Software para estimativa de incerteza de
medição de temperatura por termografia
infravermelha
Mariana Altoé Mendes
Pablo Rodrigues Muniz
Robson da Silva Magalhães
Shirley Peroni Neves Cani
IFES
IFES
UFSB
IFES
Incerteza
• Parâmetro associado ao resultado da medição;
• Quantifica a dispersão de valores em torno da estimativa do
valor mais provável.
Curva Gaussiana
Incerteza
"0.1 Quando se relata o resultado de medição de uma grandeza
física, é obrigatório que seja dada alguma indicação quantitativa da
qualidade do resultado, (...). Sem essa indicação, resultados de
medição não podem ser comparados, (...). É, portanto, necessário
que haja um procedimento prontamente implementado, facilmente
compreendido e de aceitação geral para caracterizar a qualidade
de um resultado de uma medição, isto é, para avaliar e expressar
sua incerteza."
BIPM et al. Guia para a expressão da incerteza de medição. 3a Edição brasileira, Rio de Janeiro.
Rio de Janeiro: ABNT; INMETRO, 2003
Termografia
Técnica que estima a temperatura de superfícies através da
captura da radiação infravermelha
Termogramas
Aplicações
• Medicina;
• Indústria automobilística;
• Siderurgia;
• Manutenção e etc.
Termogramas
Termogramas
Termogramas
Motivações
• Manutenção por termografia sofre interferência de parâmetros do
ambiente.
• São empregados outros instrumentos além do termovisor.
• Incertezas associadas aos resultados não são quantificadas.
• Proposta
Software para calcular a incerteza total e a
contribuição das incertezas associadas
Fontes de Incerteza
• Temperatura atmosférica
- termômetro;
• Temperatura ambiente
- termômetro;
• Umidade relativa do ar
- higrômetro;
• Distância objeto-termovisor
- trena;
• Emissividade
- avaliação subjetiva
• E o próprio termovisor
Cálculo da incerteza de medição de temperatura por termografia sob influência dos
instrumentos de medição.
Valores adotados para simulação
Temperatura
Umidade
Distância
ambiente
relativa
23 °C
3m
50%
Emissividade Temperatura
do objeto
do objeto
0,9
60 °C
Resultados experimentais – contribuição à incerteza da temperatura medida
Variável de entrada
Contribuição à incerteza padrão da temperatura medida
Grandeza
Incerteza
padrão
Software
proposto
Método
proposto em
[19]
Software Flir
Software
Irisys
Emissividade
0,04
3,5 °C
3,0 °C
1,3 °C
1,4 °C
Distância
0,5 m
----
Temp.
Atmosférica
2 °C
----
Temp.
Ambiente
2 °C
Umidade
Relativa
5%
Menor que
0,1°C
----
Menor que
0,1 °C
Menor que
0,1 °C
----
[19] - LANE, B. et al. Uncertainty of temperature measurements by infrared thermography for metal
cutting applications. Metrologia, v. 50, n. 6, p. 637–653, doi:10.1088/0026-1394/50/6/637, 2013.
Medição (instrumento)
Termovisor de
incerteza de 1 °C
Termovisor de
incerteza de 2 °C
Incerteza padrão da temperatura
medida
Temperatura atmosférica
(termômetro)
Temperatura ambiente
(termômetro)
1,6 °C
1,9 °C
Menos de 1 %
Menos de 1 %
Menos de 1 %
Menos de 1 %
Umidade relativa (higrômetro)
Menos de 1 %
Menos de 1 %
Distância (trena)
Menos de 1 %
Menos de 1 %
Termovisor
13%
36%
Emissividade (usuário)
86%
62%
Medição (instrumento)
Termovisor de
incerteza de 1 °C
Termovisor de
incerteza de 2 °C
Incerteza padrão da temperatura
medida
Temperatura atmosférica
(termômetro)
Temperatura ambiente
(termômetro)
2,8 °C
3,0 °C
Menos de 1 %
Menos de 1 %
Menos de 1 %
Menos de 1 %
Umidade relativa (higrômetro)
Menos de 1 %
Menos de 1 %
Distância (trena)
Menos de 1 %
Menos de 1 %
Termovisor
4%
15%
Emissividade (usuário)
95%
85%
Comparação da influência do termovisor e da emissividade
à incerteza final
Medição (instrumento)
Termovisor de
incerteza de 1 °C
Termovisor de
incerteza de 2 °C
Incerteza
padrão da
emissividade
Incerteza padrão da
temperatura medida
1,6 °C
1,9 °C
0,015
Incerteza padrão da
temperatura medida
2,8 °C
3,0 °C
0,030
O programa calcula a incerteza total da temperatura medida e a
contribuição percentual de cada fonte de incerteza
Tela da interface do software
proposto
Conclusões
• A emissividade e, em menor peso, o termovisor são as fontes
relevantes de incerteza.
• A incerteza da temperatura medida, (1,6 a 3,0)°C, pode
comprometer a conformidade do diagnóstico
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medição de temperatura por termografia
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Mariana Altoé Mendes
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