Cómo se relaciona la transferencia de calor con la imagen térmica

La energía térmica puede ser transferida de tres maneras básicas: conducción, convección y radiación.

La energía térmica puede ser transferida de tres maneras básicas:

conducción,

convección y

radiación.

Las cámaras térmicas, o cámaras infrarrojas, sólo pueden detectar la energía de calor radiada, por lo que es importante entender la distinción para conocer las limitaciones de su dispositivo de imágenes térmicas.

La conducción es la transferencia de energía térmica de un objeto a otro a través del contacto directo. La transferencia de calor por conducción ocurre principalmente en los sólidos, y en cierta medida en los fluidos, ya que las moléculas más cálidas transferir su energía directamente a los más fríos, adyacentes. Por ejemplo, usted experimenta la conducción al tocar una taza caliente de café o un refresco frío puede.

La convección es la transferencia de calor que ocurre cuando las moléculas se mueven y / o las corrientes circulan entre las regiones cálidas y frías de aire, gas o fluido. La convección ocurre tanto en líquidos como en gases, e implica el movimiento masivo de moléculas a diferentes temperaturas. Por ejemplo, una nube de tormenta es la convección que ocurre a gran escala porque como las masas de aire caliente suben, el aire frío se hunde.

La radiación es la transferencia de energía térmica que se produce por las ondas electromagnéticas, que es similar a la transmisión de luz. Un ejemplo de radiación es sentir el calor del sol.

Todos los objetos irradian energía electromagnética a la velocidad de la luz. La energía electromagnética se irradia en ondas con propiedades eléctricas y magnéticas. Puede tomar varias formas incluyendo luz, ondas de radio y radiación infrarroja.

La diferencia principal entre todos los tipos de onda es su longitud de onda. La vista normal detecta las longitudes de onda de la luz visible, mientras que las cámaras infrarrojas detectan las longitudes de onda radiadas (o radiación infrarroja).

Cada longitud de onda se sitúa en una zona diferente del espectro electromagnético.

La ecuación de Stefan-Boltzmann describe las relaciones que permiten que el calor se transmita en forma de radiación. Todos los objetos irradian calor. Como en el caso de la conducción y la convección, la cantidad neta de energía radiada depende de la superficie y de las diferencias de temperatura. Cuando más caliente está un objeto, más energía irradia.

Aunque existe radiación electromagnética visible al ojo humano (luz visible), el calor irradiado solo es visible a través de sistemas termográficos. El espectro electromagnético es el rango de todos los tipos de radiación electromagnética clasificados por longitud de onda

Las cámaras termográficas sólo pueden detectar la energía de calor radiada,

. El espectro electromagnético es el rango de todos los tipos de radiación electromagnética clasificados por longitud de onda

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Cómo trabajan las cámaras termográficas

Explicamos de forma sencilla cómo funcionan las cámaras termográficas, para entender conceptos posteriores

Cámara termográfica FLUKE, serie TIS.

Todos los objetos emiten energía infrarroja, conocida como firma de calor. Una cámara infrarroja detecta y mide la energía infrarroja de los objetos. La cámara convierte los datos infrarrojos en una imagen electrónica que muestra la temperatura superficial aparente del objeto que se está midiendo.

Una cámara infrarroja contiene un sistema óptico que enfoca la energía infrarroja sobre un chip detector especial (matriz de sensores) que contiene miles de píxeles detectores dispuestos en una cuadrícula.

Cada píxel de la matriz de sensores reacciona a la energía infrarroja enfocada en ella y produce una señal electrónica. El procesador de la cámara toma la señal de cada píxel y le aplica un cálculo matemático para crear un mapa de color de la temperatura aparente del objeto.

A cada valor de temperatura se le asigna un color diferente. La matriz de colores resultante se envía a la memoria ya la pantalla de la cámara como una imagen de temperatura (imagen térmica) de ese objeto.

Muchas cámaras de infrarrojos también incluyen una cámara de luz visible que captura automáticamente una imagen digital estándar con cada tirón del gatillo. Al mezclar estas imágenes, es más fácil correlacionar las áreas problemáticas de su imagen infrarroja con el equipo o el área real que está inspeccionando.

La tecnología IR-Fusion® (exclusiva de Fluke) combina una imagen de luz visible con una imagen térmica infrarroja con una alineación de píxel a píxel. Puede variar la intensidad de la imagen de luz visible y la de infrarrojos para ver más claramente el problema en la imagen infrarroja o ubicarla dentro de la imagen de luz visible.

Además de las capacidades básicas de imagen térmica, puede encontrar cámaras de infrarrojos con una amplia gama de funciones adicionales que automatizan funciones, permiten anotaciones de voz, mejoran la resolución, graban y transmiten video de las imágenes y soportan análisis e informes.

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