jueves, noviembre 12, 2009

Cómo Trabajan los Sensores de Temperatura Infrarrojos?

¿Cómo Trabajan los Sensores de Temperatura Infrarrojos?
     El diseño más básico consiste en un lente para enfocar los rayos infrarrojos (IR) de energía a un detector que convierte la energía de una señal eléctrica que puede ser representada en unidades de temperatura después de ser compensado por la variación de temperatura ambiente. Esta configuración facilita la medición de temperatura a distancia sin contacto con el objeto a medir. Como tal, el termómetro infrarrojo es útil para medir la temperatura en circunstancias donde los termopares o sensores tipo sonda no pueden obtener datos precisos. Algunas circunstancias típicas son en donde el objeto a medir se mueve, donde el objeto está rodeado por un campo electromagnético, como en el calentamiento por inducción, en donde el objeto se encuentra en un vacío o en atmósfera controlada , o en aplicaciones donde se requiere una respuesta rápida.


¿Por qué usar un  Sensor de Temperatura  infrarrojo en mi aplicación?
     Los Sensores  infrarrojos permiten a los usuarios  medir la temperatura en aplicaciones donde los sensores convencionales no pueden ser empleados. En concreto, en los casos relacionados con los objetos en movimiento (es decir, rodillos, maquinaria en movimiento, o una cinta transportadora), o cuando no se requieren mediciones de contacto debido a la contaminación o de riesgo razones (tales como tensión alta), donde las distancias son demasiado grandes, o donde las temperaturas a medir son demasiado altos para termopares o sensores de contacto.

¿Qué debo tomar en cuenta respecto a mi aplicación, para la selección de un Sensor de Temperatura  infrarrojo?
     Las consideraciones fundamentales para cualquier Sensor de Temperatura infrarrojo incluyen campo de visión (tamaño de destino y la distancia), el tipo de superficie que se mide (consideraciones de emisividad), la respuesta espectral (por efectos atmosféricos o transmisión a través de superficies), rango de temperatura y de montaje (la computadora de mano portátil o para montaje fijo ). Otras consideraciones incluyen el tiempo de respuesta, el medio ambiente, las limitaciones de montaje, ver el puerto o usos de la ventana, y procesamiento de la señal deseada.

¿Qué se entiende por campo de visión, y por qué es importante?
     El campo de visión es el ángulo de visión en la que el instrumento funciona, y está determinada por la óptica de la unidad. Para obtener una lectura precisa de la temperatura, que se mide el objetivo debe llenar completamente el campo de visión del instrumento. Desde el dispositivo infrarrojo se 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, un error de medición puede ocurrir. OMEGA ofrece una solución única a este problema. Muchos pirómetros OMEGA característica patentada de láser infrarrojo conmutable de círculo a punto. En el modo de un círculo de avistamiento láser integrado crea un círculo de 12 puntos que indica claramente el área de destino que se mide. En el modo de punto, un solo láser  marca el centro de la zona de medición.
 
¿Qué es la emisividad, y cómo es su relación con las mediciones de temperatura por infrarrojos?
     Emisividad se define como el cociente entre la energía radiada por un objeto a una temperatura dada a la energía emitida por un radiador perfecto o cuerpo negro, a la misma temperatura. La emisividad de un cuerpo negro es de 1,0. Todos los valores de emisividad de la caída de entre 0,0 y 1,0. La mayoría de los termómetros infrarrojos tienen la capacidad para compensar los valores de emisividad diferentes, para diferentes materiales. En general, cuanto mayor es la emisividad de un objeto, más fácil es obtener una medición precisa de la temperatura a través de infrarrojos. Aplicaciones de objetos con emisividades muy bajo (por debajo de 0,2) puede ser difícil. Algunas superficies metálicas brillantes, como el aluminio, son tan reflexivas en el infrarrojo que las mediciones de temperatura precisas no son siempre posibles.

Cinco maneras de determinar la Emisividad.
Hay cinco formas para determinar la emisividad de los materiales, para asegurar las mediciones de temperatura de una manera precisa:
  1. Caliente una muestra del material a una temperatura conocida, utilizando un sensor de precisión, y medir la temperatura utilizando el instrumento de infrarrojos. Luego, ajuste el valor de emisividad del indicador para mostrar la temperatura correcta.  

  2. Para temperaturas relativamente bajas (hasta 500 ° F), utilice un pedazo de cinta adhesiva, con una emisividad de 0,95. Luego, force el valor de emisividad del indicador para mostrar la temperatura correcta del material. 


  3. Para las mediciones de alta temperatura, un agujero (que es la profundidad de por lo menos 6 veces el diámetro) puede ser perforado en el objeto. Esto actúa como un agujero negro con la emisividad de 1.0. Medir la temperatura en el agujero, y luego ajustar la emisividad del indicador para mostrar la temperatura correcta del material. 


  4. Si el material, o una parte de ella, pueden ser recubiertos con una pintura negro mate tendrá una emisividad de aprox. 1.0. Medir la temperatura de la pintura, y luego ajustar la emisividad del indicador para mostrar la temperatura correcta. 


  5. Los valores de emisividad normalizado para la mayoría de los materiales están disponibles (ver páginas 114-115, el enlace a la pagina esta en la columna de la Izq. en la sección de datos técnicos). Estos se pueden introducir en el instrumento para estimar el valor de emisividad del material.

¿Cómo puedo montar el Sensor de Temperatura infrarrojo?
     El Sensor puede ser de dos tipos, ya sea de montaje fijo o portátil. De montaje fijo se instala generalmente en un lugar para  un seguimiento continuo de un determinado proceso.Por lo general, operan en la línea de producción, y están dirigidas a un solo punto. La salida de este tipo de instrumentos puede ser una visualización local o remota, junto con una salida analógica que puede ser utilizado para otra pantalla o bucle de control. Están disponibles también Sensores de temperatura energizados por medio de pilas; estas unidades tienen todas las características de los dispositivos de montaje fijo, generalmente sin la salida analógica para fines de control. Generalmente, estas unidades son utilizadas en el mantenimiento, el diagnóstico, control de calidad, y las mediciones "in situ" de los procesos críticos.


En la siguiente sección " Los Thermistores" ...
(From Omega "The Temperature Hand-Book")
 
Atte

Ing. Carlos Aquino
karlosakino@hotmail.com
dircasa@prodigy.net.mx

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