Principio de emisividad de los termómetros infrarrojos
Traducción al inglés
La emisividad se define como la relación entre la energía radiante de un objeto real y la de un cuerpo negro a la misma temperatura en condiciones idénticas. Las condiciones idénticas se refieren a las mismas condiciones geométricas (área radiante, magnitud y dirección del ángulo sólido para medir la potencia radiante) y condiciones espectrales (rango espectral para medir el flujo radiante). Dado que la emisividad depende de las condiciones de medición, existen varias definiciones de emisividad.
Emisividad hemisférica La emisividad hemisférica es la relación entre la salida radiante (flujo radiante emitido por unidad de área del radiador en el espacio hemisférico) y la salida radiante de un cuerpo negro a la misma temperatura. Se divide además en emisividad total y emisividad espectral.
Emisividad normal La emisividad normal se mide dentro de un pequeño ángulo sólido a lo largo de la dirección normal de la superficie radiante. Es la relación entre la radiancia en la dirección normal y la radiancia de un cuerpo negro a la misma temperatura. Dado que los sistemas infrarrojos detectan energía radiante dentro de un pequeño ángulo sólido a lo largo de la dirección normal de la superficie del objetivo, la emisividad normal es de gran importancia.
Para un cuerpo negro, todos los tipos de emisividad son iguales a 1, mientras que para los objetos reales, todos los valores de emisividad son menores que 1. La emisividad a la que comúnmente nos referimos es la emisividad promedio.
Sobre la corrección de emisividad
La emisividad varía para diferentes superficies de objetos. Generalmente se requiere una corrección de emisividad para garantizar la precisión de la medición de temperatura. Los termómetros están calibrados respecto a cuerpos negros y la emisividad de la superficie de cualquier objeto real es menor que la de un cuerpo negro.
El método de calibración de emisividad para termómetros infrarrojos funciona de la siguiente manera: ajusta la ganancia del amplificador de acuerdo con la emisividad de diferentes objetos, de modo que la señal generada en el sistema por la radiación de un objeto real a una temperatura determinada coincida con la señal producida por un cuerpo negro a la misma temperatura. Por ejemplo, si un objeto tiene una emisividad de 0,8, la ganancia del amplificador debe aumentarse a 1/0.8=1.25 veces el valor original.
En los sitios industriales, a menudo es difícil determinar el parámetro de emisividad del objetivo porque los objetivos medidos difieren en material, forma y condición de la superficie. Los errores de medición inducidos por otros factores también crean discrepancias entre las lecturas medidas y los valores reales. Ajustar el parámetro de emisividad puede mitigar eficazmente este problema sin afectar la linealidad de la medición. El ajuste se puede realizar siguiendo los pasos a continuación según la temperatura empírica o del proceso:
Ejemplo: rango de medición del termómetro: 500–1400 grados Temperatura real=1200 grados, temperatura medida=1150 grados
