Termocamera

Consigli per l'acquisto di una termocamera

La parola termografia, soprattutto in questi tempi di risparmio energetico, si utilizza in relazione all'ispezione dell'isolamento degli edifici. Una termocaemra rende visibili le diverse temperatura di un oggetto. Ma questo dispositivo viene usato anche in altri ambiti. Ad esempio, con una termocamera è possibile localizzare l'origine di un incendio o individuare nell'oscurità o in ambienti pieni di fumo persone scomparse, rilevare un surriscaldamento di componenti elettronici, controllare processi produttivi, localizzare tubazioni di riscaldamento, ventilazione o d'acqua, e rilevare perdite. Inoltre, è possibile controllare da remoto i pannelli fotovoltaici, come individuare contusioni e infiammazioni in persone e animali. Ovviamente non ha molto senso acquistare una sola termocamera per tutte queste applicazioni. È per questo che esiste una grande varietà di dispositivi con differenti specifiche.

Criteri per la scelta di una termocamera

Per alcune applicazioni è sufficiente una visualizzazione generale di grandi differenze di temperatura, mentre altre applicazioni richiedono una visualizzazione più dettagliata delle differenti temperature. Qui di seguito indichiamo alcuni aspetti importanti che aiuteranno a capire se una termocamera è adatta per l'uso specifico a cui è destinata:

- Uso mobile o da installazione fissa
- Range di temperatura
- Sensibilità termica della termocamera
- Risoluzione geometrica del sensore a infrarossi
- Range spettrale
- Frequenza delle immagini della termocamera
- Posizione del punto più caldo e più freddo
- Possibilità di sovrapporre l'immagine reale
- Possibilità di registrare immagini nella termocamera
- Interfaccia per trasmissione dati
- Protezione contro urti, sporco e umidità
- Termocamera con sensori aggiuntivi

Termocamera per uso mobile o da installazione fissa
La termocamera deve essere installata in un punto fisso o si vuole utilizzare in vari punti?

Una termocamera da installazione fissa fissa viene solitamente montata nello stesso posto e funziona a una distanza fissa. I dispositivi a installazione fissa vengono utilizzati principalmente nello sviluppo e nel controllo qualità delle parti elettroniche. Ma vengono utilizzati anche nel controllo della produzione nei processi dipendenti dalla temperatura, per il conteggio delle persone o nei sistemi di sicurezza. Nei processi automatizzati, dove la qualità deve essere garantita, la termocamera da installazione fissa fissa misura in modo continuo il valore della temperatura del processo. Il software adattato alle caratteristiche del processo consente l'identificazione e lo smaltimento automatico dei prodotti con temperatura differente. Ad esempio, la termocamera da installazione fissa fissa della serie PCE-PI integra un'interfaccia Ethernet in modo da poter essere integrata in un sistema di controllo. La termocamera offre immagini termiche in tempo reale, consentendo un intervento immediato nel processo in caso di deviazioni di temperatura.

La termocamera portatile può essere utilizzata in luoghi diversi, per cui deve essere alimentata indipendentemente dalla rete ed essere facile da trasportare. Molti dispositivi sono leggeri, maneggevoli e con design a forma di pistola. Questo tipo di termocamera, come le fotocamere digitali, è dotato di uno schermo disposto in modo che l'immagine termica e l'immagine reale coincidano. La telecamera può essere facilmente orientata verso l'area da visualizzare e posizionata a una distanza ideale. Per realizzare indagini termiche che richiedono molto tempo è necessario tenere conto dell'autonomia della termocamera e della possibilità di ricaricare il dispositivo o sostituire la batteria.

Range di misura della temperatura della termocamera
Il sensore della termocamera può misurare solo in determinato range di temperatura con la precisione indicata. Il range di temperatura può essere abbastanza ridotto, come ad esempio i dispositivi per il controllo di processi o per questioni mediche, sebbene possano coprire anche un range di 400 gradi, ad esempio da -20 a +380 ºC. Alcune apparecchiature possono essere calibrate in un intervallo parziale per ottenere una maggiore precisione. Se è necessaria una termocamera per temperature molto alte o molto basse, assicurarsi che l'intervallo di misurazione copra la temperatura desiderata. Tuttavia, quando le temperature sono inferiori a -50 ºC, l'intensità della radiazione emessa è così bassa che la misurazione con i sensori attualmente disponibili per le termocamere è molto difficile da ottenere.

Sensibilità termica della termocamera – valore NETD
La sensibilità termica indica in che modo la termocamera riesce a catturare le differenze di temperatura. Questo valore di solito è espresso in millikelvin, anche se talvolta può essere espresso in Kelvin. I valori tipici sono 70, 80, 100, 150 o 300 millikelvin. Nelle specifiche della termocamera, questo valore si trova anche sotto il nome NETD value (Noise Equivalent Temperature Difference). Ci sono raccomandazioni che dicono che la sensibilità termica di una termocamera dovrebbe essere l'1% del range di temperatura. Ciò significa che per differenze di temperatura di 30 Kelvin in un'immagine termica, è sufficiente una risoluzione di 0,3 Kelvin, ovvero 300 millikelvin, per ottenere una buona immagine.

Risoluzione geometrica del sensore a infrarossi della termocamera
La termocamera converte la radiazione infrarossa di una determinata area in una immagine radiometrica, in cui è leggibile attraverso una scala cromatica la temperatura di ogni singolo pixel. Più singoli punti di immagine rileva il sensore a infrarossi, più dettagliata sarà l'immagine nel display della termocamera rispetto alle differenze di temperatura. Rispetto alla risoluzione di una camera ottica per immagine reale, l'informazione della risoluzione dell'immagine a infrarossi pare scarsa. Tuttavia, ogni pixel contiene informazione sulla radiazione infrarossa e pertanto sulla temperatura superficiale dell'area visualizzata. Un buon sensore a infrarossi ottiene una risoluzione di 640 x 480 pixel.

Per controllare i collegamenti negli armadi di distribuzione, non è necessario avere una termocamera ad alta risoluzione. In certi casi può essere utile un multimetro digitale con sensore a infrarossi integrato in grado di indicare un'immagine termica in modalità termografia. Con una risoluzione di soli 38 x 38 pixel si ottengono immagini conclusive per questo tipo di lavoro. Le termocamere a bassa risoluzione sono adatte anche per il controllo della temperatura in macchine e veicoli in movimento. Nell'immagine termica è possibile visualizzare le differenze di temperatura tramite la presentazione a colori e anche la posizione dei componenti critici.

Una termocamera per il lavoro di indagine in un cantiere dovrebbe avere un'alta risoluzione, per poter interpretare correttamente le differenze di temperatura. I dispositivi con buona risoluzione mostrano con nitidezza le differenze di temperatura nei ponti termici. Per la forma del range freddo e caldo è possibile ricavare conclusioni attendibili, sia che si tratti di linee di installazione, elementi costruttivi, modifiche materiali o indebolimento di una sezione trasversale. Le nicchie dei muri, spesso presenti negli edifici più vecchi dove si trovano cassette postali o scatole di fusibili, possono causare la formazione di rugiada e muffa su quel lato della casa. Nei casi in cui si desidera semplicemente posizionare i tubi del riscaldamento o dell'acqua, di solito è sufficiente lavorare con una termocamera a bassa risoluzione.

Campo visivo della termocamera – Field of View (FOV)
Il campo visivo (FOV), il punto di misurazione (IFOV) e la distanza di misurazione sono particolarmente importanti nel campo della termografia dove è importane captare dettagli o dove è difficile accedere al punto di misurazione. Alcune serie di telecamere consentono di offrire obiettivi diversi. Spesso vengono indicati in una tabella tutti gli obiettivi selezionabili della termocamera, e la dimensione del campo visivo e la dimensione dell'oggetto assegnato a un pixel sono indicate con il rispettivo obiettivo per determinate distanze. Per ogni lente è indicata anche la distanza minima dall'oggetto da misurare.

Il campo visivo di una termocamera indica il campo visivo orizzontale (HFOV) e il campo visivo verticale (VFOV) per i quali è progettato l'obiettivo della termocamera. Le informazioni sul campo visivo possono anche apparire nelle specifiche del dispositivo sotto la denominazione inglese Field of View (FOV). L'area coperta dalla termocamera aumenta quanto più la termocamera si allontana dall'irradiazione di oggetti. Ad esempio, un campo visivo di 30 gradi acquisisce un'area di misurazione di:

• larghezza di 268 mm a una distanza di 0,5 m
• larghezza di 536 mm a una distanza di 1,0 m
• larghezza di 1072 mm a una distanza di 2,0 m
• larghezza di 1608 mm a una distanza di 3,0 m

Il punto di misurazione della termocamera – Instantaneous field of View (IFOV)
Il punto di misurazione di una termocamera di solito è indicato nei dati tecnici del dispositivo come IFOV (Instantaneous Field of View). Tale valore descrive la dimensione dell'oggetto più piccolo la cui temperatura può essere misurata. È il risultato della superficie del rivelatore, del campo visivo dell'ottica di misurazione e della distanza dall'oggetto da misurare. Il valore 4,53 mrad significa che ad una distanza di 1 m dalla superficie di misurazione, l'area assegnata a un singolo pixel ha una lunghezza del bordo di 4,53 mm. La distanza della misura e la dimensione dei pixel sono proporzionali tra loro. Se la distanza dalla termocamera alla superficie di misurazione viene triplicata, anche la dimensione dell'area registrata per il singolo pixel viene triplicata. Più piccolo è il punto di misurazione, più dettagliata sarà la rappresentazione delle differenze di temperatura nella termografia. Se si vuole rilevare la temperatura di aree molto piccole, assicurarsi che l'oggetto da misurare non sia più piccolo ma, se possibile, due o tre volte più grande del punto di misurazione. Dovrebbe essere possibile acquisire immagini 2 x 2 o 3 x 3 con i dettagli desiderati con la termocamera.

La distanza di misurazione della termocamera
Al momento di scegliere una termocamera, è importante tenere presente, in funzione dell'area di applicazione, qual è la distanza di misurazione più piccola e che dimensioni del punto di misurazione risultano dalle distanze abituali. Non ha senso utilizzare la stessa termocamera per controllare lo sviluppo del calore dei componente elettronici più piccoli per ottenere immagini termografiche delle facciate dei grandi edifici.

Il range spettrale del sensore della termocamera
I sensori a infrarossi convenzionali rilevano radiazioni a lunghezze d'onda corte con un range di circa 3-5 micron o a lunghezze d'onda lunghe con un range da 8 a 14 micron. Nella gamma delle onde lunghe, l'atmosfera ha una permeabilità quasi illimitata, ed è possibile effettuare misurazioni a grandi distanze. Nella gamma delle onde corte, anche molti gas che sono componenti naturali dell'atmosfera emettono radiazioni infrarosse. L'anidride carbonica è uno di questi. Questa proprietà permette di misurare la temperatura dille fiamme e dei gas di combustione con la termocamera.
Per poter sfruttare i vantaggi della temperatura senza contatto per controllare i processi ad alta temperatura, si utilizzano sensori con range spettrale particolarmente regolato. Ecco alcuni esempi:

• Lunghezza d'onda di 0,8 ... 1,1 mm con una temperatura di 600 ... 3000 °C in colata continua di metalli o vetro
• Lunghezza d'onda di 1,4 ... 1,6 mm con una temperatura di 300 ... 1200 °C durante la tempera dei metalli e la produzione della ceramica
• Lunghezza d'onda di 3,0 ... 5,0 mm con una temperatura di 100 ... 500 °C quando si saldano elementi elettronici nella produzione in ceramica
• Lunghezza d'onda di circa 3,9 mm con una temperatura di 600 ... 1250 °C per misurare la temperatura di fiamme, per esempio nelle camere di combustione
• Lunghezza d'onda di 4,8 ... 5,2 mm con una temperatura di 200 ... 1250 °C per superfici di vetro nella produzione del vetro

I vetri convenzionali e le plastiche trasparenti sono trasparenti alla luce visibile e alla radiazione a infrarossi vicina, ma non agli infrarossi a onde lunghe, quindi una termocamera a lunghezza d'onda lunga non riesce a misurare oggetti attraverso finestre o schermi di visualizzazione, ma misura la temperatura della superficie del vetro. Questo è il motivo per cui le persone che portano gli occhiali si distinguono nelle immagini termiche. Per le misurazioni attraverso le finestre, ci sono speciali occhiali trasparenti.

Frequenza delle immagini della termocamera
La frequenza immagine indica il numero di immagini al secondo scattate dalla termocamera. Per molte applicazioni è sufficiente una frequenza di immagine di 1 Hz, ovvero un'immagine termica al secondo. Un'elevata frequenza delle immagini è importante quando si vuole controllare lo sviluppo di calore nei componenti attivi o nei processi in corso. Una alta velocità di fotogrammi è vantaggioso anche quando si riprendono immagini termiche con una telecamera in movimento o quando l'oggetto da esaminare è in movimento.

Termocamera con localizzazione del punto più caldo e più freddo
Una speciale funzione per ottenere una rapida localizzazione e valutazione qualitativa delle temperatura estreme nella visualizzazione è il punto di temperatura massimo e minimo nell'immagine termica con l'indicazione del valore numerico in gradi centigradi. Poiché anche la marcatura di questi due punti può interferire con la valutazione dell'immagine, spesso è possibile scegliere nel menu della termocamera se questa funzione deve essere attiva o meno. Quando si interpretano i valori numerici, si deve tener conto che la misurazione della temperatura attraverso la radiazione infrarossa può essere distorta da determinate proprietà del materiale.

Sovrapposizione dell'immagine a infrarossi e l'immagine reale della termocamera Una termocamera portatile generalmente è dotata, oltre al sensore a infrarossi, di una fotocamera digitale, in modo che oltre all'immagine termica è possibile scattare anche un'immagine reale della zona esaminata. Entrambe le immagini, quella infrarossa e quella reale, si sovrappongono a diverse intensità, in modo che si possano evidenziare meglio i punti critici e ottenere una migliore documentazione. Anche alcune termocamere a installazione fissa sono dotate di una fotocamera digitale per ottenere immagini reali.

Possibilità di registrazione di immagine e interfaccia per trasferimento dati
Una termocamera portatile le cui registrazioni devono essere utilizzate per documentare le ispezioni deve disporre di una ampia memoria. Di solito, quando si scattano immagini termografiche di edifici o impianti tecnici, non si ha la possibilità di trasferire immediatamente i risultati. Pertanto, la memoria disponibile nella termocamera deve essere sufficientemente grande per salvare le immagini desiderate. Un'altra possibilità è che la termocamera sia dotata di una memoria rimovibile. Le termocamere fisse di solito trasferiscono i dati immediatamente a un PC o a una rete.

Per poter trasferire le immagini riprese, sia l'immagine a infrarossi che l'immagine reale con le loro sovrapposizioni, molte termocamere mobili integrano un'interfaccia USB o micro USB.

Protezione da urti, sporcizia e umidità
Sia le telecamere mobili che quelle fisse possono essere equipaggiate in modo tale da essere utili anche in condizioni ambientali difficili. Per proteggere il sensore, l'elettronica di valutazione e il monitor da danni, l'alloggiamento di una termocamera può, da un lato, essere dotato di elementi di protezione speciali per attenuare la pressione meccanica. Nel caso di una termocamera progettata per le operazioni di soccorso dei vigili del fuoco, il funzionamento di questi elementi protettivi viene verificato in test di caduta standardizzati e altre prove. Gli alloggiamenti possono essere progettati per essere particolarmente resistenti a corpi estranei e umidità. Per definire queste proprietà viene utilizzata la classificazione internazionale dei gradi di protezione IP.

Termocamera con sensori aggiuntivi
Sensori aggiuntivi integrati nel dispositivo facilitano l'applicazione per aree di utilizzo speciali.

Una termocamera con termoigrometro integrato è molto utile per valutare il rischio di condensa e analizzarne le cause. La misurazione aggiuntiva della temperatura e dell'umidità consente di calcolare la temperatura del punto di rugiada. Oltre a visualizzare un'immagine termica, la termocamera indica anche la temperatura ambiente attuale, l'umidità dell'aria e il punto di rugiada calcolato. Se la temperatura del punto di rugiada calcolata è superiore al valore di temperatura più basso dell'immagine termica, è possibile controllare in modo specifico tutti quei punti in cui la temperatura è inferiore. Ci sono alcune cause che possono distorcere la rappresentazione della temperatura nell'immagine a infrarossi. Pertanto, i valori più evidenti dovrebbero essere verificati prima con l'immagine reale della termocamera e poi, se necessario, misurati direttamente sul posto.

Un multimetro con termocamera è molto pratico per controllare quadri elettrici e installazioni elettriche. I dispositivi raramente sono più grandi di altri multimetri digitali e possono visualizzare un'immagine termica sullo schermo dove vengono visualizzati in genere i valori di misura. Ciò significa che componenti o collegamenti difettosi possono essere rilevati molto rapidamente e sostituiti. Questi multimetri per immagini termiche sono in genere piccoli, leggeri e robusti. Questi dispositivi combinati possono trasmettere dati anche tramite Bluetooth.

Termocamera: Normative per dispositivi e applicazioni

Nel 2016 e negli anni successivi sono stati fondamentalmente rivisti o creati nuovi importanti standard sui termini termografici, sui metodi termografici e sui diversi dispositivi di misurazione termografica. Ecco un riassunto come guida:

• ISO 10878 ottobre 2013
Test non distruttivi. Termografia a infrarossi. Terminologia.
• ISO 10880 febbraio 2017
Test non distruttivi - Test termografici infrarossi. Principi generali.
• ISO 18251 Parte 1febbraio 2017
Test non distruttivi. Test termografici infrarossi. - Caratteristiche del sistema e dotazioni.
• DIN EN 16714 novembre 2016
Test non distruttivi. Test termografico;
Parte 1– Principi generali;
Parte 2 – Dispositivo;
Parte 3 – Termini e definizioni
• DIN EN 17119 ottobre 2018
Test non distruttivi. Test termografici. Termografia attiva.
• DIN 54184 ottobre 2017
Non-destructive testing - Impuls thermography using optical excitation (inglese)
• DIN 54183 febbraio 2018
Test non distruttivi. Analisi termografica. Termografia eccitata a induzioni
• DIN 54191 ottobre 2017
Test non distruttivi. Test termografici per impianti elettrici
• 14VDI/VDE 5585 Foglio 1 marzo 2018, Correzione maggio 2018
Technical temperature measurement. Temperature measurement with thermographic cameras. Metrological characterisation (inglese)

Calibrazione di una termocamera

La linea guida VDE per la calibrazione delle termocamere - VDI / VDE 5585 Foglio 2- è attualmente (a partire da settembre 2020) ancora in fase di sviluppo. In questa linea guida, le procedure uniformi per la calibrazione di una termocamera devono essere regolamentate attraverso i seguenti contenuti: Tracciabilità con l'ITS-90, procedure e geometrie di calibrazione, radiatori di riferimento e incertezze di misura.

Per le applicazioni in cui la termocamera deve misurare in modo affidabile le temperature o rilevare in modo affidabile la deviazione dai valori limite di temperatura, si consiglia una calibrazione periodica per il range di temperatura corrispondente. La calibrazione è una misura comparativa che determina se i valori misurati dalla termocamera rientrano nella precisione specificata dal produttore del dispositivo. Per fare ciò vengono definiti e misurati i punti di misura sia con la termocamera da tarare sia con uno standard di confronto meglio definito. In genere, vengono utilizzati calibratori speciali per termocamere e altri termometri di misurazione senza contatto. Queste sorgenti di radiazione di corpo nero con fattori di emissione compresi tra 0,95 e 0,98 vengono riscaldate a valori di temperatura fissi. La termocamera misura la temperatura superficiale del corpo nero e la confronta con i valori impostati. I dati di tali misurazioni sono indicati nel certificato di calibrazione.

In condizioni adeguate, i valori misurati possono essere controllati rapidamente e senza sforzo in loco, anche senza un laboratorio di calibrazione. A questo scopo, il valore di misura dalla termocamera viene confrontato con quello di un termometro a contatto calibrato di uguale o maggiore precisione. Per evitare deviazioni di misura causate da errori di applicazione, informarsi sulle caratteristiche speciali della termometria a infrarossi. La linea guida VDI / VDE 3511 Foglio 4, Misura tecnica della temperatura - Termometria a radiazione, si occupa in particolare dell'influenza dell'emissività e della temperatura ambiente come possibili cause di errore nelle misurazioni della temperatura a infrarossi.

La termocamera ha avuto un grande sviluppo nel tempo. All'inizio i dispositivi erano molto grandi e ingombranti e venivano usati principalmente per operazioni militari per rendere visibile il nemico nelle operazioni notturne. Oggi sono dispositivi più piccoli e più gestibili. Inoltre, è difficile immaginare industrie, campi medici o istituti senza una termocamera. In molti settori, svolgono un lavoro fondamentale per garantire la sicurezza di strutture e persone.

Un dispositivo di misurazione adatto non solo nelle ispezioni di edifici, ma soprattutto per la manutenzione preventiva e la revisione di macchinari e impianti. Oggi siamo tutti consapevoli che le nostra riserve di energia sono limitate, e pertanto più preziose. Una termocamera può aiutare a rendere visibili i problemi da isolamento e altre anomalie in modo più rapido, per risparmiare energia. Una termocamera è molto utile per il professionista in loco, poiché può utilizzarla per effettuare impianti di installazioni e impianti, così come lavori di sicurezza.

Utilizzo di una termocamera nella manutenzione preventiva di impianti e macchinari

Mediante i controlli di temperatura effettuati, ad esempio, con una telecamera termografica, sarà possibile rilevare in tempo anomalie e guasti a impianti e macchinari. Una termocamera consente di controllare rapidamente ampie zone di un macchinario. Se necessario, è possibile esaminare più da vicino le aree più evidenti con altre immagini termiche o altri metodi.

A differenza della misurazione con sensori di temperatura o termometri a infrarossi, una termocamera indica più di un singolo valore di temperatura per l'area che si sta esaminando. L'immagine generata dall'infrarosso da una termocamera è suddivisa in pixel, che sono chiaramente distinti da colori diversi quando la temperatura si discosta l'una dall'altra.

Con una singola misurazione effettuata in pochi secondi con la termocamera, è possibile determinare e documentare le temperature critiche di un'intera area. Una termocamera con risoluzione e sensibilità termica sufficienti mostrerà nell'immagine termica non solo le posizioni esatte degli elementi in cui la temperatura devia, ma anche la loro estensione spaziale.

Parti della macchina soggette a sollecitazioni di movimento
Le parti mobili e i relativi supporti possono surriscaldarsi in assenza di raffreddamento o lubrificazione, e subire una maggiore usura dovuta al calore o all'attrito. Chiunque può percepire questo effetto dell'aumento di temperatura per attrito toccando, ad esempio, un trapano appena utilizzato o una superficie appena levigata.

Ma anche una piccola torsione o spostamento di un componente in movimento o del suo supporto può portare velocemente a un caricamento scorretto, malfunzionamento o guasto. Come misura preventiva, o quando si sospettano anomalie, è possibile utilizzare una termocamera per misurare la temperatura nei punti critici per una valutazione rapida e semplice. Molti modelli di termocamere offrono una memoria per salvare le immagini. Le immagini termiche memorizzate possono essere trasferite su un PC e rese disponibili per la documentazione e il successivo confronto.

Parti di un impianto esposte al freddo e al caldo
In alcune macchine e impianti, i componenti sono soggetti a temperature molto alte o molto basse. Devono mantenere queste temperature il più a lungo possibile o dissiparle il più rapidamente possibile. In entrambi i casi è possibile identificare facilmente tali aree problematiche con una termocamera.

La distribuzione irregolare del calore in aree che dovrebbero avere la stessa temperatura spesso indica difetti del materiale o depositi indesiderati. Poiché una termocamera consente controlli rapidi e semplici, si consiglia di eseguire tali controlli non solo quando si verifica un'anomalia, ma regolarmente come misura preventiva. Ciò consente di rilevare tempestivamente i difetti e di pianificare adeguate misure di manutenzione al di fuori dei processi di produzione.

Utilizzo di una termocamera negli impianti di riscaldamento

L'utilizzo di una termocamera è un aiuto per risparmiare tempo e denaro in molti lavori che idraulici e tecnici del riscaldamento devono affrontare quotidianamente. Che si tratti di riparazioni o modifiche a impianti di riscaldamento e acqua esistenti, nonché per la progettazione di nuovi impianti, le immagini a infrarossi di una termocamera adatta forniscono rapidamente informazioni preziose sulle temperature dell'area ripresa. Tali immagini che forniscono informazioni preziose possono anche essere consegnate agli inquilini o ai proprietari dell'edificio in modo che possano intraprendere ulteriori azioni.

Uso della termocamera per localizzare tubazioni di riscaldamento e acqua
I tubi per i sistemi di riscaldamento a pavimento e a parete, così come altri tubazioni per impianti, nella maggior parte degli edifici sono nascosti. Poiché non sono visibili ad occhio nudo, c'è il rischio che vengano danneggiati durante i lavori di ristrutturazione. Sia che vengano collocate scaffalature o zoccoli, cavi elettrici o altri elementi, è meglio sapere in anticipo se il sottosuolo è adatto per il fissaggio.

Le immagini a infrarossi della termocamera mostrano l'esatto percorso dei tubi purché la differenza di temperatura sia sufficiente. Pertanto, èe possibile utilizzare tali immagini per determinare la posizione dei punti di fissaggio necessari. Anche se sono collegati radiatori o altri oggetti sanitari aggiuntivi, è utile conoscere l'esatto percorso delle tubazioni. Se è chiaro il percorso dei tubi dietro o sotto intonaco o rivestimento, basta alzare il punto specifico per l'estensione, che richiede meno lavoro di preparazione e finitura.

Utilizzo della telecamera termografica per localizzare le perdite
È possibile utilizzare una termocamera con una buona risoluzione e un'elevata sensibilità termica per individuare perdite in tubi e contenitori. Quando liquidi o gas fuoriescono da contenitori o tubi, c'è quasi sempre un livello di temperatura che si discosta dall'ambiente circostante. Ciò è facilmente rilevabile in un'immagine termica scattata da una termocamera, grazie alla diversa rappresentazione cromatica delle superfici. Un ulteriore aiuto nel determinare l'esatta posizione della perdita è fornito dai segni dei punti più caldi e più freddi dell'immagine.

Poiché la termocamera esamina l'area visualizzata in modo uniforme con lo stesso grado di emissività, esiste il rischio di un'analisi errata a causa dei diversi gradi di emissività delle superfici. Se non si è sicuri che le differenze di colore visualizzate siano dovute a differenze di temperatura o a diversi gradi di emissività delle superfici, si può realizzare un controllo sull'oggetto per chiarirlo. Per un rapido orientamento, spesso è sufficiente sovrapporre l'immagine reale all'immagine termica dell'area esaminata.

Utilizzo della termocamera per esaminare la distribuzione del calore nei serbatoi e nei radiatori
Una termocamera può essere utilizzata anche per visualizzare la distribuzione della temperatura in radiatori, collettori solari termici e serbatoi. Utilizzando tali immagini termiche sarà possibile trarre conclusioni sulle carenze e adottare misure correttive specifiche. Con una termocamera è inoltre possibile controllare in modo rapido e semplice l'isolamento di serbatoi e tubi di stoccaggio in aree non riscaldate. In questo modo si può evitare lo spreco di energia e assicurarsi che il calore arrivi dove serve.

Utilizzo della termocamera nei nuovi impianti
Durante la pianificazione e l'installazione di nuovi impianti di riscaldamento e sanitari, è possibile utilizzare una termocamera per ottenere rapidamente informazioni importanti in loco. L'immagine termica consente di vedere facilmente dove si trovano montanti, travetti, binari di montaggio o tasselli su pareti e soffitti. Ciò consente di pianificare in anticipo e in sicurezza il percorso dei cavi e i necessari punti di fissaggio e passaggio.

Calcolo della redditività: la termocamera come strumento di manutenzione

Una termocamera viene utilizzata non solo per problemi di isolamento e altre misurazioni degli edifici, ma anche per la manutenzione e l'ispezione dei macchinari. Una termocamera è lo strumento perfetto per creare report grafici con dati significativi sullo stato operativo corrente di macchine, impianti e sistemi tecnici. Ciò che è particolarmente interessante nell'utilizzo della termocamera è che questi controlli e misurazioni possono essere eseguiti senza alcun problema durante il funzionamento. Grazie a ciò è possibile rilevare guasti e anomalie in tempo, prima che si verifichino guasti e fermi degli impianti di produzione. Se una macchina si guasta in un'azienda industriale, ci sono perdite operative di 1.000 €/ora e più, che si sarebbero potute evitare con l'uso di una termocamera. Ecco perché una termocamera può essere ammortizzata in un solo giorno.

Esempio di calcolo

Esempio di ammortamento di una termocamera da € 1.395,00

Questi esempi di calcolo mostrano che l'acquisto di una termocamera si ripaga in brevissimo tempo, non solo nelle grandi aziende del settore metallurgico, ma anche nelle PMI.

Tecnologia della termocamera

La termocamera è un dispositivo che rileva la radiazione infrarossa emessa dagli oggetti. Questo tipo di fotocamera utilizza i principi del telerilevamento (misurazione della distanza) per rilevare e misurare le temperature. La termocamera può essere utilizzata in varie applicazioni quali ispezione, manutenzione, sicurezza e sorveglianza. Vediamo più da vicino come funzionano questi dispositivi e i diversi tipi di termocamere disponibili. La scienza dietro la termocamera

In sostanza, una termocamera è costituita da tre componenti principali: il rilevatore a infrarossi, l'ottica e l'elettronica che elabora i segnali. Il rivelatore a infrarossi è la parte che cattura l'energia radiante emessa da un oggetto o da una superficie. Questa energia viene rilevata dall'ottica e trasmessa all'elettronica di elaborazione del segnale, che la converte in informazioni utili sulla distribuzione della temperatura sull'oggetto o sulla superficie misurata. Il risultato è un'immagine digitale che mostra diverse temperature nei colori nero, bianco, rosso, arancione, giallo o verde, a seconda del range di misura. Di seguito viene spiegato il funzionamento dei tre componenti principali di una termocamera.

Il rilevatore a infrarossi di una termocamera

Il rilevatore a infrarossi (rilevatore IR) viene utilizzato nella termocamera per rilevare la radiazione infrarossa emessa dagli oggetti. Le termocamere utilizzano la tecnologia a infrarossi per misurare la temperatura di qualsiasi superficie su cui sono puntate, fornendo dati preziosi che possono essere utilizzati per molti scopi. Nei paragrafi che seguono spieghiamo come funziona un rilevatore a infrarossi e perché è così utile.

Funzionamento di un rilevatore a infrarossi
Un rilevatore a infrarossi è costituito da due componenti principali: un sensore e una lente. Il sensore è realizzato con un materiale che assorbe l'energia infrarossa emessa dagli oggetti. Questa energia viene convertita in segnali elettrici che vengono inviati all'obiettivo, dove vengono focalizzati e amplificati prima di essere inviati al processore della termocamera per ulteriori analisi. Questo processo consente alla fotocamera di rilevare anche i più piccoli cambiamenti di temperatura e fornire letture accurate.

La sensibilità di un rilevatore a infrarossi dipende dalla sua capacità di assorbire in modo efficace la radiazione infrarossa. Ciò può essere ottenuto utilizzando materiali con elevati coefficienti di assorbimento, come l'ossido di indio-stagno o materiali a base di grafene. Questi materiali hanno anche altri vantaggi, come il loro basso livello di rumore, che assicura che la termocamera acquisisca solo i dati rilevanti. Inoltre, è possibile sintonizzare tali materiali su lunghezze d'onda specifiche della radiazione infrarossa in base all'applicazione per la quale vengono utilizzati. Ad esempio, se è necessario misurare con precisione la temperatura in molti ambienti, è consigliato utilizzare un materiale con buon assorbimento su più lunghezze d'onda anziché uno con proprietà di assorbimento ristrette.

Utilizzo dei rilevatori a infrarossi
Le applicazioni comuni per un rilevatore a infrarossi includono la misurazione delle temperature in ambienti industriali, il rilevamento della perdita di calore negli edifici, il monitoraggio di apparecchiature e processi negli impianti di produzione e il controllo della sicurezza alimentare durante la lavorazione o lo stoccaggio. I rilevatori a infrarossi possono essere utilizzati anche nei sistemi medici di diagnosi per immagini, come scanner termografici e macchine per risonanza magnetica, per rilevare sottili variazioni della temperatura dei tessuti che potrebbero indicare problemi di salute o malattie sottostanti. Infine, i rilevatori a infrarossi stanno diventando sempre più popolari nelle applicazioni di sicurezza, in quanto possono rilevare il calore corporeo di persone o animali anche quando sono nascosti da ostacoli come muri o fogliame.

Conclusione
I rilevatori a infrarossi sono uno strumento prezioso per misurare con precisione la temperatura senza contatto di una superficie o di un oggetto. La loro capacità di rilevare anche le più piccole variazioni di temperatura li rende estremamente utili per un'ampia gamma di applicazioni, dall'imaging biomedico ai sistemi di sicurezza. Comprendendo come funzionano e per cosa possono essere utilizzati, gli ingegneri possono decidere più facilmente se un rilevatore a infrarossi è adatto alle loro esigenze e ottenere il massimo dalla tecnologia.

Comprensione dell'ottica di una termocamera

La termocamera si utilizza per un'ampia varietà di applicazioni, dalla diagnosi di problemi ai macchinari al monitoraggio della temperatura del corpo umano. Ma cosa rende le termocamere così efficaci? La risposta sta nell'ottica: la capacità di catturare e analizzare la radiazione infrarossa. Vediamo come funzionano queste ottiche e perché sono così importanti nella tecnologia delle termocamere.

Concetti di base della radiazione infrarossa
In sostanza, la radiazione infrarossa (IR) è una radiazione elettromagnetica con una lunghezza d'onda maggiore di quella della luce visibile ma minore di quella delle microonde. Esiste in uno spettro compreso tra 0,75 μm e 1000 μm, con lunghezze d'onda inferiori a 0,75 μm chiamate "vicino infrarosso" (NIR) e lunghezze d'onda superiori a 1 mm chiamate "lontano infrarosso" (FIR). La termocamera utilizza la radiazione NIR e FIR per acquisire immagini di oggetti che emettono o riflettono energia termica.

L'ottica della termocamera
Una termocamera rileva la radiazione IR utilizzando una serie di sensori chiamati microbolometri, che misurano diverse temperature in un'immagine. Questi sensori misurano la quantità di energia termica emanata da un oggetto - quella che viene chiamata emissività - e la convertono in segnali elettrici che possono essere interpretati da un processore. Il processore converte quindi questo segnale in un'immagine digitale che mostra la distribuzione della temperatura dell'oggetto.

Inoltre, le termocamere sono dotate di lenti ottiche che focalizzano la radiazione infrarossa sulla matrice del microbolometro. Queste lenti sono realizzate normalmente con materiali speciali come il germanio, in quanto sono altamente trasparenti quando rilevano lunghezze d'onda NIR e FIR; ciò garantisce che durante la trasmissione non venga persa energia termica. Di conseguenza, la termocamera può fornire immagini chiare e ad alta risoluzione anche in presenza di una completa oscurità o attraverso fumo o nebbia.

Conclusione
Attraverso l'uso di microbolometri e lenti ottiche speciali, le termocamere sono in grado di acquisire immagini estremamente precise di sorgenti che emettono o riflettono radiazioni infrarosse. Questa tecnologia è diventata essenziale per applicazioni come la diagnostica medica, le ispezioni industriali, le ispezioni di sicurezza degli edifici, la sorveglianza di sicurezza, le operazioni militari e molto altro, tutto grazie alle sofisticate ottiche associate alla tecnologia delle termocamere. Non c'è da stupirsi che questi strumenti siano diventati così indispensabili al giorno d'oggi.

In che modo l'elettronica di elaborazione del segnale migliora la termocamera

La termocamera viene utilizzata per rilevare e misurare la radiazione infrarossa e fornisce informazioni importanti su vari oggetti e ambienti. L'elettronica di elaborazione del segnale in una termocamera svolge una funzione importante: elabora i dati dalla termocamera per produrre informazioni utili che possono essere utilizzate in una notevole varietà di applicazioni. Vediamo in dettaglio come funzionano le elettroniche di elaborazione del segnale e perché sono essenziali per la termocamera.

Elettronica di elaborazione del segnale di una termocamera
L'elettronica di elaborazione del segnale è formata da componenti del computer ed elabora i dati grezzi provenienti da sensori o rilevatori. Usano algoritmi per convertire i dati grezzi in informazioni utilizzabili, come immagini, video o altre forme di uscita digitale. Nel caso della termocamera, l'elettronica di elaborazione del segnale viene utilizzata per convertire la radiazione infrarossa rilevata in un'immagine che può essere analizzata. Senza l'elettronica di elaborazione del segnale, sarebbe impossibile interpretare i dati acquisiti da una termocamera.

Funzionamento dell'elettronica di elaborazione del segnale
L'elettronica di elaborazione del segnale di una termocamera è progettata specificamente per l'applicazione per la quale viene utilizzata. Utilizza algoritmi complessi per elaborare e interpretare i dati non elaborati dell'insieme dei rivelatori della termocamera, che consiste di centinaia o migliaia di singoli pixel che rilevano la radiazione infrarossa emessa dagli oggetti osservati. Questi dati elaborati vengono poi utilizzati per creare immagini e video utili con rappresentazioni accurate delle differenze di temperatura tra gli oggetti nel campo visivo.

Vantaggi dell'elettronica di elaborazione del segnale
L'uso dell'elettronica di elaborazione del segnale per la termografia presenta diversi vantaggi rispetto ai metodi convenzionali. Ad esempio, l'elaborazione del segnale consente di catturare le immagini in modo più veloce e con maggiore precisione rispetto ai metodi convenzionali. Riduce anche l'interferenza del rumore durante l'acquisizione di immagini in condizioni di scarsa illuminazione ed elimina la distorsione dai componenti meccanici che possono verificarsi con metodi manuali. Infine, l'elaborazione del segnale consente di ottenere immagini a risoluzione più elevata rispetto ai metodi manuali, in quanto può interpretare con precisione e contemporaneamente i dati grezzi da più elementi rilevatori.

Conclusione
L'elettronica di elaborazione del segnale ha rivoluzionato il modo in cui viene catturata e analizzata la radiazione infrarossa con una termocamera. Trasformando i dati grezzi in immagini conclusive, questi dispositivi speciali ci consentono di ottenere preziose informazioni su ciò che ci circonda senza dover regolare manualmente le impostazioni o preoccuparci di guasti meccanici che si verificano con metodi manuali. Per qualsiasi tecnico, ingegnere o scienziato che lavora nel campo della termografia, capire come funziona l'elettronica di elaborazione del segnale è fondamentale per il corretto funzionamento e l'analisi delle proprie termocamere.

Modelli differenti di termocamere

Ci sono due tipi principali di termocamere, portatili o fisse, a seconda dell'applicazione. Una termocamera portatile viene utilizzata normalmente per controlli a campione di grandi aree, come edifici o impianti industriali, mentre una termocamera fissa è più adatta per ispezioni dettagliate, come la manutenzione dei veicoli o i controlli di sicurezza.

I modelli fissi tendono ad avere una risoluzione maggiore rispetto a quelli portatili e spesso sono dotati di funzionalità come allarmi automatici della temperatura e datalogger. Esistono anche termocamere speciali, progettate per compiti specifici come la diagnosi medica o le operazioni di ricerca e soccorso.

Conclusione
L'utilizzo di una termocamera può rivestire grande importanza in molti settori e per varie applicazioni, in quanto è in grado di rilevare i cambiamenti di temperatura su vaste aree in modo rapido e con grande precisione. Comprendendo come funziona la termocamera possiamo apprezzarne meglio l'utilità e come utilizzarla al meglio nei nostri progetti e operazioni. Sia nel caso che si abbia bisogno di una termocamera portatile per controlli saltuari o di una termocamera fissa per analisi dettagliate, comprendere la tecnologia di termografica può aiutare a scegliere ogni volta il dispositivo giusto per le proprie esigenze.

FAQ - Domande frequenti sulla termocamera

In quali applicazioni viene utilizzata la termocamera?
RISPOSTA: La termocamera non viene utilizzata solo in campo medico. Svolge un ruolo importante in molti settori e può essere utilizzata nella rilevazione dei problemi prima che diventino problemi reali, come rilevare le perdite di calore negli edifici o identificare i guasti elettrici. Grazie alla sua capacità di rilevare differenze di temperatura, la termocamera può essere utilizzata in applicazioni di sicurezza e sorveglianza. La termocamera è ampiamente utilizzata anche per la manutenzione predittiva in molti settori come quello automobilistico, industriale e aerospaziale. È inoltre possibile utilizzare la termocamera per ispezionare veicoli, rilevare punti caldi nei processi di produzione e cercare persone scomparse di notte o in caso di disastro. La termografia viene inoltre sempre più utilizzata nella sicurezza pubblica per aiutare i primi soccorritori a identificare rapidamente le persone con la febbre o altri potenziali problemi medici legati al lavoro. Questi sono solo alcuni esempi dell'uso attuale delle termocamere.

Come vengono interpretate le immagini catturate da una termocamera?
RISPOSTA: Le immagini ottenute da una termocamera contengono informazioni sulla distribuzione della temperatura nell'intero campo visivo. Le immagini termiche spesso mostrano falsi colori perché sono presenti sfumature di grigio o nero che rappresentano le differenze termiche tra gli oggetti nell'immagine. La termocamera converte tali differenze di temperatura in una tavolozza di colori, di solito composta da sfumature di blu e rosso, per aiutare a distinguere tra temperature e gradienti in un'immagine. Una volta compreso come interpretare la tavolozza di colori, saremo in grado di identificare con precisione i punti caldi, i punti freddi e altri indicatori importanti nelle immagini della termocamera.

Con quale frequenza è necessario calibrare una termocamera?
RISPOSTA: Una termocamera deve essere calibrata almeno una volta all'anno per garantirne la precisione. Anche fattori come le variazioni della temperatura o dell'umidità ambientale possono influire sulla calibrazione di una termocamera. È importante calibrare la fotocamera anche quando la si utilizza in un nuovo ambiente o quando sono state apportate modifiche.

Quali sono i vantaggi dell'utilizzo di una termocamera?
RISPOSTA: La termocamera offre molti vantaggi, come una maggiore precisione e ripetibilità durante la misurazione delle temperature a distanza. Le immagini termiche forniscono anche maggiori dettagli rispetto alle immagini a luce visibile e possono rilevare piccole differenze di temperatura che non sarebbero visibili ad altri tipi di termocamere. Inoltre, la termografia non richiede contatto, quindi le misurazioni possono essere effettuate senza toccare l'oggetto o la persona che stiamo controllando. La termografia può aiutare a identificare potenziali problemi in una fase iniziale, evitando ulteriori danni o perdite di tempo dovute a difetti non rilevati. Le termocamere stanno diventando sempre più mobili, rendendole più facili da usare in diversi ambienti e applicazioni.

Come si deve conservare la nostra termocamera?
RISPOSTA: La termocamera deve essere conservata in un luogo fresco e asciutto, lontano dalla luce solare diretta. È inoltre importante mantenere l'obiettivo della fotocamera pulito e privo di polvere e detriti, poiché questi possono influire sulla qualità dell'immagine. Quando non viene utilizzata, conservare la termocamera nella custodia originale o in una custodia protettiva.

Quali sono le applicazioni più comuni di una termocamera?
RISPOSTA: Le termocamere sono utilizzate in un'ampia varietà di settori. Alcune delle applicazioni più comuni sono il rilevamento di perdite di energia negli edifici, la realizzazione di ispezioni elettriche, il monitoraggio di apparecchiature e processi, il rilevamento di perdite d'acqua e problemi di umidità, l'analisi delle condizioni mediche, l'individuazione di persone scomparse durante le operazioni di ricerca e salvataggio, il controllo dei processi industriali e il monitoraggio delle prestazioni di motori e cuscinetti. La termocamera viene utilizzata anche nelle forze dell'ordine, nella sorveglianza di sicurezza e nella manutenzione dei veicoli.

Come funziona una termocamera?
RISPOSTA: La termocamera rileva essenzialmente la radiazione infrarossa emanata da un oggetto o un'area di interesse. L'energia termica è invisibile all'occhio umano, ma può essere rilevata dai sensori di una termocamera. Le immagini termiche mostrano quali parti di un oggetto o di un'area sono più calde o più fredde di altre, consentendo all'utente di diagnosticare rapidamente problemi, identificare potenziali pericoli e intraprendere azioni preventive.

Posso usare una termocamera all'aperto?
RISPOSTA: Si, molti modelli sono progettati specificamente per uso esterno e sono dotati di caratteristiche speciali come custodie impermeabili e range di temperatura estesi. Per garantire prestazioni ottimali, assicurarsi che la termocamera scelta sia adatta alle condizioni in cui verrà utilizzata.

Quali funzioni offre una termocamera?
RISPOSTA: Le termocamere possono variare notevolmente in termini di caratteristiche e capacità a seconda del modello. In generale, una termocamera è dotata di funzioni come opzioni di tavolozza dei colori regolabili, livelli di sensibilità variabili e funzioni di zoom. Alcune termocamere offrono anche la memorizzazione delle immagini e strumenti di analisi che consentono all'utente di identificare con maggiore precisione le variazioni di temperatura in un ambiente.

Quali vantaggi offre la termografia?
RISPOSTA: La termografia è uno strumento prezioso per molte applicazioni, tra cui il monitoraggio della sicurezza, la manutenzione degli edifici, le ispezioni elettriche, i controlli energetici e la diagnostica medica. La termografia può dare informazioni dettagliate sulle temperature all'interno di un'area che non sarebbe visibile ad occhio nudo, rendendola una risorsa inestimabile per molti settori. Si può usare una termocamera sia all'interno che all'esterno per rilevare fonti di calore o perdite in edifici o strutture. La termocamera è anche in grado di rilevare i problemi nei sistemi elettrici, aiutando a identificare i guasti e riducendo il rischio di costosi guasti. La termografia può essere utilizzata nella diagnostica medica per valutare infiammazioni o lesioni ed è particolarmente utile per rilevare il cancro al seno. La termocamera viene utilizzata anche nella ricerca per monitorare la fauna selvatica e nelle operazioni di ricerca e soccorso. Una termocamera è una soluzione conveniente per molti settori, rendendola uno strumento prezioso.

È facile utilizzare una termocamera?
RISPOSTA: La termocamera è stata progettata per un facile utilizzo. Integra un'interfaccia utente intuitiva e una facile configurazione. Si può impostare una termocamera in pochi minuti. Inoltre, è in grado di rilevare anche piccole differenze di temperatura in modo rapido e preciso.

Quali tipi di applicazioni ha una termocamera?
RISPOSTA: Una termocamera può essere utilizzata in molti campi, come il monitoraggio della sicurezza, la manutenzione degli edifici, le ispezioni elettriche, i controlli energetici, la diagnostica medica e molto altro. La termocamera è utile anche nella ricerca sulla sorveglianza della fauna selvatica e nelle operazioni di ricerca e salvataggio. L'utilizzo di una termocamera è una soluzione conveniente per molti settori, rendendola uno strumento prezioso.

Qual è la differenza tra una termocamera convenzionale e una termocamera?
RISPOSTA: La termocamera rileva la radiazione a infrarossi (calore) da oggetti non visibili ad occhio nudo. Le immagini termiche possono essere visualizzate in bianco e nero o a colori, con diversi punti di temperatura evidenziati in diversi colori. Una termocamera è in grado di "vedere attraverso" fumo, nebbia e altri ostacoli che altrimenti oscurerebbero la visuale delle termocamere convenzionali. Le termocamere sono utilizzate in molte applicazioni, dall'ispezione e sicurezza domestica alle forze dell'ordine e all'uso militare.

Qual è la differenza tra una termocamera per uso militare e una per uso normale?
RISPOSTA: Le termocamere militari sono progettate per soddisfare rigorosi standard di precisione, risoluzione, sensibilità, dimensioni, peso e durata. Questo tipo di termocamera viene spesso utilizzato in condizioni estreme, come condizioni meteorologiche avverse o zone di combattimento. Ha anche caratteristiche più forti, come algoritmi avanzati di elaborazione delle immagini e capacità software che consentono loro di fornire immagini ad alta risoluzione con maggiori dettagli rispetto a una fotocamera convenzionale, anche in condizioni di scarsa illuminazione. Inoltre, le termocamere militari hanno spesso componenti della fotocamera aggiornati, come obiettivi che forniscono distanze di messa a fuoco estremamente ridotte e una maggiore precisione di acquisizione delle immagini.