Transcript Termografia - Università di Bologna

TERMOGRAFIA
Morigi Maria Pia
Università di Bologna
Dipartimento di Fisica
Viale Berti Pichat, 6/2 – 40127 Bologna
e-mail: [email protected]
Tecniche diagnostiche in infrarosso per
immagini: riflettografia e termografia.
INFRAROSSO: lunghezze d’onda da 7x10-7 m a 10-3 m
• RIFLETTOGRAFIA
• TERMOGRAFIA
Si basa su
Si basa su
Trasparenza di alcuni pigmenti
e leganti pittorici nel vicino
infrarosso (0.7 - 2.5 mm)
Emissione di radiazione di corpo
nero da parte di oggetti a
temperatura ambiente in alcune
bande
del
medio-lontano
infrarosso.
TECNICHE TERMOGRAFICHE PER LA
DIAGNOSTICA SULL’EDILIZIA STORICA
Termografia
Termografia
In alto: immagine fotografica
In basso: immagine termografica
Termografia
TERMOVISIONE
• Sistema di visione che fornisce immagini
della radiazione infrarossa emessa dagli
oggetti ripresi
Termografia
TERMOGRAFIA
Dalla superficie di ogni oggetto, animato o no, viene
emessa energia sotto forma di radiazione elettromagnetica,
in grado di propagarsi nel vuoto e in alcuni materiali a
causa dell’agitazione termica delle molecole.
Le leggi che governano l’emissione di questa energia sono
le seguenti:
Legge di Stefan-Boltzmann:
W = 5,67 x 10-8 T4
(in W/m2)
W = quantità di energia per unità di tempo e per unità di
superficie, irradiata da un corpo nero (corpo con proprietà
di assorbitore ed emettitore ideale di radiazione)
T = temperatura assoluta
TERMOGRAFIA
Legge di Planck:
Descrive come l’energia emessa da
un corpo si ripartisce al variare
della lunghezza d’onda della
radiazione.
Curve di emissione spettrale per
corpi neri a diverse temperature.
Legge di Wien:
lmax T = 2,8978 x 10-3
( in m)
lmax = lunghezza d’onda di massima emissione
TERMOGRAFIA
Un corpo reale è assimilabile solo approssimativamente ad
un corpo nero ideale; tuttavia un oggetto di qualsiasi
natura emette una quantità di radiazioni tanto più
grande quanto più è alta la sua temperatura
(dipendenza dalla quarta potenza della temperatura)
Possibilità di misurare la temperatura di un
corpo a partire dalla quantità di radiazione
emessa.
Termografia
Il principio
oggetto
lampada a
incandescenza
termocamera
TERMOGRAFIA
Rivelatore IR: è in pratica un convertitore che assorbe
radiazione IR e la trasforma in un segnale elettrico.
Le termocamere sfruttano due tipi di rivelatori:
• fotorivelatori:
sono
realizzati
con
materiali
a
semiconduttore, nei quali il rilascio di cariche elettriche è
associato all’assorbimento di fotoni
• termorivelatori:
assorbono
l’energia
irraggiata
dall’oggetto e misurano la variazione di temperatura dalla
variazione di proprietà elettriche degli elementi sensibili
(es. termocoppie).
TERMOGRAFIA
Con i rivelatori IR si ottengono in tempo reale delle mappe
di intensità, relative alla radiazione infrarossa emessa dal
corpo.
Un’immagine
in
infrarosso
all’origine
è
sempre
rappresentata in toni di grigio, corrispondenti alle diverse
intensità di radiazione provenienti dai diversi punti
dell’oggetto inquadrato.
Per meglio evidenziare taluni fenomeni (ad es. presenza di
umidità, distacchi nell’intonaco), si usa spesso la
rappresentazione in falsi colori, che si ottiene associando ad
ogni livello di grigio un determinato colore.
Termografia
Termografia
Termografia
Termografia
Termografia
Termografia
Termografia
Termografia
Termografia
Stato di conservazione di intonaci
I distacchi si manifestano
con geometria irregolare
Esterno chiesa parrocchiale di Ello (LC)
Termografia
Termografia
La lettura di tessiture
murarie.
Chiesa parrocchiale di
Nembro (BG).
Riscaldamento 500 W
per 10 minuti
La termografia in falsi
colori evidenzia le
anomalie termiche
=> distacchi
La termografia in livelli
di grigio evidenzia le
differenze di materiali
=> tessitura
Termografia
Sensibilità spettrale:
3  5 mm
490x490 pixel
Raffreddata
Interv. temperatura:
-20  250 °C
RIEPILOGO APPLICAZIONI ALL’EDILIZIA STORICA
A m b ito d i
A pplic a zio n i
F e n o m e n o te rm ic o
c o rre la to
a pplic a zio n e
Id en tif ic a z io n e d i elem en ti P ro pa g a z io n e d if f eren z ia le
S tu d io
n o n a vista ;
d el c a lo re a ll'in tern o d ella
stu d io tessitu re m u ra rie;
m u ra tu ra a c a u sa d i d iversi
c o n o sc itivo
id en tif ic a z io n e d i
va lo ri d i d if f u sività term ic a
su ll'ed iliz ia
ta m po n a m en ti d i a pertu re
sto ric a
preesisten ti; m a ppa tu ra d i
sto ric o -
T e c n ic h e d i in d a g in e
T e rm o g ra f ia a ttiva .
m o n u m en ta le prec ed en ti in terven ti d i
resta u ro (a n c he d i
elem en ti stru ttu ra li)
U m id ità su perf ic ia le
U m id ità : ra f f red d a m en to
U m id ità : te rm o g ra f ia
(m isu ra d ei f lu ssi
c a lo re la ten te d i
pa ssiva .
eva po ra tivi in a tto );
eva po ra z io n e.
D ista c c hi: m eg lio in
D ista c c hi: iso la m en to
te rm o g ra f ia a ttiva , m a il
term ic o lo c a le c a u sa to d a
sem plic e in sta u ra rsi d i
d ello sta to d i a f f resc hi e m o sa ic i;
b o lle d i a ria f ra m u ro e
g ra d ien ti n o tte-g io rn o si
c o n serva z io n e f essu ra z io n i, c ric c he
pa ra m en to estern o . In
d im o stra su f f ic ien te
g en era le si rileva o g n i
a ll'id en tif ic a z io n e d i
o sta c o lo a lla d if f u sio n e d el
d if etti su perf ic ia li
c a lo re.
d ell’in to n a c o .
M o n ito ra ggio D ia gn o stic a
D ista c c hi d i in to n a c i,
su b su perf ic ia li.