È basato sul fatto che ogni corpo con temperatura superiore allo zero assoluto emette o assorbe delle radiazioni elettromagnetiche nella banda dell'infrarosso, in ragione della sua temperatura fino a raggiungere un proprio equilibrio calorico (legge di Stefan-Boltzmann).
Il comportamento non è per altro univoco ma spazia da corpi che hanno potere riflettente a corpi con un elevato potere assorbente come il cosiddetto "corpo nero" dove una volta raggiunta la condizione di equilibrio termico la quantità di energia irradiata e pari a quella assorbita.
Il sistema di rilevamento termografico è costituito essenzialmente da:
Termocamera - Dispositivo che capta le onde elettromagnetiche, tramite una rete di elementi sensibili all'infrarosso (IR), e le trasforma in corrispondenti segnali elettrici. È provvisto di un gruppo ottico per la scansione dell'immagine.
Sistema di elaborazione del segnale - Consente di visualizzare su un monitor, come pixel, le radiazioni. Consente di selezionare il campo di temperatura in cui operare ed eseguire elaborazioni sul segnale al fine di migliorare la qualità dell'immagine. Inoltre permette la memorizzazione delle riprese in forma digitale su supporti informatici.
Computer - Completa le elaborazioni possibili sull'immagine.
Il risultato finale è un'immagine che riproduce una mappatura delle temperature assunte dalla superficie dell'oggetto. La visualizzazione è ottenuta attraverso una serie di colori, dove a ciascuno di essi è associato un intervallo di temperatura. La scala dei colori e la loro gradazione può essere selezionata in modo arbitrario per facilitare la lettura e l'interpretazione dell'immagine. Si parla allora di termografia, termogramma o immagine termica, che indica appunto la presentazione in forma grafica o visiva delle temperature assunte da un corpo.
Le tecniche comunemente utilizzate per le indagini sono di due tipi.
Passivo - Sfrutta l'emissione dell'energia interna dell'oggetto in esame prodotta da processi fisici intrinseci o da sorgenti naturali (nel campo delle strutture il riscaldamento prodotto dall'irraggiamento solare) e consente una valutazione più superficiale.
Attivo - Richiede una stimolo termico esterno e pertanto deve essere fornita un'irradiazione artificiale fornendo del calore che vada ad interessare la struttura (mediante lampade o stufe) e consente una valutazione sugli strati più profondi.
L'apparecchiatura in dotazione è l'AVIO modello TVS 230 ST, con campo di misura della temperatura da -20°C a 300 °C.
È dotata di un sistema di raffreddamento a ciclo chiuso con pompa Stirling (questo sistema non necessita di bombola aggiuntiva di gas di raffreddamento come l'azoto liquido). Il rilevatore a raggi infrarossi è così raffreddato in un circuito contenente gas elio a -150 °C e fornisce una risoluzione termica pari a 0.1 °C.
Il sistema di elaborazione del segnale è provvisto di un monitor da 6" ad alta risoluzione ed un floppy disk da 3,5" incorporato per la memorizzazione delle riprese. Consente la digitalizzazione dell'immagine a 8 bit e l'acquisizione con una risoluzione di 256 livelli di temperatura che può essere rappresentata in visualizzazione con 16, 32, 64 o 256 livelli. Sono disponibili 5 tabelle di colori. La visualizzazione della temperatura è indicata su una scala a colori di riferimento, oltre alla possibilità di settare 5 punti sull'immagine ad indicazione numerica.
Il sistema permette di eseguire la media di più immagini (da 2 a 256), consentendo la riduzione del rumore e il miglioramento della qualità dell'immagine. Sono possibili inoltre, una serie di elaborazioni dell'immagine come isoterme e profili termici.
