¿Cómo funcionan las cámaras termográficas?

Aparte de las referencias a la popular película de 1987 Depredador, cómo funcionan las cámaras termográficas no ha recibido mucha atención general. En los últimos años, la caída de los precios ha aumentado su uso en la resolución de problemas. Hay una buena razón para eso. La termografía siempre ha estado en transición. Muchos cambios tecnológicos recientes realmente han llevado estas herramientas a la corriente principal. La tecnología de imágenes térmicas migró de lecturas de contacto a infrarrojos a imágenes térmicas. Al hacer esto, también se volvió más asequible. ¡Las cámaras termográficas solían costar más de $ 35,000 no hace mucho tiempo! Hoy puede elegir una herramienta en esta categoría por menos de $300. Incluso los fabrican como accesorios para tu smartphone. Esa es una variación de precio considerable, pero es una gran noticia para los comerciantes que los usan, o que ahora pueden hacerlo por primera vez.

Cómo funcionan las cámaras termográficas para identificar fuentes de calor

Quiero repasar los usos de estas herramientas de imágenes térmicas infrarrojas, pero primero, es bueno entender cómo funcionan las cámaras termográficas. Después de todo, ese es más o menos el punto de este artículo. Son dispositivos increíblemente complejos e “inteligentes”. Una cámara termográfica es esencialmente una pistola de temperatura de un solo punto con esteroides… y algo más. Si piensa en un termómetro de un solo punto como una foto en blanco y negro, la cámara termográfica es una película de alta definición a todo color. Está tomando cientos de lecturas puntuales individuales y uniéndolas, y lo está haciendo cada segundo. Cada medida se traduce en un color, que luego la herramienta junta para generar un mapa de calor. Es como un mapa meteorológico y ofrece un perfil de temperatura, así como una imagen del objetivo.

Qué hace que las cámaras termográficas sean complejas

Específicamente, cada píxel en la matriz de una cámara termográfica responde a la energía infrarroja. La forma en que responde a lo que mide se correlaciona con la imagen de temperatura que produce. La «magia» viene al crear un mapa de temperatura legible. Debido a que cada píxel tiene su propia reacción a la energía, debe convertir toda esa información en algo que tenga sentido en la pantalla LCD visible. Es bastante complicado y bastante significativo.

Otra cosa que se suma a la complejidad del funcionamiento de las cámaras termográficas es que los sensores de las cámaras termográficas son, como era de esperar, muy sensibles. Con solo sujetar el producto, tu piel se calentará 0,1 grados centígrados. Esto afectará la lectura de la temperatura.

Una buena cámara termográfica funciona compensando cada aumento de temperatura que llega al producto desde el medio ambiente. Realmente no importa si es el calor o el frío exterior o un cambio de temperatura causado por sostener la herramienta. Incluso el uso prolongado del puntero láser en algunas de estas herramientas puede afectar la medición del calor si no se tiene en cuenta. Todo este baile de temperatura interna/externa se basa en la matriz que se encuentra dentro de la carcasa. Cada vez que hay algo que impacta en la carcasa, la matriz lo compensa.

Cómo funcionan los diferentes tipos de cámaras termográficas

Los dispositivos térmicos vienen en tres sabores básicos. Existen los termómetros infrarrojos «simples» que toman una medida de fuente puntual promedio. (El término técnico para estas herramientas es pirómetro). También hay herramientas de visualización que utilizan tecnología de matriz pirotécnica. Por último, están los microbolómetros.

Los verdaderos avances se han producido en la categoría media. Los dispositivos Pyro-array pueden usar tecnologías menos costosas para llevar las capacidades de imágenes térmicas a puntos de precio más bajos. Estos nuevos termómetros visuales cuentan con una matriz piroeléctrica que puede generar una imagen térmica similar a como lo hace un microbolómetro, pero con una reducción en los costos de fabricación. La tecnología se basa en una combinación de sensores individuales que trabajan juntos para crear el mapa térmico.

Limitaciones de la cámara termográfica

Existen limitaciones en cuanto a lo que pueden hacer estas nuevas matrices económicas. Para empezar, hay un límite superior para el tamaño que puede hacer, por lo que no puede obtener una imagen tan limpia y nítida con resoluciones más grandes. Para obtener esta resolución más alta, debe pasar a un microbolómetro real. Los microbolómetros también brindan más sensibilidad, por lo que hacen un mejor trabajo al determinar variaciones de temperatura más pequeñas. Como ejemplo, un microbolómetro puede tener una resolución de 0,10 grados centígrados o mejor, mientras que la resolución típica de un conjunto piroeléctrico es de 0,25 grados centígrados.

La termografía se vuelve asequible

Así como los costes de fabricación (y, en consecuencia, los precios) siguen cayendo en el mundo de la imagen digital, lo mismo sigue ocurriendo con la imagen térmica. La tendencia parece ser doble. En primer lugar, las imágenes térmicas son cada vez más asequibles. Dado que más profesionales saben cómo funcionan las cámaras termográficas, estas herramientas se utilizan cada vez más. En segundo lugar, los avances y características significativos los están haciendo más fácil usar.

Integración de la fotografía para una mejor resolución

Un ejemplo de esto serían los productos más nuevos que superponen los coloridos mapas de temperatura de color infrarrojos sobre las imágenes reales. A diferencia de los modelos más antiguos, los más nuevos tampoco tienen foco. Funciones como esta hacen que sea increíblemente fácil usar el dispositivo y comprender qué es lo que está midiendo.

Las brújulas electrónicas también se han convertido en una nueva característica que le permite documentar y distinguir qué dirección o panel estaba inspeccionando en el momento de la medición registrada. Algunas de las nuevas herramientas también son bastante resistentes y pueden sufrir una caída.

Muestra tu trabajo

Además de volverse más asequible, el atractivo de la tecnología termográfica es que realmente puede mostrar su trabajo. Eso ayuda a documentar y solucionar problemas, y es un gran paso adelante en la inspección y el mantenimiento, ya que le brinda la posibilidad de ser realmente específico sobre cuándo y por qué reemplazar o reparar un dispositivo en particular de una manera que simplemente no estaba disponible antes. Al igual que las cámaras de inspección, las cámaras termográficas ahora están llegando a manos que antes no podían permitírselas.

Saber cómo funcionan las cámaras termográficas lo ayudará a determinar si su empresa debe elegir una. A medida que las herramientas continúen bajando de precio, creo que comenzaremos a ver más y más usos para estas herramientas increíblemente útiles.

¿Quién usa las cámaras termográficas?

Si nunca ha estado interesado en el uso de una cámara termográfica, probablemente no quiera comenzar ahora, pero hay algunas áreas clave en las que estas herramientas están comenzando a ser muy integrales, especialmente a medida que los precios continúan bajando y la tecnología se vuelve más accesible a más y más comerciantes.

Industrial

Las aplicaciones industriales de una cámara termográfica son casi infinitas, pero el uso principal es para las inspecciones de mantenimiento internas. Podría perder una línea durante una semana debido a un cable suelto o un fusible quemado o que no funcione correctamente. Un cojinete podría estar fallando en un motor que ejecuta una función crítica. Todos estos son problemas que simplemente no podría ver a simple vista, pero podría detectar durante un escaneo térmico. Sin una herramienta que pueda «ver» estos problemas antes de que progresen hasta el punto de fallar, no detectará el problema hasta que sea demasiado tarde.

Electricistas

Los electricistas, tanto comerciales como residenciales, realizarán una instalación del sistema eléctrico y la utilizarán para demostrar que la instalación o las reparaciones se realizaron correctamente. Empresas como Fluke incluyen software que le permite generar un informe personalizado. De esta manera, puede documentar su trabajo y entregar documentación en un panel u otro sistema eléctrico.

Climatización

Los contratistas mecánicos y de HVAC utilizarán esta herramienta de imagen de manera similar a los electricistas, pero su aplicación es diferente. Pueden usar la herramienta para monitorear sistemas HVAC, motores y bombas y verificar si hay puntos de falla.

Automotor

Esta fue una categoría sorprendente pero que tiene mucho sentido. Con los termómetros visuales más nuevos y menos costosos, en particular, puede usar estas herramientas para ver problemas con un condensador bloqueado o un desempañador de ventana trasera que no funciona correctamente. Inmediatamente le permite ver qué partes están calientes y cuáles no. Con los vehículos, simplemente hay áreas que son inaccesibles sin mucho trabajo, y una herramienta como esta puede ser invaluable en un taller para ayudar en la resolución de problemas y diagnósticos.

Bomberos

Mucha gente recordará imágenes de bomberos usando escáneres sofisticados para navegar a través de un edificio en llamas e identificar a las personas dentro. Estas herramientas también utilizan los mismos principios básicos que las cámaras termográficas. La diferencia es que no necesitan instrumentos de precisión para saber la temperatura exacta. Más bien, necesitan la capacidad más avanzada para distinguir el contraste a fin de identificar el calor corporal de una sala de combustión adyacente. (Esta es esencialmente la capacidad de ajustar el rango dinámico para cancelar la llama). También se preocupan un poco más por la durabilidad y la tolerancia al calor. Después Todos, ¿Cuándo fue la última vez que necesitó una carcasa de herramienta para soportar temperaturas superiores a 200 grados Fahrenheit?