FLIR Advanced Thermal Solutions Soluzioni di termografia ad infrarossi per il settore scientifico e R&D

Oggi l'uso delle termocamere si sta diffondendo in diversi settori e sempre più persone stanno scoprendo il potenziale di questa tecnologia di imaging. Le termocamere prodotte da FLIR hanno un ruolo chiave in numerose applicazioni industriali, commerciali e governative in oltre 60 Paesi.

Raccogliendo le richieste di un ambiente esigente quale quello della ricerca e sviluppo, FLIR ha sviluppato sistemi termografici specializzati ad alte prestazioni. FLIR per rispondere al meglio a questa esigenza del mercato, ha creato i Francia nei pressi di Parigi una unità operativa separata (FLIR ADVANCED THERMAL SOLUTION) per lo sviluppo e la produzione di termocamere ad alte prestazioni per i migliori risultati nelle applicazioni più disparate.

Loïc Premartin è Sales Director EMEA per il portafoglio prodotti Research and Development di FLIR Systems. Ci spiega il significato della “A” in ATS. "In ATS siamo in grado di fornire le soluzioni ad infrarossi più avanzate per il settore R&D. Un gruppo di 50 persone si dedica a tempo pieno a problematiche legate alla progettazione optoelettronica e all'implementazione di soluzioni hardware e software. I nostri prodotti sono la massima espressione della tecnologia di imaging termografico. Per esemplificare: se parlassimo di automobili noi saremmo la Formula 1. Semplicemente il top allo stato attuale delle conoscenze".

In FLIR ATS, 50 persone si dedicano alla ricerca delle soluzioni di termografia ad infrarossi più avanzate.		Le termocamere della serie SC5000 sono pronte per la consegna.

Da quanto afferma Loïc Premartin, non esistono compromessi in questa attività. "A differenza degli altri settori di imaging termografico, noi non ci concentriamo esclusivamente sulla riduzione dei costi di produzione. Il nostro principale obiettivo è di ottimizzare le prestazioni. Ovvero, progetti optoelettronici d'avanguardia, massima compensazione della deriva, piattaforme ultrastabili, elevata precisione di misurazione della temperatura, tempi di integrazione modulabili per l'acquisizione delle immagini, funzioni di filtro avanzate, obiettivi funzioni di filtro avanzate, obiettivi con elevate risoluzioni tipo microscopio o con campo di vista ristretto per una vizione in campo lontano."

La termocamera SC5000 è disponibile con un'ampia varietà di obiettivi.		Vista aerea dello stabilimento di FLIR ATS a Marne La Vallée, presso Parigi.

Raffreddato e non raffreddato

Il nostro obiettivo è produrre le termocamere IR più avanzate per R&D attraverso una costante innovazione. "In FLIR ATS, sviluppiamo un’ampia gamma di prodotti con detector raffreddati e non raffreddati e dotati di tutti i tipi di obiettivi, filtri ed accessori. La nostra attività ci permette di offrire soluzioni dimensionate per qualsiasi tipo applicazione di Ricerca e Sviluppo e alla portata di qualsiasi budget".

Nonostante i grandi progressi degli ultimi anni nella tecnologia a sensore non raffreddato quando parliamo di soluzioni avanzate, quelle con rilevatore raffreddato restano la scelta primaria, conferma Loïc Premartin. "Le termocamere a sensore raffreddato hanno una sensibilità termica migliore per cui riescono a rilevare piccole differenze di temperatura".

"FLIR ATS mette a disposizione dei clienti una proposta completa. Rilevatore a antimoniuro di indio (InSb), a telluriuro di cadmio mercurio (MCT), fotorilevatori basati su Quantum Well (QWIP) o persino arseniuro di gallio e indio (InGaAs): FLIR ATS ha la risposta giusta a qualsiasi esigenza.

Soluzioni a portata di budget

Un'altra differenza tra termocamera raffreddata e non raffreddata, risiede nella frequenza e nelle capacità di windowing. "Riducendo l'area osservata, è possibile registrare più fotogrammi al secondo, elevando la frequenza. Con le nostre termocamere raffreddate, siamo in grado di raggiungere una frequenza di ben 65000 Hz utilizzando al massimo l'avanzata tecnologia di windowing, mentre con un rilevatore non raffreddato, possiamo raggiungere al massimo 200 Hz. La differenza, come si vede, è notevole".

D'altro canto, Loïc Premartin sottolinea come le termocamere non raffreddate continuino ai rivestire una notevole importanza. "Ci siamo imposti di rispondere a requisiti di qualsiasi applicazione e alle limitazioni di budget, ecco perché il nostro portafoglio e completato dalia proposta di strumenti a sensori non raffreddato.

L'importanza della flessibilità

Per il settore della Ricerca e Sviluppo occorre essere flessibili, come ribadisce Loïc Premartin. "Se con i propri prodotti si è già in grado di soddisfare il mercato dell'automobile o marittimo, si può produrre termocamere anche per altri clienti. Nel campo della Ricerca e Sviluppo, la cosa non è poi così scontata. I nostri clienti sono università, istituti di ricerca, anche militari (ad esempio per le firme spettrali), e altre società che utilizzano le nostre termocamere per la valutazione termica di PCB, i controllo qualità, l'analisi sulla trasmissione di calore o per test non distruttivi. Sitratta di esizenze differenti e molto specifiche ecco perche indispensabile la flessibilità. La nostra ampia gamma di prodotti, di accessori (obiettivi, filtri), oltre ai moduli software dedicati, ci consentono di soddisfare qualsiasi esigenza.

"Siamo in grado di fornire qualsiasi soluzione per applicazioni Ricerca e Sviluppo", sottolinea Loïc Premartin. "E per rispondere a specifiche esigenze del cliente, se necessario, siamo anche in grado di sviluppare soluzioni speciali. Ad esempio, abbiamo recentemente fornito un sistema di imaging termografico a un centro di ricerca in Russia che si occupa. Doveva avere la capacità di rilevare temperature fino a -80 °C. “ Per soddisfare tale esigenza abbiamo studiato e sviluppato il modo di estendere le prestazioni di un nostro strumento fino a raggiungere i requisiti stringenti del nostro cliente. Penso che questa filosofia sia una delle principali differenze tra FLIR ATS e le altre divisioni operative di FLIR

Licenza americana ed europea: una grande differenza

Prima di FLIR ATS, era stato talvolta difficile fornire soluzioni realmente flessibili al settore europeo della Ricerca e Sviluppo, ricorda Premartin. "FLIR ha un team di ricerca a sviluppo molto preparato negli Stati Uniti, ma il sistema di licenze americano rende decisamente difficile esportare soluzioni verso l'Europa. Lo sviluppo di soluzioni sotto la legislazione europea ha rafforzato la nostra posizione di leader nell'area EMEA e ci ha permesso di fornire ai centri di Ricerca e Sviluppo le soluzioni di termografia ad infrarossi di cui manino bisogno con la massima efficienza".

Tutti i componenti della termocamera, inclusi rilevatore, obiettivi, parti meccaniche ed elettroniche sono ingegnerizzati e sviluppati presso lo stabilimento di ATS in Francia.

Un ampio ventaglio di sistemi termografici

Le termocamere di FLIR ATS sono la soluzione ideale quando flessibilità e prestazioni al top sono requisiti imprescindibili. Oltre alle serie FLIR SC300 e FLIR SC600 a sensore non raffreddato, FLIR è in grado offrire anche una vasta gamma di termocamere IR raffreddate ultraveloci, le serie FLIR SC5000 e FLIR SC7000, affiancate dalle termocamere Near Infrared (NIR, della serie SC2000 tali termocamere garantiscono massima flessibilità di misura in ogni situazione operativa come veloci transinti termici o scene in rapido movimento, inoltre, La serie FLIR SC2000 (in grado di rilevare frequenze nella banda tra 0,8 μm e 2,5 μm) si rivela utile anche in quelle situazioni in cui la banda spettrale in prossimità dell'infrarosso (NIR) offre vantaggi Ad esempio, nell’analisi del profilo di un laser, analisi di sipipnti, ispezione di wafer di silicio e misure ad alta temperatura.

Insieme ai sistemi di imaging termico avanzati, FLIR ATS offre software per l'elaborazione digitale delle immagini dotati di tutti gli strumenti necessari ai centri di Ricerca e Sviluppo per l'acquisizione ultrarapida di immagini in tempo reale, scatti di precisione, termografia lock-in e analisi delle sollecitazioni.

Facile da utilizzare

Per tenere sotto totale controllo la qualità, FLIR produce in proprio tutti i componenti delle sue termocamere. "In FLIR ATS svluppiano i componenti migliori per ogni singola parte della termocamera", spiega Loïc Premartin. "I nostri ingegneri progettano internamente tutto l'hardware e il software. Tutti i componenti meccanici ed elettronici sono ingegnerizzati e sviluppati in questo stabilimento. La profonda esperienza dei nostri specialisti non garantisce solo accuratezza e affidabilità di tutti i componenti, ma è anche alla base della semplicità di utilizzo dei nostri prodotti".

La stessa politica viene applicata al cuore della termocamera: il sensore. "Il sensore ad infrarossi assorbe la radiazione in questa banda di frequenza e la converte in un segnale elettrico. Questo ne fa il componente vitale di qualsiasi sistema di imaging ad infrarossi. FLIR Systems è l'unico produttore di termocamere che hauna propria struttura di produzione di detector. Produciamo sensori ad antimoniuro di indio (InSb), Quantum Well (QWIP) e non raffreddati basati su ossido di vanadio e arseniuro di gallio e indio (InGaAs)".

L'attenzione alle ottiche

Sebbene il detector sia il cuore del sistema di imaging termografico, le ottiche giocano un ruolo altrettanto importante nell’assicurare prestazioni ottimali.

“Per assicurare il massimo delle prestazioni progettiamo e realizziamo internamente le ottiche. Il vetro è il materiale di cui sono fatte le ottiche di una comune videocamera; nei sistemi termografici tale materiale non è utilizzabile in quanto il comune vetro ha una scarsa trasmissione nella banda dell’infrarosso. Il Germanio che utilizziamo nei nostri sistemi è un materiale dalle eccellenti proprietà fisiche e meccaniche ed, in FLIR ATS, lavoriamo e tagliamo tale materiale con sofisticati e precisi sistemi diamantati affinchè le caratteristiche ottiche siano

Tutti i componenti delle termocamere sono progettati e prodotti presso FLIR ATS, Francia.		Le termocamere vengono assemblate accuratamente a mano.

La più grande raccolta di corpi neri

Per ottenere una misurazione precisa tramite un sistema di imaging termico ad infrarossi, è estremamente importante la calibrazione. "Calibrando la termocamera ogni pixel è in grado di misurare la temperatura con precisione. La termocamera viene posta di fronte a un corpo nero corrispondente alla temperatura di riferimento.

E dopo il processo di calibrazione, tutti i pixels misurano la stessa temperatura con elevata accuratezza. Secondo le nostre informazioni, in FLIR ATS abbiamo la più completa ed estesa serie di corpi neri presente nei laboratori di enti non governativi d’Europa. Per soddisfare l’esigenza dell’osservatorio astronomico russo di osservare temperature fino a -80°C ci siamo attrezzati di uno spoeciale corpo nero che ha reso possibile calibrare i nostri strumenti a temperature così basse. Il corpo nero acquisito ha confermato l’estrema precisione di misura delle nostre termocamere anche in presenza di emissioni termiche particolarmente basse.

Ci siamo dotati anche di un corpo nero per calibrazioni fino a 3000 °C. Con un intervallo di calibrazione così esteso, possiamo garantire ai nostri clienti letture della massima precisione, in qualsiasi intervallo di temperatura".

Nell'ultima fase, le termocamere FLIR ATS vengono sottoposte a rigorosi e numerosi test di qualità. "In speciali camere climatiche tutte le termocamere vengono tutte le termocamere vengono esposte alle condizioni più avverse. In tal modo abbiamo la certezza che i nostri apparecchi funzioneranno anche in situazioni estreme".

FLIR ATS ha recentemente acquistato uno speciale corpo nero per la calibrazione delle termocamere fino a -80 °C.		FLIR ATS dispone della più grande raccolta di corpi neri di qualsiasi ente non-governativo europeo.

Caratteristiche speciali

"Sebbene tutte le nostre termocamere, destinate a qualsiasi applicazione, siano progettate e prodotte con i più alti e recenti standard, FLIR Systems sa che quelle destinate agli specialisti del settore Ricerca e Sviluppo avanzati devono possedere caratteristiche speciali", spiega Premartin. "Per agevolare il lavoro dei ricercatori, FLIR Systems ha sviluppato una serie di funzioni proprietarie, particolarmente utili particolarmente utili alla ricerca per qualsiasi applicazione".

Loïc Premartin esamina un obiettivo. "Ci assicuriamo che tutti i componenti siano perfetti, prima di fornire le termocamere ai nostri clienti".		Immagine termica di uno pneumatico durante il test di qualità effettuato a 200 km/h.

FLIR CNUC è un esempio. "Si tratta di un processo di calibrazione proprietario che garantisce immagini superbe e misurazioni accurate. Una termocamera calibrata con il sistema CNUC permette regolazioni variabili dei tempi di integrazione, senza necessità di effettuare NUC ( non uniformity corrections). La calibrazione CNUC, inoltre, offre stabilità di misurazioni precise, indipendentemente dall'esposizione della termocamera a variazioni di temperatura ambientale".

Un altro utile strumento è FLIR HyperCal. Consente all'utente di impostare il limiti superiore e inferiore dell'intervallo di temperatura grazie ai quali la termocamera si regolerà automaticamente sul tempo di integrazione più appropriato. "Questa funzione rende obsoleta la definizione in fabbrica dell'intervallo di temperatura e assicura il range migliore per la massima sensibilità possibile".

Le termocamere FLIR ATS sono anche dotate di Automatic Superframing Capability. "Se l'intervallo di temperatura della scena è troppo ampio, la termocamera passa automaticamente in modalità Superframing che permette misurazioni accurate su intervalli di temperatura più estesi". La tecnica del Superframing consiste nel variare l'esposizione o il tempo di integrazione della termocamera tra un frame e l’altro in modo ciclico combinando poi i relativi frame in superframe con intervalli di temperatura più estesi che consentono di visualizzare scene caratterizzate da differenze di temperatura estreme.

"Quando sono richieste flessibilità e massime prestazioni, le termocamere FLIR ATS sono la migliore soluzione per gli specialisti della ricerca e sviluppo nei settori industriale, scientifico o militare", conclude Loïc Premartin

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