Pirometro optico y sensores de temperatura
Páginas: 15 (3581 palabras)
Publicado: 20 de agosto de 2015
INSTITUTO TECNOLOGICO DE AGUASCALIENTES
ALUMNOS:
Jonathan Martínez González
DOCENTE:
Alfredo Venegas Estrada
MATERIA:
Instrumentación y control.
TRABAJO:
Pirómetro óptico y sensores de temperatura.
FECHA: 1 de junio de 2015
Pirómetro óptico.
El pirómetro es un instrumento para medir temperaturas muy elevadas. Se basa en el calor o la radiación visible emitida por objetos calientes, ymide el calor de la radiación mediante un par térmico o la luminosidad de la radiación visible (ya con los avances de la electrónica no necesariamente tiene que ser visible). El pirómetro es el único termómetro que puede medir temperaturas superiores a 1477 °C.
Estos miden la temperatura de un cuerpo en función de la radiación luminosa que éste emite, basándose en la ley de distribución de laradiación térmica de Wien, que dice que la longitud de onda correspondiente al máximo de potencia irradiada en un intervalo infinitamente pequeño de longitudes de onda es inversamente proporcional a la temperatura del cuerpo, es decir:
λm = A / T, donde A = 0.2897; si λm viene en cm.
Si la fuente es un cuerpo negro, existe una relación entre el brillo JλΤ de la fuente en esta banda estrecha, lalongitud landa de la onda efectiva media de esta banda y la temperatura absoluta T de la fuente, la cual se expresa muy aproximadamente por la ley de distribución de la radiación térmica de Wien: JλΤ = C1λ-5 exp [C2/ λ T] La modificación de Planck de esta ley JλΤ = C1 λ-5 exp [(C2/ λ T) - 1] es exacta.
En estas expresiones C1 y C2 son constantes físicas que pueden ser determinadas experimentalmente. Laley de Wien es suficientemente exacta para las longitudes de onda visibles hasta por lo menos 1800°C y es matemáticamente de manejo más cómodo que la ley de Planc.
Funcionamiento del pirómetro óptico.
El sistema óptico es enfocado sobre el objeto incandescente cuya temperatura se va a medir.
El filamento de tungsteno de una lámpara de alto vacío está situado en el plano focal del objetivo.
Elocular es enfocado sobre este plano. El filamento de tungsteno es calentado por la corriente de una batería, corriente regulada por un reóstato y medida, preferiblemente, por un método potenciométrico.
Para hacer una medición, las imágenes superpuestas de la fuente y del filamento son confrontadas en brillo ajustando la corriente del filamento. Cuando el brillo es igual, el filamento desaparececontra el fondo de la imagen de la fuente.
El filamento de tungsteno de una lámpara de alto vacío está situado en el plano focal del objetivo del telescopio. El ocular es enfocado sobre este plano, e incluye un filtro de vidrio rojo que sólo transmite una estrecha banda de longitudes de onda visible centrada en O.65 micras.
El filamento aparece como línea oscura o brillante, según que sea menosbrillante o más brillante que la imagen de la fuente.
El ojo es muy sensible a la diferencia en brillo, y dado que la brillantez de un objeto aumenta proporcionalmente al múltiplo 10-20 de su temperatura absoluta, un error de 1% en la confrontación del brillo supone solamente un error de 0.05 a O.1% en la temperatura.
Los pirómetros ópticos manuales.
Pueden ser de dos tipos: de corrientevariable en la lámpara y de corriente constante en la lámpara con variación del brillo de la imagen de la fuente.
Los pirómetros ópticos automáticos.
Consisten en un disco rotativo que modula la radiación del objeto y la de una lámpara de referencia que inciden en un fotosensor, este envía una señal de salida en forma de onda cuadrada de impulsos de corriente continua que convenientementeacondicionada modifica la corriente de alimentación de la lámpara de referencia hasta que coinciden en brillo la radiación del objeto y la de la lámpara.
En este momento, la intensidad de corriente que pasa por la lámpara es función de la temperatura.
También pueden ser de un color o dos colores.
Graduación.
Los pirómetros ópticos de laboratorio de fábrica son graduados por un método de...
INSTITUTO TECNOLOGICO DE AGUASCALIENTES
ALUMNOS:
Jonathan Martínez González
DOCENTE:
Alfredo Venegas Estrada
MATERIA:
Instrumentación y control.
TRABAJO:
Pirómetro óptico y sensores de temperatura.
FECHA: 1 de junio de 2015
Pirómetro óptico.
El pirómetro es un instrumento para medir temperaturas muy elevadas. Se basa en el calor o la radiación visible emitida por objetos calientes, ymide el calor de la radiación mediante un par térmico o la luminosidad de la radiación visible (ya con los avances de la electrónica no necesariamente tiene que ser visible). El pirómetro es el único termómetro que puede medir temperaturas superiores a 1477 °C.
Estos miden la temperatura de un cuerpo en función de la radiación luminosa que éste emite, basándose en la ley de distribución de laradiación térmica de Wien, que dice que la longitud de onda correspondiente al máximo de potencia irradiada en un intervalo infinitamente pequeño de longitudes de onda es inversamente proporcional a la temperatura del cuerpo, es decir:
λm = A / T, donde A = 0.2897; si λm viene en cm.
Si la fuente es un cuerpo negro, existe una relación entre el brillo JλΤ de la fuente en esta banda estrecha, lalongitud landa de la onda efectiva media de esta banda y la temperatura absoluta T de la fuente, la cual se expresa muy aproximadamente por la ley de distribución de la radiación térmica de Wien: JλΤ = C1λ-5 exp [C2/ λ T] La modificación de Planck de esta ley JλΤ = C1 λ-5 exp [(C2/ λ T) - 1] es exacta.
En estas expresiones C1 y C2 son constantes físicas que pueden ser determinadas experimentalmente. Laley de Wien es suficientemente exacta para las longitudes de onda visibles hasta por lo menos 1800°C y es matemáticamente de manejo más cómodo que la ley de Planc.
Funcionamiento del pirómetro óptico.
El sistema óptico es enfocado sobre el objeto incandescente cuya temperatura se va a medir.
El filamento de tungsteno de una lámpara de alto vacío está situado en el plano focal del objetivo.
Elocular es enfocado sobre este plano. El filamento de tungsteno es calentado por la corriente de una batería, corriente regulada por un reóstato y medida, preferiblemente, por un método potenciométrico.
Para hacer una medición, las imágenes superpuestas de la fuente y del filamento son confrontadas en brillo ajustando la corriente del filamento. Cuando el brillo es igual, el filamento desaparececontra el fondo de la imagen de la fuente.
El filamento de tungsteno de una lámpara de alto vacío está situado en el plano focal del objetivo del telescopio. El ocular es enfocado sobre este plano, e incluye un filtro de vidrio rojo que sólo transmite una estrecha banda de longitudes de onda visible centrada en O.65 micras.
El filamento aparece como línea oscura o brillante, según que sea menosbrillante o más brillante que la imagen de la fuente.
El ojo es muy sensible a la diferencia en brillo, y dado que la brillantez de un objeto aumenta proporcionalmente al múltiplo 10-20 de su temperatura absoluta, un error de 1% en la confrontación del brillo supone solamente un error de 0.05 a O.1% en la temperatura.
Los pirómetros ópticos manuales.
Pueden ser de dos tipos: de corrientevariable en la lámpara y de corriente constante en la lámpara con variación del brillo de la imagen de la fuente.
Los pirómetros ópticos automáticos.
Consisten en un disco rotativo que modula la radiación del objeto y la de una lámpara de referencia que inciden en un fotosensor, este envía una señal de salida en forma de onda cuadrada de impulsos de corriente continua que convenientementeacondicionada modifica la corriente de alimentación de la lámpara de referencia hasta que coinciden en brillo la radiación del objeto y la de la lámpara.
En este momento, la intensidad de corriente que pasa por la lámpara es función de la temperatura.
También pueden ser de un color o dos colores.
Graduación.
Los pirómetros ópticos de laboratorio de fábrica son graduados por un método de...
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