Telecamera termica

La termocamera è un tipo di telecamera che riesce a rilevare – grazie alle radiazioni infrarosse – l’energia termica di un qualsiasi corpo che possiede una temperatura superiore allo zero assoluto. Grazie alle radiazioni rilevate è capace dunque di offrire della mappe termiche delle superfici sottoposte al rilevamento della temperatura.

L’acquisto di una termocamera non è semplice ed è per questo che vi offriamo una guida completa che vi informa sulle caratteristiche del prodotto e vi accompagna nella scelta del dispositivo che più si adegua alle vostre esigenze.

Come funziona una telecamera termica

Prima di acquistare una qualsiasi tipologia di termocamera è importante capire di cosa si tratta e qual è il suo funzionamento. L’apparecchio termico è sensibile alle onde elettromagnetiche, proprio come l’occhio umano; la differenza consiste nella lunghezza d’onda che il dispositivo è capace di percepire. Quella dell’occhio è compresa tra 0,4 e 0,7 µm, mentre quella della telecamera varia tra 0,75 a 14 µm. Il micrometro è l’unità di misura utilizzata per il calcolo della lunghezza d’onda e corrisponde a un millesimo di millimetro.

Ricapitolando: la telecamera termica è munita di un sensore capace di rilevare le lunghezze d’onda termiche che il nostro occhio non riesce a percepire e le converte in un impulso elettrico capace di generare un’immagine termica. Per essere ancora più chiari e specifici è possibile paragonare il processo delle radiazioni a quello che le onde radio esercitano sull’orecchio. Si tratta di lunghezze d’onda che il nostro orecchio non può percepire se non grazie ad apparecchi acustici come la radio che sono in grado di trasmetterle. Allo stesso modo funziona per le radiazioni termiche che non riusciamo a vedere se non grazie all’utilizzo di dispositivi come la termocamera che sono in grado di trasmetterle visivamente.

Come scegliere la telecamera termica più adatta

Sapere come funziona una telecamera termica non è sufficiente a determinare la scelta più adeguata, bisogna conoscerne le caratteristiche principali, le differenze tra i modelli e le tipologie attualmente presenti in commercio.

A tal proposito è possibile suddividere il dispositivo in due categorie: termocamera radiometrica e termocamera non radiometrica.

• Termocamera radiometrica: si tratta di una tipologia di telecamera che consente di rilevare l’energia termica invisibile all’occhio umano e di trasformarla in un’immagine visibile capace di rappresentare in modo uniforme la distribuzione del calore – come precisato precedentemente. Tuttavia questa categoria in particolare può misurare la temperatura di ogni singolo pixel del sensore con una precisione di + o – 2°, consentendoti dunque non solo di rilevarne una mappatura termica ma persino la temperatura di riferimento di ogni superficie, capace di determinare la criticità della situazione.
• Termocamera non radiometrica: a differenza di quella precedente questa categoria non permette una visualizzazione della temperatura ma è utile alla sola rilevazione delle radiazioni termiche ed è dunque capace di generare un’immagine rappresentativa della distribuzione del calore.

Tipologie presenti sul mercato

Inizialmente la termocamera era un dispositivo che presentava dimensioni e costi eccessivamente elevati ed era dunque accessibile per lo più ad aziende, industrie ed enti di ricerca. Negli ultimi decenni la struttura dell’apparecchio si è evoluta ed allo stesso modo la fascia di prezzo, il che lo rende un prodotto acquistabile da chiunque desideri farne un uso domestico e/o personale. Ciò consente di suddividere la telecamera in tre gruppi, analizziamoli di seguito.

• Termocamera tascabile: si tratta di telecamere ad infrarossi che presentano dimensioni ridotte capaci di consentire al dispositivo di essere letteralmente tascabile ed un peso leggero che ne facilita il trasporto. Il prezzo è sicuramente quello più accessibile ed economico e si aggira intorno ai €700.
• Termocamera a pistola: si tratta di telecamere termiche che presentano dimensioni maggiori rispetto a quelle tascabili e sono solitamente preferite dalle industrie e da specialisti che si approcciano alla termocamera in ambito professionale. La fascia di prezzo è sicuramente più elevata e va dai €990 ai €10.000.
• Termocamera fexcam: si tratta di dispositivi oltremodo conosciuti come termocamere con ottica reclinabile proprio a causa della caratteristica principale di cui dispongono. La struttura presenta un’inclinazione dell’ottica sino a 180° ed agevola dunque il processo di rilevamento termico, permettendo il raggiungimento di superfici e ripiani altresì complicati da rilevare. Esteticamente l’apparecchio ricordo una comune telecamera digitale ed il prezzo oscilla tra i €9900 ed i €20.000.

Le migliori termocamere da acquistare online

Acquistare una termocamera in negozi fisici è molto complicato poiché si tratta di un prodotto che richiede di essere analizzato prima di procedere alla scelta di quello migliore. A tal proposito è dunque fondamentale seguire questa guida ed optare successivamente per l’acquisto online. Su Internet sono presenti infatti numerosi siti che dispongono di modelli vari di telecamere termiche. Ogni prodotto che deciderete di acquistare disporrà di recensioni e commenti che vi aiuteranno nella scelta. Intanto abbiamo selezionato i migliori presenti sul mercato e ve li presentiamo di seguito.

Caratteristiche principali

Per accertarvi di fare l’acquisto migliore è necessario che conosciate le caratteristiche principali di una termocamera ad infrarossi, per tale ragione ve le elenchiamo di seguito.

Risoluzione del sensore

Si tratta di uno dei fattori più importanti che influisce grossomodo sul prezzo e sulla qualità del prodotto. La risoluzione di una telecamera termica si basa sulla quantità di pixel che la stessa presenta, utile a determinare la dimensione del componente principale del sensore: la matrice. Maggiore è dunque la sua dimensione, più sofisticata sarà la risoluzione che il dispositivo è in grado di produrre.

La risoluzione termica del sensore è utile dunque a determinare la qualità dell’immagine, la precisione di misura a seconda della distanza e la dimensione della superficie che la telecamera è capace di rilevare e trasmettere.

Tipologie di sensore

I sensori attualmente disponibili in commercio possono essere suddivisi in due gruppi: sensore raffreddato e sensore non raffreddato. La differenza sostanziale consiste nella sensibilità termica che nel caso di quelli raffreddati risulta essere maggiore; essi sono utilizzati nel campo di applicazioni di ricerca e sviluppo. La stessa sensibilità è influenzata dal tipo di materiale utilizzato per la realizzazione del sensore. I sensori più comuni sono realizzati con materiali in silicio amorfo o in ossido di vanadio.

Sensibilità termica

La sensibilità termica, più tecnicamente nota come NETD è un fattore utile a determinare la più piccola differenza di temperatura che il sensore riesce a captare. Si tratta di un parametro utile non solo a determinare la qualità del termogramma, ma anche alla rilevazione di misure più dettagliate.

Entrambi i parametri consentono di suddividere le termocamere in tre tipologie:

• telecamera entry-level: si tratta della categoria più diffusa per l’uso domestico da impiantisti ed elettricisti e presenta una risoluzione da 60×60 a 120×120 pixel ed una NETD da 0,15° a 0,10°;
• telecamera semi-professionale: si tratta di una categoria ideale per controlli elettrici ed edili e presenta una risoluzione da 160×120 a 320×240 pixel ed una NETD da 0,06° a 0,045°;
• telecamera professionale: si tratta di una categoria adatta all’uso industriale, civile e meccanico e presenta una risoluzione da 320×240 a 640×480 pixel ed una NETD da 0,045° a 0,030°.

Intervallo di temperatura

Una termocamera ad infrarossi possiede un range di temperatura rilevabile, solitamente noto col nome di intervallo di temperatura. Esso è utile alla misurazione delle temperature minime e massime che una telecamera termica riesce a captare. Tuttavia l’immagine potrebbe apparire saturata se la misurazione supera l’intervallo calibrato.

Campo visivo

Il sensore di una termocamera, chiamato anche microbolometro, è una componente fondamentale utile non solo a rappresentare graficamente l’energia termica rilevata, ma anche a misurarne la temperatura con una precisione di + o – 2°.

Il sensore è dotato di numerosi pixel, ognuno dei quali rappresenta un punto di misura. In una matrice da 160×120 pixel troveremo infatti 19.800 punti di misura. A tal proposito è bene specificare le caratteristiche di due parametri fondamentali: il FOV e l’IFOV.

• FOV: si tratta di un acronimo che sta per field of view ed è utile a determinare le dimensioni della superficie globale rilevabile tramite la telecamera.
• IFOV: si tratta di un acronimo che sta per instantaneous field of view ed è utile a determinare le dimensioni di ogni singolo pixel del sensore. La porzione di campo visivo rilevata si ingrandisce con l’allontanarsi dall’oggetto e/o superficie che si sta osservando. Per accertarsi che le misure siano corrette è importante verificare che l’IFOV sia di dimensioni minori in relazione all’oggetto che si desidera misurare. Tuttavia è possibile risolvere la problematica con l’aggiunta di una lente con un campo di vista più o meno stretto a seconda della necessità.

Frequenza di acquisizione

La frequenza di acquisizione è un parametro fondamentale per quanto riguarda gli oggetti o la stessa termocamera in movimento. Se l’operatore muove lo strumento, il quale non possiede una sufficiente frequenza di acquisizione, è probabile che si venga a creare il fenomeno dello smearing che non consente di avere una misurazione della temperatura accurata.

A seconda dell’uso che si desidera farne sono disponibili diverse tipologie di telecamere:

• frequenza inferiore ai 33 Hz: si tratta di modelli che non sono in grado di rilevare la temperatura di oggetti in movimento e non sono dunque adatti in ambito della manutenzione meccanica. Sono infatti capaci di analizzare soltanto fenomeni statici;
• frequenza compresa tra 33 Hz e 60 Hz: si tratta di modelli adeguati ad un tipo di analisi breve e rapido;
• frequenza compresa tra 60 Hz e 2kHz: si tratta di modelli di analisi specifiche per strutture, utilizzati dunque in ambito professionale.

Misurazione della temperatura

Per poter effettuare la misurazione di ogni punto del sensore dell’immagine è necessario che l’apparecchio disponga di due parametri: emissività e temperatura riflessa.

Le termocamere sono in grado di individuare anche la temperatura corporea di individui. I modelli più sofisticati che presentano una sensibilità ed una risoluzione in media più elevate sono in grado di rilevare in modo istantaneo la temperatura della pelle con un grado di precisione di + o – 0,2°.

Componenti fondamentali che ogni termocamera deve possedere

Non è semplice trovare una termocamera che disponga di tutte le funzioni sopra elencate, ma è almeno necessario verificare che essa sia provvista di alcune caratteristiche fondamentali. Vediamo insieme di quali si tratta.

• Fotocamera del visibile: si tratta di una caratteristica che consente l’acquisizione di due immagini in una singola foto, quella del visibile e quella termica. In tal modo sarà possibile verificarne le differenze e le eventuali anomalie termiche.
• Regolazione e temperatura: si tratta di una caratteristica fondamentale soprattutto se si decide di effettuare un’analisi quantitativa di un singolo oggetto. Per poter misurare correttamente la temperatura dello stesso è necessario che nella telecamera sia integrata l’emissività dei materiali e la temperatura riflessa.
• Memoria: dato che la termocamera è a tutti gli effetti una fotocamera comune (al di là delle funzioni di cui dispone) è fondamentale che disponga di uno spazio di memoria ampio in grado di conservare numerosi scatti. Una memoria da 512 MB consente circa 500 scatti.
• Batteria: essendo la telecamera un oggetto utilizzato soprattutto fuori casa è importante che disponga di batterie a litio sostituibili con una durata ciascuna di 3 h circa. In tal modo sarà possibile disporre dei dovuti ricambi nel caso in cui quelle inserite dovessero scaricarsi.
• Display: si tratta di una componente fondamentale in quanto consente la visualizzazione delle immagini acquisite. Purché esse appaiano nitide è necessario che lo schermo sia ampio almeno 3 pollici.
• Interfaccia USB o wireless: per l’elaborazione dei termogrammi tramite un software apposito è importante che la termocamera disponga di un collegamento tramite cavo USB o wireless tramite rete wifi.
• Range regolabile manualmente: regolare il range di temperatura in modo manuale consente di verificare qualunque anomalia di temperatura che l’oggetto presenta e si tratta dunque di una funzione importante per coloro che utilizzano il dispositivo in modo professionale.

Punti guida nella scelta della telecamera migliore

Come abbiamo già accennato ad inizio articolo, acquistare una termocamera non è affatto semplice ed è a tal proposito che vi presentiamo una guida di vari punti da considerare prima di procedere all’acquisto. Si tratta di consigli che potrete seguire per effettuare la scelta più adeguata.

La risoluzione è importante

I sensori delle termocamere presentano solitamente un numero di pixel minore rispetto alle classiche fotocamere e/o telecamere. È dunque importante accertarsi che la risoluzione di quella che deciderete di acquistare sia alta, in modo tale da riuscire a misurare anche gli oggetti più piccoli ad una distanza elevata e produrre immagini definite.

È allo stesso modo importante non confondere la risoluzione dello schermo con quella del sensore. Se la prima è comunque elevata non è detto che lo sia anche la seconda e dunque la telecamera potrebbe mancare di precisione riguardo le misurazioni.

Fotocamera con illuminatore e puntatore laser

Non tutte le termocamere sono dotate di fotocamera integrata ed è dunque necessario l’acquisto di una a parte. Tuttavia per evitare tale sconveniente è opportuno l’acquisto di una termocamera con fotocamera integrata. L’illuminatore è utile a garantire una maggiore visibilità dei punti più bui ed il puntatore laser può essere utile a rilevare la posizione esatta dell’oggetto misurato per evitare che possa confondersi con componenti simili.

L’importanza di esportare i file

La maggior parte delle telecamere termiche permette di esportare e memorizzare i file con un formato specifico compatibile con lo stesso software specializzato. È necessario dunque assicurarsi che il dispositivo acquistato disponga dei formati più comuni e dunque compatibili con diverse tipologie di software.

Ergonomia e comfort

Il peso del dispositivo è un fattore che non va affatto sottovalutato, soprattutto se si utilizza la termocamera per diverse ore consecutive. Allo stesso modo è importante valutarne la comodità; a tal proposito è possibile reperire in commercio prodotti che dispongono di una modalità di inclinazione di 120°/180° che consente di ispezionare superfici ed oggetti altrimenti irraggiungibili.

La presenza di numerosi tasti e/o di un display touch è di fondamentale importanza se si desidera garantire il massimo comfort durante l’utilizzo.

Supporto tecnico e garanzia

Prima di cimentarvi nella scelta della termocamera che preferite è fondamentale che ne verifichiate la garanzia – e dunque che sia non solo presente ma possibilmente estesa per tempi più lunghi – e la presenza di un supporto tecnico sempre disponibile nel caso in cui lo necessitiate.

Funzioni

Entriamo nel dettaglio e vediamo alcune funzioni di cui una comune termocamera possiede.

Tavolozze di colore

I modelli di telecamera termica più diffusi presentano solitamente tre opzioni di scelta di colore, ognuna delle quali si adatta in determinate situazioni. Tuttavia è possibile scegliere quella che si preferisce indifferentemente a patto che sia capace di dare i risultati desiderati.

• Ferro: si tratta della tavolozza più utilizzata che consente di definire gli oggetti e le superfici inquadrate determinando in modo chiaro e semplice la differenza di temperatura.
• Arcobaleno: si tratta di una tipologia di tavolozza che consente un immediato riconoscimento delle diverse temperature, tuttavia rende più complicato il riconoscimento degli oggetti inquadrati.
• Grigio: questa tavolozza permette di riconoscere perfettamente le strutture e le superfici inquadrate, tuttavia risulta essere meno indicata nel riconoscimento delle diverse temperature.

Strumenti di misurazione

Grazie alla presenza di un puntatore centrale è possibile visualizzare sullo schermo la temperatura di qualsiasi oggetto puntato dallo stesso.

• Punto caldo: è possibile visualizzare l’area che presenta la temperatura più elevata grazie alla presenza di un puntatore rosso indicato per la sua visualizzazione.
• Punto freddo: un puntatore blu appositamente indicato può permetterti di visualizzare l’area più fredda della schermata.

Allarme colore di misurazione

Alcuni modelli di termocamera consentono di impostare una temperatura di riferimento e risaltare un’area precisa grazie alla presenza di un colore contrastante utile ad evidenziare la parte situata al di sopra o al di sotto della temperatura preimpostata.

In quali casi utilizzare la termocamera

La termografia può essere applicata in diversi settori, sebbene quello più utilizzato sia quello edile. Vediamo di seguito perché l’utilizzo di una termocamera è fondamentale per la rilevazione della sicurezza di un edificio.

Termocamera in ambito edile

Nonostante un edificio possa essere stato realizzato in modo impeccabile è innegabile che subisca comunque gli effetti del tempo e che richieda una manutenzione a causa dell’invecchiamento dei materiali utilizzati. Grazie alla termografia è possibile effettuare le seguenti operazioni:

• verifica dell’isolamento;
• verifica delle impermeabilizzazioni;
• analisi del grado di umidità;
• verifica di infiltrazioni idriche;
• ricerca di elementi costruttivi non visibili.

L’analisi termografica può essere effettuata in due modi:

• modo passivo: in questo caso la temperatura dell’edificio viene innalzata appositamente in modo tale da garantire un’incremento della risposta termica ed attivare i flussi di calore così da ottenere diverse capacità termiche;
• modo attivo: questa condizione viene solitamente effettuata per la verifica degli esterni poiché vi sono fonti di calore come quella del sole che consentono l’analisi diretta dell’edificio nel modo in cui si presenta.

Influenze climatiche ed ambientali

La temperature e l’ambiente possono influenzare l’analisi termografica in alcuni casi, è dunque necessario controllare quanto possibile tali condizioni. È importante tenere in considerazione la presenza di sorgenti o elementi caldi poiché potrebbero influenzare la distribuzione della temperatura illudendovi che siano presenti difetti nella struttura.

Al fine di ottenere valutazioni corrette e non alterate è importante:

• utilizzare la termocamera in assenza di irraggiamento solare, è preferibile aspettare il sole che tramonta e l’edificio che si raffredda;
• utilizzare la termocamera in assenza di pioggia e vento.

Termocamera in ambito dello studio di fattori ambientali

Recentemente è possibile utilizzare lo strumento per analizzare le condizioni di stabilità di alcune situazioni ambientali come l’ammassamento di rocce. Grazie alla rilevazione della temperatura è possibile verificare se sia presente un nesso tra la stessa e l’instabilità che spesso porta le rocce a frantumarsi e dunque a precipitare. Di recente è stato dimostrato che la termografia, abbinata all’utilizzo di altre tecniche utilizzate già in precedenza, è in grado di rilevare le zone rocciose più predisposte alla precipitazione e ad adottare eventuali misure di precauzione.

Termografia in ambito meccanico ed elettronico

Il metodo Rositano consente di valutare le condizioni termiche di un componente meccanico, aggiungendo dunque la temperatura ai pre-esistenti parametri utilizzati per il calcolo da altri metodi, ovvero la sollecitazione e la durata. Il metodo consente di esaminare i componenti meccanici e la struttura evitando il coinvolgimento di fattori di forma e di intaglio, considerati solitamente più complicati ed imprecisi da valutare.

La termocamera consente, in ambito elettronico, di prevenire eventuali surriscaldamenti e consente di porvi rimedio prima che possano verificarsi eventuali guasti. Trattandosi di un apparecchio portatile è inoltre possibile attestarne la validità durante il funzionamento dell’apparecchiatura elettronica.