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Pirómetros de Radiación

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Jorge Fleitas

on 31 January 2013

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Transcript of Pirómetros de Radiación

Pirómetros de Radiación Introducción Principio de Funcionamiento 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 por encima del cero absoluto de temperatura irradian energía.
La radiación es un modo de propagación de la energía, es decir, una emisión de energía desde la superficie de dichos cuerpos.
Esta energía es radiante y es transportada por las ondas electromagnéticas.
La radiación electromagnética se extiende a través un rango de frecuencias, por lo que la mayor parte de esta radiación no es invisible al ojo humano. Ley de Stefan-Boltzmann La ley de Stefan-Boltzmann establece que un cuerpo negro emite radiación térmica con una potencia emisiva superficial (W/m²) proporcional a la cuarta potencia de su temperatura.
La potencia emisiva superficial de una superficie real es menor que el de un cuerpo negro a la misma temperatura y está dada por:





Donde Epsilon es una propiedad de la superficie denominada emisividad. Con valores en el rango 0 ≤ ≤ 1, sigma es la constante de Stefan-Boltzmann y Te es la
temperatura efectiva o sea la temperatura absoluta de la superficie.

La emisividad es la relación entre la radiación emitida por una superficie real y la emitida por el cuerpo negro a la misma temperatura. Esto depende marcadamente del material de la superficie y de su acabado, de la longitud de onda, y de la temperatura de la superficie. Aplicaciones El pirómetro de radiación se puede recomendar en los casos siguientes:
Donde un par termoeléctrico se vea afectado perjudicialmente por la atmósfera del ambiente.
Para medir temperaturas de superficies.
Para medir temperaturas de objetos que se muevan.
Para medir temperaturas superiores a la amplitud de los termopares.
Cuando se requiere gran velocidad de respuesta a los cambios de temperatura.
Donde las condiciones mecánicas (vibraciones, choques, etc.) acorten la vida de un par termoeléctrico caliente.
En globos aerostáticos
En la industria del vidrio.
En la industria metalúrgica. Tipos de Pirómetros En aplicaciones industriales es necesario por lo general medir la temperatura de un objeto desde de una cierta distancia sin hacer contacto con el mismo, por ejemplo:
cuando el objeto esta en movimiento en una línea de ensamble, cuando está muy caliente, cuando es inaccesible o en condiciones extremas. El pirómetro es un instrumento de medición de temperatura capaz de medir la temperatura de un cuerpo a partir de la radiación que emite.
La característica principal de este instrumento es que no necesita estar en contacto directo con la fuente de calor (cuerpo caliente) cuya temperatura se desea medir. Por ello son útiles para medir temperaturas altas, objetos en movimiento, permite medir en lugares difíciles para el acceso y áreas de altas presiones, tiene un tiempo breve de respuesta , una alta sensibilidad diferencial , en el mercado son de un costo moderado y su empleo requiere un cierto nivel de experiencia y conocimientos. Los tipos pirómetros son de acuerdo a su principio de medición: Pirómetros de radiación parcial o pirómetros ópticos Pirómetros de radiación total Son instrumentos que miden la temperatura de un cuerpo en función de la radiación luminosa que el cuerpo que lo emite.
Se basa en el hecho de comprobar visualmente de la luminosidad del cuerpo radiante con el filamento de una lámpara incandescente. Para ello se superponen ambas ondas luminosas (la del cuerpo caliente y la de la lámpara incandescente), se varía y regula la corriente eléctrica de la lámpara hasta que deje de ser apreciable a la vista humana.La variación de la corriente nos da un valor de la temperatura absoluta, pero hay que calibrarla luminosidad de la lámpara previamente por medio de un reóstato exterior. Este tipo de pirómetros se fundamenta en la ley de Stefan-Boltzmann
La parte esencial del dispositivo consiste en un lente que concentra la radiación del objeto caliente en una termopila formada por varios termopares de pequeñas dimensiones y montadas en serie.
La parte de los termopares expuesta a la radiación está ennegrecida para comportarse como un cuerpo negro, aumentando así sus propiedades de absorción de energía y propiciando la fuerza electromotriz máxima.
Su reducida masa los hace muy sensibles a pequeñas variaciones de energía radiante y además muy resistentes a vibraciones o choques.
Para obtener una medida precisa de la temperatura es necesario ajustar las observaciones y calibrar de manera correcta el instrumento utilizado. Además calcular la f.e.m real dividiendo la f.e.m. observada entre la emisividad del material. Modelos Fundición Mithbusters, Alarma Visión nocturna La potencia emisiva espectral de un cuerpo negro (E), es la cantidad de energía radiante por unidad de tiempo, emitida por un cuerpo negro, por unidad de área y por unidad de longitud de onda. En la Figura se muestra como varía la potencia emisiva espectral de un cuerpo negro, un cuerpo real y un cuerpo gris, todos a una misma temperatura T1 Pirómetro PCE-889
Especificaciones técnicas
Rangos de medición: - 50°C ... + 1000 °C
Resolución: 0,1 °C
Precisión: ± 1,5 % de la lectura o ± 2 °C (el valor peor es el válido)
Tiempo de respuesta: < 1 s
Peso: 320 g
Relación de distancia con el punto de medición: 50:1
Grado de emisión ajustable (según el material): 0,1 ... 1,0
Rayos láser visibles para visualizar rayo láser de 1 punto, extra claro
Temperatura máxima, mínima, media y diferencial: si
Función de medición prolongada: si
Alarma (alta / baja): si
Iluminación de fondo de la pantalla: si
Alimentación: 1 batería de bloque de 9 V
Dimensiones: 55 x 100 x 230
Temperatura ambiente: 0°C ... + 50 °C
Peso: 290 g
Normas: EMC; EN: 50081-1, 50082-1; EN: 60825-1
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