Termografia a matrice di sensori

La termografia a matrice di sensori è la tecnologia che sta alla base delle termocamere: invece di misurare la temperatura in un solo punto come un pirometro, usa una matrice di tanti piccoli rivelatori a infrarossi, disposti a griglia, per formare una vera e propria immagine termica della superficie inquadrata. Ogni elemento della matrice misura la radiazione infrarossa proveniente da una piccola porzione della scena, e l’insieme di tutte queste misure compone un’immagine in cui a ogni pixel corrisponde una temperatura, rappresentata con un colore. Questo permette di vedere a colpo d’occhio la distribuzione della temperatura, individuare punti caldi e freddi e cogliere anomalie che una misura puntuale non rivelerebbe. Capire come funziona la matrice di sensori aiuta a comprendere la termocamera e a interpretarne le immagini.

Questa pagina spiega come la matrice forma l’immagine termica, il significato di risoluzione e sensibilità, e la differenza dal pirometro a punto. È una guida per il tecnico che usa la termografia.

Dalla matrice all’immagine termica

Il cuore di una termocamera è il sensore a matrice, una griglia di migliaia o milioni di minuscoli rivelatori a infrarossi, ognuno dei quali funziona come un piccolo pirometro. L’ottica della termocamera proietta sulla matrice l’immagine infrarossa della scena, così che ogni rivelatore riceva la radiazione di una specifica porzione dell’inquadratura. Ogni rivelatore misura l’energia ricevuta, che dipende dalla temperatura di quella porzione, e l’elettronica trasforma l’insieme di queste misure in un’immagine, assegnando a ogni pixel un colore in base alla temperatura, tipicamente dal blu per il freddo al rosso e bianco per il caldo. Il risultato è una mappa termica della superficie, in cui si leggono a colpo d’occhio le zone più calde e più fredde. Molte termocamere sovrappongono l’immagine termica a quella visibile per aiutare a riconoscere gli oggetti.

Risoluzione e sensibilità

Due caratteristiche definiscono la qualità di una termocamera. La risoluzione è il numero di elementi della matrice, cioè di pixel dell’immagine termica: più pixel ci sono, più dettagliata è l’immagine e più piccoli sono gli oggetti o i difetti che si possono distinguere. Una risoluzione bassa dà immagini grossolane, in cui i dettagli fini si perdono. La sensibilità termica indica invece la più piccola differenza di temperatura che la termocamera riesce a distinguere: una buona sensibilità permette di cogliere differenze minime, utili per rilevare anomalie deboli. Le due caratteristiche sono indipendenti: si può avere molta risoluzione spaziale ma poca sensibilità, o viceversa. La scelta dipende dall’applicazione: per l’edilizia contano risoluzione e sensibilità per vedere ponti termici, per l’elettrico basta spesso individuare i punti caldi. Conoscere questi parametri aiuta a scegliere lo strumento adatto.

Caratteristica	Significato
Risoluzione	Numero di pixel, dettaglio dell’immagine
Sensibilità termica	Minima differenza di temperatura distinguibile
Immagine termica	Mappa a colori della temperatura

Dal punto all’immagine

La differenza fondamentale rispetto al pirometro a infrarossi è il passaggio dal punto all’immagine. Un pirometro misura la temperatura media di un solo spot: dice quanto è caldo un punto, ma non dove si trova un problema. La termocamera, con la sua matrice, misura contemporaneamente migliaia di punti e mostra la distribuzione della temperatura su tutta la scena, permettendo di individuare a colpo d’occhio l’anomalia, il punto caldo di una connessione, la zona fredda di un’infiltrazione, la traccia di un difetto. Questo la rende uno strumento diagnostico potentissimo, perché rivela non solo il valore ma la posizione e l’estensione del fenomeno termico. Valgono comunque le stesse attenzioni della pirometria, prima fra tutte l’emissività, perché ogni pixel della termocamera è soggetto agli stessi effetti di emissività e riflessione di un pirometro puntuale.

• La matrice forma un’immagine termica a colori.
• La risoluzione determina il dettaglio.
• La sensibilità determina le differenze rilevabili.
• Mostra la posizione delle anomalie, non solo il valore.
• Vale sempre l’attenzione all’emissività.

Affidabilità della misura

Perché le temperature lette siano affidabili, la termocamera va impostata con l’emissività corretta e tenendo conto della temperatura riflessa dall’ambiente, esattamente come un pirometro. Contano la messa a fuoco, la distanza adeguata alla risoluzione e l’assenza di ostacoli sul percorso ottico. Le zone lucide e metalliche vanno interpretate con cautela per via dei riflessi. Documentare emissività, distanza e condizioni rende le immagini confrontabili. Con questi accorgimenti, la termografia a matrice di sensori offre una visione completa e immediata della distribuzione termica, ed è lo strumento di riferimento per la diagnostica termica in edilizia, impianti elettrici, meccanica e molti altri campi.

Dalla tecnologia allo strumento: cosa serve in pratica

Questo tema appartiene all’area Tecnologie a infrarossi e termiche del ramo Tecnologie e principi di misura, ed è collegato alla pirometria a infrarossi. Per la strumentazione il riferimento è il Catalogo prodotti.

Nel catalogo le termocamere fanno capo alle termocamere, nella famiglia temperatura e termografia. Se devi eseguire indagini termografiche, il modulo di richiesta consente di ricevere un’indicazione mirata.