ou qu'un autocollant ou un point de mesure est utilisé.

Les laboratoires d'étalonnage se servent d'étalonneurs spéciaux pour les thermomètres infrarouges, ce qui inclut la caméra thermique. Les corps noirs, qui ont un facteur d'émissivité entre 0,95 et 0,98, sont chauffés à une température déterminée. Cette valeur de température est alors comparée à la valeur mesurée de la caméra thermique. Dans la directive VDI/VDE 3511 Partie 4.6 "Mesure technique de la température - Thermométrie du rayonnement – Design et utilisation d'étalonneurs de rayonnement", les caractéristiques de différents étalonneurs infrarouges sont comparées. Les principes physiques précédents aident l'utilisateur à choisir les étalonneurs de rayonnement de surface et de corps noir avec une température de rayonnement fixe ou variable.

Le réglage de la caméra thermique n'est pas toujours la cause des écarts des valeurs de mesure. Pour exclure que les erreurs venant d'une mauvaise utilisation provoquent des mesures imprécises, il faut d'abord se familiariser avec les bases de la mesure de la température par rayonnement. La directive VDI/VDE 3511 Feuille 4 "Mesure technique de la température - Thermométrie du rayonnement" explique les sources d'erreurs possibles, en particulier l'influence de l'émissivité et de la température ambiante.

Les composants électroniques sont sensibles à la température. Si la température est inadéquate, la fonction est limitée et les composants peuvent même subir des dégâts irréversibles s'ils surchauffent. C'est pourquoi, lors du design des composants et des plaques de circuit, l'attention est portée sur l'évolution de la température et sur une dissipation de chaleur suffisante. Dans les prototypes, une caméra thermique peut rendre visible le développement de la température sous tension. Si des points critiques sont détectés, le design est modifié, en changeant, par exemple, la disposition des composants ou en ajoutant des éléments de dissipation de chaleur. La caméra thermique fournit des images infrarouges bidimensionnelles de la distribution de la température, en temps réel, et permet de sauvegarder des photos ou des vidéos. De cette façon, il est possible de documenter le point et la tension dans la plaque de circuit où les températures nominales sont dépassées. Une fois le design adapté, vous pourrez visualiser immédiatement les effets produits par les changements dans la caméra thermique pendant qu'un nouvel essai est réalisé. De nombreuses caméras thermiques intègrent une caméra réelle, ce qui permet de superposer l'image thermique sur l'image réelle, et d'identifier sans problème le composant ou la pièce qui provoque la différence de température. L'analyse des images infrarouges est facilitée par un logiciel spécial. Les images sauvegardées peuvent être visualisées dans différentes fenêtres et être directement comparées entre elles. D'autre part, l'information en temps réel concernant la température peut être présentée séparément sous forme numérique et graphique, par exemple, comme un diagramme de température et de temps. Il est possible de définir des seuils d'alarme pour les valeurs de température, pour le contrôle automatique de processus et le contrôle de qualité dans la fabrication de PCB. Lorsque ces seuils sont atteints, des alarmes visuelles ou sonores sont activées ou d'autres dispositifs, à travers l'interface complémentaire que la caméra thermique peut avoir.

L'utilisation d'une caméra thermique permet de localiser rapidement les points critiques et les défauts dans les plaques des circuits imprimés. Ceux-ci incluent les zones de plus grande génération de chaleur, des points chauds, des dissipateurs de chaleur mal connectés, de plus grande résistance de contact, des courts-circuits, des joints de soudure froide, des fissures cachées et d'autres défauts dans le matériau. Lorsque l'on n'utilise pas de chaleur supplémentaire pour la thermographie, juste la chaleur générée par l'usage habituel des composants, on parle de thermographie passive. Si vous souhaitez détecter ou exclure les défauts qui ne peuvent pas être rendus visibles par cette méthode, une chaleur supplémentaire est alors appliquée, depuis l'extérieur, avec des chauffages radiants ou laser. Dans ce cas, la méthode est appelée thermographie active. Dans le développement et la fabrication en série de plaques de circuits imprimés, une caméra thermique à installation permanente est généralement utilisée. Cependant, il existe déjà des dispositifs compacts très puissants qui peuvent être utilisés avec ou sans trépied. Une caméra thermique portable permet, non seulement de changer rapidement le dispositif d'endroit, mais aussi de chercher les problèmes des éléments intégrés mais visuellement accessibles.