Como escolher um termovisor e pirômetro: recomendações profissionais

Pirômetros e termovisores são usados ​​de forma muito eficaz para detectar vazamentos de calor em edifícios existentes ou vazamentos de frio em sistemas de resfriamento. Para os construtores, o diagnóstico por infravermelhos permite identificar defeitos no isolamento térmico de uma casa, determinar de forma não destrutiva a qualidade dos materiais utilizados e, com base nos dados obtidos, eliminar fugas, aumentando a eficiência energética do edifício. Considerando que na saída temos dados precisos e sistematizados (os valores de temperatura são salvos), é possível analisar a situação como um todo, determinar o grau de urgência dos problemas e resolvê-los por sua vez, começando pelos mais graves.

Termovisores e pirômetros são insubstituíveis, por exemplo, se você decidir comprar uma casa no mercado secundário e não tiver ideia de como as estruturas de fechamento foram isoladas. Eles esclarecem muito bem a situação com a condição técnica das instalações elétricas: por exemplo, um aumento da temperatura de um condutor ou de um disjuntor indica que está sobrecarregado, e se a conexão esquentar, significa que há mau contato neste local. Além disso, os dispositivos infravermelhos ajudam a identificar erros na implementação da proteção térmica de fogões, caldeiras e lareiras, mostram a saída de calor de vias de aquecimento e locais de vazamentos, o nível de enchimento de tanques e reservatórios. Scanners térmicos podem detectar facilmente o encharcamento de elementos de construção, danos ao isolamento, colônias de pragas infestadas.

Assim, o objetivo principal de um termovisor / pirômetro portátil para edifícios é a detecção de falhas, auditoria energética de estruturas de fechamento e utilidades.

Como funciona um detector térmico sem contato

Todos os objetos que têm uma temperatura superior a zero absoluto emitem comprimentos de onda infravermelhos de 0,74 a 1000 mícrons. Isso foi afirmado em 1800 pelo cientista inglês William Herschel, o famoso explorador do sol. Ficou claro que a radiação especial é emitida não apenas por um metal em brasa ou por descargas elétricas (todos viram isso), mas também por corpos com baixa temperatura, inclusive abaixo de 0 ° C. Os raios infravermelhos são emitidos por íons excitados, e o comprimento de onda muda com diferentes aquecimentos do objeto (quanto mais quente a superfície, mais curta a onda e mais intenso o fluxo). Uma pessoa pode perceber essa energia como calor com sua pele, mas não o vê..

Demorou para aprender a registrar infravermelho, raios de calor, reconhecê-los e processar as informações recebidas. Em 1967, Wahl Instruments Inc. o primeiro pirômetro portátil foi desenvolvido.

Tanto um pirômetro quanto um termovisor são dispositivos optoeletrônicos que captam a radiação infravermelha invisível de objetos com lentes e a convertem em um sinal elétrico no receptor, e já é processado em um tipo de indicação de fácil leitura (imagem ou números). A tensão elétrica resultante é proporcional à potência do fluxo de radiação recebido, portanto, é possível obter valores de temperatura digital precisos mesmo em fotografias térmicas.

Um termovisor, assim como uma câmera digital, possui uma matriz, mas cada um de seus pixels não mostra a cor e o brilho, mas sim o valor da temperatura em um ponto específico do objeto em estudo. No display, o usuário recebe uma imagem raster, onde as zonas com diferentes aquecimentos são exibidas em determinadas cores, para que você possa rapidamente ter uma impressão geral da situação da temperatura na zona diagnosticada. Basicamente, o dispositivo consiste em:

• lente (em germânio);
• um receptor de radiação infravermelha (na maioria das vezes baseado em um bolômetro – um resistor que muda a resistência dependendo da potência do fluxo de corrente);
• unidade de processamento.

O pirômetro é uma ordem de magnitude mais simples no design e muito mais barato, não há termograma, “fotografia”, mas a temperatura média da superfície do objeto testado é indicada na forma digital / texto.

O diagnóstico com esses dispositivos é barato e rápido – de acordo com o princípio “point-shoot”. A velocidade de leitura de temperatura mais rápida está disponível, dentro de 0,15-0,5 segundos. O alcance de sua ação é limitado apenas pelo diâmetro do local de trabalho (ele se expande quando removido) e pela transparência do ar ambiente (fumaça, poeira, vapor d’água, dióxido de carbono, ozônio – reduza a sensibilidade). Os dados podem ser obtidos tanto de alguns centímetros como de várias dezenas de metros.

Características de termovisores e pirômetros

Para começar a escolher um detector de infravermelho, você deve responder a algumas perguntas básicas que o ajudarão a determinar o tipo de dispositivo e, em seguida, prosseguir para considerar modelos específicos:

1. De que material são feitos os objetos que você testará??
2. Qual é a temperatura aproximada das áreas diagnosticadas?
3. De que distância as medições serão feitas?
4. Em que ambiente o dispositivo funcionará (temperatura ambiente, transparência do espaço entre o dispositivo e o objeto …).

Sensibilidade espectral (faixa espectral)

Observe que diferentes materiais emitem diferentes comprimentos de onda. Por exemplo, metal e vidro refletem bem, então eles emitem uma onda curta, enquanto outros materiais – uma onda longa. Existe o conceito de “escuridão superficial”, e existe um coeficiente correspondente, que é várias vezes diferente para metais e materiais orgânicos. A realidade é que alguns pirômetros e termovisores não podem ler todas as ondas e não podem testar todos os materiais. Eles têm uma especialização estreita, pois são projetados para uma faixa específica, para trabalhar com materiais específicos. Mas também existem dispositivos universais de amplo espectro que são adequados para a maioria das condições de diagnóstico de construção. Os comprimentos de onda que eles capturam estão geralmente na faixa de 6-14 mícrons, por exemplo, MicroRay RIDGID IR-100 ou ADA TemPro 1600. Os fabricantes quase sempre indicam este parâmetro em seus passaportes.

MicroRay RIDGID IR-100

Faixa de temperatura medida

O pirômetro e o termovisor podem perceber a temperatura em uma ampla faixa: de -50 a +3000 graus, às vezes eles são “aguçados” para valores baixos (incluindo os menos), e às vezes apenas para corpos aquecidos. Para obter resultados mais precisos, selecione o dispositivo com o intervalo mais estreito. Não faz sentido comprar um detector térmico que mede muito além de mil graus, se nossa tarefa é diagnosticar uma casa – até mesmo um Bosch PTD 1 doméstico (de -20 a +200) é o bastante, mas para monitorar uma frota de motores elétricos algo mais será necessário – por exemplo, DeWalt DCT 414 S1 (-30 a +550). O principal é observar a regra de ouro: “a faixa de temperatura deve se sobrepor à temperatura do objeto em 25%”. Deve-se notar que quanto maior a faixa de temperatura medida, mais caro é o dispositivo. Alguns modelos avançados possuem filtros de frequência substituíveis, o que torna possível ajustar o dispositivo para uma faixa de temperatura mais ampla.

DeWalt DCT 414 S1

Erro de dados de temperatura (precisão de medição)

Este parâmetro é sempre indicado pelos fabricantes de um pirômetro ou termovisor, é calculado em condições de laboratório em corpos absolutamente negros e, em primeiro lugar, depende do método de processamento da informação, no entanto, as realidades (em particular, a transparência do ambiente e a correção das ações do usuário) fazem seus próprios ajustes. A maioria dos leitores térmicos portáteis tem uma precisão de 2% dos resultados..

Velocidade de medição

Esta característica do pirômetro também é chamada de “inércia”, “tempo de resposta”. O desempenho desses dispositivos é incomparável com o desempenho dos dispositivos de contato para diagnóstico de temperatura. Indicadores de 0,25-0,5 segundos são considerados normais (X-Line pIRo-850M – 0,5 s), scanners térmicos com inércia dentro de 0,15 segundos são de alta velocidade, no entanto, isso é mais importante para testar objetos em movimento ou mudar sua condição física.

Resolução ótica

O segundo nome da propriedade mais importante dos pirômetros e termovisores é “índice de visão”, que depende diretamente da ótica do dispositivo. A resolução óptica mostra a relação entre a distância do dispositivo à superfície testada e o diâmetro do ponto de diagnóstico (é sua temperatura média que é investigada). Nesse caso, é necessário escolher um pirômetro de acordo com o tamanho do objeto a ser examinado, uma vez que a regra diagnóstica básica estabelece que o objeto deve cair completamente no campo de trabalho do detector e sobrepor-se para que corpos estranhos com suas “temperaturas” não cheguem até lá. Em outras palavras: um indicador de mira específico determina a distância a partir da qual é possível medir objetos de um determinado tamanho, ao mesmo tempo, essa característica do dispositivo determina o tamanho mínimo da anomalia térmica registrada. A resolução óptica com uma proporção de 10: 1 a 40: 1 é considerada universal; dispositivos com uma proporção de mira de 100: 1 e superior são necessários para trabalhar em longas distâncias.

Para não amarrar o usuário a distâncias específicas, um foco variável (zoom) é aplicado, enquanto o foco pode ser manual ou automático. Além disso, as lentes intercambiáveis ​​são usadas para trabalhar em várias condições..

Limite de sensibilidade à temperatura (característica NETD)

O indicador de sensibilidade térmica do termovisor exibe possíveis erros ao testar a temperatura em dois pontos adjacentes. Esta é uma característica da matriz que determina o quão pequena pode ser a diferença registrada entre a temperatura de um objeto e seu fundo. O indicador normal é de 0,1 grau a +30 ° C (às vezes os fabricantes indicam em Kelvin), mas muitos dispositivos funcionam em uma ordem de magnitude mais detalhada, o que permite determinar com muita precisão não só a presença, mas também a forma da anomalia de temperatura e, consequentemente, a causa de sua ocorrência. Então, por exemplo, o termovisor Testo 881 tem um índice de sensibilidade de 0,05 graus.

Testo 881

Autocompensação de medidas

A precisão do diagnóstico depende em grande parte de fatores externos e pode ser bastante difícil configurar manualmente o dispositivo, portanto, muitos termovisores modernos em modo automático podem compensar alguns pontos negativos. Por exemplo, a refletividade da superfície do objeto (“emissividade”) pode ser corrigida – de 0,2 a 1 (em incrementos de 0,1). A temperatura ambiente e a umidade do ar podem ser detectadas e compensadas. Enquanto isso, alguns dispositivos baratos às vezes nem têm configurações manuais para levar esses fatores em consideração..

Sistema de orientação (visão)

A mira visual ajuda a controlar a área de imagem térmica. Em princípio, a orientação pode ser óptica e a laser. A óptica ajuda a diagnosticar a longas distâncias, testar objetos muito quentes (de 1200 graus) ou se o feixe simplesmente não é visível sob forte luz natural. As miras a laser vêm em “pontos”, “feixes duplos”, “círculos” e, em um dispositivo, várias opções podem ser escolhidas. “Point” e “double” visam o objeto a uma distância de 2-3 dezenas de metros, e o “círculo” é conveniente para testes próximos (até 7 metros). A visão “dupla” também forma um ponto no lugar certo, mas aqui é a intersecção de dois feixes de laser. A visão em forma de círculo é boa porque mostra os contornos do ponto de trabalho do scanner térmico. A maioria dos termovisores e pirômetros modernos usam um laser de segunda classe seguro – brilho vermelho.

Bosch PTD 1

Visor do scanner térmico remoto

Tamanho da matriz (tamanho do detector de IV) – este indicador se aplica apenas a termovisores. O tamanho da matriz determina o número de elementos sensíveis (bolômetros elementares) e, consequentemente, a clareza da imagem disponível. Este indicador implica uma característica importante de um scanner térmico (qual é a área de superfície por pixel) – “resolução espacial” ou “campo de visão”. Como já dissemos, cada pixel no display é uma exibição da temperatura medida em um ponto específico da zona testada. Quanto melhor a resolução, mais detalhes podem ser distinguidos no termograma e tirar conclusões sobre as causas das anomalias de temperatura. Por exemplo, um dispositivo com detector de 160×120 pixels mede 19.200 pontos, enquanto uma matriz com dimensões de 320×240 pixels (Testo 882) já diagnostica 76800 pontos.

Testo 882

Alguns termovisores são equipados com display touchscreen, o que não afeta as características técnicas do aparelho..

Visor do pirômetro. Nos pirômetros, as informações digitais ou de texto são exibidas na tela LCD, que pode estar localizada em uma ou várias linhas (Ryobi RP4030). Quase todos os pirômetros possuem display retroiluminado, o que permite medições em salas escuras.

Ryobi RP4030

Lentes opcionais intercambiáveis

Ao mudar a lente, o usuário pode diversificar significativamente a funcionalidade do termovisor. A ótica telescópica permite aumentar / diminuir o zoom da área de filmagem e, assim, testar pequenos objetos a uma grande distância. Se você precisa explorar um objeto grande e estendido, pode usar uma lente grande angular e obter uma imagem panorâmica. É importante notar que quanto maior o ângulo de visão da lente, menor será a distância de trabalho e vice-versa.

termos de uso

Ao escolher um pirômetro ou termovisor, é muito importante prestar atenção em qual temperatura ambiente o dispositivo pode ser usado e em que umidade. Os fabricantes não escondem essas informações, mas não as confundam com as condições de armazenamento – há uma gama mais ampla. Alguns dispositivos baratos são limitados a este respeito e são projetados para uso interno (temperatura de 0 a +40 graus, umidade de até 80%). Scanners térmicos mais versáteis operam em ambientes externos, em temperaturas abaixo de zero e umidade de até 90%. Comparando vários modelos, dê uma olhada na classificação IP da caixa, a média é IP54.

Sinalização

Esta função permite definir o indicador de temperatura máxima ou mínima, após a detecção do qual um bipe é automaticamente emitido ou uma indicação de luz é acionada. Desta forma, o usuário não perderá mudanças críticas de temperatura e reagirá ao problema a tempo (Fluke Ti25).

Fluke Ti25

Memória integrada

A memorização das medições é realizada tanto em pirômetros quanto em termovisores. Isso pode ser um armazenamento de curto prazo de dados recentes até a próxima medição, bem como gravação em mídia embutida e removível (vários cartões de memória). Termovisores caros podem gravar comentários de voz, salvar dados de diagnóstico como vídeo (no modo IV ou na faixa visível).

Vários modos de exibição

Um termovisor moderno, além do modo “full IR”, é capaz de fazer uma fotografia digital normal ou uma gravação de vídeo normal com alta taxa de quadros (mais de 40 Hz). A imagem visível pode ser sobreposta à imagem infravermelha, facilitando a identificação da área defeituosa. Em alguns dispositivos, você pode definir temperaturas extremas nas quais apenas as áreas fora da escala de temperatura serão exibidas na foto visível no modo IV, você pode simplesmente defini-las para serem selecionadas em uma imagem totalmente infravermelha (Flir InfraCAM). Além disso, o visor pode exibir os pontos de orvalho encontrados e as áreas inundadas. Para conveniência de orientação, a projeção do designador de laser é exibida na tela. Às vezes, a função isotérmica está disponível em termovisores – uma determinada faixa de temperatura é exibida em uma cor específica.

Flir InfraCAM

Detecção de umidade superficial

No modo manual, a umidade e a temperatura do ar são inseridas, e o próprio dispositivo mostrará as áreas problemáticas na área testada. A umidade também pode ser medida no modo automático, após conectar uma sonda especial de rádio. Uma função adicional é um alarme sobre o ponto de orvalho encontrado.

Comunicação com PC

As imagens obtidas com o exame ficam disponíveis para visualização diretamente no display. No entanto, para análise e relatório, para usar o dispositivo como um gravador, as informações são enviadas para um computador. A conexão pode ser feita por saídas analógicas ou digitais. A presença de um conector USB é considerada uma boa forma, por exemplo, Optris LaserSight (LS) e outros. O software geralmente está incluído no pacote e é atualizado gratuitamente, mas às vezes você precisa comprá-lo separadamente.

Optris LaserSight

Iluminação da área de trabalho

Muitos pirômetros e termovisores têm luzes LED embutidas que iluminam o objeto de estudo, portanto, o diagnóstico é possível mesmo com pouca visibilidade.

Ergonomia, tipo de execução

Os termovisores e pirômetros modernos são usados ​​permanentemente ou como portáteis. Os primeiros são usados ​​na produção, são alimentados a partir da rede e muitas vezes têm uma especialização estreita, e os segundos são mais versáteis, diferem no seu pequeno peso e dimensões modestas..

Os termovisores industriais e pirômetros são revestidos em uma caixa de metal, eles estão bem protegidos de todos os tipos de influências (poeira, vibração, umidade, lascas, alta temperatura). Normalmente, os instrumentos estacionários fornecem dados mais precisos..

Dispositivos portáteis para diagnóstico infravermelho podem se parecer com uma câmera ou câmera de vídeo, mas na maioria das vezes eles são feitos na forma de uma pistola de plástico estrutural, onde o gatilho é usado para iniciar o teste, no final da caixa há um display de controle com botões de controle do menu. Seu peso raramente ultrapassa 500 g, muitos deles são mais leves que 200 gramas (ADA TemPro 900 – 170 gramas). O aparelho bem projetado é segurado e operado com uma mão. Dispositivos de qualidade são protegidos de quedas de uma altura de 2 metros (Fluke TiR1), pelo menos, o fabricante afirma isso com segurança.

Fluke TiR1

Opções de energia do scanner térmico infravermelho

Dispositivos estacionários são alimentados pela rede por meio de dispositivos redutores. Os detectores térmicos portáteis normalmente são alimentados por baterias alcalinas (AA, CZK, AAA, “pílulas”). Muitos fabricantes fornecem seus scanners térmicos com várias baterias recarregáveis ​​(níquel-cádmio e íon-lítio), a propósito, você também pode conectar a energia através da porta USB. Aqueles que estão envolvidos na criação de ferramentas elétricas e têm sistemas completos de bateria à sua disposição, instalam baterias de unidades de energia em seus pirômetros e termovisores. Por exemplo, DeWalt DCT 414 S1 e modelo S1 DCT416S1 são montados com uma unidade de 12 volts com capacidade de 1,5 Ah. Milwaukee foi um pouco mais longe e vende seu termovisor e pirômetro sem bateria e carregador. Um consumidor que já possui uma ferramenta móvel desta empresa pode economizar muito se colocar uma bateria de sistema M12 na ferramenta de diagnóstico..

DeWalt S1 DCT416S1

A escolha das características técnicas e funcionais adequadas às suas condições, bem como a configuração bem-sucedida do scanner térmico é certamente uma tarefa importante, mas você também deve prestar atenção ao suporte metrológico do fabricante para que os resultados da auditoria energética (se necessário) possam ser legalizados nas autoridades competentes. O dispositivo deve ser padronizado! Considerando a complexidade técnica e o alto custo desses dispositivos de medição, recomendamos que você seja escrupuloso quanto às questões de garantia e serviço..

O custo

Um pirômetro, em contraste com um termovisor, é um dispositivo mais simples e relativamente barato. Os modelos básicos podem ser adquiridos por cerca de 2.500 rublos, por exemplo, o ADA TemPro 300 com uma faixa de temperatura de -32 a +350 graus, ou um Laserliner ThermoSpot semelhante. Com a ampliação da faixa, o custo aumenta quase que proporcionalmente (o preço do ADA TemPro 1200, capaz de medir até 1200 graus, é de 9500 mil). Outros padrões de preços são difíceis de ver – os fabricantes agem por conta própria, oferecendo diferentes conjuntos de opções adicionais. Observe que boas características técnicas e operacionais, a um custo moderado, são possuídas por dispositivos de empresas que criam ferramentas elétricas (DeWalt DCT 414 S1 – 5000, Ryobi RP4030 – 3500, Bosch PTD 1 – cerca de 4500 rublos).

Com termovisores (para fins de construção), a situação é mais complicada. Nestes aparelhos, além das características fundamentais de funcionamento (90% do preço é formado pelas características da matriz e da ótica), é necessário levar em conta um grande número de funções adicionais que facilitam a vida do usuário. Não se esqueça da amplitude do conjunto básico de entrega e da “promoção” da marca. Poucos termovisores custam cerca de 30.000 rublos, esses são modelos de orçamento, por exemplo, o Fluke VT04 e o modelo VT02, bem como o DeWalt DCT416S1. Um pouco mais alto do que o preço mínimo para o dispositivo FLIR i3 – cerca de 43.000. Os termovisores que custam cerca de 100.000 rublos (Testo 875-1 ou Fluke TiS) podem ser considerados medianos. Existem modelos para 250.000 (Testo 875-2) e 430.000 rublos (FLIR T335). Para referência, um FLIR P640 puramente profissional custa mais de 1,5 milhões.

O custo estimado de uma auditoria energética (pesquisa + relatório) de uma casa privada por organizações especializadas é de 50 rublos por metro quadrado do edifício. Como regra, eles levam pelo menos 10.000 para um prédio de um andar. Um termovisor pode ser alugado, um dia de uso de um dispositivo médio custará cerca de 2-3 mil rublos, é claro, você precisa deixar cerca de 20-40 mil como depósito. Você pode economizar um pouco se alugar um modelo mais simples e demorado, por exemplo, fazendo parceria com alguém.