L'IFOV di una termocamera si calcola dividendo il campo di vista in gradi per il numero di pixel di quel lato del sensore e moltiplicando per 17,45: il risultato, in milliradianti, corrisponde direttamente ai millimetri coperti da un pixel alla distanza di un metro. Una 320×240 con ottica da 25° ha un IFOV di 1,36 mrad, cioè 1,36 mm a un metro e 13,6 mm a dieci metri. Da qui discende tutto il resto: quanto piccolo è il difetto che quello strumento può rilevare, a che distanza smette di poterlo misurare, e — soprattutto — quali difetti non vedrà mai, a nessuna distanza.
Questa pagina spiega la fisica del limite, con i conti svolti. È il criterio con cui un committente può capire se un rilievo termografico, da terra o da drone, è dimensionato per il problema che deve risolvere. Non parliamo di modelli né di marche: parliamo di requisiti tecnici e di come si verificano prima di firmare un incarico.
Che cos'è l'IFOV e perché si misura in milliradianti
Il sensore di una termocamera è una matrice di elementi sensibili — i pixel — ciascuno dei quali raccoglie la radiazione infrarossa proveniente da un piccolo cono di spazio. L'ampiezza angolare di quel cono è l'IFOV, Instantaneous Field of View, il campo di vista istantaneo del singolo pixel. È l'unità elementare di tutto ciò che la termocamera può dire.
L'IFOV si esprime in milliradianti (mrad) e non in gradi per una ragione pratica: il milliradiante ha una corrispondenza numerica immediata con la geometria del bersaglio. Un angolo di 1 mrad sottende 1 mm alla distanza di 1 m, 1 cm a 10 m, 1 m a 1000 m. Questo consente di passare dall'angolo alla dimensione fisica senza calcoli intermedi, che è esattamente ciò che serve in campo.
L'IFOV non è una caratteristica della sola termocamera: è la combinazione fra sensore e ottica. Lo stesso corpo macchina, montando un obiettivo grandangolare o un teleobiettivo, ha IFOV molto diversi. Per questo la domanda «quanti pixel ha la termocamera?» è, da sola, priva di significato operativo. Serve sapere quanti pixel e con quale campo di vista.
La formula dell'IFOV, con i passaggi
La formula standard, riportata nella documentazione tecnica dei costruttori di sistemi infrarossi, è:
IFOV [mrad] = ( FOV [°] ÷ N pixel ) × (π / 180) × 1000
dove FOV è il campo di vista dichiarato su un lato (orizzontale o verticale) e N pixel è il numero di pixel dello stesso lato. Il termine (π/180)×1000 vale 17,4533 e serve solo a convertire i gradi in milliradianti. In pratica si usa la forma compatta:
IFOV [mrad] = ( FOV [°] ÷ N pixel ) × 17,45
Il passaggio dalla misura angolare alla dimensione fisica è immediato:
dimensione del pixel sul bersaglio [mm] = IFOV [mrad] × distanza [m]
Due avvertenze prima dei conti.
La prima: usare sempre lati omogenei. Se il campo di vista dichiarato è quello orizzontale, va diviso per i pixel orizzontali. Se si incrociano i lati si ottiene un numero senza senso. Un controllo utile è calcolare l'IFOV sia in orizzontale sia in verticale: poiché i pixel dei sensori termici sono quadrati, i due valori devono coincidere quasi esattamente. Se non coincidono, il campo di vista dichiarato non è coerente con il formato del sensore e va verificato.
La seconda: la formula sopra è una approssimazione lineare. La formulazione geometricamente esatta è IFOV = 2 × tan(FOV/2) ÷ N pixel × 1000. Sulle ottiche strette la differenza è trascurabile — nel primo esempio che segue vale l'1,6% — ma cresce con l'ampiezza del campo: su un grandangolo da 45° supera il 5%, sempre nel senso che la formula lineare sottostima la dimensione reale del pixel. Chi lavora al limite della risoluzione dovrebbe usare la forma con la tangente, o almeno sapere che il conto rapido è ottimistico.
Tre casi svolti: quanti millimetri copre un pixel
Caso A — sensore 320×240, ottica 25°
Passaggio 1, l'IFOV:
25 ÷ 320 = 0,078125 → 0,078125 × 17,45 = 1,3635 mrad → 1,36 mrad
Passaggio 2, la proiezione alle tre distanze richieste:
- a 1 m:
1,36 × 1 = 1,36 mmper pixel - a 5 m:
1,36 × 5 = 6,82 mmper pixel - a 10 m:
1,36 × 10 = 13,6 mmper pixel
Tradotto: a dieci metri, ogni singolo pixel di quell'immagine termica riassume in un solo numero la temperatura media di un quadrato di circa 13,6 × 13,6 mm. Un morsetto da 8 mm surriscaldato, a quella distanza, non occupa nemmeno un pixel intero: il suo calore viene mediato con quello del metallo freddo che lo circonda, e il valore letto sarà molto più basso di quello reale. L'anomalia può sparire del tutto.
Caso B — sensore 640×480, ottica 24°
24 ÷ 640 = 0,0375 → 0,0375 × 17,45 = 0,6545 mrad → 0,65 mrad
- a 1 m: 0,65 mm per pixel
- a 5 m: 3,27 mm per pixel
- a 10 m: 6,55 mm per pixel
- a 25 m: 16,4 mm per pixel
Raddoppiando i pixel per lato a parità di campo di vista, l'IFOV si dimezza: a dieci metri il pixel passa da 13,6 mm a 6,5 mm. È il motivo per cui la risoluzione del sensore conta — ma conta in rapporto all'ottica, non in assoluto.
Caso C — sensore 640×512 su drone, ottica 45°
45 ÷ 640 = 0,0703 → 0,0703 × 17,45 = 1,2272 mrad → 1,23 mrad (con la formula esatta alla tangente: 1,29 mrad, +5,5%)
- a 10 m: 12,3 mm per pixel
- a 30 m: 36,8 mm per pixel
- a 50 m: 61,4 mm per pixel
Questo caso è istruttivo perché smonta un'aspettativa diffusa: un sensore da 640 pixel per lato non garantisce dettaglio se l'ottica è grandangolare e la distanza è quella di un volo. A trenta metri di quota, ogni pixel copre quasi quattro centimetri: si può mappare la distribuzione termica di una falda di copertura, non si può misurare la temperatura di un connettore.
Caso D — teleobiettivo 12° su sensore 640×480
12 ÷ 640 = 0,01875 → 0,01875 × 17,45 = 0,3272 mrad → 0,33 mrad
- a 30 m: 9,8 mm per pixel
- a 50 m: 16,4 mm per pixel
Lo stesso corpo macchina del caso B, con un'ottica più stretta, a cinquanta metri ha la risoluzione geometrica che il caso A aveva a poco più di dodici. L'ottica non è un accessorio: è metà del calcolo.
IFOV geometrico e IFOV di misura: vedere non è misurare
Qui sta il punto che quasi nessuna pagina divulgativa italiana spiega, e che è invece il cuore della questione.
L'IFOV appena calcolato è l'IFOV geometrico: definisce il più piccolo oggetto che il sistema può rilevare. Ma un'ottica reale non concentra tutta l'energia proveniente da un punto su un solo pixel: per diffrazione e aberrazioni, una parte finisce sui pixel vicini. Di conseguenza, un bersaglio che occupa esattamente un pixel gli cede solo una frazione della propria energia, e la temperatura letta è una media falsata dallo sfondo.
Per misurare correttamente serve quindi che il bersaglio copra un'area più grande, sufficiente perché il pixel centrale riceva la quasi totalità dell'energia che gli compete. Questa area è l'IFOV di misura, in letteratura tecnica anche MFOV (Measurement Field of View), legato all'IFOV geometrico dalla relazione MFOV = m × IFOV, dove m è il numero di pixel richiesti sul bersaglio.
La documentazione tecnica FLIR lo dice in modo diretto: il fatto di vedere qualcosa con la termocamera non significa affatto essere abbastanza vicini per misurarlo accuratamente — e propone l'analogia con la tavola optometrica, dove le lettere si intravedono da lontano ma non si leggono.
Quanti pixel servono davvero sul bersaglio? Le fonti non danno la stessa risposta.
- FLIR raccomanda almeno 3×3 pixel sul bersaglio per la massima accuratezza in condizioni reali, precisando che il minimo teorico di un pixel non tiene conto della dispersione ottica.
- Optris definisce l'MFOV come la dimensione alla quale si raccoglie il 90% dell'energia del bersaglio, e lega il requisito al passo del pixel: 2 pixel con passo 34 µm, 3 pixel con passo 17 µm, 4 pixel con passo 12 µm. Aggiunge che con sistemi ottici di qualità inferiore possono servire fino a 10×10 pixel per raggiungere lo stesso 90%.
- Altre fonti tecniche di settore indicano che l'IFOV di misura è tipicamente da 2 a 3 volte l'IFOV geometrico.
Il range dichiarato in letteratura va quindi da 2:1 a 10:1. Non esiste un unico numero corretto, e chiunque presenti il 3:1 come legge universale sta semplificando. Il valore da usare è quello dichiarato dal costruttore per lo strumento e l'ottica specifici; in assenza di quel dato, 3:1 è il minimo prudenziale e 5:1 una scelta conservativa ragionevole.
Una conseguenza controintuitiva merita di essere esplicitata: ridurre il passo del pixel non migliora indefinitamente la misura. Sotto una certa dimensione il pixel diventa comparabile con la lunghezza d'onda della radiazione raccolta (8-14 µm) e il limite non è più il sensore ma la diffrazione dell'ottica. È la ragione per cui, secondo i dati Optris, con passo 12 µm servono più pixel sul bersaglio che con passo 17 µm: i pixel sono più piccoli, ma la macchia luminosa che l'ottica proietta su di essi no.
Il calcolo inverso: fin dove posso arrivare
La formula si inverte facilmente ed è così che si dimensiona un rilievo:
distanza massima [m] = dimensione del bersaglio [mm] ÷ ( IFOV [mrad] × m )
dove m è il numero di pixel richiesti sul bersaglio. Esempio concreto: morsetto da 10 mm, strumento del caso A (IFOV 1,36 mrad).
- con m = 3:
10 ÷ (1,36 × 3) = 10 ÷ 4,09 =2,4 m - con m = 5:
10 ÷ (1,36 × 5) = 10 ÷ 6,82 =1,5 m - con m = 10:
10 ÷ (1,36 × 10) = 10 ÷ 13,6 =0,73 m
Con lo strumento del caso B (IFOV 0,65 mrad) e m = 3: 10 ÷ 1,96 = 5,1 m.
Lo stesso morsetto, con ipotesi diverse ma tutte documentate, dà distanze utili che vanno da settanta centimetri a cinque metri. Ecco perché la regola dei pixel minimi non è un dettaglio accademico: è il parametro che decide se il rilievo è valido o è teatro.
NETD: la sensibilità termica, e cosa non è
Il NETD — Noise Equivalent Temperature Difference — è la seconda grandezza che definisce il limite di uno strumento, e agisce su un asse completamente diverso dall'IFOV.
Definizione: è la differenza di temperatura che genera un segnale pari al rumore proprio del sensore, cioè il rapporto segnale/rumore uguale a 1. Sotto quel valore, una variazione termica esiste nella scena ma è indistinguibile dal brulichio elettronico del rivelatore. Si esprime in millikelvin: 30 mK sono 0,03 °C, 80 mK sono 0,08 °C.
I valori dichiarati oggi per i rivelatori non raffreddati a microbolometro coprono un intervallo ampio. Le fonti tecniche consultate collocano l'ordine di grandezza tipico intorno a 45 mK, con strumenti di fascia d'ingresso attorno a 100 mK, strumenti di fascia media sotto i 35 mK e prodotti di fascia alta dichiarati intorno a 30 mK. I rivelatori fotonici raffreddati criogenicamente scendono ulteriormente, con valori dichiarati intorno a 18 mK.
Quando 30 mK e 80 mK fanno davvero differenza
La differenza fra i due non conta quasi mai in termografia elettrica: un morsetto in sovratemperatura produce delta di decine di gradi, e un NETD di 80 mK è abbondantemente sufficiente. Conta invece quando il contrasto termico utile è di pochi decimi di grado, cioè:
- involucro edilizio in condizioni di basso ΔT, quando la differenza fra interno ed esterno è modesta e le firme dei ponti termici o delle discontinuità di isolante si comprimono in pochi decimi di grado;
- distacchi e vuoti sotto intonaco o sotto rivestimento, dove il difetto altera di poco la costante termica superficiale;
- infiltrazioni in fase iniziale o in via di evaporazione, dove il raffreddamento evaporativo produce firme deboli;
- coperture piane in fase di raffreddamento notturno, dove il segnale dell'umidità intrappolata è un lieve ritardo termico;
- elaborazioni successive dell'immagine — filtri, esaltazione del contrasto, analisi statistica — che amplificano tanto il segnale quanto il rumore: partire con un NETD basso significa avere margine.
Il NETD non è l'accuratezza della misura. Sono due cifre distinte e spesso confuse. Il NETD dice quale differenza lo strumento riesce a distinguere dal proprio rumore; l'accuratezza dice quanto il valore assoluto letto può discostarsi dalla temperatura vera. Le fonti tecniche riportano che un'analisi di incertezza secondo la radice della somma dei quadrati (RSS) su sistemi infrarossi moderni porta, in condizioni di laboratorio, a un valore intorno a ±2 °C o ±2% della lettura: è la ragione per cui quella cifra ricorre nelle schede tecniche. Uno strumento con NETD 30 mK legge quindi differenze di tre centesimi di grado, ma il suo valore assoluto resta incerto di un paio di gradi. La termografia è forte sui gradienti, debole sui valori assoluti, ed è per questo che i criteri diagnostici seri ragionano su ΔTDelta TDifferenza fra la temperatura del punto in esame e quella di un riferimento: un componente identico nelle stesse condizioni, oppure l'ambiente. La gravità di un'anomalia si valuta sul delta T, non sul valore assoluto, perché è il delta… rispetto a un riferimento, non su temperature nude.
Un'ultima cautela, che vale come criterio di lettura delle schede tecniche: il NETD non è confrontabile fra costruttori diversi se non sono dichiarate le condizioni di prova. Il valore dipende dal numero f dell'ottica, dalla temperatura di scena o di fondo del corpo nero di riferimento (i riferimenti comuni sono 25 °C o 30 °C), dal tempo di integrazione e dalla risposta spettrale. Le fonti tecniche di settore raccomandano esplicitamente di confrontare NETD solo a parità di numero f, temperatura ambiente e tempo di integrazione. Un NETD dichiarato senza condizioni è un numero di marketing.
LWIR e MWIR: due bande, due mestieri
L'atmosfera non è trasparente all'infrarosso su tutto lo spettro: lascia passare la radiazione in due finestre principali, e le termocamere sono costruite per lavorare dentro l'una o dentro l'altra.
- LWIR — Long Wave Infrared, banda 8-14 µm. È la banda dei rivelatori non raffreddati a microbolometro, quelli di praticamente tutta la termografia edile, elettrica, impiantistica e da drone.
- MWIR — Mid Wave Infrared, banda 3-5 µm. Richiede in genere rivelatori fotonici raffreddati criogenicamente, con ingombri, consumi e complessità molto maggiori.
La ragione fisica della divisione è la legge dello spostamento di Wien: la lunghezza d'onda alla quale un corpo emette il massimo di radiazione vale circa 2898 / T micrometri, con T in kelvin.
Un edificio, un quadro elettrico, un motore, una persona emettono il massimo dentro la finestra LWIR: è lì che il segnale è più forte, ed è per questo che la termografia diagnostica ordinaria è LWIR. Sopra i quattro-cinquecento gradi il picco si sposta nella banda MWIR, e lì la banda corta diventa più efficiente.
Oltre alla temperatura del bersaglio, la scelta della banda dipende da tre fattori documentati:
- Condizioni atmosferiche. Le lunghezze d'onda maggiori sono meno soggette allo scattering da parte di particelle grandi: la LWIR si comporta meglio in presenza di fumo, polvere e certe nebbie. La MWIR tende invece a mantenere qualità d'immagine migliore in ambienti umidi e con aerosol fini, tipicamente costieri o tropicali.
- Selettività spettrale. Alcuni gas, film plastici sottili e superfici vetrose hanno bande di assorbimento o di emissione strette che cadono nella MWIR: applicazioni come la rilevazione ottica di gas o la misura di temperatura su vetro in produzione usano filtri stretti in quella banda, non ottenibili in LWIR.
- Robustezza operativa. I microbolometri LWIR funzionano a temperatura ambiente, non hanno parti mobili di raffreddamento, si accendono in secondi e sopportano l'impiego in campo. È il motivo per cui la termografia edile e industriale è LWIR: non perché sia «peggiore», ma perché è la banda giusta per quei bersagli.
Una nota utile per chi legge un capitolato: se il bersaglio è a temperatura ambiente, specificare MWIR non aggiunge nulla e impone una complessità strumentale sproporzionata. Se il bersaglio è un forno, un'estrusione o una fiamma, la LWIR può essere la banda sbagliata. La banda si sceglie dalla temperatura e dal materiale del bersaglio, non dalla fascia dello strumento.
Cosa la termografia non vede
Questa è la sezione che manca ovunque, perché quasi tutte le pagine sull'argomento vendono il servizio. Un rilievo termografico è potentissimo dentro il proprio dominio e muto fuori. Ecco i confini, uno per uno.
La termografia rileva la radiazione infrarossa emessa dalla superficie esterna del bersaglio. Non è una radiografia, non attraversa i materiali, non «guarda dentro». Ciò che accade sotto la superficie è visibile solo se e quando altera la distribuzione di temperatura superficiale, per conduzione o per convezione. Un difetto profondo produce una firma superficiale attenuata, allargata e ritardata rispetto all'evento reale: utile per localizzare una zona, non per misurarne la temperatura né per stabilirne la profondità.
Un cuscinetto in avaria dentro una carcassa, un contatto in un quadro con le pannellature chiuse, un componente sotto involucro isolato: il calore c'è, ma tra la sorgente e l'obiettivo ci sono metallo, aria e massa termica. Il risultato è una macchia larga, con un gradiente molto inferiore a quello reale, e un ritardo che può essere di minuti o di ore. Per la diagnostica elettrica questo si traduce in un requisito operativo non negoziabile: pannellature aperte in sicurezza, oppure finestre a infrarossi installate. Un quadro chiuso fotografato dall'esterno produce immagini rassicuranti e prive di valore diagnostico.
Il vetro comune è opaco nella banda 8-14 µm: nell'infrarosso termico si comporta come uno specchio. Puntando una termocamera su una finestra si misura, di fatto, il riflesso dell'ambiente circostante e dell'operatore stesso. Non si misura la temperatura di ciò che sta dietro il vetro, né la temperatura dell'aria interna. È la stessa fisica per cui le ottiche delle termocamere non sono in vetro ma in germanio, silicio o seleniuro di zinco: se il vetro fosse trasparente all'infrarosso, sarebbero in vetro. Corollario pratico: la temperatura superficiale di un serramento si misura sul telaio e sulla superficie del vetro (che è a tutti gli effetti una superficie emittente), mai «attraverso» il vetro.
La termocamera misura la radiazione che arriva all'obiettivo, non la temperatura. Per risalire alla temperatura serve conoscere l'emissivitàEmissivitàRapporto fra la radiazione emessa da una superficie reale e quella emessa da un corpo nero alla stessa temperatura. Varia con materiale, finitura e angolo di vista: impostarla male è la prima causa di misure sbagliate. Rame lucido e… della superficie, cioè quanta parte della radiazione teorica quella superficie emette davvero. Su superfici a emissività alta e stabile — intonaci, vernici, plastiche, laterizi — la conversione è affidabile. Su metalli lucidi, alluminio non ossidato, rame nuovo, acciaio inox lucidato l'emissività è molto bassa e la quota dominante di ciò che arriva all'obiettivo non è emessa dal bersaglio ma riflessa dall'ambiente: la lettura racconta il soffitto, la lampada o l'operatore, non il componente. Le contromisure esistono — applicare nastro a emissività nota, misurare su una porzione verniciata o ossidata, determinare la temperatura apparenteTemperatura apparenteValore letto dallo strumento senza correzione dei parametri di misura. La temperatura reale si ottiene correggendo per emissività del materiale, temperatura apparente riflessa dell'ambiente, distanza, umidità e trasmittanza atmosferica. riflessa e inserirla nello strumento — ma vanno dichiarate nel report. Un rilievo su metallo lucido che non dichiara come è stata gestita l'emissività non è verificabile.
L'emissività non è una costante del materiale: è direzionale, cioè dipende dall'angolo fra la superficie e l'asse ottico. Le termocamere sono calibrate assumendo condizioni prossime all'incidenza normale, e la misura più affidabile è quella eseguita perpendicolarmente alla superficie. Sulle fonti c'è convergenza qualitativa e divergenza sulla soglia numerica: uno studio sperimentale riporta errore inferiore a 0,05 °C sotto i 30° e sottostime da 0,1 fino a 1,3 °C oltre i 40°; altre fonti collocano il ginocchio della curva fra 45° e 65° a seconda del materiale, con degrado molto più rapido sulle superfici speculari che su quelle diffondenti. Regola operativa prudente: restare entro 30° dalla normale, considerare i dati oltre 45-50° come qualitativi e non come misure. Nei rilievi da drone su facciata o su copertura questo si traduce in un vincolo di traiettoria, non in un dettaglio.
L'aria fra la termocamera e il bersaglio non è trasparente: vapore acqueo e anidride carbonica assorbono parte della radiazione infrarossa e ne riemettono di propria. L'effetto cresce con la distanza, con l'umidità relativa e con la temperatura. Il software di misura lo compensa se gli si forniscono distanza, umidità e temperatura atmosferica, ma la compensazione è un modello, non una misura. Le fonti tecniche indicano che i calcoli di accuratezza restano validi in laboratorio o all'aperto entro una ventina di metri; oltre, l'assorbimento e l'emissione atmosferica introducono incertezza aggiuntiva. Fumo, nebbia, pioggia, neve e pulviscolo peggiorano ulteriormente il quadro. [DA VERIFICARE] l'entità percentuale dell'attenuazione a distanze specifiche: dipende da troppe variabili per essere riportata come numero unico e va ricavata dai modelli atmosferici usati dal software dello strumento.
Se un'anomalia non altera la distribuzione di temperatura superficiale, la termografia non la vede, punto. Una cricca in un elemento strutturale scarico, un difetto di isolamento elettrico che non dissipa, una corrosione che non modifica il flusso termico, un'armatura con copriferro insufficiente in assenza di gradiente: sono tutti casi in cui lo strumento restituisce un'immagine perfettamente uniforme e perfettamente inutile. Da qui discende la condizione di validità più importante di tutte: serve un gradiente termico. In termografia elettrica significa impianto in esercizio e sotto carico; nell'involucro edilizio significa differenza di temperatura fra interno ed esterno sufficiente e stabile; nella ricerca di distacchi significa una sollecitazione termica, naturale o indotta.
Il limite con cui questa pagina si è aperta è anche l'ultimo della lista, perché è il più frequentemente violato: un difetto più piccolo dell'IFOV di misura alla distanza di ripresa non è misurabile, per quanto sia caldo. Peggio: la media con lo sfondo può abbassare il valore letto al punto da far classificare come normale un'anomalia grave. È un errore silenzioso, perché produce un'immagine di aspetto professionale e un numero plausibile. È esattamente la ragione per cui il calcolo dell'IFOV va fatto prima del sopralluogo, non dopo.
Come si dimensiona un rilievo prima di andare in campo
Mettendo insieme tutto, il dimensionamento di un rilievo termografico è una catena di quattro decisioni, e si fa a tavolino.
- Dichiarare il bersaglio più piccolo che il rilievo deve poter misurare, in millimetri. Un morsetto, una giunzione, un nodo di ponte termico, la larghezza minima di una fessura. Se questo dato non è definito, tutto il resto è arbitrario.
- Fissare la distanza operativa, che spesso non è una scelta ma un vincolo: la profondità del locale, l'altezza della facciata, la quota minima di volo consentita, la distanza di sicurezza da parti attive.
- Ricavare l'IFOV massimo ammissibile con la formula inversa, `IFOV_max = dimensione bersaglio ÷ (distanza × m)`, adottando per
mil valore dichiarato dal costruttore e, in sua assenza, un valore prudenziale dichiarato nel report. - Scegliere la combinazione sensore + ottica che soddisfa quell'IFOV. Se nessuna combinazione disponibile lo soddisfa alla distanza data, ci sono solo due strade oneste: avvicinarsi, oppure dichiarare che il rilievo sarà qualitativo e non fornirà misure di temperatura su quel tipo di difetto.
A questa catena geometrica si affiancano le verifiche che riguardano il resto della fisica:
- Contrasto termico atteso. Se il ΔT utile è dell'ordine di pochi decimi di grado, serve un NETD adeguato e vanno pianificate le condizioni che massimizzano il gradiente (orario, carico, regime termico).
- Emissività delle superfici effettivamente presenti, e strategia dichiarata per quelle riflettenti.
- Temperatura apparente riflessa misurata in campo e inserita nello strumento, non lasciata al valore di default.
- Angoli di ripresa compatibili con il vincolo dei 30° dalla normale, con verifica preventiva sulle geometrie critiche.
- Accessibilità: pannellature apribili, finestre a infrarossi, punti di ripresa realmente raggiungibili.
- Condizioni atmosferiche e distanza, con i parametri di compensazione impostati e riportati nel report.
Il criterio con cui un committente può giudicare un'offerta, allora, non è quanti pixel ha lo strumento. È se il fornitore sa dire, prima di andare in campo, qual è il difetto più piccolo che riuscirà a misurare e a quale distanza — e se lo mette per iscritto. Un report che dichiara strumento, ottica, distanza di ripresa, IFOV risultante, criterio sui pixel minimi adottato, emissività e temperatura apparente riflessa è un documento verificabile da un terzo — l'elenco completo delle voci di un rapporto conforme è nella pagina su cosa deve contenere un report termografico. Un report che mostra immagini colorate senza quei dati non è verificabile, e la sua eventuale correttezza è una questione di fiducia, non di tecnica.
Fonti e riferimenti
- FLIR — Understanding Distance:Size Ratio (definizione del rapporto distanza/dimensione, raccomandazione dei 3×3 pixel, distinzione fra vedere e misurare): https://www.flir.com/discover/professional-tools/understanding-distancesize-ratio/
- FLIR — Infrared Camera Accuracy and Uncertainty in Plain Language (analisi RSS e origine del valore ±2 °C / ±2%): https://www.flir.com/discover/rd-science/infrared-camera-accuracy-and-uncertainty-in-plain-language/
- Optris — Understanding Measurement Field of View (MFOV) (relazione MFOV = m × IFOV, criterio del 90% dell'energia, 3×3 e 4×4 pixel): https://optris.com/us/lexicon/measurement-field-of-view-mfov/
- Optris — Why Pixel Size and Diffraction Define Thermal Camera Accuracy (tabella passo del pixel/pixel richiesti: 34 µm→2, 17 µm→3, 12 µm→4; fino a 10×10 pixel con ottiche di qualità inferiore): https://optris.com/us/knowledge-library/optical-resolution-mfov/
- Optris — NETD – Thermal Sensitivity: https://optris.com/us/knowledge-library/netd-thermal-sensitivity/
- IRCameras — IFOV Calculator (formula IFOV = FOV/pixel × (π/180)×1000): https://ircameras.com/support/ifov-calculator/
- Santa Barbara Infrared — IFOV: https://sbir.com/ifov/
- moviTHERM — What is NETD in a Thermal Camera? (ordine di grandezza tipico dei rivelatori non raffreddati e valori di riferimento per fascia): https://movitherm.com/blog/what-is-netd-in-a-thermal-camera/
- Sierra-Olympia Technologies — What is NETD and why does it matter? (dipendenza del NETD da numero f, tempo di integrazione e risposta spettrale; non confrontabilità fra costruttori senza condizioni di prova dichiarate): https://sierraolympia.com/what-is-netd-and-why-does-it-matter/
- LightPath Technologies — LWIR vs MWIR: How to Choose the Right Infrared Band (bande, criteri di scelta, comportamento in fumo/polvere e in ambienti umidi, rivelatori raffreddati e non raffreddati): https://www.lightpath.com/blog/making-the-right-choice-lwir-vs-mwir-for-your-thermal-imaging-strategy
- Investigation of Various Essential Factors for Optimum Infrared Thermography (errore in funzione dell'angolo di ripresa: <0,05 °C sotto i 30°, sottostime 0,1-1,3 °C oltre i 40°): https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC3942937/
- Optris — Understanding Emissivity in Infrared Thermometry (emissività direzionale e dipendenza dall'angolo): https://optris.com/lexicon/emissivity/
- Ansys Optics — Infrared thermometer and thermal camera simulation using OpticStudio (opacità del vetro comune nella banda LWIR): https://optics.ansys.com/hc/en-us/articles/42661813064339-Infrared-thermometer-and-thermal-camera-simulation-using-OpticStudio
- Workswell — Germanium lens & LWIR optics for thermal cameras (materiali per ottiche infrarosse: germanio, silicio, seleniuro di zinco): https://workswell.eu/germanium-lens-lwir-optics-thermal-cameras-modules/
I riferimenti ai costruttori sono citati esclusivamente come fonti documentali sulle definizioni tecniche. Questa pagina non confronta né raccomanda strumenti: parla di requisiti, non di prodotti.
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Come si calcola l'IFOV di una termocamera?
IFOV in milliradianti = (campo di vista in gradi ÷ numero di pixel su quel lato) × 17,45. Il fattore 17,45 è (π/180)×1000 e serve a convertire i gradi in milliradianti. Una termocamera 320×240 con ottica da 25° ha IFOV = 25/320 × 17,45 = 1,36 mrad. Poiché 1 mrad corrisponde a 1 mm alla distanza di 1 m, quel pixel copre 1,36 mm a un metro, 6,8 mm a cinque metri e 13,6 mm a dieci metri. La formula è documentata da IRCameras e Santa Barbara Infrared.
Qual è la differenza tra IFOV geometrico e IFOV di misura?
L'IFOV geometrico è l'angolo coperto da un singolo pixel: definisce il più piccolo oggetto che la termocamera può rilevare. L'IFOV di misura (o MFOV) è l'area minima che il bersaglio deve coprire perché la temperatura letta sia corretta, ed è più grande perché l'ottica disperde parte dell'energia sui pixel vicini. In pratica servono più pixel per misurare che per vedere: il bersaglio deve occupare un blocco di pixel, non uno solo.
Quanti pixel deve occupare un oggetto per misurarne la temperatura?
Le fonti non concordano su un unico numero. FLIR raccomanda almeno 3×3 pixel sul bersaglio. Optris lega il requisito al passo del pixel: 2 pixel con passo 34 µm, 3 pixel con passo 17 µm, 4 pixel con passo 12 µm, e fino a 10×10 pixel con ottiche di qualità inferiore, per raccogliere il 90% dell'energia. Altre fonti tecniche parlano di un IFOV di misura pari a 2-3 volte l'IFOV geometrico. Il range reale va quindi da 2:1 a 10:1, e chi dimensiona un rilievo dovrebbe usare il valore dichiarato dal costruttore del proprio strumento, non una regola generica.
Cosa significa NETD in una termocamera?
NETD sta per Noise Equivalent Temperature Difference: è la differenza di temperatura che produce un segnale pari al rumore del sensore, cioè la più piccola variazione termica che lo strumento riesce a distinguere dal proprio rumore di fondo. Si esprime in millikelvin (mK). Un NETD di 30 mK significa 0,03 °C. Non è l'accuratezza della misura: quella è un'altra cifra, tipicamente dichiarata dai costruttori intorno a ±2 °C o ±2% della lettura.
La termografia vede attraverso il vetro?
No. Il vetro comune è opaco nella banda 8-14 µm in cui lavorano le termocamere per uso civile e industriale: nell'infrarosso termico si comporta come uno specchio. Puntando una termocamera su una finestra si misura il riflesso dell'ambiente e dell'operatore, non la temperatura di ciò che sta dietro. Per questo le ottiche delle termocamere non sono in vetro ma in germanio, silicio o seleniuro di zinco.
La termografia vede all'interno di un carter chiuso?
No. La termografia legge esclusivamente la radiazione emessa dalla superficie esterna. Un componente caldo dentro un involucro chiuso è visibile solo se e quando il suo calore raggiunge la superficie per conduzione o convezione: a quel punto l'immagine mostra una macchia allargata e attenuata, utile per localizzare la zona ma non per misurare la temperatura del componente.
A che distanza massima si può misurare con una termocamera?
Non esiste una distanza massima assoluta: dipende dall'IFOV dello strumento e dalla dimensione del bersaglio. La distanza utile si ricava invertendo la formula: distanza massima [m] = dimensione del bersaglio [mm] ÷ (IFOV [mrad] × numero di pixel richiesti sul bersaglio). Oltre i 20 metri circa all'aperto si aggiunge l'attenuazione atmosferica, che introduce incertezza ulteriore anche quando la risoluzione geometrica sarebbe sufficiente.
Serve una termocamera con più pixel o con NETD più basso?
Dipende dal problema. Se il difetto è piccolo o lontano il vincolo è geometrico e conta l'IFOV, cioè la combinazione di numero di pixel e ottica. Se il difetto è grande ma il contrasto termico è debole — una dispersione in involucro, un ponte termico, un distacco di intonaco — il vincolo è la sensibilità e conta il NETD. Sono due limiti indipendenti: uno strumento sensibilissimo ma con ottica sbagliata non misura un morsetto lontano, e uno strumento ad alta risoluzione con NETD alto non distingue mezzo grado su una parete.