curso termografia

(1)

Termografia

Infravermelho

João Pereira, João Pereira, Paulo Carvalho Paulo Carvalho Helder Santos Helder Santos

(2)

Termografía infravermelho

Sumário

  I I I I

ntrodução



Conceitos básicos

 

Classificação

 

Aplicações

 

Condicionantes

 

Vantagens

(3)

Termografía infravermelho



 TodosTodos osos corpos,corpos, pelo pelo factofacto dede estaremestarem aa umauma temperaturatemperatura

superior

superior aoao zerozero absolutoabsoluto emitememitem radiaçãoradiação térmicatérmica..



 OsOs sistemassistemas dede termografiatermografia infravermelhainfravermelha captamcaptam essaessa

radiação

radiação ee convertemconvertem- -nana numanuma imagemimagem queque representarepresenta aa distribuição

distribuição dada temperaturatemperatura superficial superficial dodo objectoobjecto observadoobservado..

Termografia infravermelho. Definição:

(4)

Termografía infravermelho

o

o TransmissãoTransmissão dede energiaenergia nana formaforma dede ondaonda electromagnética,electromagnética, caracterizada

caracterizada por por umum comprimentocomprimento dede ondaonda [ [ l l ] ];;

o

o _Espectro_{Espectro electromagnético}_{electromagnético dividido}_{dividido em}_{em bandas,}_{bandas, delimitadas}_{delimitadas em}_em função

função dodo comprimentocomprimento dede onda,onda, traduzindotraduzindo asas característicascaracterísticas físicas

físicas dasdas fontesfontes emissorasemissoras

Radiação Térmica

Radiação Térmica -

- Conceitos Gerais

Conceitos Gerais

R

Raaiioos s XX UU. . VV.. VViissíívveell II..VV.. MMiiccrroooonnddaas s OOnnddaas s dde e rrááddiioo 1

1,,EE--0066 1,,E1E--0044 11,,EE--0022 11 110000 11,,EE++0044 11,,EE++0066 P,, Qmm

0 0 .75 mm 0 0 .75 mm 0 0 .4 mm 0 0 .4 mm Radiação Térmica Radiação Térmica 100 00 mm 100 00 mm

(5)

Termografía infravermelho

Leis da Radiação

Relação

Relação dada distribuiçãodistribuição espectral espectral dada radiaçãoradiação térmicatérmica comcom aa temperaturatemperatura

Corpo Corpo NegroNegro

Lei de Planck, Lei de Wien

(6)

Termografía infravermelho

Leis da radiação

Lei de Stefan

Lei de Stefan-

-Boltzmann :

Boltzmann :

W =

WI WI WI WI

_T

₄

W : radiação total

emitida

[ W / m[ W / m2 2 _]_]

W 

: constante de Boltzman

: constante de Boltzman [

5.8 x 10 0 -8 W m-2 K -4

]

I 

: emissividade

T : temperatura

T : temperatura [

K

]

A emissividade representa a capacidade de emissão

dos corpos reais

( 0 0 _<II _{< 1)}

(7)

Termografía infravermelho

Radiação dos corpos reais

E

o : energia emitida

E

r : energia reflectida

E

t : energia transmitida

I

: emissividade

V

: coef. de reflexão

X

: coef. transmissibilidade

Condição de equilíbrio: Eo + Er + Et = Ei I I I I

+

_V

+

_X



= 1

(8)

Termografía infravermelho

Emissividade e Reflexão

o

o Corpo negro:Corpo negro: II= 1 = 1 ;; _V_V==_X= 0= 0

o

o Espelho perfeito:Espelho perfeito: VV= 1 = 1 ;; II==_X= 0= 0

o o Corpo transparente: Corpo transparente: X _{= 1}_{= 1 ;;} I I = = V V_{= 0}_{= 0}

Valores típicos de emissividade : Valores típicos de emissividade :

Alumínio em bruto Alumínio em bruto II= 0.68= 0.68 Alumínio oxidado Alumínio oxidado II= 0.85= 0.85 Alumínio polido Alumínio polido II= 0.1= 0.1 Cimento Cimento II= 0.95= 0.95 Plástico branco Plástico branco II= 0.84= 0.84 Plástico negro Plástico negro II= 0.95= 0.95

(9)

Termografía infravermelho

Classificação dos sistemas de termografía

infravermelho



 PontuaisPontuais - - PirómetrosPirómetrosI I I I R R



 _{Medida de temperatura num ponto}_{Medida de temperatura num ponto} 

 _{Equipamentos f ixos e por táteis}_{Equipamentos f ixos e por táteis}



 LinearesLineares - - Scanners de linhaScanners de linha



 ObOb_{tenção de per f is de temperatura}_{tenção de per f is de temperatura}



 ComCombbinados com deslocamento, permitem oinados com deslocamento, permitem obbter mapas térmicoster mapas térmicos



 SuperficiaisSuperficiais - - Câmaras termográficasCâmaras termográficas



 SSSSistemas de formação de imagens térmicasistemas de formação de imagens térmicas 

(10)

Termografía infravermelho

y

Localização de fugas caloríficas

y

Estudo de perdas energéticas através de paredes

y

Detecção de problemas de isolamento

y

Localização de humidades internas

Aplicações.

(11)

Termografía infravermelho

Aplicações.

I I I I

_{ndústria Automóvel}

y

Análise das características térmicas de motores

y

Estudo do aquecimento dos travões

y

Controlo dos sistemas de descongelação

y

Análise de aquecimento dos faróis

y

(12)

Termografía infravermelho

Aplicações.

(13)

Termografía infravermelho

Aplicações.

Fornos e Refractários

y

Estudo da espessura das paredes do refractário

y

Controlo de temperatura em fornos

y

Localização de fugas de calor

y

(14)

Termografía infravermelho

Aplicações.

Electrónica

139 139,0°C 224,33°C 1 140 16 160 18 180 200 220 y

y

Distribuição de temperatura em circuitos impressos

y

yI I

nspecção e controlo de qualidade de placas

y

Análise térmica de placas de circuito impresso

y

Detecção e localização de curto-circuitos

y

Controlo de especificações na recepção de

(15)

Termografía infravermelho

Aplicações.

I I I I

_{ndústria de Processo}

y

Controlo de qualidade dos produtos

y

Monitorização térmica do processo

y

Medida de temperatura dos produtos em cada fase

y

(16)

Termografía infravermelho

32, °C 37,1°C 32 33 34 35 36 37

Aplicações.

Medicina

y

Determinação de problemas circulatórios

y

Localização de infecções ocultas

y

Análise de danos musculares

y

Estudo de problemas de locomoção

y

(17)

Termografía infravermelho

Aplicações.

Aeronáutica

y

Estudos de estructuras tipo sandwich ou ninho de

abelha

y

Análise do comportamento térmico de pás

y

Caracterização térmica de reactores

Localização de infiltrações de água

(18)

Termografía infravermelho

Aplicações.

Vigilância e Segurança

y y

Visão nocturna

y y

Vigilância aérea

y y

Combate a incêndios

y

Controlo de tráfego marítimo

y

(19)

Termografía infravermelho

Aplicações.

Dispositivos Mecânicos

y

Análise de aquecimento em chumaceiras

y

Detecção de aquecimento por fricção

y

Estudo de aquecimento de escovas

y

(20)

Termografía infravermelho

Aplicações.

I I I I

_{nstalações Eléctricas}

y

Localização de sobre-aquecimentos nos contactos e

conexões dos interruptores.

y

_{Detecção de aquecimentos nos bornes de}

transformadores

y

Estudo

dos

radiadores

de

refrigeração

dos

transformadores para localização de obstruções

y

(21)

Termografía infravermelho

Condicionantes (externos ao sistema)



 Absorção atmosférica Absorção atmosférica



RRedução da radiação que edução da radiação que

chega à chega à lente ao atravessar a lente ao atravessar a atmosf era atmosf era   Emissividade daEmissividade da superficie superficie 

 Capacidade do corpo para Capacidade do corpo para

radiar energia na b_anda radiar energia na b_anda inf ravermelho

inf ravermelho



 Temperatura ambienteTemperatura ambiente



 _P_P_{r opor ção da radiação vinda do}_{r opor ção da radiação vinda do}

exterior que é reflectida na exterior que é reflectida na super f icie

(22)

Termografía infravermelho

Vantagens da medida por

I

_V

Vantagens da medida por

I

_V



 PodePode- -se medir com facilidade a temperatura de objectos móveis ese medir com facilidade a temperatura de objectos móveis e

de difícil acesso de difícil acesso



 Ao ser uma técnica sem contacto não interfere com o Ao ser uma técnica sem contacto não interfere com o

funcionamento e comportamento próprio do elemento a medir funcionamento e comportamento próprio do elemento a medir



 Facilidade e rapidez na medida de grandes superficiesFacilidade e rapidez na medida de grandes superficies 

 Medida de temperatura de vários objectos ao mesmo tempoMedida de temperatura de vários objectos ao mesmo tempo 

 Tempo rápido de resposta. Permite seguir fenómenos transitóriosTempo rápido de resposta. Permite seguir fenómenos transitórios