Termografie și Defectoscopie în Industrie

Introducere

Termografia în infrarosu este o tehnica de vizualizare a distributiei temperaturilor la suprafata corpurilor (invizibila cu ochiul liber) si de masurare a valorilor acestor temperaturi în orice punct al imaginii.Termografia face caldura "vizibila" si masurabila.

Termografia si termoviziunea (numite ThG/ ThV) sunt termeni asemanatori ce fac referire la o tehnica moderna, de înalta performanta, ce permite vizualizarea si generarea în timp real a unor harti termice (imagini termice, termograme) ale sistemelor biologice sau tehnice aflate sub investigatie. Pentru realizarea activitatii de scanare termica se utilizeaza echipamente specializate numite camere de termoviziune/termografie, asemanatoare ca dimensiuni si aspect cu binecunoscutele camere video din viata cotidiana.

ThV/ThG este o metoda de a vizualiza obiectele din punctul de vedere al radiatiei infrarosii (IR) emise de acestea si nu din cel al radiatiei vizibile care poate fi detectata fara nici o dificultate de ochiul uman. În situatia obisnuita omul poate vedea obiectele înconjuratoare datorita luminii reflectate de acestea. Ochiul uman are capabilitatea de a vedea o portiune îngusta din spectrul electromagnetic, numita vizibil. În absenta Soarelui, sursa principala de iluminare, nu exista lumina care sa fie reflectata si majoritatea mamiferelor sunt practic în imposibilitatea de a vedea ceva (unele specii de serpi au capacitatea de a vedea în infrarosu).

Ochiul uman nu are abilitatea de a vedea restul spectrului electromagnetic, deci nici zona de spectru ce cuprinde radiatia IR. Cu toate acestea, de foarte mult timp se cunoaste ca orice corp cu temperatura mai mare de 0K (-273,15ºC) emite energie în infrarosu. Pare surprinzator dar chiar si un ghetar vetnic din tinuturile antarctice emite radiatie infrarosie. Sursa primara a radiatiei IR este caldura corpurilor. Energia IR este generata de vibratia si rotatia atomilor si moleculelor din orice sistem biologic sau tehnic. Legile pe care se bazeaza ThV/ThG sunt Legea lui Planck, care a introdus ipoteza cuantelor de energie si a stabilit pentru densitatea spectrala a emitantei unui corp o formula care a verificat datele experimentale în toata gama de frecvente, Legea Stefan - Boltzmann, care a stabilit legatura dintre emitanta energetica integrala a corpului si temperatura lui absoluta si Legea deplasarii Wien, care a stabilit legatura dintre temperatura corpului si lungimea de unda a maximului densitatii spectrale a emitantei. Nu trebuie omisa contributia exceptionala a lui Einstein - asocierea cuantelor cu particule, numite fotoni, care se deplaseaza cu viteza luminii.

Fundamentul fizico-matematic fiind stabilit, utilitatea practica în domeniul de fata a fost faptul ca prin masuratori ale radiatiei infrarosii emise de un obiect se poate estima cu o excelenta precizie temperatura sa. Cu cât temperatura obiectului este mare, cu atât radiatia infrarosie produsa este mai intensa. Corpul uman, la temperatura sa normala, radiaza în domeniul infrarosu în jurul lungimii de unda de 10mm. Cu toate ca nu putem vedea în infrarosu, suntem înconjurati zilnic de acest tip de radiatie. Soarele, un radiator electric sau un foc de tabara reprezinta surse de radiatie IR. Desi ochii sunt incapabili sa vada în afara spectrului vizibil, nervii din epiderma permit organismului nostru sa simta aceasta radiatie sub forma de caldura.

Necesitatea generarii de harti si imagini termice care sa poata fi interpretate în diverse domenii ale stiintei sau vietii cotidiene a condus la cresterea interesului unor firme în dezvoltarea de echipamente speciale care sa extinda câmpul vizual uman si în domeniul radiatiei infrarosii. Astfel, gratie noilor tehnologii, au fost fabricate camere de termoviziune si termografie care permit vizualizarea energiei IR radiate, transmise si reflectate de sistemele biologice sau tehnice, rezultatul final fiind vizualizarea temperaturii (temperaturilor) la nivelul obiectului masurat. Structurile detectoare utilizate în termometria fara contact, termoviziune si termografie lucreaza în portiunea infrarosie a spectrului electromagnetic, care cuprinde radiatiile cu lungimea de unda între 0,78mm si 1000mm. Regiunea IR poate fi împartita în trei subregiuni: IR apropiat (0,78 - 3 m), IR mijlociu (3 - 30mm) si IR departat (30 - 300mm). Tehnica de masurare a temperaturilor prin ThV/ThG - IR lucreaza în infrarosul apropiat si mijlociu (cuprinzând lungimi de unda în plaja 3mm ... 6mm si 8mm ... 14mm).

Prin studierea termogramelor, un specialist poate întelege mai bine sistemul testat si poate oferi solutii de rezolvare a problemelor existente.