Termografia Infravermelho

1. Termografia Infravermelho João Pereira, Paulo Carvalho Helder Santos

2. Sumário • Introdução • Conceitos básicos • Classificação • Aplicações • Condicionantes • Vantagens

3. Termografia infravermelho. Definição: • Todos os corpos, pelo facto de estarem a uma temperatura superior ao zero absoluto emitem radiação térmica. • Os sistemas de termografia infravermelha captam essa radiação e convertem-na numa imagem que representa a distribuição da temperatura superficial do objecto observado.

4. Radiação Térmica - Conceitos Gerais • Transmissão de energia na forma de onda electromagnética, caracterizada por um comprimento de onda [ l ]; • Espectro electromagnético dividido em bandas, delimitadas em função do comprimento de onda, traduzindo as características físicas das fontes emissoras 0.75 mm 100 mm 0.4 mm Radiação Térmica

5. Leis da Radiação Lei de Planck, Lei de Wien Relação da distribuição espectral da radiação térmica com a temperatura Corpo Negro

6. Leis da radiação Lei de Stefan-Boltzmann : W = s e T4 W : radiação total emitida [ W / m2 ] s : constante de Boltzman [ 5.8 x 10-8 W m-2 K-4 ] e : emissividade T : temperatura [ K ] A emissividade representa a capacidade de emissão dos corpos reais (0 < e < 1)

7. Radiação dos corpos reais Eo : energia emitida Er : energia reflectida Et : energia transmitida e : emissividade r : coef. de reflexão t : coef. transmissibilidade Condição de equilíbrio: Eo + Er + Et = Ei e + r + t = 1

8. Emissividade e Reflexão • Corpo negro: e = 1 ; r = t = 0 • Espelho perfeito: r = 1 ; e = t = 0 • Corpo transparente: t = 1 ; e = r = 0 • Valores típicos de emissividade : • Alumínio em bruto e = 0.68 • Alumínio oxidado e = 0.85 • Alumínio polido e = 0.1 • Cimento e = 0.95 • Plástico branco e = 0.84 • Plástico negro e = 0.95

9. Classificação dos sistemas de termografía infravermelho • Pontuais - Pirómetros IR • Medida de temperatura num ponto • Equipamentos fixos e portáteis • Lineares - Scanners de linha • Obtenção de perfis de temperatura • Combinados com deslocamento, permitem obter mapas térmicos • Superficiais - Câmaras termográficas • Sistemas de formação de imagens térmicas • Distribuição da temperatura superficial em tempo real

10. Aplicações. Construção civil • Localização de fugas caloríficas • Estudo de perdas energéticas através de paredes • Detecção de problemas de isolamento • Localização de humidades internas

11. Aplicações. Indústria Automóvel • Análise das características térmicas de motores • Estudo do aquecimento dos travões • Controlo dos sistemas de descongelação • Análise de aquecimento dos faróis • Verificação de temperaturas em pneus

12. Aplicações. Indústria Automóvel - EXEMPLO

13. Aplicações. Fornos e Refractários • Estudo da espessura das paredes do refractário • Controlo de temperatura em fornos • Localização de fugas de calor • Estudo do funcionamento dos queimadores

14. Aplicações. Electrónica • Distribuição de temperatura em circuitos impressos • Inspecção e controlo de qualidade de placas • Análise térmica de placas de circuito impresso • Detecção e localização de curto-circuitos • Controlo de especificações na recepção de componentes

15. Aplicações. Indústria de Processo • Controlo de qualidade dos produtos • Monitorização térmica do processo • Medida de temperatura dos produtos em cada fase • Ajustes de maquinaria de produção

16. Aplicações. Medicina • Determinação de problemas circulatórios • Localização de infecções ocultas • Análise de danos musculares • Estudo de problemas de locomoção • Medicina veterinária

17. Aplicações. Aeronáutica • Estudos de estructuras tipo sandwich ou ninho de abelha • Análise do comportamento térmico de pás • Caracterização térmica de reactores • Localização de infiltrações de água • Estudos em túnel de vento

18. Aplicações. Vigilância e Segurança • Visão nocturna • Vigilância aérea • Combate a incêndios • Controlo de tráfego marítimo • Visão através de fumo e nevoeiro

19. Aplicações. Dispositivos Mecânicos • Análise de aquecimento em chumaceiras • Detecção de aquecimento por fricção • Estudo de aquecimento de escovas • Determinação do estado de bobinas

20. Aplicações. Instalações Eléctricas • Localização de sobre-aquecimentos nos contactos e conexões dos interruptores. • Detecção de aquecimentos nos bornes de transformadores • Estudo dos radiadores de refrigeração dos transformadores para localização de obstruções • Detecção de conexões mal apertadas

21. Condicionantes (externos ao sistema) • Temperatura ambiente • Proporção da radiação vinda do exterior que é reflectida na superficie • Absorção atmosférica • Redução da radiação que chega à lente ao atravessar a atmosfera • Emissividade da superficie • Capacidade do corpo para radiar energia na banda infravermelho

22. Vantagens da medida por IV • Pode-se medir com facilidade a temperatura de objectos móveis e de difícil acesso • Ao ser uma técnica sem contacto não interfere com o funcionamento e comportamento próprio do elemento a medir • Facilidade e rapidez na medida de grandes superficies • Medida de temperatura de vários objectos ao mesmo tempo • Tempo rápido de resposta. Permite seguir fenómenos transitórios de temperatura • Precisão elevada e alta repetibilidade. Fiabilidade das medições

23. FIM