Para medir la temperatura de diferentes superficies se utilizan varios sensores, entre ellos un pirómetro. Funciona con bastante rapidez y facilidad. Pero averigüemos qué es un pirómetro.
Asunto
¿Qué es un pirómetro?
Un dispositivo de ingeniería moderno para determinar la temperatura de cualquier objeto basado en un sensor de infrarrojos se llama pirómetro. También se conoce como detector de temperatura, registrador de datos de temperatura, termómetro digital o pistola de infrarrojos. El dispositivo se basa en el principio de determinar el valor de la temperatura de la superficie de un objeto por medio de la temperatura radiación electromagnética radiación electromagnética de la superficie del objeto. El pirómetro detecta la radiación infrarroja invisible, la convierte en grados y muestra el resultado. El método rápido y sin contacto para examinar los objetos de interés permite a los profesionales evitar posibles lesiones.
Área de aplicación
Los pirómetros tienen una aplicación bastante amplia en las industrias en las que se instala un gran número de dispositivos de calefacción. En aplicaciones de construcción y calefacción se utilizan para calcular la pérdida de calor de las estructuras y el pirómetro ayuda a detectar daños en el aislamiento.
En la industria, estos dispositivos permiten analizar la temperatura de todo tipo de procesos a distancia. Esto es necesario, por ejemplo, en la ingeniería mecánica, la metalurgia y otras industrias.
Por ejemplo, los electricistas comprueban la calefacción en los puntos de conexión de los cablesy los mecánicos de automóviles comprueban el calentamiento de las piezas de las máquinas. Los científicos pueden utilizar pirómetros para realizar investigaciones o experimentos para verificar la temperatura de sustancias y cuerpos.
En la vida cotidiana, la gente utiliza estos dispositivos para determinar la temperatura del cuerpo, del agua, de los alimentos, etc.
Tipos y clasificaciones
Existen varias clasificaciones de pirómetros según el atributo funcional.
Según el método esencial utilizado en la operación:
- Infrarrojos;
- Óptica.
Los pirómetros ópticos se subdividen en:
- Brillante;
- En color, o multiespectral.
El método de puntería es de tipo óptico o láser.
Según el coeficiente de radiación utilizado, existen pirómetros de coeficiente variable y fijo.
En función de su transportabilidad, los pirómetros se dividen en fijos y móviles (portátiles).
Se distinguen en función del rango de medición posible:
- baja temperatura (-35...-30 °C);
- alta temperatura (+400 ° C y más).
Estructura y principio de funcionamiento
El pirómetro se basa en un detector de radiación infrarroja. Los datos se convierten mediante un sistema electrónico integrado y se muestran en la pantalla.
El pirómetro típico tiene forma de pistola con una pequeña pantalla. El panel de control compacto, la puntería láser y la gran precisión en la proximidad del objeto hacen que el instrumento sea muy solicitado por los trabajadores de la ingeniería y la técnica.
Los principales elementos de funcionamiento del pirómetro son la lente, el receptor y la pantalla, que muestra el resultado de la medición. El principio de funcionamiento del pirómetro es el siguiente: la radiación infrarroja emana del objeto en cuestión y es enfocada por la lente y enviada al receptor (termopila, semiconductor, termopar).
Si se utiliza un termopar, la tensión cambia cuando el receptor se calienta. Resistencia - en el caso de los semiconductores. Estos cambios se convierten en lecturas de temperatura.
Para realizar una medición, basta con apuntar el pirómetro hacia un objeto, accionarlo y marcar el resultado. El formato de medición de la temperatura, Celsius o Fahrenheit, se puede ajustar mediante un botón específico.
Características técnicas
El pirómetro tiene una serie de parámetros que caracterizan su funcionalidad. La elección del modelo deseado del dispositivo se realiza en función de sus valores. Veamos los más importantes.
Resolución óptica
Es la relación entre el diámetro del punto del instrumento y la distancia al objeto. Esto depende del ángulo de visión del instrumento: cuanto más grande sea, mayor será el área que pueda cubrir. El factor más importante para la precisión de la medición es el solapamiento del punto únicamente con el material de la superficie. Si se sobrepasa el área, es probable que el valor medido sea inexacto.
TIP. Cada modelo de pirómetro tiene una resolución óptica diferente. La diferencia entre ambos es impresionante, por ejemplo, de 2:1 a 600:1. Esta última proporción es característica de los aparatos profesionales. Suelen utilizarse en la industria pesada. La relación óptima para los pirómetros domésticos y semiprofesionales es de 10:1.
Rango de trabajo
El rango de trabajo del dispositivo depende del sensor pirométrico y suele oscilar entre -30°C y 360°C. Por lo tanto, casi todos los tipos de pirómetros son adecuados para el uso doméstico, dada la temperatura máxima del medio de calefacción en el sistema de calefacción hasta 110 °C.
Precisión
La incertidumbre mide el grado de tolerancia de los valores de temperatura posibles y depende de la precisión del pirómetro. Por término medio, la tolerancia es inferior al 2% de la norma.
Coeficiente de radiación
Este parámetro es la relación entre la potencia de radiación de la temperatura actual y la de un cuerpo negro de referencia.
REFERENCIA. Para los materiales mate, el factor de emisividad es 0,9-0,95. Por ello, un gran número de instrumentos se adaptan a este valor. El resultado será notablemente diferente del real, por ejemplo, en el caso de medir el calentamiento de la superficie del aluminio brillante.
Muchos modelos están equipados con un puntero láser para una medición más precisa. En este caso, el haz de luz no se sitúa en el centro, sino que apunta hacia el límite óptimo de la zona de medición.
Ventajas y desventajas
Como cualquier otro aparato, un pirómetro tiene ventajas e inconvenientes. Esto puede explicarse por los diferentes aspectos del dispositivo y las respectivas condiciones de aplicación.
Ventajas
- Móvil, de pequeño tamaño y de construcción muy sencilla;
- Bajo coste asequible gracias al uso de un número mínimo de elementos en el diseño;
- Alto nivel de fiabilidad;
- Rango de medición suficientemente amplio.
Desventajas
- Dependencia directa de la lectura del pirómetro de la emisividad del objeto en cuestión;
- La precisión puede ser menor debido al estado físico de la superficie del objeto;
- Sólo las unidades más nuevas tienen una función de corrección e incertidumbre;
- La distancia juega un papel importante en la precisión de la medición.
Los modelos más populares son
EOP-66
El pirómetro EOP-66 se utiliza para la investigación científica y de laboratorio. Está diseñado para medir los parámetros de las superficies de los objetos a temperaturas de +900°C a +10000°C,
Este modelo fijo está equipado con un telescopio que consta de una lente objetiva y un microscopio ocular. El objetivo de doble lente tiene un rango de enfoque de hasta 25,4 cm y una resolución óptica de 3:1. Nota: El telescopio de este instrumento está fijado a la base y se mueve suavemente en el plano horizontal.
Kelvin IKS 4-20
Este pirómetro de alta precisión tiene un rango de temperatura universal de -50°C a +350°C con una velocidad muy alta de 0,2 segundos. La aplicación del instrumento está en el rango de 8-14 μm.
Este pirómetro combina las capacidades de los dispositivos móviles y estacionarios. Esto se debe a su tamaño compacto (17x17x22 cm) y a la presencia de la toma de montaje del objetivo M12. El fabricante garantiza la absoluta a prueba de agua y polvo. De este modo, el modelo de pirómetro presentado puede utilizarse en sectores industriales y de la construcción exigentes.
C-700 "Estándar".
Este dispositivo sin contacto se utiliza preferentemente, por ejemplo, en la construcción o la metalurgia. Sirve como detector de infrarrojos para determinar el grado de calentamiento de la superficie de objetos sólidos y a granel, así como de materiales fundidos y fluidos.
El rango de temperatura está entre +700 y + 2200 °C, lo que es típico de los dispositivos de alta temperatura. La interconexión con portadores externos se realiza mediante dos opciones de interfaz de salida: salida analógica 4 - 20 mA o digital RS-485.
ANTECEDENTES. El pirómetro óptico puede adquirirse a un precio muy asequible: el coste mínimo de un dispositivo de este tipo es de 6000 rublos, y el máximo de 30000 rublos.
Cómo medir la temperatura con un pirómetro
Después de comprar el dispositivo es necesario estudiar cuidadosamente su manual. A pesar de que los requisitos de funcionamiento son muy sencillos, un manejo descuidado puede provocar una considerable distorsión de los valores de temperatura. El proceso para medir correctamente la temperatura con un pirómetro es el siguiente:
- Encienda la unidad del pirómetro;
- Determina el material del objeto (por ejemplo, acero o cobre);
- A continuación, según el modelo del instrumento, introduzca el coeficiente de radiación como una edición en la pantalla;
- Dirija el haz del pirómetro de infrarrojos hacia la superficie a medir;
- Determine el límite del punto de medición utilizando el puntero láser.
Con esta secuencia de mediciones obtendrá los resultados más cercanos a la temperatura real.
El pirómetro es un instrumento versátil e indispensable por su funcionalidad. Una vez que se entienden los matices de su funcionamiento, se puede utilizar fácilmente tanto en el ámbito profesional como en el doméstico.
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