PIRÓMETROS ÓPTICOS Y PIRÓMETROS DE RADIACIÓN

Introducción

La palabra pirómetro se deriva de la palabra griega Pyros, que significa “Fuego” y Metron que significa “Medida”. La teoría de los pirómetros se basa en el hecho de que todos los cuerpos arriba del cero absoluto de temperatura irradian energía, de lo cual parten para medir la temperatura de los cuerpos. La radiación es un modo de propagación de la energía a través del vacío, de forma análoga a la luz. Cuando hablamos de la radiación de los cuerpos nos referimos a la emisión continua de energía desde la superficie de dichos cuerpos, esta energía es radiante y es transportada por las ondas electromagnéticas que viajan en el vacío a una velocidad de 3x108 m/s.

Los cuerpos no solo irradian o emiten energía, sino que también reciben y absorben de otras fuentes. Sobre la superficie de un cuerpo incide constantemente energía radiante, tanto desde el interior como desde el exterior, la que incide desde el exterior procede de los objetos que rodean al cuerpo. Cuando la energía radiante incide sobre la superficie una parte se refleja y la otra parte se transmite. Si la superficie es como la de un espejo, la mayor parte de la energía incidente se refleja, el resto atraviesa la superficie del cuerpo y es absorbido por sus átomos o moléculas. La proporción de energía que incide es igual a la suma de la reflejada y la absorbida. Asimismo, la misma proporción de la energía radiante que incide desde el interior se refleja hacia dentro, y se transmite cierta proporción que se propaga hacia fuera, lo que se denomina energía radiante emitida por la superficie. Dependiendo de las características de la superficie del cuerpo, es la cantidad de energía que se refleja y absorbe, por ejemplo en las siguientes imágenes se muestra una superficie que refleja la mayor parte de la energía que incide y por lo tanto absorbe una mínima cantidad de ella, y otra que refleja una pequeña cantidad de energía incidente pero absorbe en su mayoría la cantidad restante.

Pirometros de Radiación

Los pirómetros de radiación se basan en la Ley de Stefan-Boltzman , que dice que la intensidad de energía radiante emitida por la superficie de un cuerpo aumenta proporcionalmente a la cuarta potencia de la temperatura absoluta del cuerpo, es decir, W = ET4. Desde el punto de vista de medición de temperaturas industriales, las longitudes de onda térmicas abarcan desde 0.1 micra para las radiaciones ultra violetas, hasta 12 micras para las radiaciones infrarrojas.

La radiación visible ocupa un intervalo entre la longitud de onda de 0.45 micras para el valor violeta hasta 0.70 micras para el rojo. Los pirómetros de radiación miden la temperatura de un cuerpo a distancia en función de su radiación. Los instrumentos que miden la temperatura de un cuerpo en función de la radiación luminosa que esté emite, se denominan pirómetros ópticos de radiación parcial o pirómetros ópticos y los que miden la temperatura captando toda o una gran parte de la radiación emitida por el cuerpo, se llaman pirómetros de radiación total.

Pirómetros ópticos

Los pirómetros ópticos manuales se basan en la desaparición del filamento de una  lámpara al compararlo visualmente con la imagen del objeto enfocado. Pueden ser de dos tipos: a) de corriente variable en la lámpara y b) de corriente constante en la lámpara con variación del brillo de la imagen de la fuente.

Los pirómetros ópticos automáticos son parecidos a los de radiación infrarrojos y consisten esencialmente en un disco rotativo que modula desfasadas la radiación del objeto y la de una lámpara estándar que inciden en un fototubo multiplicador. Este envía una señal de salida en forma de onda cuadrada de impulsos de corriente continua que convenientemente acondicionada modifica la corriente de alimentación de la lámpara estándar hasta que coinciden en brillo la radiación del objeto y la de la lámpara. En ese momento, la intensidad de corriente que pasa por la lámpara es función de la temperatura.

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