Principio y ventajas del sensor de temperatura sin contacto
El sensor de temperatura de no contacto, cuyo elemento sensible no está en contacto con el objeto medido, también se conoce como instrumento de medición de temperatura sin contacto. Este instrumento se puede utilizar para medir la temperatura de la superficie de los objetos móviles, los objetivos pequeños y los objetos con una pequeña capacidad de calor o cambios rápidos de temperatura (transitorios), así como para medir la distribución de temperatura del campo de temperatura.
Los sensores de temperatura, los instrumentos de medición de temperatura sin contacto más utilizados, se basan en la ley fundamental de la radiación negra y se denominan instrumentos de medición de temperatura de radiación. Los métodos de medición de la temperatura de radiación incluyen el método de brillo (ver pirómetro óptico), método de radiación (ver pirómetro de radiación) y método colorimétrico (ver termómetro colorimétrico). Varios métodos de medición de temperatura de radiación solo pueden medir la temperatura fotométrica correspondiente, la temperatura de radiación o la temperatura colorimétrica. Solo la temperatura medida para un cuerpo negro (un objeto que absorbe toda radiación pero no refleja la luz) es la temperatura verdadera. Para determinar la verdadera temperatura de un objeto, es necesario corregir la emisividad de la superficie del material. La emisividad de la superficie de los materiales depende no solo de la temperatura y la longitud de onda, sino también en el estado de la superficie, el recubrimiento y la microestructura, lo que dificulta la medición con precisión. En la producción automatizada, a menudo es necesario utilizar termometría de radiación para medir o controlar la temperatura de la superficie de ciertos objetos, como la temperatura de rodadura de la tira de acero, la temperatura del rodillo, la temperatura de forja y la temperatura de varios metales fundidos en hornos o crucibles en metalurgia.
En estas situaciones específicas, medir la emisividad de la superficie de un objeto es bastante difícil. Para la medición automática y el control de la temperatura de la superficie sólida, se pueden usar espejos adicionales para formar una cavidad de cuerpo negro junto con la superficie medida. El efecto de la radiación adicional puede aumentar la radiación efectiva y el coeficiente de emisión efectivo de la superficie medida. Al usar el coeficiente de emisión efectivo para ajustar la temperatura medida a través de los instrumentos, se puede obtener la temperatura verdadera de la superficie medida. El reflector adicional más típico es un reflector hemisférico. La radiación difusa en la superficie cerca del centro de la esfera puede reflejarse en la superficie por el espejo hemisférico, formando radiación adicional, aumentando así el coeficiente de emisión efectivo. En la fórmula, ε es la emisividad superficial del material, y ρ es la reflectividad del reflector. En cuanto a la medición de radiación de la verdadera temperatura del gas y los medios líquidos, se puede usar el método de insertar un tubo de material resistente al calor a una cierta profundidad para formar una cavidad de cuerpo negro. Calcule el coeficiente de emisión efectivo de la cavidad cilíndrica después de alcanzar el equilibrio térmico con el medio. En la medición y el control automáticos, este valor se puede usar para corregir la temperatura de fondo de la cámara medida (es decir, la temperatura media) y obtener la temperatura verdadera del medio.
