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 de aplicación

Motivos por los que la termografía

Aplicaciones para cámaras termográficas

La termografía solía ser cara y compleja, y se usaba principalmente en instalaciones industriales de gran envergadura y en el ámbito militar.

Hoy en día se ha convertido en una tecnología mucho más asequible y fácil de usar, y además se aplica a más campos. Esto quiere decir que sus clientes habrán oído hablar de ella.

Es una tecnología muy impresionante. Puesto que la herramienta, una cámara termográfica, produce imágenes (térmicas) de los equipos, el cliente puede comprobar inmediatamente cuáles son las ventajas. De una sola pasada en unas instalaciones, es posible encontrar normalmente y al menos un componente a punto de averiarse. De esta forma tan impactante, se puede demostrar lo fácil que es ampliar un negocio.

La ventaja de ser técnico es poseer una gran experiencia con muchos tipos de equipos y averías: al igual que en cualquier otra situación que implique resolver problemas, la persona que sostiene la cámara necesita utilizar su propia experiencia para analizar las lecturas. Si esta parte del panel está caliente, ¿debería inspeccionar las conexiones o la carga?

Y por último, si ya está familiarizado con el mantenimiento regular y la resolución de problemas, la termografía es el siguiente paso. Ya conoce las instalaciones y cuáles son las unidades en que estriba el rendimiento. Sencillamente, añada una inspección termográfica a sus visitas regulares y tenga la cámara preparada cuando se descubra un problema. Además, como electricista, está excepcionalmente cualificado para trabajar con aplicaciones de alta tensión (los termógrafos especialistas no lo

están y, por lo tanto, necesitan la ayuda del cliente).

Aplicaciones habitualesLos técnicos electricistas suelen emplear cámaras termográficas para resolver problemas, realizar un mantenimiento predictivo y, a veces, también durante la instalación.

Para el mantenimiento predictivo, los técnicos deben tomar imágenes térmicas de la unidades importantes (cuadros eléctricos, variadores, motores, etc.) al menos una vez al año o con mayor frecuencia, y comparar esas imágenes en cada visita. Los puntos calientes que no se encontraron la última vez indican problemas de funcionamiento interno que deben controlarse antes de que originen una avería. El software que incluye la cámara termográfica ordena las imágenes para que las comparaciones que realice entre visitas sean coherentes.

Cuando se disponga a vender esta idea a un cliente, es importante que recuerde algunos detalles más:•La mayor parte de las averías de

los equipos se manifiestan con mucha antelación mediante un aumento de la temperatura de funcionamiento.

•Las imágenes térmicas se toman mucho mejor cuando el equipo está en funcionamiento.

•No es necesario parar los equipos.

•Para tomar imágenes térmicas, debe guardar una distancia de seguridad.

•Mínimo compromiso de la seguridad (salvo en casos de alta tensión, que requieren adoptar todas las medidas de seguridad eléctrica).

•Las imágenes térmicas permiten observar el interior de ciertos componentes y unidades que no serían de otro modo medibles, como conductos de techo.

•Las mediciones térmicas son útiles para detectar averías inminentes en casi todo tipo de equipos, desde eléctricos hasta mecánicos, de proceso, electrónicos, etc.

•Dado que las inspecciones térmicas duran poco tiempo, pueden barrer una mayor superficie y encontrar problemas en zonas que normalmente se ignorarían.

Para resolver un problema, suele bastar con tomar una imagen térmica de una unidad defectuosa para identificar el origen del problema (los puntos calientes

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 Motivos por los que la termografía le conviene a su empresa

eléctricos pueden señalar la fase o los conectores que se han de comprobar, los puntos calientes en los motores pueden estrechar la búsqueda a unos rodamientos, etc.). Más tarde, tras las reparaciones, es recomendable realizar un seguimiento con otra imagen térmica y verificar que el componente ya no está sobrecalentado (o que no hay otro componente sobrecalentado en su lugar).

Las aplicaciones principales de la termografía son:•Sistemas de distribución de

energía eléctrica: sistemas trifásicos, cuadros de distribución, fusibles, cableado y conexiones, subestaciones, estaciones eléctricas, etc.

•Equipos electromecánicos: motores, bombas, ventiladores, compresores, rodamientos, bobinas, cajas de cambios y transportadores

•Instrumentos de procesos: equipos de control de procesos, tuberías, válvulas, colectores y recipientes de vapor

•Mantenimiento de instalaciones: sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado, edificios, tejados, aislamiento

FuncionamientoLas cámaras termográficas básicas actuales son de tamaño compacto y fáciles de usar con una formación mínima.Las cámaras termográficas Fluke incluyen ahora IR-Fusion®, una tecnología que combina una imagen de luz visible o visual con una imagen infrarroja para una

identificación, un análisis y una gestión de imágenes mejores.

Para tomar una imagen térmica específica, basta con apretar el disparador en la mayoría de los casos. Cuando haya terminado, conecte la cámara termográfica a un ordenador, descargue las imágenes con el software incluido, analícelas al detalle y genere informes para documentar sus hallazgos. Las dos imágenes se alinean con precisión a cualquier distancia, así se obtienen más datos, lo cual facilita enormemente la detección del lugar que requiere una mayor investigación.

Los próximos apartados de este reportaje hacen referencia a otras consideraciones que deben tenerse en cuenta al tomar imágenes térmicas.

EmisividadCuando mida la temperatura de la superficie, en realidad lo que está haciendo es leer por infrarrojos la energía que emite el objeto. La emisividad realiza un seguimiento detallado de la manera en que la superficie emite energía. La emisividad estándar de la mayoría de los materiales orgánicos y de las superficies pintadas y oxidadas es de 0,95. Sin embargo, ciertos materiales, como el hormigón y los metales brillantes, son malos emisores: la energía que emiten no refleja exactamente la temperatura real de su superficie. Para realizar una medición térmica exacta en objetos como barras colectoras y grandes conectores eléctricos de metal, es necesario ajustar el valor de la emisividad en la cámara.

Los valores de emisividad de muchos materiales están publicados en gráficos. Con el valor de emisividad de un objeto es posible ajustar la cámara correctamente. Pero también se puede aprender a ajustar la emisividad mientras se está tomando la imagen. Por ejemplo, la emisividad de algunas tapas de fusibles podría ser tan solo de 0,6. Si conoce este dato, puede cambiar la emisividad de la cámara de 0,95 a 0,6 y ver la temperatura real.

Nivel y gananciaCuando el campo de imagen incluye un amplio rango de valores de temperatura, el nivel y la ganancia le permiten centrarse en las temperaturas más importantes.

La mayoría de usuarios emplean el modo automático, en el que la cámara termográfica asigna automáticamente un rango de temperaturas en función de la escena térmica que se está viendo. Si la cámara detecta un rango de 80 a 120 grados, mostrará automáticamente un rango de temperaturas entre 75 y 125 grados.

No obstante, si realiza la medición en modo automático y existe algún foco frío en primer plano y algún foco caliente en segundo plano, la paleta de colores abarcará un amplio rango de temperaturas y la resolución será baja. En esos casos, puede ajustar manualmente el nivel y la ganancia para visualizar solo las temperaturas del objeto caliente o frío.

Elección de una cámara termográficaHay muchos tipos de cámaras termográficas entre las que elegir. A continuación le indicamos algunos factores que debe tener en cuenta a la hora de decidir el modelo de cámara que mejor se adapte a su modelo empresarial. La página web de Fluke (www.fluke.com/thermal_imaging) cuenta con una herramienta de selección en línea que le ayudará a encontrar la cámara termográfica que mejor se adapta a sus necesidades. También puede pedir un vídeo explicativo para obtener ayuda adicional.

3 Fluke Corporation Why thermography is good for your business

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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RadiométricaCuando observa una imagen en una pantalla digital, en realidad está mirando miles de pequeños puntos de color individuales. De la misma forma, las cámaras termográficas radiométricas capturan los datos de temperatura para cada uno de los miles de puntos de una imagen térmica. Una cámara no radiométrica solo suministra datos de temperatura de unos pocos puntos focales. ¿Por qué es importante esto? Porque, una vez esté delante del ordenador, podrá ampliar o reducir la imagen radiométrica para explorar cualquier parte de la imagen con mayor grado de detalle, así como también podrá cambiar la emisividad o el rango de temperatura para analizar mejor los resultados. Por lo tanto, no será necesario conseguir la imagen perfecta in situ y, de este modo, ahorrará mucho tiempo.

Sensibilidad térmica (temperatura)A menos que sus clientes produzcan componentes extremadamente pequeños y complejos, o cuenten con aplicaciones demasiado sensibles al calor, es probable que no necesite los mejores modelos que existen en el mercado. A la mayoría de los técnicos les basta con un rango de sensibilidad térmica de -10 °C a 350 °C (14 °F a 662 °F).

Resolución de píxelesUna pantalla y una imagen de alta resolución proporcionan un mejor aspecto e impresionan más. Sin embargo, la cantidad de píxeles cuesta dinero; cuanta mayor resolución tenga la imagen, más le va a costar la cámara termográfica. Si está buscando fundamentalmente puntos calientes en aplicaciones eléctricas y mecánicas, lo más probable es que no necesite emplear la resolución más alta disponible. Tan solo necesita la resolución suficiente para comparar una unidad con otra o con imágenes previas, y esa es precisamente la función de las cámaras termográficas.

Otras funciones básicasCualquier cámara termográfica que adquiera debe contar con estas funciones:•Corrección de emisividad en

pantalla•Capacidad de selección de la

unidad de temperatura (°C o °F)•Control de nivel y ganancia•Precisión: ± 2% o ± 2 °C•Repetibilidad: ± 1 % o ± 1 °C•Batería recargable (duración

mínima de 3 horas)•Puntero láser y gafas protectoras•Un año de garantíaMuchas cámaras también cuentan con las capacidades de establecer alarmas para advertir de niveles problemáticos de temperatura y de descargar imágenes previas para poder realizar comparaciones in situ.

FormaciónLa mayoría de las cámaras termográficas básicas incluyen un manual de usuario y algún método de formación interactiva, y

eso suele ser todo lo que necesita para iniciarse en el mundo de las cámaras termográficas básicas. Las cámaras de nivel medio a avanzado son más complicadas y deberían incluir al menos dos días de formación presencial en una escuela de formación de renombre. Para obtener una formación superior, puede asistir a un curso para obtener una certificación en termografía (el nivel I es elemental, pero si consigue un nivel II o III ya puede considerarse un experto en termografía).

SoftwareVa a necesitar utilizar un software con cualquier cámara termográfica que compre, por eso le exponemos a continuación los aspectos clave que debe tener en cuenta. ¿Está el software incluido en el precio? ¿Son gratuitas las actualizaciones futuras también? ¿Es preciso comprar licencias para varios miembros del equipo para cargar el software? ¿Crea fácilmente informes atractivos para presentar a los clientes? Estas preguntas son importantes porque un buen software es crucial para mantener la relación con el cliente.

ResumenEn resumidas cuentas, no hay nada que le retenga. Los técnicos ya pueden comprar cámaras termográficas asequibles, formarse rápidamente en conceptos básicos y comenzar a utilizar el instrumento de inmediato para mejorar los servicios que ofrece a sus clientes. Cuanto más la use, mayor experiencia adquirirá.