Accedi al sito
Serve aiuto?

TERMOGRAFIA

        
 
PERIZIE TERMOGRAFICHE – Report UNI EN ISO 9712
CERTIFICAZIONE  E  ANALISI ENERGETICA EDIFICI
PROGETTAZIONE ECO-SOSTENIBILE

 
Può apparire strano pensare che anche un cubetto di ghiaccio emette energia “termica”, ma non solo, anche un qualsiasi surgelato che teniamo nel congelatore, e così via, praticamente tutti gli oggetti, come emettono energia che “vediamo”, emettono anche energia che non possiamo “vedere”.

Questo è il punto, qualsiasi oggetto emette energia in forma di onde elettromagnetiche, alcune di queste ricadono in una banda di lunghezze d’onda “visibili”, altre, la maggior parte, sono decisamente fuori dalla portata dei nostri sensi, o meglio in alcuni casi li percepiamo, ad esempio possiamo “sentire” il calore emesso da un oggetto, anche se non lo vediamo. 

Questa scoperta risale al 1800, quando il fisico William Herschel  pose un termometro a mercurio nello spettro prodotto da un prisma di vetro, per misurare il calore delle differenti bande di luce colorate, verificando che la temperatura aumentava verso il rosso, dove non c'era più luce visibile. Fu il primo esperimento che mostrò come il calore poteva trasmettersi grazie ad una forma invisibile di luce.

Ma a cosa può interessare tutto questo nella vita di tutti i giorni? Facciamo un semplice esempio, se ci capita di non stare troppo bene, il nostro corpo manda dei segnali, aumenta la temperatura,  abbiamo la febbre, ci troviamo in una situazione anomala, ecco allo stesso modo tutti gli oggetti  emettono radiazioni nel campo dell’infrarosso in funzione della loro temperatura, la tecnologia di cui oggi possiamo disporre ci permette di misurare con l’impiego di una “termocamera” questa temperatura, con grandissima precisione, e quindi possiamo scoprire difetti ed anomalie di vario genere negli oggetti e nelle apparecchiature che utilizziamo quotidianamente sia nelle nostre abitazioni sia in ambito produttivo nelle nostre attività.

Possiamo in sostanza fare una “radiografia termica” e vedere la tessitura muraria di un edificio, scoprire la presenza di cavità, nicchie, aperture preesistenti e successivamente murate, individuare gli elementi strutturali, e quindi ad esempio acquisire un livello di conoscenza della nostra casa utile per un progetto strutturale con relativa  analisi sismica sia in caso di ristrutturazione sia in caso di interventi locali di consolidamento  o di ampliamento.

Con la stessa tecnica possiamo  scoprire la presenza di infiltrazioni di acqua, di umidità nei muri, di difetti nell’isolamento termico, distacchi di intonaci e/o di rivestimenti, perdite di calore attraverso le pareti,  possiamo verificare la tenuta dei serramenti, la presenza di “ponti termici” ovvero zone dove si verificano le maggiori dispersioni di calore dall’interno dell’abitazione verso l’esterno, questo durante il periodo di riscaldamento, viceversa ed ugualmente, quando “spendiamo” per raffreddare l’ambiente interno.  Possiamo quindi intervenire sul nostro edificio in modo mirato per ridurre gli sprechi di energia, e di conseguenza ridurre la spesa di combustibile impiegato, con un beneficio economico diretto a  nostro vantaggio ed un beneficio ambientale generale legato alla riduzione di emissioni di CO2 in atmosfera in conseguenza della minore quantità di combustibile impiegato.

Ma non solo, anche a livello impiantistico, quante volte ci capita di non sapere dove passano condutture e  tubazioni?  Quasi sempre, ecco che con una ripresa “termografica” possiamo realizzare una precisa mappatura degli impianti, individuare le tubazioni dell’impianto di riscaldamento, quelle dell’impianto idrico e di scarico, e naturalmente, nel caso, individuare con precisione la presenza di rotture o anomalie in modo da intervenire direttamente sul problema senza “rompere” a caso nella ricerca del guasto.

E per i consumi elettrici? Capita, soprattutto con impianti più vecchi, di scoprire in bolletta consumi che sembrano ingiustificati, e probabilmente lo sono, può trattarsi di un difetto di un componente, oppure di contatti allentati nei morsetti di una presa a muro, di sezioni dei cavi insufficienti, di una nostra “ciabatta” sovraccaricata, in sostanza sono molti i motivi e tutti difficilmente riscontrabili “a vista” che possono causare una perdita di energia per surriscaldamento di qualche componente dell’impianto elettrico, e tutta questa energia persa, che paghiamo in bolletta, non ci rende nulla in termini di utilizzo dell’impianto, con un’indagine termografica possiamo facilmente individuare le anomalie ed intervenire in modo mirato sul singolo componente eliminando le cause di inutili sprechi.

Tutto questo fino ad ora detto, impiegabile in ambito cosiddetto “civile”, nelle nostre case, nel nostro ufficio, ecc.  è altrettanto utilmente applicabile nell’industria, sia a livello di edifici sia di apparecchiature, componenti ed impianti di processo, inoltre, trattandosi di un’indagine senza contatto diretto con l’oggetto, tutte le operazioni possono essere svolte senza alcuna sospensione dell’attività.

Nel campo della manutenzione preventiva è  possibile, ad esempio, individuare facilmente: morsettiere e connessioni difettose di tutti i tipi; spazzole di motori difettose, falsi contatti nei portafusibili, negli interruttori , su giunti tra barre, in relè e contattori; sezionatori di linee difettosi; sbilanciamento di carico tra le fasi in sistemi trifase; surriscaldamenti di linea dovuti a sovraccarichi o alla presenza di armoniche; surriscaldamento in motori o in generatori elettrici; guasti in trasformatori, sistemi di rifasamento a condensatori e in circuiti di raddrizzamento o di commutazione a semiconduttori.

Più in generale quindi con la termografia è possibile analizzare e verificare anomalie e difetti in  diversi sistemi di impianti e di processi industriali  e di meccanica generale, senza interrompere il processo produttivo ed in modo da anticipare interventi manutentivi mirati ad evitare impreviste sospensioni di attività.

L’indagine termografica mediante termocamere, o sistemi a scansione, a raggi infrarossi oggi non è
solo lo strumento di lavoro più versatile per chi si occupa di manutenzione preventiva e predittiva,
ma, almeno nella generalità dei casi è anche quella che permette di ottenere il miglior rapporto tra
costo e prestazione, certo non è difficile incorrere in errori,  “falsi positivi” e/o “falsi negativi”, occorre che questo tipo di prove sia effettuato da operatori qualificati e certificati come del resto stabilisce la normativa vigente.

La Norma Europea  UNI EN ISO 9712 (giugno 2012) sostitutiva della UNI EN 473 (novembre 2001) stabilisce un preciso e vincolante sistema di qualificazione per chi è abilitato ad effettuare queste indagini con una specifica certificazione del tecnico incaricato di effettuare prove termografiche, possiamo così avere risultati certi ed affidabili, certificati dallo stesso tecnico.

                                                  

ISPETTORE TERMOGRAFICO ABILITATO di I e II livello – UNI EN ISO 9712
La certificazione di livello 2 è necessaria per conferire un valore legale all’indagine termografica.
La norma UNI EN 13187 stabilisce che l’indagine termografica debba essere effettuata ed interpretata da personale in possesso di idonea formazione.
La norma UNI EN ISO 9712, riconosciuta in Italia ed Europa, prevede la certificazione di livello 2 per l'esecuzione di ispezioni termografiche qualificate.


   


AGM - TERMOGRAFIA

L’occhio umano viene colpito dalle lunghezze d’onda nella banda del visibile e poi  li trasforma (interpreta) in colori distinti.

 
Lunghezza d’onda (l) :
 

 
distanza percorsa dall’onda in un periodo.
Perciò, se v è la velocità di propagazione (es., nel visibile, velocità luce),

 
l = v / F 
[m/s : 1/s = m/s x s = m]
si misura in [m] e multipli e sottomutipli
Frequenza ( F ): numero di vibrazioni complete che avvengono in un secondo.
E’ l’inverso del periodo: F = 1/T.Si misura in hertz ( Hz ).
 l = v / F = v x T        
Periodo ( T ):
intervallo di tempo necessario per compiere una vibrazione completa.
Si misura in secondi ( s ).
 
[D:] Dove è posto l’infrarosso rispetto alla banda del visibile: R x esame DESTRA
 
R1 – se classifichiamo in base a lunghezze d’onda crescenti: A DESTRA;
R2 – se classifichiamo in base alla Frequenza crescente: A SINISTRA
 > l decrescente
l  decrescente F crescente
 
F decrescente l   crescente
                                                                                                                                                                                 
 
L’occhio umano  tipicamente percepisce prevalentemente l’onda ovvero la radiazione riflessa dagli oggetti.
[D:] cosa fa un oggetto  colpito da una radiazione incidente: R in parte assorbe e in parte riflette
 

           
Il principio di conservazione dell’energia ci permette di concludere che l’energia della radiazione incidente è pari alla somma della energia della radiazione riflessa, assorbita e trasmessa:
 r+t+a=1
 
L’occhio umano  percepisce radiazioni con lunghezza d’onda compresa tra
0,4  < l  < 0,7 mm ovvero 400 <  l < 700 nm
 
Frederick William HERSCHEL
(15 Novembre 1738 – 25 Agosto 1822)
Nel 1800 il fisico William Herschel  pose un termometro a mercurio nello spettro prodotto da un prisma di vetro, per misurare il calore delle differenti bande di luce colorate, verificando che la temperatura aumentava verso il rosso, scoprì che il termometro continuava a salire anche dopo essersi mosso oltre il bordo rosso dello spettro, dove non c'era più luce visibile. Fu il primo esperimento che mostrò come il calore poteva trasmettersi grazie ad una forma invisibile di luce.

Definì queste radiazioni infrarosso
 
[D] Perché infrarosso che vuol dire sotto: (R) perché classificava le onde elettromagnetiche in base alla Frequenza crescente
Legge di PLANCK, descrive l’emissione del corpo nero:
Planck ha osservato un oggetto a temperatura T costante e  empiricamente ha notato quanta energia termica veniva emessa dall’oggetto  a ciascuna  lunghezza d’onda. Quindi ha posto in un grafico la lunghezza d’onda  l e l'energia termica emessa [E], osservando che:
 
l  = a / T (inversamente proporzionale alla temperatura)
 
viceversa L’energia E emessa da un oggetto e la temperatura T dello stesso sono direttamente proporzionali, ovvero lo stesso oggetto a maggiore temperatura emette maggiore energia.

In realta le curve di Planck sono state disegnate per un ideale corpo nero, ovvero con  e = 1.
 

Per  T1 > T2    si ha    l max 1 < lmax 2
 
Quindi cosa succede raffredddando l’oggetto:  diminuisce l’energia emessa, la curva si abbassa ma aumenta la lunghezza d’onda significativa del picco di emissione  l max.
La temperatura e la lunghezza d’onda del max picco di emissione di energia sono quindi inversamente proporzionali:
lmax = a / T
 
Cosa succede ad un oggetto, non scaldandolo o raffreddamdolo, ma andandolo a vedere alle diverse temperature:
 
Legge di Wien, le curve sono quelle di Planck, Wien ha notato che c’era una relazione costante tra lmax e T tramite una costante  a = circa a 3 x 10-3 [m x K°] =  circa 3000 [mm]
 
Questa legge stabilisce quindi una corrispondenza semplice tra la temperatura del corpo nero  e la lunghezza d’onda in corrispondenza al massimo di emissione.

 
 
 
 
 
 
Tale lunghezza d’onda diminuisce all’aumentare della Temperatura.
 
 
ESERCIZIO: qual’è il picco max di emissione del corpo umano:
lmax = circa 3000 / 273 + 37 = circa 9-10  mm
Planck's Law
The amount of blackbody radiative flux emitted by a blackbody for a given wavelength is given by Planck's Law:

where T is the objects temperature (in degrees Kelvin) and l is the wavelength in microns, and the units are (W/m2) per micron. The wavelength of th epeak eission is

 
SHORTWAVE – LONGWAVE
 
 

L’atmosfera è pressoche trasparente alla radiazione nel visibile , ma non nell’infrarosso:
Le onde elettromagnetiche che attraversano l’atmosfera vengono comunque filtrate, da cosa dipende questo filtro atmosferico: l’attenuazione dovuta all’atmosfera dipende da:
  • Temperatura dell’aria;
  • Umidità relativa;
  • Distanza;
 
Trasmittanza dell’atmosfera
 

Trasmittanza dell'atmosfera valutata alla distanza di un miglio marino e componenti dell'aria maggiori responsabili dell'assorbimento e/o attenuazione della radiazione nei punti indicati.
RANGE SPETTRALI: SHORTWAVE -  MIDDLEWAVE – LONGWAVE
 
Quando gli occhi vedono il 60% ovvero con una attenuazione della radiazione di circa il 40%, nel range del MIDDLEWAVE vedo niente, ovvero vedo l’atmosfera che però è totalmente opaca alle radiazione in questo campo dell’infrarosso.
Invece nel range del LONGWAVE, globalmente vede più dell’occhio umano, oltre il 70% e fino anche all’80%, e questo soprattutto i LONGWAVE fino a lunghezze d’onda di 12 mm. Anche in questo campo infatti tra i 12 e 14 mm la trasparenza dell’atmosfera comincia a decadere molto.
Il range dello SHORTWAVE, tra 2 e 5 mm, non vede globalmente molto bene, molto meglio invece se si tratta di uno  3 ai 5-4 mm,  meglio,  molto meglio. Ad esempio anche una fiamma è molto trasparente all’infrarosso alla lunghezza di 3,9 mm.
Dove cade il picco max di radiazione del corpo umano abbiamo visto cade intorno ai 9-10 mm, quindi va bene una termocamera LONGWAVE, così pure per un’edificio, per una cella frigo, ecc. invece ad esempio per una fornace meglio uno SHORT, ovvero come ci ha fatto capire PLANK:
  • Per temperature basse la max emissione si ha a maggiori lunghezze d’onda, quindi usiamo una termocamera LONGWAVE;
  • Per altre temperature accade il viceversa, quindi meglio unaSHORT.
ESERCIZIO: qual’è il picco max di emissione di un  corpo alla temperatura di  6000 K°:
lmax = circa 3000 / 6000 = circa 0,5 mm
E’ nel range del VISIBILE, se scaldassimo ancora andremmo nell’ultravioletto, se raffreddiamo torniamo nell’infrarosso, quindi tra 5000 – 7000 K° siamo nel visibile, che strumento usiamo in questo intervallo di temperature?    [R] guardiamo il colore, dal colore dell'oggetto possiamo individuare la temperatura.
 
TEMPERATURA DI COLORE: ovvero se io scaldassi un oggetto ad una determinata temperatura questo emetterebbe una luce, nella banda del visibile, di un determinato colore
T = 6000 K° è circa la temperatura corrispondente alla luce del sole, molto bianca ma che noi  vediamo un poco più gialla causa l’attenuazione dell’atmosfera.
 
Come fa allora la termocamera Longwave a leggere fino a 2000 C° ovvero 2273 K° ?:  [R] la termocamera si aspetta sempre di leggere la massima emissione, allora via software, cambiando il range di temperatura, si interpone un parzializzatore di energia e quindi la termocamera simula la lettura di temperature più basse.
Il filtro fa arrivare al sensore meno energia e quindi è come se tornasse sulla curva di Plank che gli va bene = temperature più basse.
La lettura delle alte temperature è quindi fittizia, naturalmente è tutto calibrato e quindi la lettura e comunque corretta:
Soprattutto i filtri a 2000 C°, che è il massimo delle letture nel campo infrarosso, fino a circa 350 C° è un filtro software, si sente un “clic” di tipo meccanico quando la termocamera interpone i filtro.

 
  Temperatura di colore
Lampada incandescente 3500 k
Tubo fluorescente 7000 k
Xeno 5500 k
Sole 6000 k
 
[E] INCANDESCENZA: Temperatura di un oggetto alla quale l’oggetto stesso comincia ad emettere una quantità significativa di energia nel campo del visibile.
 
 

 
Quanta energia emette tra 0,4 – 0,7 mm? poca quasi niente.
Ovvero, in generale l’energia emessa da un oggetto “freddo” nella banda del visibile è praticamente nulla; ma se lo scaldo, lo porto in un’altra curva di Plank dove trovo un’emissione significativa anche in questa banda, e allora questa è la Temperatura di incadescenza.
Ovviamente la temperatura di incadescenza, ovvero quando l’oggetto emette “luce”, è molto al di sotto della temperatura di massima emissione nel visibile che come abbiamo visto è 6000 K°, la luce del sole.
 
[E] a che temperatura avviene circa l’INCANDESCENZA? :
- 0°
- 250°
- 500° [R] giusta
- 1000°
 
Luce visibile   3.8 · 1014   7.9 · 1014 Hz ,  0.78 · 10-6   0.38 · 10-6 m
Il campo della luce visibile è molto stretto rispetto all’intero spettro delle radiazioni, seppure sia molto importante per gli organismi viventi, poiché l’occhio della maggior parte di essi è sensibile a queste radiazioni.
Il sole è la più importante sorgente di luce visibile; l’energia elettromagnetica ha origine dall’agitazione termica degli atomi che si trovano sulla superficie ad una temperatura di 6000K.
Lo spettro della radiazione solare è il seguente:
 

Figura 4; Spettro solare.
 Colori della luce visibile:

 
Colore f  ( 1014 Hz ) l ( 10-6 m )
Rosso 3.85 – 4.82 0.780 – 0.622
Arancione 4.82 – 5.03 0.622 – 0.597
Giallo 5.03 – 5.20 0.597 – 0.577
Verde 5.20 – 6.10 0.577 – 0.492
Azzurro 6.10 – 6.59 0.492 – 0.455
Violetto 6.59 – 7.89 0.455 – 0.380
 
Infrarosso     3 · 1011   3.8 · 1014 Hz ,  10-3   0.78 · 10-6 m

 
Legge di Wien: 
 
Lo spettro di un corpo nero assume una particolare forma ad ogni valore di temperatura, e per un certo valore di lunghezza d’onda detta  , presenta un massimo, detto  , come mostrato in figura 9.
 

Figura 9; Spettro di corpi neri a differente temperatura.
 
Se si considera lo stesso spettro ad una temperatura T2, tale che T2 sia inferiore a T1, cresce il valore della lunghezza d’onda, detto  , per cui si verifica la massima emissione di energia. Lo stesso discorso vale se consideriamo una temperatura T3 inferiore a T2.
La relazione che si ha fra la diminuzione di temperatura e l’aumento di lunghezza d’onda è rappresentato dalla legge di Wien ( o legge del regresso ):
 
costante                                                                       ( 11 )
 
cioè il prodotto fra la lunghezza d’onda e la temperatura si mantiene costante, ed il grafico di  in funzione di T è un’iperbole.

 
Legge di Planck
 
La legge precedente indica, in base alla temperatura, il valore di lunghezza d’onda per cui si ha un massimo di emissione, ma non determina quanto vale il massimo valore di potere emissivo integrale. Tale valore è calcolato tramite la legge di Planck:
 
                                                          ( 12 )
 
dove c1 e c2 sono due costanti, dette costanti di Plance, di valore:
 
 
 Tale legge fornisce la forma dello spettro di un corpo nero. Più la temperatura è alta, più il picco è alto e ben marcato e si trova in corrispondenza di lunghezze d’onda molto più piccole ( si veda la figura 9 ).

 
Legge di Stefan - Boltzmann
 
Tale legge definisce il quantitativo di energia complessiva emessa da un corpo nero.
 
                                                                      ( 10 )
 
 
dove  è la costante di Stefan - Boltzmann tipica del corpo nero, il cui valore è   e T è temperatura assoluta del corpo.
NOTA: il pedice 0 riferito alle grandezze fisiche indica che esse sono riferite ad un corpo nero.
 
 
 

 

   
Le curve di Planck erano fatte per emissività e = 1 – corpo nero.
e = 1 – corpo nero; e = 0 – corpo bianco.
 
[E] un corpo nero ha emissività uguale a ? :
- 0
- 0,5
- 1    [R] giusta
- 1,2
 
Da cosa dipende l’emissività ?
SUPERFICIE: Un corpo con superficie ruvida ha, proprio a causa del rugosità, una maggiore superficie radiante e quindi una maggiore emissività rispetto ad un materiale liscio: es. il legno ha emissivita maggiore del metallo; un metallo ossidato ha emissività maggiore dello stesso metallo levigato.
ANGOLO di OSSERVAZIONE: un corpo emette la massima quantità di energia in direzione perpendicolare alla sua superficie.
GEOMETRIA un oggetto convesso è perpendidolare al centro ma posti di fronte, da altri punti di ripresa ci fornisce una quantità minore di energia, un oggetto concavo ha viceversa una maggiore emissività.
 
 
La emissività di un corpo dipende da più fattori quali:
•tipo di materiale
•angolo di vista (quindi la forma)
•rugosità superficiale (lavorazione)
•temperatura
•lunghezza d’onda

 
È possibile correggere la legge di Boltzman adattandola al generico corpo:
e= fattore di emissività del corpo
 
e =1 per i corpi neri
0

e=0 per uno specchio all’infrarosso
 
Legge di Kirchoff
 
Il principio di conservazione dell’energia ci permette di concludere che l’energia della radiazione incidente è pari alla somma della energia della radiazione riflessa, assorbita e trasmessa:
                                                           r+t+a = 1
 
La legge di Kirchoff Il coefficiente di assorbimento a è uguale al fattore di emissione e.
Ne consegue che, per un corpo nero:     r+t+a = 1
                                                           r+t+e = 1
poiché e = 1;  r = 0;  t = 0.
 
 
Premesso che la maggior parte dei materiali che ci circondano non sono trasparenti alla radiazione IR,  per cui t=0, e la legge della conservazione dell’energia nel caso in cui t=0 si semplifica in:
                                                 e+r = 1
Scartiamo quindi tutti gli oggetti che si lasciano attraversare dalla radiazione IR e siamo ora in grado di analizzare la radiazione percepita dalla termocamera risalendo alle diverse componenti che la compongono nel caso si stia inquadrando un corpo costituito di materiale opaco.
                                                                                         Più un oggetto emette meno riflette
Ma La e dipende anche dalla lunghezza d’onda e dalla temperatura, come visto nelle curve di Planck, Temperatura e Lunghezza d’onda fanno si che l’emissività dell’oggetto posa cambiare.
 
Temperatura apparente: L’atmosfera ha una propria emissività e ed una propria temperatura T, la temperatura riflessa dall’atmosfera è la così detta temperatura apparente.
Temperatura apparente = Temperatura riflessa, quindi come misuro la Trif, mi metto nei panni dell’oggetto e guardo (con la termocamera) quello che vedrebbe l’oggetto, ovvero quello che riflette, ponendo la termocamera con  e = 1, e messa a fuoco a zero, ovvero vicino all’oggetto, e misuro la Trif.
 
L’atmosfera in realtà un po’ assorbe, attenua, solo idealmente ha una trasparenza o trasmittanza t = 1
L’atmosfera, come tutti gli oggetti sono caratterizzati da e+r+t= 1 se la t non è uguale a 1, l’atmosfera cosa è che ha? : [R] una e e una r, r ne ha molta poca, circa ZERO, quindi ha una e ed ha una temperatura Tatm, quindi anche l’atmosfera segue la legge di Stefan-Boltzan, ha una e ed una temperatura Tatm, quindi emette nei confronti della termocamera.
Quindi la termocamera riceve un terzo contributo Eatm che dipende da:
  • Distanza;
  • Umidità Relativa;
  • Tatm.
Quindi globalmente l’energia che la termocamera riceve da un oggetto è data da tre contributi:
Eemessa dall’oggetto + Disturbi [ERifl (che dipende da r e TRifl) + Eatm]
A noi interessa Eemessa, quindi dobbiamo andare a sottrarre i Disturbi, come li elimina l’operatore termografico:
Allora  ERifl  da cosa dipende:  da r e dalla TRifl;
          Eatm da cosa dipende: dalla Distanza, dall’ Umidità Relativa, e da Tatm.
Infatti la tramittanza t dell’atmosfera  è data da Distanza e Umidità Relativa.
La termocamera o il software chiedono quindi alcuni parametri, Distanza, Umidità Relativa e Tatm, sulla base dei quali determinano la t da applicare.
Questi tre parametri insieme consentono di determinare Eatm  da togliere;
Distanza e Umidità Relativa determinano invece soltanto la t da applicare.
Alcun termocamere non fanno questa valutazione, ma quando non la possiamo trascurare? Quando questi tre parametri sono elevati e soprattutto quando  è elevata la Tatm che si interpone rispetto all’oggetto.
 

 Parete Bianca, siamo nel visibile, (l tra 0,4 – 0,7 mm) – Riflette tutto, nel visibile,  infatti il sole emette la max energia nel visibile, per questo in paesi caldi interessa riflettere il calore nella banda del visibile, e non nell’infrarosso, dove l’energia emessa dal sole è decisamente minore.
La serra invece, la faccio di vetro, trasparente all’energia nel visibile, e quindi passa tutta la max energia del sole, e resta imprigionata, dentro gli oggetti si scaldano, aumentano di temperatura 40°-60°, ed emettono la max energia con una maggiore lunghezza d’onda, quindi finiscono nell’infrarosso, nel Longwave, dove, viceversa, il vetro è opaco.
Questo è un po’ l’handicap dei pannelli solari fotovoltaici che hanno maggiore efficienza con temperature basse delle celle.
 [E] l’emissivita di un oggetto  dipende dal colore ? [R] NO questo per l’esame, in realta sarebbe anche si, ma solo nel campo del visibile, e noi ci occupiamo di lunghezze d’onda nell’infrarosso.
[E] l’emissivita di un oggetto  dipende dal colore nel Longwave ? [R] NO
[E] l’emissivita di un oggetto  dipende dal colore nello spettro del visibile ? [R] SI, anzi possiamo dire esclusivamente, quasi esclusivamente dal colore.
[E] l’emissivita di un oggetto  dipende dal colore nel Shortwave ? [R] NI – un pochino, più mi avvicino allo spettro del visibile, più gli oggetti cominciano a comportarsi anche un po’ come li vedo nel visibile.
Il vetro è opaco all’IR nel Longwave, mentre nel Shortwave comincia a diventare un po’ trasparente.
Anche l’emissività, è totalmente indifferente al colore nel Longwave, mentre avvicinandomi allo Shortwave comincia a diventare influente anche il colore.
[E] l’emissivita e di una vernice chiara rispetto ad una vernice scura, nello  Shortwave, è più alta o più bassa ?    [R] PIU’ BASSA, viceversa avrà riflettanza r più alta. e+r = 1
[E] PIROMETRO, è quello che tutti chiamano il termometro laser, di solito sono settati con  e 0,95, in alcuni si può variare l’emissività, mentre la TRifl è sempre fissa.
NB. se ho un pirometro short e misuro la T di un oggetto, e poi fatti i miei calcoli determino l’emissività dell’oggetto, posso poi impostare quella emissività nella Termocamera Long: NO
L’emissività dipende dalla lunghezza d’onda,
 

e = fattore di emissività del corpo
CORPO NERO (ideale) e =1   [per tutte le lunghezze d’onda e a tutte le temperature];
CORPO BIANCO (ideale) e =0   [per tutte le lunghezze d’onda e a tutte le temperature]  
CORPO GRIGIO (ideale)  0<e<1  [per tutte le lunghezze d’onda e a tutte le temperature]  
CORPO REALE  0<e<1    [ma variabile al variare delle lunghezze d’onda e delle temperature]  
e=0 per un corpo “bianco”, nel visibile; riflette tutto per l tra 0,4-0,7, ma in altre lunghezze d’onda non riflette tutto, quindi è un corpo grigio (reale) anche se lo vediamo bianco,  uno specchio all’infrarosso con e molto  diversa da zero.
 
NB: L’emissività  e  varia al variare della temperatura per variazioni significative della Temperatura, centinaia di °C, se un corpo (reale) ha una escursione termica di 10-20-30-40 °C la variazione dell’emissività non è significativa: e rimane costante.
Quindi se andiamo su un edificio, grosse variazioni di Temperatura non li abbiamo, a meno che no sia in fiamme, cambierà la lunghezza d’onda ? andremo con una Longwave, 8 – 14 mm, non ci aspettiamo maggiori variazioni della lunghezza d’onda, lo trattiamo come un corpo grigio (ideale), ovvero una volta che ho stabilito l’emissività degli oggetti a tavolino, uso quei parametri, senza ulteriori aggiustamenti.
Quindi se andiamo a vedere una produzione di acciaio, vediamo l’acciaio a Temperatura ambiente, poi quando prossimo alla fusione e poi vediamo magari anche la colata, ci aspettiamo grosse variazioni di Temperatura, possiamo trattarlo come corpo grigio (ideale) ? NO, perché cambierà la lunghezza d’onda ? NO, cosa varia ? la TEMPERATURA, quindi lo devo trattare come CORPO REALE,  varierà l’emissività al variare delle lunghezze d’onda e della temperatura.
Quindi ho abbiamo in mano tabelle di emissività serie, che mi dicono l’emissività di ciascun oggetto, ovvero, in base al materiale, al tipo di superficie ed anche in base alla Temperatura e alla Lunghezza d’onda, quest’ultima meno importante solitamente si opera con termocamere LONGWAVE, oppure dobbiamo calcolarci l’emissività ogni volta, l’acciaio del ferro da stiro non ha la stessa emissività della colata di acciaio, certo se si va a trattare alte temperature meglio andare con termocamere SHORT che operano a quelle lunghezze d’onda sui picchi max di energia emessa.
CAMPO DI VISTA – FIELD OF VIEW (FOV) – [gradi angolari]
 
E’ l’apertura angolare della lente ORIZZONTALE e VERTICALE espressa in [gradi angolari]; FOVH (orizzontale) e FOVV (verticale) possono essere diversi, dipende dal sensore, se è quadrato saranno uguali (es. 80 x80 pixel), generalmente sono diversi, prevalentemente le termocamere hanno sensori rettangolari (es. 160 x 120 pixel).
[E]   Se la termocamera ha un sensore di 320 x 240 pixel FOVH 20° quanto sarà FOVV ?
        320 : 20 = 240 : X°           X° = 240 x 20 /320 = 15°            FOVV = 15°
[E]   Se cambiamo lente, cambia il FOV della termocamera ? ovviamente SI
Il FOV fa si che man mano che mi allontano dall’oggetto la termocamera misura una superficie sempre più grande, teorema di pitagora, ma sempre meno definita, ovvero sempre più grande sarà il singolo pixel (minimo oggetto) misurabile.
IFOV  - ISTANTANEO FIELD OF VIEW - [rad] o [millirad] definito anche “RISOLUZIONE SPAZIALE DELL’IMMAGINE,  è l’apertura angolare del singolo pixel.
 Perché trasformiamo l’IFOV in radianti e non lo lasciamo in gradi ? perché se io ho un’apertura angolare del singolo pixel di un millirad come si ottiene :
prendo il FOVH e lo divido per il numero di pixel e vengono tanti spicchietti piccolini, questo spicchietto lo trasformo in radianti e 1 mrad di angolo a 1 metro di distanza fa si che il singolo pixel sia 1mm (1mm x 1mm), e questo mi fornisce la dimensione dell’oggetto più piccolo che posso misurare ad una determinata distanza.
DEFINIZIONE DI STERADIANTE:
Un angolo espresso in radianti è dato dal rapporto fra l’arco ed il raggio, come mostrato in figura 13.1.
 
                                                             ( 19 )
 
Per definizione un radiante è l’angolo che ha un arco pari al raggio.
 

Figura 13; Angolo piano e solido.
 
 
 
 
Con una risoluzione spaziale della lente di 3,5 mrad e una distanza di misura di 1 m, il più piccolo oggetto identificabile (IFOVgeo) ha una  lunghezza del lato di 3,5 mm e viene mostrato sul display come un pixel. Per ottenere una misura precisa, l’oggetto di misura deve essere da 2 a 3 volte più grande del più piccolo oggetto identificabile (IFOVgeo).
La seguente regola pratica si applica pertanto al più piccolo oggetto misurabile
 IFOVmeas  = circa 3 x IFOVgeo

 
Perché se l’oggetto è più piccolo del minimo pixel misurabile la termocamera mi riferisce un valore di temperatura mediato tra la temperatura dell’oggetto e quello che ci sta intorno entro la minima area misurabile, con possibili errori anche rilevanti nell’individuare il punto caldo.
 n in questi casi per una adeguata risoluzione spaziale, bisogna usare un teleobiettivo, oppure avvicinarsi   sufficientemente all’oggetto, oppure sapere che nell’intorno dell’oggetto di misura le temperature sono simili tra di loro.                    Nota Bene:  il singolo pixel è quadrato
 
[E]   Siamo a 10 metri di distanza, la termocamera ha un sensore di 640 x 480 pixel,  FOVH 20° e  FOVv 15°,
        quanto sarà a questa distanza la più piccola superficie misurabile:
IFOV = angolo =  20/640 spicchi - oppure 15/480 spicchi  =  angolo =  0,031 (angolo sessadecimale)
Trasformo l’angolo in radianti con una semplice proporzione:  angolo : 360°  =  X : 2π
X = angolo x 2π / 360 = 0,031 x 2π / 360 = 0,00054 rad = 0,54 millirad
Per cui a 10 metri di distanza il più piccolo oggetto misurabile  sarà di 5,4 x 5,4 millimetri
 
FLIR C2
Campo visivo 41° × 31° - Risoluzione spaziale (IFOV) 11 mrad - Dimensioni del sensore IR 80 × 60
IFOV = angolo =  41/80 - oppure 31/60  =  angolo =  0,51 (angolo sessadecimale)
X = angolo x 2π / 360 = 0,51 x 2π / 360 = 0,0089 rad = 8,9 millirad = circa 9
Per cui a 10 metri di distanza il più piccolo oggetto misurabile  sarà di 90 x 90 millimetri (9x9 cm.)
 
Per cui a 5 metri di distanza il più piccolo oggetto misurabile  sarà di 45 x 45 millimetri (4,5x4,5cm.)
 
Per cui a 1 metro di distanza il più piccolo oggetto misurabile  sarà di 9 x 9 millimetri (1x1 cm.)
FLIR C2 - NOTA agm
 
 
[E]   Siamo a 10 metri di distanza, la termocamera ha un sensore di 120 x 120 pixel,  FOVH 20° e  FOVv 20°,
        quanto sarà a questa distanza la più piccola superficie misurabile:
IFOV = angolo =  20/120 =  angolo =  0,167 (angolo sessadecimale)
Trasformo l’angolo in radianti con una semplice proporzione:  angolo : 360°  =  X : 2π
X = angolo x 2π / 360 = 0,167 x 2π / 360 = 0,0029 rad = 2,9 millirad
Per cui a 10 metri di distanza il più piccolo oggetto misurabile  sarà di 29 x 29 millimetri
 
Quindi se dobbiamo misurare un oggetto piccolo, ad esempio un isolatore di alta tensione, dove non mi posso avvicinare (rischio arco elettrico, soprattutto in giornate umide),   devo operare con una termocamera con un sensore di maggiore definizione.
Temperatura: MISURA a contatto – ovvero portarsi con lo strumento alla stessa temperatura dell’oggetto e leggere la temperatura direttamente: termometro, termocoppia, ecc.
Temperatura: MISURA a radiazione – ovvero senza alcun contatto tra lo strumento e l’oggetto della misura: termocamera, radiometro, pirometro, rilevatore di profili termici (ovvero una termocamera che ha una striscia di sensori ovvero una riga ed n colonne di pixel) quindi è uno scanner lineare, si applica ad esempio se si deve rilevare un rullo che ruota, non serve una termocamera, va più che bene uno scanner lineare.
Tutti strumenti che ricevono l’energia termica dagli oggetti, emessa, riflessa ecc e poi, con le opportune correzioni,  la trasformano in temperatura tramite la legge di Stefan-Boltzan. Molto diverso dalla misura con un termometro, sono due filosofie completamente diverse.
[E]   quale di questi strumenti non appartiene alla stessa famiglia ?
- termometro; [R] giusta
- pirometro;
- un rilevatore di profili termici;
- videoradiometro
Infatti tutti gli altri misurano la temperatura non direttamente ma desumendola dall’energia termica ricevuta dagli oggetti.
 
NB - Nel PIROMETRO l’IFOV ed il FOV sono la stessa cosa, poiché leggo un solo punto, e allora nella pirometria viene definito il RAPPORTO DI SPOT (sostanzialmente paragonabile al FOV, però viene definito rapporto di spot (misura un punto):
es. 8 : 1 , che significa che a 8 metri di distanza riceve energia termica da cerchio di diametro 1 metro.
Quindi con  8 : 1 a 8 cm sarà un cerchio di 1 cm.;  a 80 metri   10 metri, ecc.
Propagazione calore:
IRRAGIAMENTO:  E = s e T4 x A – Legge di Stefan-Boltzan
CONDUZIONE:      E = l/L (T1 – T2) x A –    Legge di  Fourier
CONVEZIONE:   E = a (T1 – T2) x A –  a coefficiente molto complesso determinato in via  sperimentale – coefficienti liminari
 
l [W/mK] non è la lunghezza d’onda, è la conduttività;
L è lo spessore del materiale – il pacchetto l/ L è la trasmittanza U [W/m2K]
Il reciproco pacchetto  L/l è la Resistenza R = 1/U
All’interno dei solidi ho CONDUZIONE; all’interno dei fluidi ho la CONVEZIONE, cosa succede nello scambio tra solido e fluido, si forma uno strato detto LIMINARE di fluido non in movimento che scambia per CONDUZIONE con il solido;
[E]   cosa è lo strato liminare ?  [R] un piccolo strato di fluido aderente ad un solido che contribuisce per conduzione allo scambio di calore
NORMATIVA - UNI 9252,  sostituita da UNI 13187, che dice le stesse cose in maniera più confusa ed in più ha tolto una cosa importante: la tabella delle emissività.
 

SOSTITUITA DA:

Una volta fatta la termografia ad un edificio, supponiamo che individuiamo delle irregolarità termiche, non possiamo però dire se queste rispettano o meno la normativa, il costruttore può semplicemente sostenere che anche dove si rileva un decadimento termico, è comunque stata rispettata la TRASMITTANZA della parete come dichiarata nella Legge 10.
Allora, fatta la termografia, rilevate le irregolarità, andiamo ad operare su queste con un TERMOFLUSSIMETRO, che risolve la legge di Fourier dove l’incognita e la Trasmittanza l/T per verificare le irregolarità.


                                                                                                                                                                            
DOMANDE ESAME
[E] un corpo nero ha emissività uguale a ? :
- 0
- 0,5
- 1    [R] giusta
- 1,2
 
[E] L’attenuazione della radiazione IR che attraversa l’atmosfera dipende da ? :
- emissività oggetto
- densità oggetto
- Dist., Temp., UR%   [R] giusta
- dall’ora del giorno
(questultima poteva anche essere giusta, dall’ora dipende T e UR, ma manca la distanza, quindi [R] sbagliata)
 
[E] cosa fa un’isoterma ? :
- visualizza un intervallo di temperature apparenti  [R] giusta
- visualizza le temperature uguali in verde
- semplifica la sintonizzazione termica
- visualizza i punti a più alta emissività in verde
 
[E] Il trasferimento di calore tra corpi a diversa temperatura viene causato per il fenomeno denominato ? :
- conduzione  [non solo- quindi sbagliata] – NB la domanda non dice che i corpi sono a contatto
- convezione  [non solo- quindi sbagliata]
- radiazione    [non solo- quindi sbagliata]
- bilanciamento termico  [R] giusta
 
[E] Come si propaga il calore ? :
- conduzione 
- trasmissione 
- irraggiamento   
- tutte le precedenti anche in combinazione tra loro  [R] giusta
 
[E] A quale temperatura approssimativa avviene l’incandescenza   ? :
-  0 °C
-  250 °C 
-  500 °C    [R] giusta
-  1000 °C     
Nota:  Cos’e la temperatura di incandescenza? È la temperatura che ha un oggetto che comincia ad emettere radiazioni termiche nel campo del visibile, ovvero significativa per essere apprezzata dall’occhio.
 
[E] Lo stesso oggetto colorato in diversi modi  può causare errori di interpretazione perchè  ? :
A-  Falso un oggetto mostra sempre la sua stessa temperatura     [R] giusta
      indifferentemente dai colori che lo rivestono
B-  Vero perché varia l’emissività dell’oggetto 
C-  Vero perché varia la trasmissività tra le parti dell’oggetto colorate diversamente   
D-  Sia B che C     
Nota:  La risposta B potrebbe anche essere giusta,  perché la domanda non precisa in quale campo di lumghezze d’onda, e questo conta se si usa una short, ma dato che la più comune è la Long va bene A
[E] Se operiamo l’integrazione matematica della Legge di Plank si ottiene un’altra legge che indica la potenza totale irradiata da un corpo nero, come è chiamata  ? :
A-  Legge di Stefan-Boltzan     [R] giusta
B-  Legge del cosl 
C-  Legge di WIEN   
D-  Legge di Kirckoff     
Nota:  L’integrale è l’area sottesa alla curva, la e della legge di Stefan-Boltzanm è a tutte le lunghezze d’onda    
E = s e T4
Poi noi usiamo termocamere LONGWAVE e la loro tabella di emissività ci è data tra 8 e 14 mm,  poi noi non leggiamo tutta la potenza irradiata da un corpo, ma solo un pezzettino che è quello che sta nel LONGWAVE.
 
[E] Per un regime stazionario di conduzione attraverso un solido se la differenza di temperatura aumenta cosa succede al flusso di calore totale   ? :
A-  Diminuisce    
B-  Aumenta  [R] giusta  (legge di Fourier)  E = l/L (T1 – T2) x A
C-  E’ costante   
D-  Si inverte    
Nota:  La risposta B potrebbe anche essere giusta,  perché la domanda non precisa in quale campo di lumghezze d’onda, e questo conta se si usa una short, ma dato che la più comune è la Long va bene A
 
[E] La legge di Wien afferma che  la lunghezza d’onda della max energia è uguale a una costane diviso per la temperatura dell’oggetto e quindi :
A-  tanto più un oggetto è caldo tanto minore è la sua lunghezza d’onda  [R] giusta  (legge di Wien  l = b/T dove b = circa a 3x10-3  [m x K°])
B-  tanto più un oggetto è caldo tanto maggiore è la sua lunghezza d’onda
C-  Un oggetto caldo ha una lunghezza d’onda costante   
D-  nessuna delle precedenti    
Nota:  La risposta B potrebbe anche essere giusta,  perché la domanda non precisa in quale campo di lumghezze d’onda, e questo conta se si usa una short, ma dato che la più comune è la Long va bene A

[E] La distribuzione della potenza irradiata rispetto alla lunghezza d’onda di un corpo nero è descritta dalla seguente Legge  ? :
A-  Legge di Planck    [R] giusta
B-  Legge di Stefan-Boltzamn     
C-  Legge di WIEN   
D-  Legge di Fourier    
 
 

[E]   Quale delle seguenti affermazioni è corretta circa il trasferimento del calore  ? :
A-  il calore non può essere trasferito nel vuoto
B-  il traferimento di calore richiede differenza di temperatura per fluire  [R] giusta
C-  il calore fluisce dal punto a più bassa al punto a più alta temperatura   
D-  il calore non esiste al di sotto di 0 °C     
 
[E]   Cosa accade ad un corpo che si trova alla temepratura di – 273 C°  ? :
A-  subisce un cambiamento di stato fisico
B-  modifica la sua struttura chimica 
C- non emette nessun tipo di energia legata al movimento atomico e quindi non ha più nessuna temperatura rilevabile    [R] giusta
D-  niente di quanto sopra     
Nota:  E’ La risposta più lunga ……….. quella che potrebbe essere giusta …quasi sempre
 
[E]   La maggiore emissione di energia termica emessa dalla superficie di un corpo avviene  ? :
A-  perpendicolarmente alla sua superficie       [R] giusta
B-  radialmente alla sua superficie
C-  non c’è nessuna differenza rispetto all’angolo    
D-  il corpo emette energia termica con lo stesso angolo dell’energia incidente      
 
[E]   Che cosa può essere calcolato attraverso la legge di Wien  ? :
A-  la potenza totale irradiata da un oggetto      
B-  l’emissività
C-  la lunghezza d’onda    
D-  la lunghezza d’onda della massima potenza irradiata da un corpo nero posto ad una certa temperatura
       [R] giusta   
 
[E]   Chi scoprì le radiazioni infrarosse  ? :
A-  Galileo      
B-  Stefan
C-  Plank    
D-  Hersch        [R] giusta   
 
 
[E]   Quale delle seguenti unità di misura della temperatura è corretta  ? : tutte corette
A-  la potenza totale irradiata da un oggetto      
B-  l’emissività
C-  la lunghezza d’onda    
D-  la lunghezza d’onda della massima potenza irradiata da un corpo nero posto ad una certa temperatura
       [R] giusta   
 
[E]   Quale unità di misura di misura si utilizza nel sistema internazionale per misurare la lunghezza d’onda ?
A-  nanometro       [R] giusta    
B-  hertz
C-  joule    
D-  lux      
 
[E]   Corpo nero ha emissività pari a  ?
A-  0      
B-  0,5
C-  1         [R] giusta   
D-  1,2
 
 
[E]   l’occhio umano percepisce lunghezze d’onda comprese tra  ?
A-  0,8 – 20 mm      
B-  10 - 15 mm      
C-  3,8 – 7,8   mm              
D-  0,4 – 0,8   mm                 [R] giusta   
 
[E]   qual’è la relazione fondamentale dell’onda elettromagnetica  ?
A-  R = b/L      
B-  l = c/h      [R] giusta   
C-  e = mc2         
D-  nessuna delle precedenti            
 
[E]   qual’è l’unità di misura del calore  ?
A-  watt      
B-  K°        
C-  joule             [R] giusta   
D-  faraday            
 
[E]   qual’è campo di lunghezza d’onda caratterizza il Longwave  ?
A-  5 – 8,2 mm     
B-  7,8 - 14  mm   [R] giusta   
C-  0,8 - 20  mm          
D-  2,5 – 5,5  mm           
 
[E]   qual’è campo di lunghezza d’onda caratterizza il shortwave  ?
A-  5 – 8,2 mm     
B-  7,8 - 14  mm   
C-  0,8 - 20  mm          
D-  2,5 – 5,5  mm      [R] giusta         
 
[E]   Un rivestimento antiriflesso è normalmente applicato sulle lenti IR delle termocamere perchè  ?
A-  è solamente un modo di fare le lenti più costose
B-  per aumentare la trasmissione della radiazione IR sul detector   [R] giusta         
C-  per diminuire la trasmissione della radiazione IR sul detector
D-  per evitare che l’oggetto venga riflesso su se stesso causando letture sbagliate   
Nota:   con l’antiriflesso la lente assume r=0 e quindi aumenta la t - Kirckoff (la lente ideale avrebbe t = 1)
 
[E]   quale dei seguenti materiali ottici sono esempi di quelli usati nelle termocamere IR  ?
A-  germanio e silicio      [R] giusta         
B-  vetro e gallio   
C-  quarzo e alluminio          
D-  selenio e indio     
 
[E]   la tecnica della termografia attiva consiste :  ?
A-  nel riscaldare una superficie e misurare le variazioni di temperatura rilevate      [R] giusta         
B-  rilevare le condizioni di temperatura di una superficie e misurarne le variazioni senza utilizzare mezzi di riscaldamento   
C-  nessuna delle precedenti          
D-  tecnica non applicabile legata alla teoria della prima legge della termodinamica     
 
[E]   a quale lunghezza d’onda approssimativamente un oggetto che si trova a 6000 K° irradia di più   ?
A-  0 ,1  mm   
B-  0,5  mm     [R] giusta         
C-  1  mm         
D-  5   mm  
 
[E]   si preferisce riprendere un oggetto da vicino, compatibilmente con la sua rappresentazione, perchè   ?
A-  ridurre l’assorbimento dovuto all’atmosfera   
B-  migliorare la definizione dell’immagine    
C-  sia A che B          [R] giusta         
D-  mettere a fuoco l’oggetto  
 
[E]   si può utilizzare la tecnica termografica per   ?
A-  rilevare difetti all’interno di manufatti metallici   
B-  rilevare anomalie strutturali    
C-  realizzare la mappa termica di un oggetto         
D-  tutte le precedenti   [R] giusta         
 
[E]   quale dei seguenti sistemi è utile per raffreddare il sensore all’interno di uno strumeno termografico   ?
A-  gas liquefatto    (è AZOTO LIQUIDO)
B-  espansione di gas     (è ciclo STIRLING o ciclo frigorifero)
C-  effetto termoelettrico    ( è PELTIER)     
D-  tutte le precedenti   [R] giusta         
 
[E]   quale dei seguenti strumenti non è adatto per il controllo termografico della temperatura  ?
A-  pirometro   
B-  radiometro    
C-  fotometro          [R] giusta         
D-  videoradiometro  
 
[E]   qual è  la regione principale della deriva di una misura di temperatura in una termocamera?
A-  in certe condizioni il detector oscillerà e causerà una sorta di autoamplificazione del segnale   
B-  la batteria scarica rende il detector meno sensibile   
C-  le variazioni della radiazione interna della termocamera che incide sul detector        [R] giusta            
D-  la termocamera irradia sull’oggetto e causa riflessioni di ritorno sulla lente       
Nota:     Deriva vuol dire che mentre l’oggetto ha una temperatura ferma la lettura della termocamera non si stabilizza
È la D perché la termocamera si scalda, non tutte le termocamere hanno le celle di Peltier all’interno per mantenere freddo il sensore
 
[E]   nella termografia talvolta può essere di aiuto usare filtri ottici, perchè  ?
A-  un filtro permette alla termocamera di lavorare in una parte dello spettro dove l’oggetto o l’atmosfera da dove stai guardando attraverso   hanno caratteristiche più favorevoli                        [R] giusta         
B-  con un filtro nella termocamera puoi osservare attraverso oggetti opachi    
C-  è sempre meglio misurare con un filtro per rimuovere riflessioni         
D-  la sensibilità del detector è più elevata se si usa un filtro
 
[E]   misuratori all’infrarosso definiti più comunemente termocamere infrarosse possono anche chiamarsi  ?
A-  fotometri  
B-  frequenzimetri    
C-  radio o videoradiometri          [R] giusta         
D-  nessuno dei precedenti  
 
[E]   su quali supporti possono essere registrate le riprese termografiche  ?
A- nastro vhs  
B-  cd rom   
C-  floppy disck                       
D-  tutti i  precedenti          [R] giusta         
 
[E]   per il livello 2 di qualifica TT quanti campioni da esaminare sono previsti  ?
A-  1  
B-  2   
C-  4                       
D-  nessuno dei  precedenti          [R] giusta         
Nota:     ne sono previsti tre
 
[E]   quale dei seguenti non è un metodo CND  ?
A- AT  
B-  ET   
C-  RT                       
D-  GT          [R] giusta         
 
[E]   Per superare gli esami il candidato deve ottenere una valutazione complessiva di  ?
A- 70/100     [R] giusta         
B- 100/100 
C- 80/100 
D- 60/100           
 
[E]   l’emissività è pari a   ?
A- capacità di riflettività dell’energia
B- capacità di assorbimento dell’energia
C- sia A che B                              
D- nessuna delle precedenti       [R] giusta                
Nota:     perché l’emissività è la capacità di emettere energia
 
[E]   dalla legge di kirckoff per il principio di conservazione dell’energia se un corpo viene investito da una certa quantità di energia, questa potrà essere    ?
A- completamente assorbita
B- in parte assorbita, riflessa e trasmessa                  [R] giusta               
C- completamente riflessa a causa dell’emissività dell’oggetto
D- nessuna delle precedenti      
 
[E]   con la termografia si possono rilevare inserti in muratura di natura    ?
A- metallica                            
B- diversa natura litologica                 
C- lignea
D- tutti i  precedenti    [R] giusta                   
 
[E]   con quale altro nome si può chiamare l’IFOV (Istantaneo Field of View)    ?
A- TFOV     Tiotal Field of View                   
B- risoluzione spaziale dell’immagine           [R] giusta                         
C- profondita di campo
D- nessuna delle  precedenti   
 
[E]   cosa si intende per TFOV (Total Field of View)    ?
A- ampiezza del campo di scansione della lente espressa in gradi di ampiezza orizzontale e verticale   
 [R] giusta                                           
B- ampiezza dell’immagine stampata          
C- campo di lunghezze d’onda graficamente visibili
D- nessuna delle  precedenti   
Nota:     in realtà il FOV e TFOV sono la stessa cosa
 
[E]   cosa è la radianza    ?
A- onda sinusoidale                      
B- effetto dispersivo della temperatura nell’ambiente circostante          
C- quantità totale di energia emanata da una superficie per unità di angolo solido e di area proiettata [R] giusta                                           
D- nessuna delle  precedenti   
Nota:     emanta vuol dire emessa e riflessa, la radianza è quella che legge la termocamera
 
[E]   il processo più importante per raggiungere la max accuratezza della  misura della termocamera è    ?
A- verniciare la termocamera con una vernice ad alta emissività                   
B- normalizzazione dell’emissività          
C- calibrazione
D- standardizzazione    [R] giusta                         
 
[E]   cosa si intende per risoluzione termica    ?
A- la definizione dell’immagine su uno strumento termografico                  
B- la più piccola frazione di temepratura misurabile           [R] giusta                         
C- la capacità di messa a fuoco minima dello strumento
D- una caratteristica delle lenti  
Nota:     risoluzione termica  è la sensibilità
 
[E]   che cosa è lo studio della linea base  ?
A- lo studio dei parametri di settaggio della termocamera                  
B- definizione dei livelli di cetificazione degli operatori termografici          
C- raccolta sistematica e documentazione di dati termici
D- dati quantitativi usati per specificare i criteri di classificazione dei guasti  [R] giusta                         
 
 
 
 
[E]   il metodo termografico, conosciuto per la rintracciabilità di macchie di calore  può essere utilizzato in campo criogenico può essere utilizzato per la verifica della tenuta termica di volumi frigoriferi dedicati al trasporto stradale ?
A- no, metodo non applicabile al di sotto della temperatura ambiente                  
B- no, a causa della taratura dello strumento normalmente effettuata a temperature superiori allo 0
C- si, è un metodo utilizzabili senza particolari precauzioni
D- si, è un metodo utilizzabile solo sotto particolari precauzioni ed a determinate condizioni  [R] giusta    
Nota:     criogenico vuol dire sotto i 150 °C o  123 °K
 
[E]   come si misura l’emissività ?
A- con le stesse unità di misura della temperatura                 
B- con valori adimensionali compresi nel campo da 0 a 1   [R] giusta    
C- con valori adimensionali compresi nel campo da 1 a ∞
D- in W/m² 
 
[E]   cos’è il calore ?
A- energia associata all’agitazione caotica delle particelle di cui è composta la materia [R] giusta                      
B- un’unità di misura
C- una forza lavoro di tipo latente
D- nessuna delle precedenti
 
[E]   è possibile rilevare il livello liquido caldo contenuto in un serbatoio perfettamente coibentato?
A- no [R] giusta         
B-  si, è un’applicazione spesso utilizzata per i grandi serbatoi di stoccaggio
C-  si, purchè la coibentazione lasci permeare il calore contenuto all’interno
D-  no, è un metodo non applicabile allo scopo
 
[E]  stai misurando la temperatura di un oggetto con una lente da 24 gradi ad una distanza di 6 m; supponi di installare la lente da 12 gradi, quale sarebbe la distanza massima alla quale potresti misurare al temperatura di un piccolo oggetto mantenendo la stessa precisione ?
A- 3
B- 6                       
C- 12 [R] giusta
D-  24
Nota:     Se stringo la lente mi allontano (dividi l’angolo per numero di pixel)
 
[E]   qual è il più piccolo diametro di un oggetto per avere la corretta misura della temperatura alla distanza di 20 m se stai usando un radiometro a infrarossi con un rapporto di spot pari a 80 a 1?
 
[R]  25 cm    
 
[E]   se un oggetto viene riscaldato…
A- la potenza irradiata aumenta e la lunghezza d’onda aumenta
B- la potenza irradiata diminuisce e la lunghezza d’onda aumenta                      
C- la potenza irradiata aumenta e la lunghezza d’onda diminuisce [R] giusta
D- la potenza irradiata diminuisce e la lunghezza d’onda diminuisce  
 
 
 [E]  3 kW di calore vengono condotti attraverso una sezione di un materiale isolante della dimensione di 10m² e dello spessore di 2,5 cm, se la temperatura della superificie interna (quella calda) è di 415 °C (T1) e la conducibilità termica di questo materiale è di 0,2 W/mK (λ) , qual è la temperatura della parete esterna (T2)?
A- 40
B- 37,5                       
C- 350
D- 377,5  [R] giusta
Nota:     λ / L * δT*A     (lo spessore va considerato in metri)
 
[E]   la temperatura di 90°C è stata misurata su un oggetto dove l’ambiente circostante era alla temperatura di questa stanza. L’emissività era stata impostata a 0,9 successivamente si è stabilito che il corretto valore di emissività era 0,8. In che modo il valore di 0,8 anziché 0,9 influenzerà il valore di temperatura misurato?
A- il valore misurato sale [R] giusta
B- il valore misurato scende
C- il valore misurato è identico a quello originariamente misurato
D- è impossibile sapere se il valore sale o scende  
 
[E]   su una linea elettrica ad alta tensione può essere utile eseguire un controllo termografico?
A- no, perché è una tecnica riservata agli impianti di stazione e sottostazione ove si ispezionano principalmente i quadri elettrici e gli apparati di trasformazione
B- no, perché i particolari sarebbero troppo piccoli per essere definiti appropriatamente dallo strumento che generalmente ha una risoluzione spaziale eccessivamente bassa per queste applicazioni
C- si, è una tecnica appropriata [R] giusta
D- sia A che B    
 
[E]   cosa si intende per campo spettrale (o range spettrale)?
A- porzioni di frequenze idonee ad essere rilevate dall’elemento sensibile agli infrarossi
B- porzioni di lunghezze d’onda idonee ad essere rilevate dall’elemento sensibile agli infrarossi e quindi ad esso correlato [R] giusta
C- risoluzione spaziale dell’immagine
D- banda passante indipendente dalle lenti e dall’elemento sensibile montato sul rilevatore di infrarossi
Nota:     
 
[E]  ….esame termografico su un quadro elettrico (cause di guasto) ?
A- sovraccarico
B- contatto allentato
C- incremento di resistenza elettrica dovuto a ossidazione o corrosione
D- tutte le precedenti [R] giusta
 
[E]  durante una mappatura aerea con una videotermocamera si evidenziano delle tracce leggermente più calde sulla superficie del mare al largo delle coste. Da che cosa può dipendere?
A- correnti marine più calde
B- scarichi in mare da parte di unità navali
C- banchi di pesci [R] giusta
D- nessuna delle precedenti
 
[E]   cosa si utilizza per calibrare una termocamera ad infrarossi?
A- un termometro digitale
B- un corpo nero appositamente costruito [R] giusta
C- un oscilloscopio con generatore di segnale
D- nessuno dei precedenti
Nota:     
 
[E]  per ottimizzare il raffreddamento di un motore a scoppio in fase di collaudo si preferisce eseguire l’esame termografico durante la marcia del veicolo a pieno regime, quindi al massimo sforzo. Questa tecnica è….
A- del tutto inutile e inusuale, quindi da evitare
B- possibile solo su piste di collaudo appositamente attrezzate
C- la tecnica consigliata si applica sul veicolo fermo al massimo regime di rotazione [R] giusta
D- nessuna delle precedenti
 
[E]   la trasmittanza dell’energia elettromagnetica attraverso l’atmosfera è influenzata dalla composizione di quest’ultima. Quale range di lunghezze d’onda permette una migliore propagazione delle onde a infrarossi ?
A- dai 5,5 ai 7,5
B- dai 7,6 ai 13,5 [R] giusta
C- da 0 a un micron
D- nessuna delle precedenti
 
[E]   cosa può causare un hot spot su un conduttore?
A- un eccessivo passaggio di corrente all’interno
B- un materiale inadatto alla realizzazione
C- una sezione insufficiente [R] giusta
D- nessuna delle precedenti
Nota:     si fa riferimento ad una sezione insufficiente localizzata (causata ad esempio da uno schiacciamento)
 
 
[E]  i sensori ad infrarosso montati sulle attuali attrezzature di rilevazione sono caratterizzati dal campo specifico di lavoro determinato dalle lunghezze d’onda. Quanti sono i campi in cui si divide tutto lo spettro a  infrarosso rilevabile con tali strumenti e come si chiamano ?
A- 2 low wave ed high wave
B- 4 basso, medio-basso, medio-alto e alto
C- 3 shot wave, middle wave e long wave [R] giusta
D- solo uno perché lo spettro di lunghezze d’onda si può ritenere unico

 
APPLICAZIONI
Cosa succede se una parete si raffredda troppo? Condensa. Il punto di rugiada è un incrocio tra vari dati: temperatura e umidità dell’aria, pressione e temperatura alla quale avviene la condensa (es. 48% di umidità relativa e 23 °C di temperatura ambiente il punto di rugiada è a 12 °C) quando facciamo una rilevazione modifichiamo le condizioni per questo è meglio valutare la condizione più sfavorevole delle 24 ore (es. parete a nord ore 3-4 del mattino) la temperatura di parete deve essere superiore a quella di rugiada.
  • Il costruttore deve garantire che un normale uso abitativo (max 60% umidità e 20-21°C ambiente) non dia condensa, ovvero che sia sufficientemente isolato e c’è sufficiente ricambio di aria.
  • L’umidità relativa è una concausa; altri fattori possono influire, la normativa prevede che i locali siano arieggiati o che in caso contrario che ci sia una ventilazione meccanica controllata con recupero di calore. L’eccessivo vapore formatosi in certi locali può contribuire aumentando l’umidità relativa (es. molto vapore in cucina).
  • Per dimostrare le condizioni corrette: registrare temperatura e umidità nel normale esercizio dell’abitazione e “fotografare” in un momento temporale la condensa nonostante l’uso corretto dell’abitazione.
  • Problematiche che si presentano spesso in bagno o in cucina dove la quantità di vapore in taluni momenti è grandemente maggiore
  • Differenza di emissività:
emissività acqua 0,96 circa
emissività parete 0,93/0,94 circa
 
  • La termocamera non vede acqua, vede il muro bagnato ovvero sempre muro.
L’acqua più calda a contatto con la parete scambia temperatura fino all’equilibrio termico, poi vedo “più freddo” (perché l’acqua evapora e si raffredda).
Coinvolti vari fenomeni fisici:
scambio termico per conduzione : equilibrio termico
poi la parete (a temperatura superiore del punto di rugiada) da energia all’acqua che evapora in ambiente non saturo, quindi se aiutata energicamente dalla parete
L’acqua per evaporare e passare da liquido a gassoso sottrae energia alla parte che quindi si raffredda, questo quando la parete ha temperatura sufficiente e l’ambiente non è saturo.
 
Cercare acqua sui muri con metodo termografico
 
Tecnica passiva: accendo la termocamera, non scaldo con nulla,  mi limito a osservare (vedo l’acqua sui muri per il fenomeno dell’evaporazione)
Metodo termografico, tecnica passiva per la ricerca dell’acqua -> le zone bagnate si vedono più fredde di un paio di gradi centigradi
 
Tecnica attiva: accendo la termocamera e scaldo (phon, irraggamento solare etc..) e osservo le differenze di temperatura
Si applica per l’umidita di risalita -> cos’è?
Cosa succede ad una parete se appoggia in un luogo bagnato, per capillarità l’acqua risale (geometria “regolare” leggermente scampanata ai fianchi) l’altezza dell’umidità di risalita è va mediamente da 20-30 cm a 1-1,5 m (2-3 metri di altezza nei casi peggiori)si può arrivare ad altezze più elevate grazie a fenomeni magnetici terrestri che “spingono” su l’acqua (dipolo)
  • esistono strumentazioni non invasive per abbattere umidità di risalita che generano un campo magnetico in controfase con quello terrestre (si possono anche “annegare” nella muratura)
è meglio tentare con la tecnica passiva (osservazione senza intervento) ma se, per esempio, la parete è a 6 °C e il punto di rugiada a 11°C, non è possibile, allora proviamo con la tecnica attiva
Cosa succede quando il sole arriva e scalda? Sconsigliabile fare la termografia in quel momento perché il sole aumenta l’evaporazione e può asciugare la superficie esterna dandoci la falsa impressione che non ci sia umidità di risalita.
Tecnica attiva non nella fase di riscaldamento, ma in quella di raffreddamento, quando andato via il sole la parete tende a raffreddarsi per irraggiamento e convezione
Come vediamo la parte bagnata? Calda perché la zona umida impiega di più a raffreddarsi.
Acqua -> inerzia termica molto elevata (non si scalda velocemente come l’aria)
 
Parametro più importante in campo edile -> sensibilità termica = minima differenza di temperatura che riesce a percepire lo strumento (0,1 bassa sensibilità - per l’edilizia meglio 0,05)
  • Esistono modelli specifici per edilizia o industria, o modelli più “completi” es.T335 sensibilità 005 range 650°C
 
Metodo termografico
Tecnica passiva -> evaporazione dell’acqua
Tecnica attiva -> fase di raffreddamento dell’inerzia termica dell’acqua
 
Tessitura muraria o Tamponatura
 
Cappotto termico
Le infiltrazioni in resina e schiume sono possibile punto di ingresso di condensa interstiziale.
La termocamera permette di valutare se il cappotto termico è adeso e valutare la struttura dietro il cappotto termico.
 
Distacco del rivestimento corticale (intonaco, piastrelle..) va cercato dove nasce poiché il dT è più apprezzabile, quando va via il sole si raffredda prima la parte distaccata. Più è sottile l’intonaco più è facile vederlo.
 
Es. ISTRUZIONE
Edificio  , 6 piani, larg. 30 m, aperta campagna, parete est, distacco di intonco
 
  • Normative di riferimento
  • Uni en iso 9712
  • Uni 10824-1 (termini e definizioni)
Non inseriamo la9252 perché è stata sostituita dalla 13187 che non inseriamo perché non cerchiamo dispersioni ma distacchi
  • Strumentazione
  • Ottica Tele (Teleobiettivo; il grandangolo sarebbe assolutamente necessario se avessimo poco spazio es. vicoli di Genova)
  • Strumento con molti pixel 320x240
  • Sensibilità elevata
  • Termoigrometro
  • Distanziometro
  • Inclinometro
 
  • Impostazione dello strumento
  • Delta T piccolo
  • Livello opportuno
 
  • Parete soleggiata, se parete est (soleggiato al mattino) meglio andare poco prima che arrivi il sole e con stesso delta T e livello opportuno cercare una macchia più calda di circa un paio di cm con geometria irregolare, perchè dopo un po’ diventa tutto uniformemente caldo
  • All’interno conviene aprire la sera prima in modo che di rinfreschi bene l’ambiente e/o accendere l’aria condizionata, a meno che non non scaldi verso la parete da ispezionare.
 
 
Infiltrazioni d’acqua da tetti/guaine
 
Se sopra la guaina è poggiato massetto o piastrelle, lasciamo perdere non si vede nulla.
Se la guaina è a vista, su tetto piano, possiamo valutare.
Es. Sole battente: arriva il sole-> scalda, la parte asciutta si scalda più in fretta, poi uniformità, poi va via sole, la parte bagnata si raffredda più lentamente
 
Ricerca perdite o mappatura di tubazioni interrate
 
La strumento non arriva in profondità, devo garantire io un certo delta T tra il tubo e la superficie calpestabile (se il tubo è molto interrato, coibentato ed il liquido ha la stessa temperatura della superficie non possiamo rilevare nulla)
 
Es. tubi di riscaldamento, non coibentato, appena sotto traccia
ISTRUZIONE
Va bene anche uno strumento non troppo sensibile
Non sono necessari molti pixel, ci vado abbastanza vicino