Application Note

Why thermography is good for your business

Thermography used to be expensive, difficult, and primarily used by large industrial facilities and the military.

These days, it’s become much more affordable, easier to use, and more broadly applied. That means your customers have heard of it.

It’s a very impressive technol-ogy. Since the tool, a thermal imager, works by producing thermal (heat) pictures of the equipment, your customer can immediately see the benefits. In one pass through a facility, you can usually find at least one component about to fail. This makes for a powerful demon-stration and an easy business builder.

Your advantage as a contractor is having broad experience with many types of equipment and failure scenarios—just like any other troubleshooting situation, the person behind the imager needs to draw on experience to help analyze the readings. If this part of the panel is hot, should I investigate the connections or the load?

Last of all, if you’re already signed-on for regular main-tenance and troubleshooting, adding thermography makes sense. You already know the facility and which units are critical to performance. You can simply add thermal inspec-tion to your regular visits and have the tool available during troubleshooting calls. Plus, as

an electrician, you’re uniquely qualified to work in live voltage situations—specialty thermogra-phers are not and require client assistance.

Typical applicationsElectrical contractors typi-cally use thermal imagers for predictive maintenance and troubleshooting, and sometimes during installation.

For predictive maintenance, the contractor takes thermal images of key units (panels, drives, motors, etc.) at least once a year if not more often, and compares those images with each visit. Hot spots that weren’t there last time indicate problems in the making to investigate before they cause failure. Soft-ware on the thermal imager helps you align your images time after time, so that you’re making consistent comparisons.

When selling this idea to a client, here are some additional things to consider: • Most equipment’s failure

mechanisms involve a signifi-cant rise in operating tempera-ture long before catastrophic failure occurs.

• Thermal images are best taken while equipment is operational. No shutdowns needed.

• Thermal images are taken at a safe distance. Minimal safety risk (except for live voltage—that still requires full electrical safety precautions).

• Thermal images can access components and units not otherwise measurable, such as ceiling runs.

• Thermal measurements help detect imminent failures in nearly all types of equipment, from electrical to mechanical, process, electronic, and so on.

• Because thermal inspections are fast, they can cover more ground and find problems in areas that would typically be ignored.

Applications for Thermal Imagers

Nota applicativa

I vantaggi della termografia per l’azienda

Applicazioni per termocamere

Si tratta di una tecnologia formidabile. Dato che lo strumento, una termocamera, funziona generando immagini termiche (basate cioè sul calore) delle apparecchiature, il cliente può immediatamente vederne i vantaggi. In un solo passaggio all’interno di uno stabilimento viene individuato almeno un componente prossimo al guasto. Una dimostrazione che è un eccezionale veicolo promozionale per i vostri servizi.

Il vostro vantaggio come installatori è la vasta esperienza con numerose tipologie di apparecchiature e guasti: come in qualsiasi altra situazione di ricerca guasti, chi utilizza la termocamera si basa sulla propria esperienza per analizzare correttamente le misure rilevate. Se questo lato del pannello è surriscaldato, sono i collegamenti o il carico a dover essere esaminati?

Infine, se siete già stati incaricati di eseguire regolarmente la manutenzione e la ricerca guasti delle apparecchiature, è più che logico aggiungere i benefici della termografia. Conoscete già l’impianto e le unità il cui funzionamento è di importanza critica. Potete semplicemente aggiungere un’ispezione termica ai normali controlli e portare con voi lo strumento quando viene richiesto il vostro intervento. Inoltre, come elettricisti, siete gli unici abilitati a lavorare sotto tensione, a differenza degli specialisti in termografia, e non

avete bisogno dell’assistenza del cliente.

Applicazioni tipicheGli installatori elettrici utilizzano in genere le termocamere in ambito di manutenzione predittiva e ricerca guasti e, in talune occasioni, durante l’installazione.

Per la manutenzione predittiva, l’installatore acquisisce immagini termiche delle unità principali (pannelli, azionamenti, motori, ecc.) almeno una volta l’anno e le confronta ad ogni controllo. I punti caldi non presenti in occasione dell’ultimo controllo indicano problemi che devono essere esaminati prima che producano un guasto. Il software della termocamera aiuta ad allineare le immagini acquisite consentendo di eseguire raffronti accurati.

Quando proponete il servizio al cliente, considerate inoltre questi punti:•I meccanismi che portano al guasto

delle apparecchiature comportano, nella maggior parte dei casi, un aumento significativo della temperatura operativa molto prima che si verifichi un guasto critico.

•Le immagini termiche devono essere acquisite preferibilmente mentre l’apparecchiatura è in funzione.

•Non è necessario spegnere i macchinari.

•Le immagini termiche vanno acquisite a distanza di sicurezza.

•Rischi per la sicurezza ridotti al minimo (ad eccezione della tensione, per la quale sono necessarie tutte le opportune misure di sicurezza elettriche).

•Le immagini termiche possono raggiungere componenti e unità non altrimenti misurabili, come ad esempio cavi a soffitto.

•Le misurazioni termiche contribuiscono all’individuazione di guasti imminenti in quasi tutte le tipologie di apparecchi, da quelli elettrici a quelle meccanici, processi, circuiti elettronici e così via.

•Poiché richiedono poco tempo, le ispezioni termiche possono coprire un’estensione maggiore e rilevare problemi anche in aree che normalmente tendono ad essere tralasciate.

Per la ricerca guasti, l’acquisizione dell’immagine termica di un’unità guasta riesce in molti casi ad identificare l’origine del problema: i punti caldi elettrici possono indicare quale fase o connettori controllare, i punti caldi dei motori possono restringere il campo di ricerca ai

Un tempo la termografia era una tecnica costosa e complessa, impiegata prevalentemente in grossi stabilimenti industriali e strutture militari.

Oggi la termografia è diventata molto più abbordabile e facile da usare e trova un più vasto campo di applicazione. Quindi certamente i vostri clienti ne hanno sentito parlare.

2 Fluke Corporation Why thermography is good for your business

For troubleshooting, taking a thermal image of a malfunction-ing unit can often identify the source of the problem— electrical hotspots can tell you which phase or connec-tors to check, motor hotspots can narrow it down to bear-ings, and so forth. Then, after repairs, follow up with another thermal image and verify that the component is no longer over-heating—or that something else isn’t now overheating, instead.

Here’s a summary of principle applications.• Electrical power distribution

systems: Three-phase systems, distribution panels, fuses, wiring and connections, substa-tions, electrical vaults, etc.

• Electro-mechanical equipment: Motors, pumps, fans, compres-sors, bearings, windings, gear boxes, and conveyors

• Process instrumentation: Process control equipment, pipes, valves, steam traps and tanks/vessels

• Facility maintenance: HVAC systems, buildings, roofs, insulation

How it worksToday’s entry-level thermal imagers are compact and easy to use with minimal training. Fluke thermal imagers now include

IR-Fusion®, a technology that fuses a visual, or visible light, image with an infrared image for better identification, analysis and image management.

To capture a specific thermal image, in most cases, simply squeeze the trigger. When you’re done, connect the thermal imager to your computer, upload the images to the included soft-ware, analyze them more closely, and create report(s) documenting your findings. The dual images are accurately aligned height-ening details, making it much easier to spot where further investigation is needed.

The next few sections in this article mention other things that need to be considered when taking a thermal images.

EmissivityWhen you measure surface temperature, you’re actually reading the infrared energy emitted by that object. Emis-sivity tracks how thoroughly the surface emits energy. The standard emissivity of most organic materials and painted or oxidized surfaces is 0.95. However, certain materials, such as concrete and shiny metals, are poorer emitters—their emitted energy doesn’t accu-rately reflect their real surface temperature. To get an accurate

thermal measurement of things like bus bars and any large metal electrical connectors, you need to adjust the emissivity value on the imager.

Emissivity values for many materials are published in charts. If you can look up the emissivity value for an object, you can adjust the imager appropriately. Or, you can learn to adjust the emissivity while you’re taking the image. For example, for shiny fuse caps the emissivity might be only 0.6. If you know that, you can change the imager’s emissivity from 0.95 to 0.6 and see the real temperature.

Level and gainWhen the image field includes a wide range of temperatures, level and gain help you focus on the most important temperatures.

Most users work in automatic mode, where the thermal imager automatically assigns a tempera-ture range based on the thermal scene it sees. If the imager senses a range from 80 degrees to 120 degrees, the camera will automatically display a tempera-ture range between 75 degrees and 125 degrees.

If, however, you look at a scene in automatic mode with something cool in the foreground and something very hot in the background, the color palette will be spread across a wide range of temperatures and the resolution will be poor. In such cases, you can manually adjust the level and gain to view just the temperatures of the hot or cool object.

Choosing an imager Obviously, there are many kinds of thermal imagers to choose from. Here are some factors to consider when deciding what kind of imager best fits your business model. The Fluke

2 Fluke Corporation I vantaggi della termografia per l’azienda

cuscinetti e via dicendo. Dopo le riparazioni, viene eseguito un controllo con una nuova immagine termica per verificare che il componente non è più soggetto a surriscaldamento, o che adesso non sia un altro componente a surriscaldarsi.

Di seguito viene riportato un riepilogo delle principali applicazioni.•Sistemi di distribuzione

dell’alimentazione elettrica: sistemi trifase, pannelli di distribuzione, fusibili, cavi e collegamenti, sottostazioni, cabine elettriche, ecc.

•Apparecchiature elettromeccaniche: motori, pompe, ventole, compressori, cuscinetti, avvolgimenti, trasmissioni e trasportatori

•Strumentazione di processo: apparecchiature di controllo di processo, tubi, valvole, scaricatori di condensa e serbatoi/contenitori

•Manutenzione degli impianti: sistemi HVAC, edifici, tetti, isolamento

Come funzionaI modelli base delle moderne termocamere sono strumenti compatti e intuitivi che richiedono una preparazione minima.Le nuove termocamere Fluke includono IR-Fusion®, una tecnologia che combina un’immagine visiva, o luce visibile, con un’immagine ad infrarossi per migliorare le operazioni di identificazione, analisi e gestione delle immagini.

Per acquisire un’immagine termica

specifica è sufficiente, nella maggior parte dei casi, premere il pulsante di azionamento. Al termine, si collega la termocamera al computer, si caricano le immagini nel software in dotazione per analizzarle più accuratamente e si creano rapporti per documentare le rilevazioni. Le due immagini vengono confrontate aumentando il livello di dettaglio per semplificare l’individuazione dei punti che richiedono ulteriori controlli.

Le prossime sezioni di questo articolo illustrano altri aspetti che è necessario tenere in considerazione quando si acquisiscono le immagini termiche.

EmissivitàQuando si misura la temperatura superficiale di un oggetto, viene in realtà rilevata l’energia a raggi infrarossi emessa dall’oggetto. L’emissività misura la capacità della superficie di irraggiare energia. L’emissività standard della maggior parte dei materiali organici e delle superfici verniciate o ossidate è 0,95. Tuttavia, alcuni materiali, come il cemento e i metalli lucidi hanno un’emissività più bassa, ovvero l’energia emessa non corrisponde esattamente all’effettiva temperatura superficiale. Per ottenere una misurazione termica accurata di oggetti quali sbarre collettrici e connettori elettrici di metallo di grandi dimensioni, è necessario regolare il valore di emissività della termocamera.

I valori di emissività di numerosi materiali sono pubblicati in apposite tabelle. Consultando il valore di emissività di un oggetto è possibile regolare opportunamente la termocamera. In altri casi, è possibile determinare la regolazione dell’emissività mentre si acquisisce l’immagine. Ad esempio, l’emissività di portafusibili lucidi può essere di appena 0,6. Se questo valore è noto, è possibile portare l’emissività della termocamera da 0,95 a 0,6 e osservare la temperatura reale.

Livello e guadagnoQuando il campo dell’immagine include una gamma di temperatura ampia, livello e guadagno possono aiutare a identificare i valori più significativi.

La maggior parte degli utenti utilizza lo strumento in modalità automatica: la termocamera assegna automaticamente una gamma di temperatura in base alla scena termica rilevata. Se la termocamera rileva una gamma che va da 80 gradi a 120 gradi, viene automaticamente visualizzata una gamma di temperatura compresa tra 75 gradi e 125 gradi.

Tuttavia, se si osserva in modalità automatica una scena in cui è presente un oggetto freddo in primo piano e un oggetto molto caldo sullo sfondo, i colori si estenderanno su un’ampia gamma di temperature e la risoluzione risulterà insoddisfacente. In questi casi, è possibile regolare manualmente livello e guadagno in modo da visualizzare solo le temperature dell’oggetto più caldo e più freddo.

Scelta di una termocameraNaturalmente sono disponibili diversi tipi di termocamera tra cui scegliere. Di seguito vengono illustrati alcuni fattori da tenere presenti per stabilire il tipo di termocamera più adatto al vostro modello di business. Sul sito web Fluke (www.fluke.com/thermal_imaging) è disponibile uno strumento

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website (www.fluke.com/ther-mal_imaging) has an on-line selection tool that will assist you to find the right thermal imager for your application. There is also a video you can order for additional assistance.

RadiometricWhen you look at an image on a digital screen, you’re really look-ing at thousands of individual little points of color. In the same way, radiometric thermal imag-ers capture temperature data for each of the thousands of points in a thermal image. A non-radiometric imager only provides temperature data for a few focal points. Why does this matter? Well, back at the computer, you can zoom in and out of a radio-metric image, exploring any part of the image in more detail, and

you can also change the emis-sivity or temperature range, to better analyze the results. That means you don’t have to get the perfect image on-site, which is a big time-saver.

Thermal (temperature) sensitivityUnless your customers produce very complicated, small components or have very heat sensitive applications, you very likely do not need the top models on the market. Most contractors do fine with a ther-mal sensitivity range of -10 °C to 350 °C (14 °F to 662 °F).

Pixel resolutionA high resolution screen and image looks nicer and is more impressive. However, those pixels cost money—the higher resolution your image output, the more the thermal imager is going to cost. If you’re primarily looking for hotspots in electri-cal and mechanical applications, chances are, you don’t really need the highest resolution available. You need enough resolution to compare one unit to another or to previous images, and that’s what the entry-level units are designed to do.

Other basic featuresAny imager you buy should offer the following: • Adjustable emissivity • Selectable temperature (C or F), • Level and gain control• Accuracy within

± 2 % or ± 2 °C• Repeatability within

± 1 % or ± 1 °C• Rechargeable battery pack

(minimum 3 hour life)• Laser sighting and a

protected lens• One year warrantyMany imagers also include the ability to set alarms for prob-lematic temperature levels and to upload previous images for on-site comparison.

TrainingMost entry level imagers come with a user manual and some form of interactive training, and that’s usually all you’ll need to get started on an entry-level imager. Medium to high end imagers are more complicated and should therefore include at least two days of in-person training from a reputable train-ing firm. Beyond that, you can take full training courses to become certified in thermog-raphy—Level I is basic, and at Level II and III you can start call-ing yourself a thermographer.

SoftwareYou’re going to need software with any thermal imager you buy, so here are the key points to consider. Is the software included in the price? Are future updates free of charge as well? Do you have to buy licenses for multiple team members to load it? Does it easily create good-looking reports for customers? These questions are important because good soft-ware is essential for maintaining the client relationship.

SummaryReally, there’s nothing holding you back. Contractors can readily purchase affordable thermal imagers, quickly train on the basics, and immediately start using the tool to improve their client services. The more you use it, the more skilled you become.

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di selezione online che può aiutarvi a trovare la termocamera più adatta all’applicazione cui è destinata. Potete inoltre ordinare un video che vi fornirà ulteriore assistenza.

RadiometriaQuando si osserva un’immagine su uno schermo digitale, ciò che si guarda sono in realtà migliaia di puntini colorati. Allo stesso modo, le termocamere radiometriche acquisiscono dati sulla temperatura per ognuno delle migliaia di punti che compongono un’immagine termica. Una termocamera non radiometrica fornisce i dati della temperatura solo per alcuni punti focali. Cosa comporta ciò? Una volta tornati al computer, potete ingrandire o ridurre l’immagine radiometrica, esaminare in dettaglio una parte dell’immagine e anche modificare l’emissività o la gamma di temperatura per analizzare

meglio i risultati. Pertanto, non è necessario ottenere un’immagine perfetta sul campo, il che si traduce in un notevole risparmio di tempo.

Sensibilità termica (alla temperatura)A meno che i vostri clienti non producano componenti miniaturizzati e complessi o utilizzino applicazioni estremamente sensibili al calore, è molto probabile che non abbiate bisogno del modello più avanzato in commercio. Per la maggior parte degli installatori è sufficiente una gamma di sensibilità termica che va da -10 °C a 350 °C (da 14 °F a 662 °F).

Risoluzione (pixel)Su uno schermo ad alta risoluzione le immagini appaiono più nitide e definite. Tuttavia, il numero di pixel è proporzionale al prezzo: maggiore è la risoluzione dell’immagine generata, più costosa sarà la termocamera. Se siete interessati prevalentemente all’individuazione di punti caldi in applicazioni elettriche e meccaniche, probabilmente non avete bisogno della risoluzione più alta disponibile. Il livello di risoluzione deve essere sufficiente a permettervi di confrontare due unità o un’unità a immagini precedenti, cosa che già i modelli base vi consentono di fare.

Altre funzioni essenzialiLa termocamera acquistata deve offrire le seguenti funzioni:•Emissività regolabile•Selezione della temperatura (°C o °F)•Controllo di livello e guadagno•Precisione nell’ordine di ± 2 % o ±

2 °C•Ripetibilità nell’ordine di ± 1 % o ±

1 °C•Pacco batterie ricaricabile (durata

minima 3 ore)•Puntamento laser e protezione

dell’obiettivo•1 anno di garanziaMolte termocamere offrono anche la possibilità di configurare allarmi per livelli di temperatura problematici e di caricare immagini precedenti per eseguire confronti sul campo.

FormazioneLa maggior parte dei modelli base di termocamere viene fornita con un manuale d’uso e risorse di formazione interattive, un corredo in genere

sufficiente per iniziare ad utilizzare questo tipo di termocamera. Le termocamere di fascia medio-alta sono più complesse e devono quindi includere un corso di formazione di almeno due giorni tenuto da enti qualificati. Inoltre, è possibile seguire un corso di formazione completo per ottenere la certificazione come specialisti di termografia: il Livello I è quello base, mentre ai Livelli II e III si diventa un termografo professionista.

SoftwareUn software è necessario per utilizzare qualsiasi tipo di termocamera, pertanto è opportuno considerare alcuni punti essenziali. Il software è incluso nel prezzo? Gli aggiornamenti al software sono anch’essi gratuiti? È necessario acquistare una licenza per gli altri componenti della squadra? Il software consente di creare rapporti di facile lettura da presentare ai clienti? Queste domande sono importanti perché un software valido è fondamentale per mantenere la relazione con i clienti.

RiepilogoDavvero non esistono motivi per esitare: gli installatori possono acquistare subito una termocamera economica, imparare in breve tempo ad usarne le funzioni principali e adoperare lo strumento per migliorare la qualità del servizio offerto ai clienti. Più spesso adoperate la termocamera, più diventerete abili ad utilizzarla.

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