Acquisire misure di temperatura accurate delle apparecchiature elettriche con una termocamera può essere complesso fintantoché non si sa esattamente cosa si sta cercando. Una delle cose da capire è che, dal momento che i componenti elettrici sono per lo più di metallo nudo, l’emissività è bassa e quindi le misurazioni dI temperatura possono essere inaffidabili.
L’emissività (ε) è il rapporto tra la capacità di irradiare energia a raggi infrarossi di un materiale e quella di un radiatore perfetto. I valori di emissività sono compresi tra 0,0 e 1,0. Un oggetto che misura 1,0 è considerato un radiatore perfetto ed è chiamato "corpo nero".
Nel mondo reale non esistono radiatori perfetti e i materiali variano in base a quanto si allontanano dal radiatore perfetto. Questa è una complicazione (tra molte altre) che rende difficile l’uso della tecnologia a infrarossi per condurre ispezioni quantitative che richiedono l’ottenimento di misurazioni di temperatura accurate. Per questo motivo, molti termografi scelgono di condurre ispezioni qualitative in cui si concentrano sulla differenza di temperatura apparente tra apparecchiature confrontabili con carichi confrontabili oppure della stessa apparecchiatura con carichi confrontabili nel tempo.
Un esempio semplice è questa immagine di una mano con un anello. È possibile vedere una differenza nell'immagine termica. L’anello sembra essere molto più freddo della mano, eppure la temperatura dell’anello è simile a quella della mano. Pertanto, sebbene i due oggetti siano alla stessa temperatura, irradiano quantità di energia a infrarossi diverse.
Ciononostante, le anomalie elettriche possono essere rilevate in modo relativamente semplice se si sa cosa si sta cercando. Il semplice dato di fatto è che il calore è un sottoprodotto del normale funzionamento. I circuiti elettrici attraversati da corrente producono calore. Quindi, quando si ispeziona un componente elettrico, quest’ultimo è spesso caldo. L’aspetto importante da stabilire è il motivo del suo riscaldamento. È dovuto al normale riscaldamento o a un surriscaldamento anomalo?
È l’impronta termica ad essere importante per rilevare le anomalie dell’impianto elettrico. La maggior parte del surriscaldamento anomalo nei componenti degli impianti elettrici è causato dalla una resistenza elettrica anomala su una superficie di contatto.
Questa maggiore resistenza potrebbe derivare da:
- Cortocircuito tra fasi
- Squilibrio di resistenza tra avvolgimenti
- Cedimento dell’isolamento
Notare l’impronta termica. L'area della massima energia termica si trova nel punto di collegamento e il circuito diventa tanto più freddo quanto più ci si allontana dal punto di contatto. Questa firma termica è molto spesso associata a una maggiore resistenza superficiale in corrispondenza della superficie di contatto. La maggiore quantità di calore prodotta nel punto di resistenza per poi affievolirsi allontanandosi da quel punto o origine, dando luogo all’eloquente impronta termica “che si affievolisce”.
Comprendere l'emissività nelle immagini termiche
L'emissività varia in base alle condizioni della superficie, all'angolo di visualizzazione, alla temperatura e alla lunghezza d'onda spettrale. La maggior parte dei materiali non metallici sono efficienti radiatori di energia. La pelle umana è quasi un radiatore perfetto con un’emissività di 0,98. Una superficie di rame levigata si trova all'altra estremità dello spettro con un valore di 0,01.
La maggior parte delle termocamere a infrarossi permette di modificare l'impostazione di emissività; quindi, se si conosce il valore di emissività del materiale che si sta ispezionando, è possibile effettuare una regolazione nella termocamera per avvicinarsi maggiormente alla temperatura superficiale effettiva. Tuttavia, se l’emissività del materiale è inferiore a 0,60, non ci si dovrebbe aspettare di riuscire a ottenere una misura accurata della temperatura mediante gli infrarossi e, anche quando è superiore, altri fattori possono influire negativamente sulla misura della temperatura.