Estándares de principios de medición y ejemplos de aplicación de termómetros infrarrojos
El uso de un termómetro infrarrojo para medir la temperatura sin contacto tiene muchas ventajas, desde objetos pequeños o de difícil acceso hasta productos químicos corrosivos y materiales de superficie sensibles. Este artículo analizará esta ventaja y explicará el ámbito de aplicación para determinar la elección correcta del termómetro infrarrojo. Debido al movimiento de átomos y moléculas, cada objeto emite ondas electromagnéticas, y la longitud de onda o rango espectral más importante para la medición de temperatura sin contacto está entre 0.2 y 2.0 μ M. Los rayos naturales dentro de este rango se denominan radiación térmica o radiación infrarroja.
El instrumento de prueba para medir la temperatura mediante la radiación infrarroja del objeto medido se denomina termómetro de radiación, termómetro de radiación o termómetro de infrarrojos según la norma industrial alemana DIN16160. Estos nombres también se aplican a instrumentos que miden la temperatura utilizando rayos de colores visibles emitidos por el objeto medido, así como a instrumentos que derivan la temperatura de la densidad relativa de radiación espectral.
Ventajas de la medición de temperatura mediante termómetros infrarrojos
La medición de temperatura sin contacto al recibir radiación infrarroja del objeto medido tiene muchas ventajas. De esta manera, se pueden realizar mediciones de temperatura sin problemas en objetos de difícil acceso o movimiento, como materiales con un rendimiento de transferencia de calor deficiente o una capacidad calorífica muy pequeña. El corto tiempo de respuesta del termómetro infrarrojo puede lograr rápidamente un ajuste efectivo del circuito. El termómetro no tiene componentes que puedan desgastarse, por lo que no hay un costo continuo como usar un termómetro. Especialmente en objetos medidos muy pequeños, como por ejemplo mediante medición por contacto, la conductividad térmica del objeto dará lugar a errores de medición importantes. No hay duda de que los termómetros se pueden utilizar aquí, así como para productos químicos corrosivos o superficies sensibles, como pintura, papel y pistas de plástico. Mediante la medición por control remoto, es posible mantenerse alejado de áreas peligrosas, lo que hace que los operadores no sean peligrosos.
Principio y construcción del termómetro infrarrojo.
Enfoque los infrarrojos recibidos del objeto medido en el detector a través de una lente y un filtro. El detector genera una señal de corriente o voltaje proporcional a la temperatura integrando la densidad de radiación del objeto medido. En los componentes eléctricos conectados, la señal de temperatura se linealiza, la región de emisividad se corrige y se convierte en una señal de salida estándar.
En principio, existen dos tipos de detectores de temperatura: detectores de temperatura portátiles y detectores de temperatura fijos. Por tanto, a la hora de seleccionar un detector de temperatura infrarrojo adecuado para diferentes puntos de medición, las siguientes características serán las principales:
1. colimador
El colimador tiene esta función, pudiendo observarse el bloque o punto de medición al que se refiere el termómetro. A menudo, grandes áreas del objeto medido pueden estar sin colimador. Al medir objetos pequeños y distancias distantes, se recomienda utilizar una mira en forma de espejo transparente con una escala en el tablero o un punto de puntero láser.
2. Lente
La lente determina el punto medido del termómetro. Para objetos grandes suele ser suficiente un termómetro con una distancia focal fija. Pero cuando la distancia de medición está lejos del punto focal, la imagen del borde del punto de medición no será clara. Por este motivo, es mejor utilizar un objetivo con zoom. Dentro del rango de zoom dado, el termómetro puede ajustar la distancia de medición. El nuevo termómetro tiene una lente reemplazable con zoom, y las lentes de cerca y de lejos se pueden reemplazar sin necesidad de calibración ni nueva inspección.
3. Sensores, es decir, receptores espectrales
Al seleccionar la sensibilidad espectral, también se deben tener en cuenta las bandas espectrales de absorción de hidrógeno y dióxido de carbono. Dentro de un cierto rango de longitud de onda, conocido como "ventana atmosférica", el H2 y el CO2 casi atraviesan la luz infrarroja. Por lo tanto, la sensibilidad del termómetro a las variaciones de luz debe estar dentro de este rango para excluir el impacto de los cambios de concentración atmosférica. Al medir películas delgadas o vidrio, también es necesario considerar los materiales que no son fácilmente penetrables dentro de un cierto rango de longitud de onda. Para evitar errores de medición causados por la luz de fondo, se utilizan sensores adecuados que solo reciben la temperatura de la superficie. Los metales tienen esta característica física y la emisividad aumenta con la disminución de la longitud de onda. Según la experiencia, para medir la temperatura de los metales generalmente se elige una longitud de onda de medición más corta.
