Veja como funciona uma câmera térmica [vídeo]

Você sabe o que é uma câmera térmica? Uma câmera térmica nada mais é do que um equipamento capaz de capturar luz infravermelha e convertê-la para faixa visível do espectro permitindo que possamos ver o calor gerado por objetos.

O princípio do funcionamento diz que qualquer corpo aquecido à temperatura maior que o zero absoluto emite ondas eletromagnéticas cuja intensidade total, distribuição espectral de energia e frequência de máxima emissão mostram-se dependentes fundamentalmente da temperatura dos corpos.

Onde são utilizadas?

Esse tipo de equipamento tem diversos tipos de aplicações. Uma delas é a visão noturna. Câmeras desse tipo captam radiação infravermelha e convertem em imagens visíveis aos nossos olhos, permitindo que seja possível enxergar algo em locais totalmente escuros.

Esse tipo de uso é feito geralmente por militares em operações noturnas, mas podem ser utilizadas por bombeiros em missões de resgate.

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Outra aplicação desse tipo de equipamento é na manutenção predial ou de equipamentos industriais. Através do sensor infravermelho é possível identificar vazamentos de energia ou problemas no interior das paredes, por exemplo, sem que seja preciso quebrar a parede inteira. Nesse ponto, esse tipo de equipamento funciona como uma espécie de visão de raio-x.

Técnicos em eletrônica também podem utilizar esse tipo de câmera para identificar painéis defeituosos e, ou, componentes eletrônicos que podem estar funcionando acima da capacidade nominal ou com defeito utilizando uma imagem térmica.

Tipos de sensores

Existem dois tipos básicos de sensores térmicos. O primeiro é o sensor refrigerado. Esse tipo de sensor fica selado dentro de uma caixa selada a vácuo geralmente resfriada criogenicamente. O arrefecimento é necessário para o funcionamento dos materiais semicondutores utilizados. Sem isso eles seriam inundados pela própria radiação e deixariam de funcionar. Geralmente esses equipamentos utilizam nitrogênio para o resfriamento, o gás fica “engarrafado” em alta pressão.

A vantagem desses modelos é a resolução do sensor que pode ser muito grande. Isso permite que imagens infravermelhas sejam captadas a grandes distâncias e com muitos detalhes. Porém, o seu custo é muito superior ao dos sensores não refrigerados.

Já o segundo tipo de sensor é o não refrigerado, que trabalha à temperatura ambiente. Esse tipo de sensor trabalha com a mudança de resistência tensão ou corrente quando é aquecido pela radiação infravermelha. Essas alterações são medidas e comparadas com os valores na temperatura de funcionamento do sensor.

Esse tipo de sensor é bem mais simples que os refrigerados e, consequentemente, mais baratos. Esses sensores geralmente são baseados em materiais ferroelétricos. Devido à simplicidade dos componentes eles também possuem resolução limitada.

Um preço bem salgado

Esse tipo de câmera não é exatamente popular pois suas aplicações são mais limitadas que as de uma câmera tradicional, por exemplo, limitando um pouco o mercado. Além disso, o custo de produção é muito mais alto que de uma câmera tradicional pois, como citamos antes, os componentes necessários para a captação das imagens são mais complexos que modelos tradicionais.

Isso tudo faz com que esse tipo de equipamento tenha um custo bem elevado, ultrapassando facilmente os milhares de reais para os modelos mais simples e com resoluções baixas.

Além do custo elevado dos sensores infravermelhos, existem outros componentes que ajudam a encarecer os produtos. Uma lente que capta imagens infravermelhas não pode ser feita de vidro tradicional pois precisa captar o comprimento total das ondas infravermelhas. Um dos materiais mais utilizados é o germânio, mas alguns modelos mais básicos trabalham com lentes de safira.

O modelo que nós utilizamos é a FLIR E6 que possui um sensor com resolução de 19.200 pixels (160 x 120). No Brasil, ela tem um valor próximo dos R$ 10 mil reais.

Quem fabrica?

Não existem muitos fabricantes desses equipamentos atualmente e uma das mais tradicionais e conhecidas do grande público é a FLIR, companhia fundada em 1978 que trabalha nos segmentos de monitoramento, segurança e detecção. A empresa comercializa seus produtos através de representantes em quase todo o mundo, inclusive o Brasil.

FLIR E6

A FLIR E6 pertence à uma família com quatro modelos diferentes: E4, E5, E6 e E8. Conforme o número cresce, também aumenta o tamanho do sensor. Porém, o preço também cresce proporcionalmente.

Um dos diferenciais dessa série é o sistema MSX, sigla para Multi-Spectral Dynamic Imaging. O que ele faz é sobrepor dois tipos de imagens diferentes para melhorar a visualização. A primeira é a imagem térmica propriamente dita, a segunda é uma imagem normal. Isso significa que a câmera possui dois sensores, sendo um infravermelho e outro tradicional.

O sistema MSX permite um nível de detalhes muito grande às imagens, o que facilita a leitura das informações mesmo que o sensor infravermelho seja relativamente simples.

Design

A FLIR E6 tem um formato de pistola em que a tela e o painel de controle ficam na parte de trás e o cabo sirva como repositório da bateria removível. A parte de cima conta com uma entrada micro USB protegida por uma capa de borracha.

Toda a câmera é coberta por uma espessa camada de borracha para proteção contra quedas ou batidas e o sensor é protegido por uma tampa plástica retrátil. Para registrar as imagens basta apertar o gatilho e aguardar o processamento da foto.

Tratando as imagens

Junto com a câmera recebemos um software para o tratamento e edição das imagens da câmera. O FLIR Tools permite que as fotografias sejam extraídas da memória da câmera com facilidade.

Dentro do aplicativo também é possível gerenciar as imagens e mudar o padrão de cor das imagens térmicas e identificar em detalhes todos os picos de temperatura.

Novidades no TecMundo

O TecMundo adquiriu a FLIR E6 com o objetivo de deixar as análises dos eletrônicos mais completas. A partir de agora passamos a incluir imagens térmicas nas análises de alguns produtos como placas de vídeo, como você pode ver aqui.

Esse tipo de informação vai ajudar o consumidor e perceber qual é o calor produzido pelos aparelhos, além de ser possível identificar com precisão qual ponto está emitindo mais calor e como essa energia é dissipada através dos sistemas de arrefecimento e carcaças, no caso de smartphones e tablets.