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TALDRODescripción completa
ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL CHIMBORAZO FACULTAD DE MECÁNICA ESCUELA DE INGENIERIA DE MANTENIMIENTO
Principio de Funcion!ien"o de un Pir#!e"ro de Rdici#n A medida de que la temperatura de un cuerpo aumenta se vuelve más difícil medirla, ya sea por medios convencionales como los termómetros de mercurio o con sistemas eléctricos como las resistencias detector de temperatura, termistores o termopares. Los problemas asociados con la medición de temperatura elevada por métodos convencionales, motivó los los prime primero ros s descu descubr brimi imient entos os sobre sobre piró pirómet metro ros. s. Los Los piróm pirómetr etros os son dispositivos que miden la temperatura a través de la energía irradiada por el cuerpo. La radiación es un modo de propagación de la energía a través del vacío, de forma análoga a la luz. Cuando ablamos de la radiación de los cuer cuerpo pos s nos nos refer eferim imos os a la emis emisió ión n cont contin inua ua de ener energí gía a desd desde e la super!cie de dicos cuerpos, esta energía es radiante y es transportada por las ondas electromagnéticas que via"an en el vacío a una velocidad de #$%&' m(s. La radiación electromagnética se e$tiende a través un anco rango de frecuencias. Los Los piróm pirómetr etros os de radiac radiació ión n se emple emplean an para para medir medir temper temperatu aturas ras mayores de ))&*C asta un poco más de %+&&*C captando toda o gran parte de la radiación emitida pro el cuerpo a analizar.
OPERACI$N l sistem sistema a óptic óptico o del termó termómet metro ro de radia radiació ción n recol recolect ecta a parte parte de la radiación proveniente de una muestra de la super!cie y la dirige al dete detect ctor or.. l cual cual la conv convie iert rte e en una una se-a se-all eléc eléctr tric ica. a. l cir circuit cuito o electr electrón ónico ico convi conviert erte e la se-al se-al eléctr eléctric ica a a una una corre correspo spondi ndient ente e a la temperatura de la super!cie.
Los termómetros de radiación se clasi!can de acuerdo a su principio de medición
Pir#!e"ro de rdici#n prci% o pir#!e"ro& #p"ico& /on los instrumentos que miden la temperatura de un cuerpo en función de la radiación luminosa que éste emite. 0eterminan la temperatura de una super!cie en base a la ley de radiación de 1lanc2 considerando un valor de longitud de onda de la radiación emitida por la super!cie.
Pir#!e"ro de rdici#n "o"% /on los que miden la temperatura captando toda o una gran parte de la radiación. l medio de enfocar la radiación que le llega puede ser una lente o un espe"o cóncavo. 0eterminan la temperatura de una super!cie en base a la ley de /tefan34oltzamann, es decir consideran la radiación emitida por la super!cie en todas las longitudes de onda.
Principio '(&ico en e% )ue &e *&n Los pirómetros de radiación se fundamentan en la ley de /tefan 3 4oltzman que dice que la energía radiante emitida por la super!cie de un cuerpo negro aumenta proporcionalmente a la cuarta potencia de la temperatura absoluta del cuerpo, es decir
= σ T 4
W
•
5 6potencia emitida7 es el 8u"o radiante por unidad de área.
•
9 es
la constante −8
5,67 x 10
4oltzman 6cuyo valor es
W 2
4
m K •
de /tefan 3
7.
: es la temperatura en ;elvin.
/i el cuerpo radiante de área A está dentro de un recinto cerrado que está a la temperatura
T 0
, su pérdida neta de energía por segundo, por
radiación está dada por
= σ A (T 4−T 04 )
U
E&"ruc"ur de %o& pir#!e"ro& de rdici#n l medio de enfocar la radiación que le llega puede ser una lente o un espe"o cóncavo< el instrumento suele ser de =foco !"o= o a"ustable en el foco, y el elemento sensible puede ser un simple par termoeléctrico en aire o en bulbo de vacío o una pila termoeléctrica de unión m>ltiple en aire. La fuerza electromotriz se mide con un milivoltímetro o con un potenciómetro, con carácter indicador, indicador y registrador o indicador, registrador y regulador. l espe"o cóncavo es a veces preferido como medio para enfocar por dos razones %. La imagen de la fuente se enfoca igualmente bien en el receptor para todas las longitudes de onda, puesto que el espe"o no produce aberración cromática, en tanto que la lente puede dar una imagen neta para una sola longitud de onda. ?. Las lentes de vidrio o de sílice vítrea absorben completamente una parte considerable de la radiación de largas longitudes de onda. La radiación re8e"ada por el espe"o di!ere poco en longitud de onda media de la que en él incide.
Ap%iccione& •
•
• •
l pirómetro de radiación se puede recomendar en lugar del termoeléctrico en los casos siguientes 0onde un par termoeléctrico sería envenenado por la atmósfera de orno. 1ara la medida de temperaturas de super!cies. 1ara medir temperaturas de ob"etos que se muevan.
•
•
•
1ara medir temperaturas superiores a la amplitud de los termopares. Cuando se requiere gran velocidad de respuesta a los cambios de temperatura. 0onde las condiciones mecánicas 6vibraciones, coques, etc.7 acorten la vida de un par termoeléctrico caliente.
