Calibración y verificación de las cámaras termográficas

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Field Calibration of Your imaging system
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The Snell Group

El tema de calibración y exactitud de las mediciones de las cámaras infrarrojas podría muchas veces desatar diferentes opiniones. Aun los usuarios de la termografía más capacitados podrían conocer las limitaciones de las mediciones de temperatura radiométrica, y también podrían haber aprendido técnicas  para mejorar la confiabilidad de las mediciones de temperatura de sus cámaras siempre que sea posible.  Pero, aun así podrían haber muchas personas que tal vez no conozcan como verificar el funcionamiento de su cámara termográfica al momento de realizar inspecciones, o como verificar la exactitud de las mediciones de temperatura de su equipo.  Algunos usuarios de la termografía podrían ignorar el tema de la calibración, o algunas compañías podrían estar invirtiendo mucho dinero en calibrar su equipo sin conocer si realmente es necesario. A continuación, mencionaremos algunos métodos sencillos para verificar las mediciones de su cámara termográfica.

Las técnicas de verificación de funcionamiento o verificación de las mediciones al momento de realizar inspecciones podría variar desde muy sencilla hasta muy compleja. Si se utiliza la cámara regularmente, podría resultar importante para usted y su cliente o supervisor asegurarse que las temperaturas que se reportan son lo más confiables posible.  Al realizar mediciones, la mejor opción es medir temperaturas sobre superficies con altas emisividades cuando sea posible, así como tratar de controlar los reflejos. Pero además de la técnica utilizada al realizar mediciones de temperatura, ¿Qué más

Una técnica para verificar el funcionamiento básico del equipo la enseñamos durante nuestros cursos de Termografía de Nivel I, dicha técnica puede tomar pocos minutos para realizarla pues únicamente se debe medir la temperatura del conducto lagrimal de una persona con los ajustes adecuados en la cámara.  Resulta aconsejable realizar dicha verificación básica en un ambiente térmicamente controlado con temperatura moderada, tratando de evitar ambientes con temperaturas extremas, muy frías o muy calientes, como lo podría ser en el exterior durante el invierno o en un cuarto con calderas u hornos.  La piel humana posee una emisividad de 0.98, y es una de las superficies con más alta emisividad comparada con los objetos que observamos todos los días.  Lo anterior quiere decir, que en la piel humana el 98% de los fotones que medimos representan la temperatura superficial y únicamente un 2% representa el reflejo de la temperatura de algo más. Podríamos medir la temperatura en un punto de la piel de una persona y en condiciones normales dicha medición debería ser estable; la técnica para realizar lo anterior es simple: Se debe ajustar la emisividad en su cámara a 0.98, colocar la cámara a una distancia aproximada de 1 metro del objetivo, enfocar la imagen, colocar el cursor de medición sobre el conducto lagrimal; típicamente las especificaciones de exactitud de las cámaras debería ser entre ±2°C o 2% (lo que sea más grande). La temperatura debería de dar entre 94°- 97°F (34°- 37°C).  Si la medición esta fuera de los valores antes indicados, revise nuevamente los ajustes de la cámara termográfica. De realizar esta medición antes y luego de realizar una inspección, se podría estar relativamente seguro del correcto funcionamiento de la cámara durante la inspección, asumiendo la técnica con que se realizó la inspección fue correcta.

La verificación del conducto lagrimal podría resultar una buena práctica regular, pero la limitación es que únicamente se está tomando la medición de un pequeño punto de la capacidad de medición de la cámara, donde podría ser posible que la medición de un punto de temperatura sea exacta, pero que para otros puntos de temperatura la medición podría estar fuera de la especificación, por ejemplo, a unos 50 ó 100 grados más frío o caliente del primer valor.  Por lo anterior, una mejor práctica periódica podría ser verificar los valores de medición de temperatura utilizando una fuente infrarroja que genere diferentes temperaturas.  Las fuentes infrarrojas de temperatura o cuerpos negros infrarrojos son utilizadas por los fabricantes de las cámaras termográficas para calibrar sus equipos.  Una fuente generadora de temperatura infrarroja podría ajustarse a diferentes valores de temperatura, donde dicha fuente a su vez podría ser calibrada en referencia o trazabilidad a otro patrón de medición, como podría ser por ejemplo al National Institute of Standards and Technology (NIST).  Al utilizar un cuerpo negro infrarrojo podría ser recomendable ajustar por lo menos 3 puntos de medición de temperatura diferentes, como por ejemplo: 50°, 100° y 150° C.  Luego se debe verificar la exactitud de las mediciones realizadas con la cámara termográfica, donde por ejemplo, muchos equipos podrían tener una exactitud de medición de ±2°C o 2% (lo que sea más grande).  Podrían haber estándares que pudiesen aplicarse a este tipo de verificación, por lo que si dichos estándares son importantes para una persona o compañía, se debe asegurar que se están siguiendo y cumpliendo los mismos. Se deben analizar y almacenar los valores de los resultados de las mediciones utilizando el cuerpo negro infrarrojo para poder percatarnos si se tiene algún tipo de desviación de la medición.

Las fuentes generadoras de temperatura infrarroja o cuerpos negros infrarrojos podrían representar un monto de inversión importante para algunas personas o compañías, pues su precio podría variar desde unos cuantos miles de dólares hasta decenas de miles de dólares, dependiendo el modelo del equipo.  Por lo que, a menos que una empresa cuente con varias cámaras termográficas, el costo podría resultar elevado. Podrían existir algunas otras opciones para una verificación básica de las mediciones utilizando algunos otros puntos de temperatura, como por ejemplo un recipiente con agua y hielo mezclado. Existe un estándar para realizar lo anterior, el ASTM E563-11.  Este método también está aprobado para la verificación de termocuplas. También se podría utilizar la temperatura del agua hirviendo (a nivel del mar), y así se podría contar con múltiples puntos de referencia.  Por supuesto que siempre se debe tomar en cuenta utilizar las técnicas y ajustes adecuados, como por ejemplo, emisividad del agua=0.98, y controlar la temperatura de fondo.

Es importante resaltar que si las mediciones de temperatura para cualquiera de las técnicas antes mencionadas resulta ser inexacta y fuera de los valores especificados, se debe revisar nuevamente los ajustes de la cámara termográfica y realizar nuevamente la medición. Si aun luego de esto las mediciones siguen fuera de lo especificado o fuera de los valores de la tolerancia de exactitud, puede que sea necesario enviar la cámara a revisión.

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