O que é um Pirômetro de Radiação?

O que é um Pirômetro de Radiação?

Definição de Pirômetro de Radiação

Um pirômetro de radiação, um sensor de temperatura sem contato, mede a temperatura detectando a radiação térmica naturalmente emitida por um objeto. A radiação depende da temperatura e emissividade do objeto - a capacidade de emitir calor em comparação com um corpo negro perfeito.

• Q é a radiação térmica

• ϵ é a emissividade do corpo (0 < ϵ < 1)

• σ é a constante de Stefan-Boltzmann

• T é a temperatura absoluta em Kelvin

Componentes do Pirômetro de Radiação

• Uma lente ou espelho foca a radiação térmica do objeto em um elemento receptor, convertendo-a em dados mensuráveis.

• Um elemento receptor que converte a radiação térmica em um sinal elétrico. Isso pode ser um termômetro de resistência, um termopar ou um fotodetector.

• Um instrumento de registro que exibe ou registra a leitura de temperatura com base no sinal elétrico. Isso pode ser um milivoltemetro, um galvanômetro ou um display digital.

Tipos de Pirômetros de Radiação

Existem principalmente dois tipos de pirômetros de radiação: tipo de foco fixo e tipo de foco variável.

Pirômetro de Radiação de Foco Fixo

Um pirômetro de radiação de foco fixo tem um tubo longo com uma abertura estreita na extremidade frontal e um espelho côncavo na extremidade traseira.

Um termopar sensível é colocado à frente do espelho côncavo a uma distância adequada, de modo que a radiação térmica do objeto seja refletida pelo espelho e focalizada na junção quente do termopar. O fme gerado no termopar é então medido por um milivoltemetro ou um galvanômetro, que pode ser calibrado diretamente com a temperatura.

A vantagem deste tipo de pirômetro é que não precisa ser ajustado para diferentes distâncias entre o objeto e o instrumento, pois o espelho sempre focaliza a radiação no termopar. No entanto, este tipo de pirômetro tem um alcance de medição limitado e pode ser afetado por poeira ou sujeira no espelho ou lente.

Pirômetro de Radiação de Foco Variável

Um pirômetro de radiação de foco variável tem um espelho côncavo ajustável feito de aço altamente polido.

A radiação térmica do objeto é primeiro recebida pelo espelho e depois refletida em uma junção térmica enegrecida, consistindo em um pequeno disco de cobre ou prata ao qual os fios formando a junção são soldados. A imagem visível do objeto pode ser vista no disco através de uma ocular e um orifício central no espelho principal.

A posição do espelho principal é ajustada até que o foco coincida com o disco. O aquecimento da junção térmica devido à imagem térmica no disco produz um fme que é medido por um milivoltemetro ou um galvanômetro. A vantagem deste tipo de pirômetro é que ele pode medir temperaturas em uma ampla faixa e também pode medir raios invisíveis de radiação. No entanto, este tipo de pirômetro requer ajuste e alinhamento cuidadosos para leituras precisas.

Vantagens

• Eles podem medir temperaturas elevadas acima de 600°C, onde outros sensores podem derreter ou sofrer danos.

• Não necessitam de contato físico com o objeto, o que evita contaminação, corrosão ou interferência.

• Possuem uma rápida velocidade de resposta e alta saída.

• São menos afetados por atmosferas corrosivas ou campos eletromagnéticos.

Desvantagens

• Estes dispositivos podem apresentar erros devido a escalas não lineares, variações de emissividade, mudanças ambientais e contaminantes nas partes ópticas.

• Requerem calibração e manutenção para leituras precisas.

• Podem ser caros e complexos de operar.