3° CONGRESSO NAZIONALE DEL COORDINAMENTO DELLA MECCANICA ITALIANA Napoli, 30 Giugno – 1 Luglio2014 UNA INDAGINE TEORICO-SPERIMENTALE SULLA APPLICABILITÀ DELLA TECNICA BICOLORE IN TERMOGRAFIA Aldo Bontinia, Federico De Filippisb, Riccardo Russoa, Luigi Savinob a Dipartimento di Ingegneria Industriale, Università di Napoli “Federico II”, Napoli, e-mail: riccardo.russo@unina.it, aldo.bontini@unina.it b Centro Italiano Ricerche Aerospaziali, C.I.R.A. Capua, e-mail:F.DeFilippisi@cira.it, L.Savino@cira.it Sommario In questo lavoro viene presentato un approccio metodologico volto ad applicare la termometria radiativa “bicolore” in termografia quantitativa . L'approccio proposto si basa sulla possibilità di esprimere l'errore percentuale di misura in funzione della emissività monocromatica della superficie bersaglio. Per ogni misura effettuata si individua, in un opportuno diagramma dell’errore, un intervallo di valori di emissività in cui è garantita la validità della misura stessa. L'applicabilità dell'approccio teorico sviluppato viene valutata sperimentalmente mediante misurazioni bicolori effettuate su una piastra di alluminio riscaldata a circa 400 °C, misurando la temperatura “vera” con quattro termocoppie. Dopo aver commentato i risultati sperimentali ottenuti, il lavoro si conclude con un esempio di utilizzo dei diagrammi di errore sviluppati con la metodologia proposta. Parole chiave: Misure di Temperatura, Termografia bicolore 1. Introduzione La termometria a radiazione è una tecnica di misura della temperatura superficiale che viene utilizzata in applicazioni in cui il contatto tra il dispositivo di misurazione e la superficie bersaglio è indesiderabile o impossibile [1] . Ciò accade sia in applicazioni in cui la superficie bersaglio è in movimento, si pensi, ad esempio all’industria dei laminati metallici, sia in quelle applicazioni in cui la distribuzione della temperatura superficiale potrebbe essere perturbata da strumenti di misura a contatto. In particolare, ed è questo il caso che ha dato origine al presente lavoro, nell’industria aerospaziale, durante i test sui materiali ablativi e sui sistemi di protezione termica (TPS) condotti in galleria del vento ipersonica, è assolutamente impensabile l’adozione di termocoppie sulla superficie esterna dell’articolo di prova[2-4]. Le elaborazioni teoriche e i risultati sperimentali mostrati in questo lavoro nascono quindi da una collaborazione fra il Dipartimento di Ingegneria Industriale dell’Università Federico II di Napoli e il laboratorio del Plasma Wind Tunnel (PWT) del Centro Italiano di Ricerche Aerospaziali (C.I.R.A.) di Capua. Il limite principale della termometria radiativa è dovuto alla necessità di conoscere l'emissività superficiale del misurando. Questa caratteristica dei materiali è nota solo in condizioni di laboratorio ben controllate, quando si lavora “sul campo”, invece, essa è generalmente poco nota o totalmente sconosciuta poiché dipende da molti fattori, come la rugosità superficiale effettiva e la presenza di uno strato di ossido o di impurità [1, 5]. Tali fattori, non noti a priori, possono anche cambiare nel corso del processo di misurazione. Al fine di applicare metodi a radiazione in applicazioni in cui l'emissività è sconosciuta, sono state sviluppate alcune tecniche cosiddette “emissivity free”. Tali tecniche possono essere classificate in due categorie: la termometria radiativa “bicromatica” e la termometria radiativa “multispettrale”. La tecnica bicromatica (o “bicolore”) è basata sulla misura simultanea della radianza spettrale della superficie a due diverse lunghezze d'onda. La temperatura è dedotta utilizzando un algoritmo di compensazione dell’emissività effettiva [5-7] . Nelle tecniche multispettrali, la radianza spettrale della superficie è misurata a tre o più lunghezze d'onda e la temperatura è dedotta mediante un modello di emissività [6,7] . Come detto sopra, la tecnica bicolore necessita di un algoritmo di compensazione dell’emissività. Essa infatti sarebbe precisa solo nel caso di comportamento perfettamente “grigio” della superficie bersaglio. Nei casi reali, opportuni algoritmi compensano gli effetti dovuti al comportamento non grigio della superficie. Tali algoritmi di compensazione, tuttavia , richiedono la regolazione di alcuni parametri per ogni superficie specifica [5,8]. Questo aspetto rende la tecnica bicolore non propriamente “emissivity free”. Entrambe le tecniche sono ampiamente studiate e applicate nei pirometri a radiazione [9,10], ma, a conoscenza degli Autori, sono poco studiate in termografia quantitativa. A differenza dei pirometri che forniscono una misura media della temperatura in un punto, la termografia quantitativa permette di ottenere una misura estesa a tutti i punti di una superficie, quindi è indispensabile nei casi in cui la temperatura non è uniformemente distribuita. È importante osservare che un metodo a radiazione “emissivity free” è necessario anche nei casi in cui l’emissività, per le cause esposte in precedenza, non è distribuita in maniera uniforme sulla superficie bersaglio. Partendo da queste considerazioni, in questo lavoro di descrive l’impiego di una tecnica bicromatica che non richiede alcun algoritmo di compensazione dell’emissività e si indaga sulla sua applicabilità in termografia quantitativa. In particolare, si esprime l'errore di misura dovuto al comportamento non– grigio della superficie in funzione della emissività della superficie bersaglio alla maggiore fra le due lunghezze d'onda impiegate nella tecnica. Seguendo questo approccio, si arriva a definire, pixel per pixel dell'immagine termica, un intervallo di valori dell’emissività monocromatica la cui estensione consente di valutare se la temperatura prevista in quel pixel è potenzialmente valida o assolutamente non valida. Al fine di verificare la tecnica proposta e di valutarne l’applicabilità, vengono analizzati i dati sperimentali ottenuti in laboratorio su una superficie bersaglio in lega di alluminio, riscaldata alla temperatura di circa 400 °C e strumentata con termocoppie. 2 Richiami di teoria In termografia quantitativa una termocamera può essere vista come un insieme di termometri a radiazione. Ognuno dei pixel che costituiscono la matrice del piano focale (Focal Plane Array: FPA) della fotocamera termica riceve la radianza , della radiazione termica proveniente da un dato r punto P della superficie bersaglio Σ lungo una direzione orientata ω , figura 1, e produce un segnale di uscita proporzionale all'irraggiamento. Superficie bersaglio termocamera optics FPA Figura 1: La radianza in un dato punto P e lungo una direzione determinata misurata da un sensore del FPA della termocamera . La temperatura è ottenuta dalla misura della radianza nota che sia l'equazione costitutiva della superficie. La forma più generale dell'equazione costitutiva è data da [9]: , , , , , , , , (1) , , , , , , (2) in cui e sono, rispettivamente, le componenti riflesse e trasmesse della radianza superficiale mentre è la radianza auto-emessa data da: Dove , , è l'emissività direzionale spettrale della superficie Σ ed , , è la radianza spettrale normale del corpo nero dato dalla legge di Planck: , , exp ! # $ 1& 1.191 ) 10+ , · μ/0 · /1! · 23 1 e C2= 14388 μ/ · 7 . Le componenti riflessa e trasmessa della radianza sono più complesse da valutare, ma, fortunatamente, esse possono essere trascurate in quelle applicazioni in cui le superfici hanno temperature superiori a quelle dell’ambiente circostante [9] e esibiscono un comportamento opaco . Al fine di dedurre la temperatura dalla radianza auto-emessa dalla superficie bersaglio, è necessario conoscere la distribuzione direzionale della effettiva emissività spettrale, ma, come detto in precedenza, nelle applicazioni reali, questa conoscenza non sempre è data. 2.1 Principio fisico della termografia bicolore Il limite connesso alla scarsa conoscenza di viene superato, in termografia quantitativa, mediante tecniche "emissivity free " come la tecnica bicolore, o bicromatica o, ancora, “del rapporto” [11]. Utilizzando tale tecnica, la radianza spettrale della superficie viene misurata a due lunghezze d'onda differenti, 8 e 8! con 8 9 8! e viene calcolato il rapporto delle radianze spettrali attraverso l'introduzione del rapporto di radianza definito come ::! ; = ,@,AB < >,? = ,@,AC < >,? B <,DD @,AB C <,DD @,AC (3) in cui E , F 1,2 denota l'emissività direzionale spettrale alle due lunghezze d'onda . In questo tipo di equazione costitutiva della superficie, appare il rapporto fra le due emissività. È così possibile dedurre la temperatura dal rapporto fra le due radianze, senza la conoscenza della emissività superficiale, solo nel caso in cui la superficie si comporti come un corpo grigio. 2.2 La temperatura bicolore e l’errore di misura Una superficie reale non esibisce un comportamento perfettamente grigio e la temperatura dedotta dall'equazione 3, usando un rapporto di emissivà unitario, differisce dalla temperatura effettiva T. Nel seguito la temperatura desunta dall’equazione 3 sarà indicata col nome di temperatura bicolore ! . Utilizzando l'approssimazione di Wien della legge di Plank , la temperatura bicolore è data da ! BC L HBC I JK B # LC (4) dove M! ; ! AB 1AC AB AC Q33! % ; @BC 1@ @ BC e Γ! ; ln::! . Per indagare sulla validità della misura di temperatura bicolore, viene definito l'errore di temperatura bicolore come: 100 (5) Osservando che, se S T! la “vera” temperatura , ancora dall'equazione 3, è data da: L HBC I JK B #IUBC dove V! come: ; ln (6) LC Q33! % ; $ B # C , sostituendo l'eq. 6 nella eq.5, l'errore di temperatura bicolore può essere scritto 100 BC ! UBC (7) 2.3 L’errore di temperatura bicolore in funzione della emissività Misurando simultaneamente le radianze spettrali alle due lunghezze d'onda, si può impostare il seguente sistema di due equazioni: W X C 81 exp $ A @# ! 81 ! exp B X $ A C@# C ! Y (8) dove E , F 1,2 denota la radianza spettrale auto-emessa alla lunghezza d'onda k. Il sistema di equazioni 8 può essere risolto nelle due variabili T e ! . La soluzione in ! è data da: ! AZC C XB LB B XB LC # AZB B (9) che può essere vista come una equazione di vincolo tra le emissività spettrali e ! . Sostituendo l'equazione di vincolo 9 nella eq.7, l'errore può essere analizzato in funzione della emissività spettrale direzionale . Si può così definire un intervallo di valori di che delimita il campo di valori che l’emissività monocromatica della superficie deve avere affinché l’errore sia inferiore a una certa soglia e la misura possa essere ritenuta valida. L’approccio descritto è qualitativamente illustrato in figura 2: nel caso riportato in figura 2a, esiste un intervallo, evidenziato in verde, in cui l’errore di temperatura bicolore è inferiore, in valore assoluto, [ alla soglia di errore predefinita Q33! %, nel caso di figura 2b, dove tale intervallo non esiste. Nel primo caso la temperatura bicolore può essere ritenuta potenzialmente corretta, ed è veramente corretta solo se l’effettiva emissività della superficie misuranda è compresa nell'intervallo. Nel secondo caso, invece, la temperatura bicolore non può assolutamente essere ritenuta corretta. 3 Sperimentazione L’attività sperimentale è stata condotta utilizzando una termocamera FLIR SC5500 operante nella banda spettrale del medio infrarosso. L’FPA della fotocamera in antimoniuro di indio (InSb ) garantisce una risoluzione di 320 x 256 pixel, il tempo di integrazione può essere variato Figura 2 : errore di temperatura bicolore in funzione della emissività spettrale direzionale. nell’intervallo 3µs – 20 ms e la frequenza di acquisizione dei fotogrammi può essere spinta fino a 383 fotogrammi al secondo alla massima risoluzione. Grazie ad una ruota motorizzata con 4 slot per montare filtri ottici, la fotocamera può funzionare in modalità multi-lunghezza d'onda. 3.1 Set up sperimentale Al fine di misurare la radianza spettrale a due lunghezze d'onda differenti sono stati montati sulla ruota due filtri IR a banda stretta aventi lunghezze d'onda centrali (L) di 3.977 µm e 3.810 µm. Come superficie bersaglio è stata utilizzata una piastra quadrata in lega di alluminio avente una superficie di 100 mm2 e spessore di 5 mm. La superficie è stata rifinita con carta abrasiva fino ad ottenere una rugosità media di 0.6 µm, ed è stata poggiata su una piastra riscaldata elettricamente fino alla temperatura di prova. La temperatura convenzionalmente vera è stata rilevata con quattro termocoppie tipo K fissate alla superficie bersaglio in 4 punti come illustrato in figura 3. Termocamera (FLIR SC5500) 100 100 20 5 20 *dimensioni in mm Termocoppie Sistema di Acquisizione Superficie Target Surface Figura 3: Schema della struttura di misurazione della temperatura . 3.2 approccio Assumendo che la funzione di trasferimento tra la radianza spettrale emessa dalla superficie bersaglio e il segnale di uscita della telecamera sia lineare, ogni sensore del FPA della termocamera che riceve la radiazione infrarossa alla lunghezza d'onda Lk , produce un segnale di uscita, digitalizzato al livello DL, dato da: \8E \8,E ]E 8E , (10) \8E \8,E E 8E , ]E , 8E , (11) e:! ; (12) Dove ]E ^_`ab2 · , 1 · /! · 23 · c/d è un parametro della termocamera che dipende da diversi fattori tra i quali la trasmissività dello strato di aria interposto tra la termocamera e la superficie bersaglio, la trasmissività del filtro e la responsività del sensore, mentre \8,E è un segnale di offset dovuto alle radianze spettrali ricevute dal sensore da altre fonti di radiazioni infrarossa quali: superfici interne della fotocamera o la radiazione emessa dallo strato di aria interposto. Se le componenti trasmesse e riflesse della radianza spettrale possono essere trascurate, la funzione di trasferimento della telecamera (eq.10) si particolarizza in: Definendo poi il rapporto e:! fra i segnali come: fAB 1fAg,B fAC 1fAg,C Si può scrivere la seguente relazione tra il rapporto dei segnali e il rapporto delle radianze: h e:! hB ::! (13) C L’equazione 13 definisce la funzione di trasferimento della termocamera usata in modalità bicolore. Grazie all'equazione 13, la temperatura bicolore (eq. 4) può essere riscritta come: ! BC YBC 1jBC (14) AC # m. C AB Dove k! ; lne:! , 7! ; ln lhB h Ancora, l'equazione di vincolo tra le due emissività e ! , definita dall'equazione 9, può essere riscritta in funzione dei livelli di segnale in uscita della termocamera ! 8! fAC 1fAg,C hC n B XB oLB poLg,B Z AB qB LB LC r (15) Utilizzando le equazioni 14 e 15, l'errore di temperatura bicolore definito dalla equazione 5 può essere caratterizzato sperimentalmente per ogni sensore del FPA della termocamera e quindi per ciascun punto della superficie inquadrata dalla stessa. 3.3 Calibrazione termocamera Per identificare i parametri della funzione di trasferimento della termocamera, introdotti nella equazione 10, si è proceduto a una calibrazione impiegando come sorgente di radiazione un corpo nero a temperatura nota, posto a una distanza di 60 cm dalla termocamera. Il segnale di uscita della termocamera è stato acquisito, per ogni filtro IR, nell'intervallo da 50 °C fino a 500 °C a passi di 50 °C, fissando il tempo di integrazione a 130 µs, in modo da ottenere un livello digitale massimo di circa 13000 conteggi a 500 °C. digital level, DL [counts] 14000 12000 data @ 3.977 µm data @ 3.810 µm 10000 8000 6000 4000 2000 0 0 100 200 300 400 500 600 −2 −1 −1 radianza monocr., L [W m sr µm ] λ Figura 4 : Le curve di calibrazione con valori nominale della lunghezza d'onda centrale dei due filtri L’identificazione dei parametri della termocamera è stata ottenuta attraverso una procedura di minimizzazione dell’errore sviluppata in due passi successivi: Dapprima, imponendo come valore della la lunghezza d'onda centrale del filtro il valore di targa fornito dal costruttore L0, si è calcolata la radianza spettrale di corpo nero alle varie temperature utilizzando la legge di Planck. Con questi valori di radianza spettrale, una regressione lineare condotta sui punti sperimentali (vedi figura 4) consente di trovare i parametri \8 8 e ]8 della termocamera in corrispondenza della lunghezza d'onda nominale del filtro. La regressione lineare è stata poi ripetuta utilizzando diversi valori della lunghezza d'onda centrale L del filtro prossimi al valore nominale stimando l'errore quadratico medio definito come: ! s ! 8 ; ∑z w{u\8 8 ]8, v8, ,w x $ \8w y (16) dove N è il numero di punti sperimentali. Il valore 8[ che minimizza l’errore quadratico medio s ! 8 definisce la lunghezza d'onda centrale effettiva del filtro e i parametri \8 8[ e ]8[ effettivi della telecamera. A titolo di esempio, in Tabella I sono riportati i valori trovati per i due filtri con riferimento al pixel (sensore) in posizione (131,162) nel FPA. Tabella I : i parametri della funzione di trasferimento del sensore (131,162) del Focal Plane Array. IR Filter L , ^µmd L, ^µmd DL , ^countsd A, ^counts · W 1 · m! · sr · µmd F1 3.977 3.992 1089 14.9238 F2 3.810 3.842 1022 22.4431 La procedura di taratura esposta è stata eseguita su ciascun sensore di una sottomatrice di pixel (20 x 20) centrata sul sensore in posizione (131,162) del FPA. 3.4 Procedura sperimentale La superficie bersaglio in lega di alluminio è stata pulita con acetone e posizionata sulla piastra ceramica per essere riscaldata. Dopo aver fissato le termocoppie sulla superficie, la piastra ceramica è stata portata alla temperatura di 500 °C e la temperatura della superficie bersaglio è stata misurata dalle termocoppie. Data la sostanziale uguaglianza fra i segnali provenienti dalle quattro termocoppie, la temperatura c.v. del bersaglio in alluminio è stata ritenuta uguale alla loro media. Raggiunta una condizione di equilibrio termico, la superficie è stata ripresa dalla termocamera posizionata ad una distanza di 60 cm ed è stata eseguita una acquisizione di 201 fotogrammi a 50 Hz. L'acquisizione è stata eseguita commutando alternativamente le lunghezze d'onda del filtro grazie alla ruota motorizzata interna alla termocamera. Si sono così salvate diverse coppie di immagini termiche filtrate a 3.977 µm ed a 3.810 µm, distanziate nel tempo di 20 ms. Verificata la sostanziale uguaglianza fra tutte le coppie di immagini generate, è stata selezionata dal file di acquisizione una coppia per ottenere una misurazione (quasi) simultanea della radianza spettrale della superficie bersaglio alle due lunghezze d'onda. Dalla coppia di immagini selezionata si sono poi estratti i segnali relativi ai pixel della sottomatrice 20 x 20 calibrati in precedenza. Utilizzando le equazioni 14 e 15 si sono calcolate la temperatura bicolore dei vari punti della superficie bersaglio e, per ogni punto, la funzione errore di temperatura bicolore. 4 Risultati e discussione Grazie all'utilizzo delle termocoppie è possibile misurare la temperatura effettiva e di conseguenza stimare l'emissività della superficie di alluminio alle due diverse lunghezze d’onda: 3.977 µm e 3.810 µm. In figura 5 sono riportati gli istogrammi per i valori calcolati sui 400 pixel della sottomatrice 20x20 calibrata relativi alla emissività direzionale spettrale alle due lunghezze d’onda e alla loro differenza percentuale definita come: ∆! ; C 1B B 100 (17) 200 150 150 100 100 50 50 0 0.24 0.26 0.28 0.3 0.32 0.34 ε1 0 0.24 0.26 0.28 0.3 0.32 0.34 ε2 150 frequenza 200 frequenza frequenza I dati sono stati ottenuti dalla funzione di trasferimento della termocamera utilizzando come temperatura “vera” della superficiale la media delle quattro misure fornite dalle termocoppie: T=408.8 °C, i quattro valori sono: 408.5 °C, 409.2 °C, 408.8 °C, 408.7 °C 100 50 0 −4 −2 0 2 ∆ε12% 4 6 Figura 5: istogrammi per i valori dell’emissività spettrale direzionale. Da sinistra a destra: (@3.977 µm), ! (@3.810 µm), Δ! % Ancora con riferimento alla sottomatrice di pixel calibrati, la successiva figura 6 riporta la mappa della temperatura bicolore ottenuta mediante l’equazione 14 corredata dalla mappa dell'errore effettivo di misura (equazione 5). Al fine di fornire una lettura più comoda dei risultati, in figura 7 è riportata una mappa di pixel "buoni" e "cattivi " ottenuta definendo “buoni” i punti caratterizzati da un valore assoluto dell’errore effettivo inferiore al 5% . Da una analisi puntuale dei valori ottenuti è possibile osservare che nei pixel “cattivi” il valore assoluto della differenza percentuale di emissività (eq. 17) è maggiore di un valore soglia di circa 1%, mentre per quelli "buoni" esso è inferiore a tale soglia. I risultati suggeriscono che, con la termocamera impiegata, utilizzando la coppia di filtri a lunghezze d'onda 3.977 µm e 3.810 µm, la tecnica bicolore, dà una misura di temperatura valida (errore assoluto inferiore al 5% ) anche su superfici a comportamento non-grigio, a patto che il valore assoluto della differenza percentuale di emissività del misurando alle due lunghezze d’onda sia minore del 1%. Figura 6: Mappa di temperatura bicolore (a sinistra) e dell'errore effettivo nella parte di superficie vista dalla sottomatrice di pixel calibrati. Pixel "buoni" (|Q33! %| 5 %) Pixel "cattivi" (|Q33! %| 9 5 %) Figura 7: Mappa dei pixel "buoni" e "cattivi". 4.1 Analisi dei risultati con la funzione errore di temperatura bicolore Nella sezione precedente si è fatto riferimento all'errore effettivo (eq. 5) in quanto si disponeva della temperatura “vera”. Ovviamente nelle applicazioni reali in cui è richiesta una misura senza contatto, la temperatura vera della superficie è sconosciuta. Grazie alla metodologia proposta tuttavia, è comunque possibile tracciare il diagramma dell’errore di temperatura bicolore (eq. 15) e identificare, per ogni pixel calibrato dell'immagine termica, un intervallo di accettabilità per i valori dell’emissività monocromatica . Solo se l'effettiva emissività della superficie a quella lunghezza d'onda è compresa nell'intervallo di accettabilità, la temperatura bicolore può essere assunta come una misura della temperatura superficiale valida. Nella figura 8 è riportato il diagramma della funzione errore di temperatura bicolore (linea scura) per tre dei pixel "buoni" e " cattivi " identificati in figura 7. La linea verticale blu individua il valore effettivo dell’emissività, , e la sua intersezione con il diagramma della funzione errore di temperatura bicolore individua l’errore effettivo. L’intervallo di accettabilità della misura tracciato grazie all’eq.15 è evidenziato in verde . Secondo la metodologia proposta, la misura della temperatura bicolore è potenzialmente valida per tutti e tre i pixel analizzati, infatti per tutti e tre i punti esiste un intervallo non nullo di valori di . Grazie alla conoscenza della effettiva emissività riportata nella stessa figura 8, si deduce però che solo per un pixel la misura è davvero valida. Ovviamente nelle applicazioni reali, in cui l’emissività della superficie bersaglio non è nota, questo approccio, oltre a consentire di escludere tutti i punti in cui l’intervallo di accettabilità non esiste affatto, può costituire un aiuto per il misurista-sperimentatore; Aiuto tanto più efficace quanto maggiore è la confidenza di quest’ultimo con i possibili valori dell’emissività della superficie bersaglio alla lunghezza d’onda del filtro adottato. 12 dual−wavelength error, err % 10 5 0.281 0 0.123 0.196 −5 −10 0 0.1 0.2 0.3 spectral emissivity, ε1 0.4 12 dual−wavelength error, err % 10 5 0.307 0 0.355 0.212 −5 −10 0 0.1 0.2 0.3 spectral emissivity, ε 0.4 1 12 dual−wavelength error, err % 10 5 0.319 0 0.165 0.268 −5 −10 0 0.1 0.2 0.3 spectral emissivity, ε 0.4 1 Figura 8: Diagramma della funzione errore di temperatura bicolore per tre dei pixel "buoni" e "cattivi" identificati in figura 7 6 Conclusioni E’ stata effettuata una indagine teorico-sperimentale sulla applicabilità della termometria bicolore in termografia quantitativa e proposta una metodologia per analizzare l’errore di misura della temperatura su superfici non grigie. La tecnica di misura bicolore è stata applicata utilizzando una coppia di filtri di lunghezze d'onda centrali 3.977 µm e 3.810 µm montati su una telecamera termica operante nel medio infrarosso. Il set up sperimentale è stato calibrato usando un corpo nero, in particolare sono stati calibrati 400 pixel appartenenti a una sottomatrice centrale del Focal Plane Array della termocamera. La metodologia proposta consiste nell’analizzare per ogni pixel dell’immagine termografica la funzione errore di temperatura bicolore, che quantifica l'errore percentuale di misura della temperatura al variare della emissività spettrale direzionale alla maggiore fra le due lunghezze d'onda adottate. Usando questo approccio è possibile definire per ogni pixel dell'immagine termica un intervallo di valori di emissività al cui interno la misura di temperatura è valida. Se tale intervallo non esiste la misura è sicuramente non valida, se invece esiste la misura sarà valisa solo se se l'emissività effettiva della superficie bersaglio ricade all’interno dell’intervallo. Le misure sono state effettuate su una superficie in lega di alluminio riscaldata ad una temperatura di circa 400 °C e caratterizzata da un comportamento da corpo non grigio. I principali risultati dello studio sono i seguenti: 1 ) La tecnica bicolore, utilizzando due filtri a banda stretta e lunghezza d'onda centrale di 3.977 µm e 3.810 µm, fornisce misure di temperatura accettabili (errore assoluto inferiore al 5%) se il comportamento da corpo non grigio della superficie è caratterizzato da un valore assoluto della differenza percentuale di emissività minore di circa 1% . 2 ) Per la maggior parte dei pixel dell'immagine termica ottenuta, la misurazione della temperatura bicolore è risultata valida, questa circostanza incoraggia, sia pure con le dovute accortezze, l'impiego della tecnica bicolore in termografia quantitativa. 3) è stata dimostrata la validità della funzione errore di temperatura bicolore proposta come utile strumento per indagare sulla validità della misure effettuate. Bibliografia [1] D. P. DeWitt and G. D. Nutter “Theory and Practice of Radiation Thermometry”, 1988 (John Wiley & Sons, Inc.) [2] G.Russo, F. De Filippis, S. Borrelli, M. 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