En su diseño más básico, un termómetro infrarrojo consta de una lente que enfoca la energía infrarroja (IR) hacia un detector, el cual convierte la energía en una señal eléctrica que se puede mostrar en unidades de temperatura después de compensar la variación de la temperatura ambiente.
Esta configuración facilita la medición de la temperatura a distancia sin necesidad de entrar en contacto con el objeto que se desea medir. Por ello, el termómetro infrarrojo es útil para medir la temperatura en circunstancias en las que no se pueden utilizar termopares u otros sensores de tipo sonda o estos no producen datos precisos por diversas razones.
Algunas circunstancias típicas son aquellas en las que el objeto que se va a medir está en movimiento; cuando el objeto está rodeado por un campo electromagnético, como en el calentamiento por inducción; cuando el objeto se encuentra en el vacío o en otra atmósfera controlada; o en aplicaciones en las que se requiere una respuesta rápida.
Más información sobre los termómetros infrarrojos
¿Por qué debería utilizar un termómetro infrarrojo para medir la temperatura en su aplicación?
Los pirómetros de infrarrojos permiten a los usuarios medir la temperatura en aplicaciones donde no se pueden emplear sensores convencionales. Concretamente, en casos en los que se trata de objetos en movimiento (por ejemplo, rodillos, maquinaria en movimiento o una cinta transportadora), o en los que se requieren mediciones sin contacto debido a la contaminación o a razones de peligro (como el alto voltaje), en los que las distancias son demasiado grandes o en los que las temperaturas que se deben medir son demasiado altas para los termopares u otros sensores de contacto.
- Determine el campo de visión (tamaño y distancia del objetivo).
- Tenga en cuenta el tipo de superficie que se va a medir y su emisividad.
- Analice la respuesta espectral para detectar efectos atmosféricos o la transmisión a través de superficies
- Especifique el rango de temperatura y las necesidades de montaje
- No olvide: tiempo de respuesta, Medio Ambiente, limitaciones de montaje, aplicaciones de ventanas o puertos de visualización y procesamiento de señales deseado
¿Qué debo tener en cuenta acerca de mi aplicación al seleccionar un termómetro infrarrojo?
Las consideraciones críticas para cualquier pirómetro infrarrojo incluyen el campo de visión (tamaño y distancia del objetivo), el tipo de superficie que se va a medir (consideraciones de emisividad), la respuesta espectral (para efectos atmosféricos o transmisión a través de superficies), el rango de temperatura y el montaje (portátil o fijo). Otras consideraciones incluyen el tiempo de respuesta, el Medio Ambiente, las limitaciones de montaje, las aplicaciones de la ventana o el puerto de visualización y el Procesamiento de señales deseado.
En esta tabla se detallan los índices de refracción de las ventanas IR.
¿Qué se entiende por Campo de visión y por qué es importante?
El campo de visión es el ángulo de visión en el que opera el instrumento y viene determinado por la óptica de la unidad. Para obtener una lectura precisa de la temperatura, el objetivo que se mide debe llenar completamente el Campo de visión del instrumento. Dado que el dispositivo infrarrojo determina la temperatura media de todas las superficies dentro del Campo de visión, si la temperatura del fondo es diferente de la temperatura del objeto, puede producirse un error de medición. OMEGA ofrece una solución única a este problema. Muchos pirómetros de infrarrojos de OMEGA cuentan con un láser patentado que se puede cambiar de círculo a punto. En el modo círculo, una mira láser incorporada crea un círculo de 12 puntos que indica claramente el área objetivo que se está midiendo. En el modo punto, un único punto láser marca el centro del área de medición.
Elija el infrarrojo adecuado para su aplicación
Termómetros de infrarrojos portátiles
Los termómetros de infrarrojos portátiles son uno de los tipos más populares de pirómetros de infrarrojos. Se utilizan habitualmente para aplicaciones portátiles, aunque algunos modelos también incluyen un soporte para trípode integrado. OMEGA ofrece una amplia variedad de termómetros de infrarrojos con diferentes formas y tamaños. Muchos de los pirómetros de infrarrojos portátiles de OMEGA cuentan con el sistema de visión Circle Dot/Circle Láser patentado por OMEGA, que delimita claramente el Campo de visión del termómetro.
Termómetros infrarrojos de bolsillo
Los termómetros infrarrojos de bolsillo son extremadamente compactos. Normalmente son lo suficientemente pequeños como para llevarlos en el bolsillo de la camisa.
Termopares infrarrojos
Un termopar infrarrojo es un pequeño sensor infrarrojo de bajo coste. Son únicos porque tienen Alimentación propia y producen una salida que imita a la de un sensor termopar.
Termómetros infrarrojos de montaje fijo
Los termómetros infrarrojos de montaje fijo se utilizan habitualmente en procesos industriales donde el termómetro puede montarse en una posición fija. Lea el artículo sobre el transmisor infrarrojo de fibra óptica de alta velocidad para obtener información sobre la serie OS4000.
Termómetro de relación de dos colores
Dado que la emisividad desempeña un papel tan importante en la obtención de datos precisos de temperatura con termómetros infrarrojos, no es de extrañar que se haya intentado diseñar sensores que midan independientemente de esta variable. El más conocido y utilizado de estos diseños es el termómetro de relación de dos colores. Esta técnica no es muy diferente de los termómetros infrarrojos descritos hasta ahora, pero realiza la medición de la relación entre la energía infrarroja emitida por el material en dos longitudes de onda, en lugar de la energía absoluta en una longitud de onda o banda de onda. El uso de la palabra «color» en este contexto está algo desfasado, pero aún no ha sido sustituido. Tiene su origen en la antigua práctica de relacionar el color visible con la temperatura, de ahí el término «temperatura de color».
Preguntas frecuentes
¿Qué es la emisividad y cómo se relaciona con las mediciones de temperatura por infrarrojos?
La emisividad se define como la relación entre la energía irradiada por un objeto a una temperatura determinada y la energía emitida por un radiador perfecto, o cuerpo negro, a la misma temperatura. La emisividad de un cuerpo negro es 1,0. Todos los valores de emisividad se encuentran entre 0,0 y 1,0. La mayoría de los termómetros infrarrojos tienen la capacidad de compensar los diferentes valores de emisividad de los distintos materiales. En general, cuanto mayor es la emisividad de un objeto, más fácil es obtener una medición precisa de la temperatura utilizando infrarrojos. Los objetos con emisividades muy bajas (por debajo de 0,2) pueden ser aplicaciones difíciles. Algunas superficies metálicas pulidas y brillantes, como el aluminio, son tan reflectantes en el infrarrojo que no siempre es posible obtener mediciones precisas de la temperatura. En esta
In this tabla se indica la emisividad de varios materiales.p>
Cinco formas de determinar la emisividad
Hay cinco formas de determinar la emisividad del material para garantizar mediciones precisas de la temperatura:
1. Caliente una muestra del material a una temperatura conocida, utilizando un sensor preciso, y mida la temperatura con el instrumento IR. A continuación, ajuste el valor de emisividad para forzar al indicador a mostrar la temperatura correcta.
2. Para temperaturas relativamente bajas (hasta 500 °F), se puede medir un trozo de cinta adhesiva, con una emisividad de 0,95. A continuación, ajuste el valor de emisividad para que el indicador muestre la temperatura correcta del material. Para mediciones de alta temperatura, se puede perforar un agujero (cuya profundidad sea al menos 6 veces el diámetro) en el objeto.
3. Este orificio actúa como un cuerpo negro con una emisividad de 1,0. Mida la temperatura en el orificio y, a continuación, ajuste la emisividad para que el indicador muestre la temperatura correcta del material.
4. Si el material, o una parte del mismo, se puede recubrir, una pintura negra mate tendrá una emisividad de aprox. 1,0. Mida la temperatura de la pintura y, a continuación, ajuste la emisividad para que el indicador muestre la temperatura correcta.
5. Los valores de emisividad estandarizados para la mayoría de los materiales son disponibles (consulte las páginas 114-115). Estos se pueden introducir en el instrumento para estimar el valor de emisividad del material.
¿Cómo puedo montar el pirómetro de infrarrojos?
El pirómetro puede ser de dos tipos: de montaje fijo o portátil. Las unidades de montaje fijo se instalan generalmente en un lugar para supervisar continuamente un proceso determinado. Suelen funcionar con alimentación de red y se dirigen a un único punto. La salida de este tipo de instrumento puede ser una pantalla local o remota, junto con una salida analógica que se puede utilizar para otra pantalla o bucle de control. También hay disponibles «pistolas» infrarrojas portátiles que funcionan con pilas; estas unidades tienen todas las características de los dispositivos de montaje fijo, normalmente sin la salida analógica para fines de control. Por lo general, estas unidades se utilizan en el mantenimiento, el diagnóstico, el control de calidad y las mediciones puntuales de procesos críticos.
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