Vantaggi e sfide della tecnologia termica radiometrica
La misurazione della temperatura o radiometria è una tecnologia che può apportare vantaggi in un'ampia gamma di applicazioni. Le termocamere che utilizzano funzioni di misurazione di temperatura hanno consentito alle aziende di implementare soluzioni per la sicurezza e la protezione, nonché per la manutenzione predittiva, l'efficientamento, il supporto antincendio, la gestione della fauna selvatica e la ricerca e il salvataggio.
Le termocamere di sicurezza sono affidabili nella rilevazione intrusioni e nella valutazione delle minacce, anche assenza di luce.
Definizione di misurazione di temperatura
La misurazione di temperatura può essere definita come un insieme di tecniche destinate a misurare la radiazione elettromagnetica, compreso lo spettro della luce visibile. I termini "termografia" e "misurazione di temperatura" sono talvolta usati in modo intercambiabile, poiché le misurazioni radiometriche leggono essenzialmente l'intensità della radiazione termica.
Benefici e vantaggi delle misurazioni di temperatura radiometriche
Una termocamera radiometrica misura la temperatura di una superficie, interpretando l'intensità di un segnale infrarosso che raggiunge la termocamera.
L’aggiunta di funzionalità radiometrica a una termocamera può offrire agli operatori di droni la possibilità di salvare le immagini da analizzare successivamente a terra, e di misurare con accuratezza le temperature dei singoli pixel dell'immagine. L'aggiunta dell'imaging radiometrico consente ai droni di catturare i dati di temperatura in ogni pixel di un'immagine. Gli operatori possono così analizzare e inviare report dettagliati e immagini che esaminano i dati di temperatura nell'intera immagine, fornendo risultati quantificabili.
Anche la tecnologia termica radiometrica svolge un ruolo cruciale nel campo della sicurezza e della protezione, in quanto consente il rilevamento di oggetti o persone quando altri sistemi di imaging non sono in grado di fornire immagini di qualità (ricche di informazioni). In particolare, le termocamere FLIR si sono dimostrate di inestimabile valore per la protezione di perimetri fisici e virtuali che circoscrivono centrali elettriche, impianti petrolchimici e sottostazioni.
Le termocamere per le ispezioni in ambito industriale consentono di eseguire in sicurezza misurazioni di temperatura accurate e senza contatto, per il monitoraggio delle condizioni e la manutenzione predittiva.
Funzioni avanzate delle termocamere radiometriche
Alcuni dei vantaggi delle telecamere radiometriche avanzate includono:
- Accuratezza migliorata (prestazioni tipiche dell'ordine di +5 Co o 5% in condizioni di alto guadagno, che variano leggermente nell'intero range di temperatura di funzionamento)
- Puntatore a spot spostabile e ridimensionabile (l’utente può selezionare le coordinate in qualsiasi posizione dell'array)
- Dati aggiuntivi del puntatore a spot (media, deviazione standard, valore minimo e massimo)
- Dati digitali lineari nella temperatura della scena (nel funzionamento in tempo reale, i valori dei pixel nei dati digitali corrispondono alla temperatura della scena)
- Informazioni dettagliate sulla temperatura (gli utenti ottengono informazioni sulla temperatura per pixel dagli oggetti della scena)
- Precisione di temperatura (abilita la compensazione dei parametri esterni della scena in base all’emissività – indice dell'efficienza con cui una superficie emette energia termica rispetto a una sorgente a corpo nero perfetto – e alla trasmittanza della finestra IR, per determinare più esattamente la temperatura)
- Funzione dati metrici dell’immagine (consente di interrogare la termocamera per ottenere i dati di temperatura della scena tramite comando seriale, come ad esempio deviazione massima, minima e standard per le regioni definite dall'utente).
Alcune termocamere dotate di tecnologia radiometrica avanzata sono anche in grado di compensare le variazioni di temperatura. Ciò consente di ottenere un output stabilizzato e normalizzato, e un "video a temperatura stabile"; una scena con una data temperatura corrisponderà sempre a un certo valore digitale nel video, indipendentemente dalla temperatura della telecamera.
È importante distinguere le misure di temperatura da quelle dell'infrarosso di superficie, poiché le misure radiometriche devono essere limitate ai materiali otticamente opachi. I metalli e il materiale organico (come le persone) sono in genere completamente opachi e le misure radiometriche dovrebbero essere in grado di risolvere la loro temperatura superficiale.
Il rilevamento remoto della temperatura di una superficie si basa sulla capacità di compensare accuratamente le caratteristiche della superficie, le interferenze atmosferiche e il sistema di imaging stesso. Le caratteristiche della superficie che influenzano la misurazione della temperatura sono l'emissività superficiale e la riflettanza alle lunghezze d'onda spettrali dell'infrarosso.
Tecnologia in uso
La sicurezza per le sottostazioni elettriche è una priorità assoluta. Una delle recenti sfide che le aziende di servizi pubblici hanno dovuto affrontare è il furto di rame. Con il costo del rame ai massimi livelli, le sottostazioni sono diventate un obiettivo allettante con elevato rischio di intrusioni, atti vandalici e furti con scasso.
Il costo per la sostituzione dei componenti in rame rubati in una sottostazione non è l'unica conseguenza di questa violazione della sicurezza. I ladri spesso danneggiano pesantemente le recinzioni, le cancellate e i macchinari nel tentativo di sottrarre fili o tubi di rame. I danni subiti dopo un'intrusione possono facilmente superare il costo del materiale rubato. Possono anche essere talmente ingenti da compromettere il funzionamento della sottostazione, con un aggravio del danno stimabile in migliaia di dollari.
Per allontanare questi rischi, molti enti locali hanno convenuto che le termocamere di sicurezza con misurazione di temperatura costituiscono una soluzione collaudata per proteggere queste strutture vitali sia di giorno che di notte.
Il rilevamento di un aumento di temperatura su un collegamento elettrico, un isolatore, un regolatore di raffreddamento, un interruttore o un'altra apparecchiatura può far scattare un allarme. I danni meccanici e la corrosione sono solo alcune delle cause di un aumento di temperatura. Per questo motivo, molte utility dispongono rigorosi programmi di manutenzione predittiva e si affidano al personale operativo che usa le termocamere portatili per ispezionare metodicamente ogni singolo componente, al fine di rilevare eventuali problemi legati alla temperatura.
Grazie all'impiego di termocamere radiometriche, le utility hanno anche la possibilità di eseguire queste ispezioni in remoto da una stazione di controllo centrale. Con i dati pervenuti queste termocamere, il personale può individuare più rapidamente eventuali problemi da segnalare alla squadra di manutenzione, ottimizzando i costi e la durata delle ispezioni. Inoltre, il fallimento imprevisto di una qualsiasi delle migliaia di componenti di una sottostazione media può potenzialmente costare milioni di dollari di fatturato. Tuttavia, l'eliminazione proattiva di questi guasti rappresenta ogni anno un notevole risparmio sui costi per le aziende di servizi pubblici.
Molte applicazioni sfruttano i vantaggi della tecnologia termica radiometrica
La convenienza economica (e la portabilità) delle moderne termocamere radiometriche consente a quasi tutte le aziende di beneficiare dei vantaggi e delle prestazioni di questa tecnologia estremamente utile. Molte applicazioni importanti hanno già beneficiato dall’uso di termocamere radiometriche, tra cui il supporto antincendio, la gestione della fauna selvatica, la ricerca e soccorso, e la sorveglianza aerea. Con il continuo miglioramento del rapporto qualità/prezzo e delle caratteristiche, la tecnologia termica radiometrica troverà applicazione in un numero sempre maggiore di applicazioni nei prossimi anni.