Termografía Fácil: Guía para el éxito Roberto Poyato – Fluke Ibérica, S.L. 1 Termografía fácil: Guía para el éxito Termografía fácil: Guía para el éxito Roberto Poyato Technical Sales Manager Fluke Iberica & Italy Licenciado en Ciencias Físicas especialidad Electrónica Experiencia de más de 20 años en mantenimiento, equipos electrónicos e instalaciones de potencia [email protected]+34 690681750 Ponente Ponente 1. Conceptos fundamentales 2. Características de las cámaras termográficas 3. Aplicaciones de la termografía 4. Soluciones Fluke en termografía Agenda Agenda
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Termografía Fácil: Guía para el éxito - aresagante.pt · • emisividad, temperatura reflejada de fondo… Emisividad y temperatura 50 ºC ... ¡Evitar la medida directa de temperatura
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Termografía Fácil: Guía para el éxito
Roberto Poyato – Fluke Ibérica, S.L. 1
Termografía fácil:
Guía para el éxito
Termografía fácil:
Guía para el éxito
Roberto Poyato
Technical Sales Manager Fluke Iberica & Italy
Licenciado en Ciencias Físicas especialidad Electrónica
Experiencia de más de 20 años en mantenimiento, equipos electrónicos e instalaciones de potencia
R. Gamma R. X UV Visible Infrarrojo Microondas Radio
.4 .7 2 6 8 15
IR onda corta
IR Onda larga
Longitud de onda en micras
IR cercano
Las cámaras termográficas de Fluke trabajan en el rango de 8-14 micras.
Radiación infrarrojaRadiación infrarroja
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Transmisión del calor por radiaciónTransmisión del calor por radiación
• Todos los cuerpos calientes (T> -273 ºC) emiten energía radiante
• Esta energía se transmite como ondas electromagnéticas (no requieren de un medio material para su propagación) de diferentes longitudes de onda
• Otro segundo cuerpo puede recibir esta energía radiada, y calentarse
T1 > 0 K T2
Termómetros infrarrojosTermómetros infrarrojos
Los termómetros de infrarrojos miden la radiación infrarroja de una superficie, y luego, de ahí, infieren la temperatura
Es la tecnología que permite visualizar patrones de temperaturas usando cámaras electrónicas especiales
Al contrario que las cámaras de luz visible, las cámaras termográficascrean imágenes de temperaturas. Miden la energía infrarroja (IR) radiadapor un cuerpo y convierten dicha información en una imagen cuyos puntosrepresentan temperaturas.
¿Qué es la termografía? ¿Qué es la termografía?
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Cámaras termográficasCámaras termográficas
• La cámara termográfica permite realizar fotografías infrarrojas (termografías) en las que cada punto en pantalla representa una temperatura del objeto fotografiado
• Un código de colores (paleta) permite distinguir temperaturas diferentes
La paleta arcoíris proporciona un contraste mayorentre zonas con valores de temperatura cercanos.
Paletas de coloresPaletas de colores
A pesar de la popularidad de los colores, serecomienda la paleta de grises para la mayor partede las mediciones, dado que es más fácil para elojo humano distinguir cambios térmicos sutiles entonos de gris que en colores
Con la paleta de hierro puede ofrecer mayorcomodidad visual en ciertos casos, ya que loscolores se mezclan más suavemente.
En cuerpos que:
Están en movimiento o muy calientes
Son difíciles de alcanzar
No se pueden parar
Peligrosos al contacto
Están contaminados o se pueden alterar por contacto
Medidas Rápidas, Seguras, Precisas y a Distancia
¿Por qué es tan útil la termografía? ¿Por qué es tan útil la termografía?
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Características técnicas de las cámaras termográficasCaracterísticas técnicas de las cámaras termográficas
Los distintos modelos decámaras termográficaspueden tener diferentestamaños de sensores:80x60, 80x80, 160x120,320x240, etc.
El sensor de la cámara termográficaEl sensor de la cámara termográfica
- Matriz del tipo FPA (Focal Plane Array) no refrigerada con 320 x 240 celdas microbolométricas
- La radiación IR de onda larga (de 7 a 14 micras) causa una disminución en la resistencia eléctrica de cada una de las celdas proporcional a la radiación recibida
- La lectura del cambio de resistencia en cada celda se realiza 9 veces por segundo, lo que permite generar imágenes radiométricas a 9 Hz (9x76.800= 691.200 lecturas de temperatura cada segundo)
76.800 celdas
320 elementos
24
0 e
lem
en
tos
Óxido de vanadio
B E
Silicio
IR
Ejemplo de sensor. Cámara Fluke Ti400Ejemplo de sensor. Cámara Fluke Ti400
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LenteLente
Dependiendo del modelo de cámaratermográfica, ésta puede tener lentes fija opuede disponer de la opción de utilizaradicionalmente a la lente estándar una lenteteleobjetivo o una lente gran angular
Lentes opcionales Ti400/Ti3007 Ti200
Lente. Campo de visión o FOV Lente. Campo de visión o FOV
Un parámetro importante de la lente es su campo de visión o FOV, quedetermina como de grande vamos a ver un objeto en el display de lacámara a cierta distancia
)2
(tan2 1
fDFOV
PixelFOV
Longitud focal, f
Lente
Plano focal
d D
Sensor
Lente. Campo de visión instantáneo o IFOV Lente. Campo de visión instantáneo o IFOV
La combinación del campo de visión del lente (FOV) junto con elnúmero de pixeles ofrecido por el sensor, definen otro parámetro críticode la cámara, el campo de visión instantáneo o IFOV que determina elobjeto más pequeño que es capaz de ver la cámara a cierta distancia
PixelIFOV
Longitud focal, f
Lente
Plano focal
d D
Sensor
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Lente + sensorLente + sensor
320x124 24º24º/320=0,075
El IFOV sería el campo visual cubierto por cada pixel del sensor.
Por ejemplo, la cámara Ti400 tiene una lente con un campo devisión 24 ° x 17 °y un sensor de 320x240 pixeles, lo que determinaun IFOV de 24º/320 = 0,075 º/pixel o lo que es lo mismo 1,13 mrad
320x240
IFOV = 1,13 mRad
1000 mm
Ø 1,13mm
Todo esto significa que a 1 metro de distancia esta cámara ve objetos tanpequeños como 1,13 mm de sección.
¡Es el único ajuste que no se puedecorregir con el software!
Es el aspecto más crítico de una medidatermométrica
Similar a un enfoque visual
Enfoque donde haya contraste térmico
El enfoque de una imagen almacenadano puede cambiarse
Un enfoque fino es crucial paramediciones de temperatura precisas
¡Es el único ajuste que no se puedecorregir con el software!
Es el aspecto más crítico de una medidatermométrica
Similar a un enfoque visual
Enfoque donde haya contraste térmico
El enfoque de una imagen almacenadano puede cambiarse
Un enfoque fino es crucial paramediciones de temperatura precisas
El enfoque en la termografíaEl enfoque en la termografía
El enfoque es el aspecto más importanteque se debe asegurar a la hora de realizaruna inspección termográfica
Un enfoque incorrecto puede dar lugar a unamedida incorrecta de la temperatura(dependiendo de la cámara hasta 20 gradosde diferencia), la falta de detalles en aspectoscríticos y firmas de temperatura o incluso adiagnósticos equivocados , lo cual al finalsupone un desperdicio del tiempo y dinero delusuario
Diferentes cámaras utilizan diferentes tiposde enfoque, cada una con sus pros y contras.Los principales sistemas de enfoque de Flukeson: sistema de enfoque automáticoLaserSharp™, sistema IR-OptiflexTM ysistema libre de enfoque (el sistema deenfoque puramente manual ya está un pocodesfasado)
El enfoque es el aspecto más importanteque se debe asegurar a la hora de realizaruna inspección termográfica
Un enfoque incorrecto puede dar lugar a unamedida incorrecta de la temperatura(dependiendo de la cámara hasta 20 gradosde diferencia), la falta de detalles en aspectoscríticos y firmas de temperatura o incluso adiagnósticos equivocados , lo cual al finalsupone un desperdicio del tiempo y dinero delusuario
Diferentes cámaras utilizan diferentes tiposde enfoque, cada una con sus pros y contras.Los principales sistemas de enfoque de Flukeson: sistema de enfoque automáticoLaserSharp™, sistema IR-OptiflexTM ysistema libre de enfoque (el sistema deenfoque puramente manual ya está un pocodesfasado)
El enfoque en la termografíaEl enfoque en la termografía
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Imágenes consistentemente perfectas.
Rápido, sencillo, perfecto
Hemos utilizado la misma tecnología que ennuestros medidores láser de distancia para medircon un láser de alta precisión la distancia hasta elobjeto y enfocar de forma automática la cámaraen ese punto exacto.
Sin errores. Lo que ve es lo que obtiene. Elsistema laser de Fluke proporciona una sencillaforma de enfocar, simplemente apuntar y disparar,sin posibilidad a error.
Imágenes consistentemente perfectas.
Rápido, sencillo, perfecto
Hemos utilizado la misma tecnología que ennuestros medidores láser de distancia para medircon un láser de alta precisión la distancia hasta elobjeto y enfocar de forma automática la cámaraen ese punto exacto.
Sin errores. Lo que ve es lo que obtiene. Elsistema laser de Fluke proporciona una sencillaforma de enfocar, simplemente apuntar y disparar,sin posibilidad a error.
Simulación laser solamente con propósito ilustrativo
Sistema de enfoque automático LaserSharp™Sistema de enfoque automático LaserSharp™
El sistema de enfoque automático LaserSharp™ es extremadamente fácil de utilizar.El sistema de enfoque automático LaserSharp™ es extremadamente fácil de utilizar.
1. Pulse el gatillo negro y el laser aparecerá
2. Apunte con el laser al objeto, suelte el gatillo negro y la imagen estará perfectamente enfocada
1. Pulse el gatillo negro y el laser aparecerá
2. Apunte con el laser al objeto, suelte el gatillo negro y la imagen estará perfectamente enfocada
Este proceso puede ser utilizado independientemente de lacaptura de las imágenes en la cámara, lo cual ofrece la máximaflexibilidad al usuario
Este proceso puede ser utilizado independientemente de lacaptura de las imágenes en la cámara, lo cual ofrece la máximaflexibilidad al usuario
El laser siempre estará situado aprox. 2 “ desde el centro de la imagen para ser coherentes a cualquier distanciaEl laser siempre estará situado aprox. 2 “ desde el centro de la imagen para ser coherentes a cualquier distancia
Sistema de enfoque automático LaserSharp™Sistema de enfoque automático LaserSharp™
Sistema libre de enfoque &
Sistema IR-OptiflexTM
Sistema libre de enfoque &
Sistema IR-OptiflexTM
Al reducir el tamaño de la lente se aumenta laprofundidad de campo, lo cual permite disponer decámaras perfectamente enfocadas para distanciassuperiores a 1,2 m.
El sistema IR-OptiflexTM combina el sistema librede enfoque con un enfoque manual para permitirel enfoque a distancias inferiores a 1,2 m
Al reducir el tamaño de la lente se aumenta laprofundidad de campo, lo cual permite disponer decámaras perfectamente enfocadas para distanciassuperiores a 1,2 m.
El sistema IR-OptiflexTM combina el sistema librede enfoque con un enfoque manual para permitirel enfoque a distancias inferiores a 1,2 m
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El enfoque en la termografíaEl enfoque en la termografía
LaserSharpTM
Ti105
Ti110Ti125
Ti90
Ti200Ti300
Ti400
240x180 280x210 320x240
AutoBlendTM (completo)
Pre
stac
ione
s
IR-OptiflexTM
160x120
IR ó Visual
Ti95
AutoBlendTM
(parcial)IR ó Visual
PIP
80x60 80x80Resolución
Enfoque
IR-FusionTM
Libre de enfoque
Sensibilidad térmica (NETD): diferencia de temperatura más pequeña entredos puntos que es capaz de diferenciar la cámara.
Este parámetro es importante cuando se desean detectar diferencias detemperatura muy pequeñas entre dos puntos de la imagen
Ejemplo Ti400: Sensibilidad: ≤ 0,05 °C a 30 °C temp. objetivo (50 mK).
Sensibilidad térmicaSensibilidad térmica
0.05 C 0,07 C 0,10 C
La sensibilidad térmica es un parámetro importante para la inspección térmicade edificios (detección de humedades, problemas aislamientos…)
Se define a partir de lastemperaturas extremas (mínima ymáxima) que la cámara puedemedir
Ejemplos:
Ti400: -20ºC a 1200ºC
Ti300 y Ti200: -20°C a +650°C
Ti125: -20°C a +350°C
Ti110: -20°C a +250°C
Rango de medida de temperaturaRango de medida de temperatura
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Fusión de la imagen infrarroja y de luz visibleFusión de la imagen infrarroja y de luz visible
1. La cámara de luz visible tiene muchos más píxeles que la cámara infrarroja
Luz visible: 5 Mpixeles
infrarroja: 320x240 = 76.800 pixels
2. Las ópticas de la cámara infrarroja y de luz visible son radicalmente distintas
3. Hay que corregir los errores de paralaje
Fusión de la imagen infrarroja y de luz visibleFusión de la imagen infrarroja y de luz visible
Sensor termográfico
Sensor fotográfico
Fusión de la imagen infrarroja y de luz visibleFusión de la imagen infrarroja y de luz visible
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Máximo IR(Termografía tradicional)
Medio IR(Fundido medio de
termografía sobre fotografía)
(Mínimo IRFundido mínimo de
termografía sobre fotografía)
Imagen en ImagenMáximo IR
Imagen en ImagenMedio IR
Imagen en ImagenMínimo IR
Fusión de la imagen infrarroja y de luz visibleFusión de la imagen infrarroja y de luz visible
Fusión de la imagen infrarroja y de luz visibleFusión de la imagen infrarroja y de luz visible
Fusión de la imagen infrarroja y de luz visibleFusión de la imagen infrarroja y de luz visible
De acuerdo a la Ley de Joule: P = I2 x R, un incrementode la resistencia de contacto da lugar a un incrementode la potencia disipada en dicho contacto, y por lo tantoa un incremento de su temperatura dando lugar a un“punto caliente”, detectable con una cámaratermográfica.Este incremento de la resistencia de contacto puededeberse a un fenómeno de oxidación o corrosión,tornillos que se aflojan o una presión insuficiente en loscontactos móviles.
Los cableados, protecciones, fusibles, etc se pueden calentar enexceso debido a sobrecargas en alguna de las líneas. Estassobrecargas pueden estar causadas por un consume excesivo,desequilibrios en la distribución de las cargas monofásicas o laaparición de amónicos de corriente.
En dichos casos el patrón es el mismo, la línea aparece a unatemperatura mayor a lo largo de toda su longitud ya que el calor nose genera en un punto concreto sino en toda la línea.
Sobrecargas y puntos de mal contacto se pueden superponeragravando la situación.
Debido a los transitorios de tensión, altas temperaturas,etc. el barniz que aísla los devanados en motores,transformadores, etc. puede ir perdiendo suspropiedades aislantes, lo cual da lugar a la aparición decorrientes de fuga que hacen que dichos devanados secalienten aún más, situación que acelera el deteriorodel aislante, haciendo que el problema se vayaagravando con el paso del tiempo.
Un incremento de 10ºC sobre la temperatura nominal de funcionamiento de un motor eléctrico o de un transformador, supone una reducción de su vida operativa a la mitad
• El cuerpo del motor• Conexiones• Acoplamiento del eje• Rodamientos• Caja de cambio de velocidad
A saber:
• Los motores eléctricos son dispositivos esenciales en prácticamente cualquier industria
• El Departamento de Energía de EEUU estima que solo en ese país operan más de 40 millones de motores en plantas industriales, con un consumo del 70% de la energía total consumida en dicho sector
Nota: las temperaturas exteriores de la carcasa son típicamente 10ºC inferiores a la temperatura de los devanados
Aspectos básicos:• La reducción del aislamiento incrementa el calentamiento general del motor• El sobrecalentamiento causa fallos• IR proporciona una rápida monitorización incluso a distancia
• Todos los componentes mecánicos móviles comienzan a deteriorarse tan pronto como se instalan, debido a la carga que soportan, las vibraciones, corrosión y su propio envejecimiento.
• Todas estas causas generan fricción en las conexiones mecánicas (acoplamientos, engranajes, cojinetes, etc.), y la fricción provoca el sobrecalentamiento.
• Realice termografías periódicas para hacer un seguimiento de la variación de temperatura en los elementos eléctricos críticos
Modifique las cubiertas y protecciones de los dispositivos mecánicos para permitir realizar un análisis termográfico de sus elementos internos (por ejemplo, ejes y cojinetes)
Considere la instalación de pequeñas puertas con bisagras o utilice mallas metálicas en vez de cubiertas opacas.
Cuando realice este tipo de adaptaciones, esté seguro de que no se compromete la seguridad del personal.
3 modelos para aplicaciones industriales, comerciales y de diagnóstico de edificios: Ti400, Ti300, Ti200
Multiples funciones innovadoras
– Auto enfoque LaserSharp™ para imágenes perfectamente enfocadas. Rápido, sencillo, perfecto.
– Rápida comunicación y análisis gracias a la transferencia de imágenes por WIFI directamente al PC o Apple® iPhone®, o iPad® gracias al nuevo software SmartView® Mobile
– Detecta y muestra problemas de forma más rápida gracias a la tecnología patentada por Fluke IR-Fusion® y AutoBlend™
– Robusta pantalla táctil capacitiva de alta resolución 640x480 para una rápida navegación
– Opciones avanzadas de salida de video a PC (USB) o a monitor de alta definición (HDMI)
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Fluke Ti400/300/200 Prestaciones principales
SensorTi400: 320x240 -20 a 1200 ºCTi300: 280x210 -20 a 650 ºCTi200: 320x240 -20 a 650 ºC
Lentes opcionales Teleobjetivo & Gran angular
Sensibilidad térmica:≤ 0,05 °C
2 baterías inteligentes
Pantalla táctil
Sistema autoenfoqueláser LaserSharp™
Linterna
Cámara de luz visible 5 megapixeles.
IR-Fusion®
RobustezSoporta caidas desde 2 metros
Software SmartView® y SmartView® Mobile
Incluidos de serie
95
Compatible Fluke ConnectCapture, transfiera y comparta imágenes al instante
Auto captura de imágenesSeleccionable por el usuario por
temporizador o alarmas de temperatura
Comunicación Red WiFi + HotspotWifi
Red Wifi
Sistema inalámbrico CNX™Hasta 5 mediciones adicionales en la
pantalla con la imagen térmica
Grabación de video Radiométrico y AVI
Grabación de video IR e imagen visual, no radiométrico
Reproducción de video AVI (en la cámara)
Reproducción de video en campo
Fluke Ti400/300/200 Prestaciones principales
Tres memorias:• Interna 4Gb• En tarjeta SD 4 Gb• USB externo
Micrófono y altavoz integradosNotas de voz de hasta 1 minuto por termografía
Puntero láser
Fluke Ti400/300/200: Premios internacionales
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¡Las cámaras termográficas más fáciles de usar ya están aquí!
Familia Fluke Ti125, Ti110, Ti105, Ti95, Ti90
Familia Fluke Ti125, Ti110, Ti105, Ti95, Ti90
SensorTi125 160x120 -20 a 350 ºCTi110: 160x120, -10 a 250ºCTi105: 160x120, -20 a 250ºCTi95: 80x80, -20 a 250 ºCTi90: 80x60, -20 a 250 ºC
Sensibilidad térmica:≤ 0,10 °CTi90: ≤ 0,15 °C
Batería inteligenteTi125 incluye 2 baterías
Sistema de enfoque IR-OptiFlex™: En función del modelo
IR-Fusion®
Compatible Fluke ConnectCapture, transfiera y comparta imágenes al instante
Cámara de luz visibleEn función del modelo
RobustezSoporta caidas desde 2 metros
Linterna
Familia Fluke Ti125, Ti110, Ti105, Ti95, Ti90
Puntero láser
Grabación de video Radiométrico y AVIGrabación de video IR e imagen visual, no radiométrico
Sistema inalámbrico CNX™Hasta 5 mediciones adicionales en la pantalla con la imagen térmica
Software SmartView® y SmartView® Mobile Incluidos de serie
Micrófono y altavoz integradosNotas de voz de hasta 1 minuto por termografía
Brújula electrónicaLecturas de los 8 puntos cardinales
IR-PhotoNotesTM
Se pueden añadir hasta 3 imágenes visibles por imagen infrarroja
* Algunas características dependen del modelo de la cámara
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Familia Fluke Ti125, Ti110, Ti105, Ti95, Ti90
El software Smartview está actualizado para soportar
• Presentación del vídeo en formato vídeo
• Análisis del Vídeo Radiométrico
• Anotaciones IR PhotoNotesTM
• Giro de imágenes y vídeos
• Actualización del firmwarede las cámaras
Beneficio: La generación de informes y ladocumentación se hace más fácil y más rápidamente
Fluke ofrece diferentes soluciones software:
Software SmartView para PCApp SmartView Mobile para IPhoneFluke Connect para IPhone y Android
Software
Fluke incluye de forma gratuita con las cámarastermográficas Ti el software SmartView para PC yestá disponible para descarga la App. SmartViewMobile para Iphone Se trata de una versióncompleta, no limitada y que se puede instalar tantasveces como se quiera en cuantos ordenadores sedesee.
Tiene funciones avanzadas de gestión de lastermografías y permite crear informes de formaautomática en formato Word o PDF
Software SmartView
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Software SmartView Mobile
• Transfiere imágenes desde la cámara directamente a un teléfonoIphone
• Prácticamente la misma funcionalidad que SmartView para PC pero enun teléfono móvil
• Tome imágenes, genere informes y compártalos directamente encampo
Fluke Connect™
• Las cámaras Ti con el FC activado se comunican vía Wi-Fi
• Al guardar la imagen en la cámara se transfiere automáticamente a FC
• Se transfiere la imagen como imagen totalmente radiométrica
• FC integra SmartView para tratar la imagen
Ocho horas en una cámara cerrada con 2 kilos de polvos de talco en su interior removidos por
un ventilador
Cincuenta litros de agua pulverizada durante cinco minutos
Cinco días dentro de un horno con temperaturas que oscilan entre 30ºC y 50ºC con más del 90% de humedad