Termometri a infrarossi

Tutti gli oggetti emettono un'energia radiante nello spettro infrarosso (IR) che cade tra la luce visibile e le onde radio.

Le origini delle misurazioni IR possono essere ricondotte al prisma di Sir Isaac Newton e alla separazione della luce solare in colori ed energia elettromagnetica. Nel 1800 fu misurata l'energia relativa di ogni colore, ma fu solo all'inizio del XX secolo che l'energia IR fu quantificata. Si è poi scoperto che questa energia è proporzionale alla quarta potenza della temperatura dell'oggetto.

La strumentazione IR che utilizza questa formula esiste da oltre 50 anni. Utilizzano quasi esclusivamente un dispositivo ottico che rileva l'energia termica generata dall'oggetto a cui è rivolto il sensore. Questo viene quindi amplificato, linearizzato e convertito in un segnale elettronico che a sua volta mostra la temperatura superficiale in gradi Celsius o Fahrenheit.

Le misurazioni a infrarossi sono particolarmente adatte per aree in cui è difficile o indesiderabile eseguire misurazioni di superficie utilizzando sensori a contatto convenzionali. Le applicazioni per i misuratori IR includono test non distruttivi di prodotti alimentari, macchinari in movimento e superfici ad alta temperatura.

Una superficie ideale per le misurazioni IR è un corpo nero o un radiatore con un'emissività di 1.0. L'emissività è il rapporto tra l'energia irradiata da un oggetto a una certa temperatura e quella emessa da un radiatore perfetto alla stessa temperatura.

Più la superficie è lucida o levigata, meno accurate sono le misurazioni. Ad esempio, l'emissività della maggior parte del materiale organico e delle superfici ruvide o verniciate è nella regione di 0,95 e quindi è adatta per le misurazioni IR.

D'altra parte, superfici di materiale molto lucido o lucido, come specchi o alluminio, potrebbero non essere appropriate per questa applicazione senza utilizzare una qualche forma di filtrazione. Ciò è dovuto ad altri fattori, vale a dire riflettività e trasmissività. Il primo è una misura della capacità di un oggetto di riflettere l'energia infrarossa mentre il secondo è la sua capacità di trasmetterla.

Un altro aspetto importante e pratico delle misurazioni IR è il campo visivo. I misuratori a infrarossi misurano la temperatura media di tutti gli oggetti nel loro campo visivo. Per ottenere un risultato accurato, è importante che l'oggetto riempia completamente il campo visivo dello strumento e che non vi siano ostacoli tra lo strumento e l'oggetto. Il rapporto distanza-obiettivo, o coefficiente ottico, è quindi una considerazione importante.

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