Cosa è un Piròmetro a Radiazione?
Cos'è un Pirometro a Radiazione?
Definizione di Pirometro a Radiazione
Un pirometro a radiazione, un sensore di temperatura a contatto zero, misura la temperatura rilevando la radiazione termica emessa naturalmente da un oggetto. La radiazione dipende dalla temperatura e dall'emissività dell'oggetto, ovvero la capacità di emettere calore rispetto a un corpo nero perfetto.
Q è la radiazione termica
ϵ è l'emissività del corpo (0 < ϵ < 1)
σ è la costante di Stefan-Boltzmann
T è la temperatura assoluta in Kelvin
Componenti del Pirometro a Radiazione
Una lente o uno specchio focalizza la radiazione termica dell'oggetto su un elemento ricevente, convertendola in dati misurabili.
Un elemento ricevente che converte la radiazione termica in un segnale elettrico. Questo può essere un termometro a resistenza, una termocoppia o un fotodetettore.
Un dispositivo di registrazione che visualizza o registra la lettura della temperatura basandosi sul segnale elettrico. Questo può essere un millivoltmetro, un galvanometro o un display digitale.
Tipi di Pirometri a Radiazione
Ci sono principalmente due tipi di pirometri a radiazione: a fuoco fisso e a fuoco variabile.
Pirometro a Radiazione a Fuoco Fisso
Un pirometro a radiazione a fuoco fisso ha un tubo lungo con un'apertura stretta all'estremità anteriore e uno specchio concavo all'estremità posteriore.
Una termocoppia sensibile è posizionata davanti allo specchio concavo a una distanza adeguata, in modo che la radiazione termica dell'oggetto venga riflessa dallo specchio e focalizzata sulla giunzione calda della termocoppia. Il potenziale elettromotore generato nella termocoppia viene poi misurato da un millivoltmetro o un galvanometro, che può essere direttamente tarato con la temperatura.
Il vantaggio di questo tipo di pirometro è che non richiede regolazioni per diverse distanze tra l'oggetto e lo strumento, poiché lo specchio focalizza sempre la radiazione sulla termocoppia. Tuttavia, questo tipo di pirometro ha un range di misurazione limitato e può essere influenzato dalla polvere o sporco sullo specchio o sulla lente.
Pirometro a Radiazione a Fuoco Variabile
Un pirometro a radiazione a fuoco variabile ha uno specchio concavo regolabile realizzato in acciaio altamente lucidato.
La radiazione termica dell'oggetto viene prima ricevuta dallo specchio e poi riflessa su un termojunction annerito costituito da un piccolo disco di rame o argento al quale sono saldati i fili che formano la giunzione. L'immagine visibile dell'oggetto può essere vista sul disco attraverso un occhietto e un foro centrale nello specchio principale.
La posizione dello specchio principale viene regolata fino a quando il fuoco coincide con il disco. Il riscaldamento del termojunction a causa dell'immagine termica sul disco produce un potenziale elettromotore che viene misurato da un millivoltmetro o un galvanometro. Il vantaggio di questo tipo di pirometro è che può misurare temperature in un ampio range e può anche misurare raggi invisibili dalla radiazione. Tuttavia, questo tipo di pirometro richiede un'accurata regolazione e allineamento per letture precise.
Vantaggi
Possono misurare temperature elevate superiori ai 600°C, dove altri sensori potrebbero fondere o danneggiarsi.
Non necessitano di contatto fisico con l'oggetto, evitando contaminazione, corrosione o interferenze.
Hanno una rapida velocità di risposta e un'alta uscita.
Sono meno influenzati da atmosfere corrosive o campi elettromagnetici.
Svantaggi
Questi dispositivi possono mostrare errori a causa di scale non lineari, variazioni di emissività, cambiamenti ambientali e contaminanti sulle parti ottiche.
Richiedono taratura e manutenzione per letture accurate.
Possono essere costosi e complessi da utilizzare.
