Termocamere e termografia a infrarossi

Da ELETTRONICA OPEN SOURCE

 

Lo strumento fotografato a destra è una termocamera, strumento diagnostico diventato ormai essenziale per la ricerca guasti oltre che per la manutenzione preventiva da parte di elettricisti e tecnici in applicazioni industriali, di processo e commerciali.

Sono inoltre utilizzate in edilizia per le verifiche dell’isolamento termico degli edifici e nelle ispezioni degli impianti elettrici.

 

Cos’è la TERMOGRAFIA

Termografia, scrivere con il calore.

E’ la scienza dell’utilizzo di dispositivi ottici elettronici capaci di rilevare e misurare la radiazione e metterla in relazione con la temperatura superficiale.

La moderna termografia a infrarossi viene eseguita mediante dispositivi ottici elettronici che rilevano e misurano la radiazione mettendola in relazione con la temperatura superficiale della struttura ispezionata.

L’uomo è sempre stato in grado di rilevare la radiazione infrarossa grazie alle proprie terminazioni nervose della cute. E’ infatti in grado di reagire a differenze di temperatura minime pari a ±0,005°C (0,009°F).

Le terminazioni nervose nell’uomo però non sono adatte ad una sicura ed affidabile valutazione termica.

I dispositivi elettronici che consentono la termografia, sono costruiti proprio per superare le limitazioni fisiche dell’uomo, rendendo possibile ma soprattutto affidabile e ‘paragonabil’ l’ispezione di tipo termico.

TECNOLOGIA A INFRAROSSI

 Il termine “termografia” deriva dalle parole “immagine della temperatura.”

I primi esperimenti a riguardo furono effettuati da Sir William Herschel che, nel 1800, eseguì degli esperimenti con la luce solare.

Scoprì la radiazione infrarossa facendo passare la luce solare attraverso un prisma e posizionando un sensibile termometro al mercurio nei vari colori. Misurava così la temperatura di ciascun colore.

Herschel si accorse che la temperatura aumentava quando il termometro veniva spostato oltre la luce rossa, in un’area che poi chiamò “calore oscuro”. Era la regione dello spettro elettromagnetico che al giorno d’oggi è  nota come “calore infrarosso” e definita “radiazione elettromagnetica”.

 

Una termocamera è un dispositivo che rileva le mappe termiche nello spettro della lunghezza d’onda a infrarossi senza dover stabilire un contatto diretto con la struttura in esame .

L’utilizzo della termografia in campo civile (non militare) risale agli anni 60. Venivano utilizzati per applicazioni industriali quali il controllo di grandi impianti di distribuzione e trasformazione elettrica. Le macchina termografiche allora erano lente ed ingombranti, e certamente non alla portata del privato.

 

Negli anni 70, la ricerca in campo militare favorì l’ulteriore sviluppo di questa tecnologia e nacquero i primi sistemi portatili, utilizzabili per applicazioni quali la diagnostica degli edifici e i test non distruttivi sui materiali.

 

Un’immagine radiometrica è costituita da un’immagine contenente in ogni punto il calcolo della misura della temperatura, dove questa è rappresentata con una scala di colori. In sostanza il risultato dell’analisi sarà una “visione dell’energia” ovvero, come detto, un’immagine abbinata a una palette di colori con una scala di temperature, che rappresenterà la mappatura termica superficiale dell’oggetto.

 

L’ultima generazione di sensori termografici è chiamata “Focal Plan Array”, esistente peraltro già dalla fine degli anni 80. Una matrice su piano focale (FPA) è un dispositivo sensibile alle immagini composto da una matrice (in genere rettangolare) di rilevatori sensibili all’infrarosso sul piano focale dell’obiettivo.

In genere le matrici delle moderne termocamere dispongono di pixel che vanno da 16 × 16 a 640 × 480. In alcuni casi è possibile ottenere risoluzioni sino a 1000 x 1000 ed oltre.

 

Fonte: ELETTRONICA OPEN SOURCE

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