pirometros

Teoría de los Pirómetros
La palabra pirómetro se deriva de la palabra griega Pyros, que significa “Fuego” y Metron que significa “Medida”. La teoría de los pirómetros se basa en el hecho de que todos los cuerpos arriba del cero absoluto de temperatura irradian energía, de lo cual parten para medir la temperatura de los cuerpos.
La radiación es un modo de propagación de la energía a través delvacío, de forma análoga a la luz. Cuando hablamos de la radiación de los cuerpos nos referimos a la emisión continua de energía desde la superficie de dichos cuerpos, esta energía es radiante y es transportada por las ondas electromagnéticas que viajan en el vacío a una velocidad de 3x108 m/s. La radiación electromagnética se extiende a través un ancho rango de frecuencias, como se ilustra en lasiguiente figura:

Fig. 1. Espectro de radiación electromagnética
Los cuerpos no solo irradian o emiten energía, sino que también reciben y absorben de otras fuentes. Sobre la superficie de un cuerpo incide constantemente energía radiante, tanto desde el interior como desde el exterior, la que incide desde el exterior procede de los objetos que rodean al cuerpo. Cuando la energía radianteincide sobre la superficie una parte se refleja y la otra parte se transmite. Si la superficie es como la de un espejo, la mayor parte de la energía incidente se refleja, el resto atraviesa la superficie del cuerpo y es absorbido por sus átomos o moléculas. La proporción de energía que incide es igual a la suma de la reflejada y la absorbida. Asimismo, la misma proporción de la energía radiante queincide desde el interior se refleja hacia dentro, y se transmite cierta proporción que se propaga hacia fuera, lo que se denomina energía radiante emitida por la superficie. Dependiendo de las características de la superficie del cuerpo, es la cantidad de energía que se refleja y absorbe, por ejemplo en las siguientes imágenes se muestra una superficie que refleja la mayor parte de la energía queincide y por lo tanto absorbe una mínima cantidad de ella, y otra que refleja una pequeña cantidad de energía incidente pero absorbe en su mayoría la cantidad restante.


Comparando ambas figuras, vemos que un buen absorbedor de radiación es un buen emisor, y un mal absorbedor es un mal emisor. También podemos decir, que un buen reflector es un mal emisor, y un mal reflector es un buen emisor.
Lasuperficie de un cuerpo negro es un caso límite, en el que toda la energía incidente desde el exterior es absorbida, y toda la energía incidente desde el interior es emitida.

No existe en la naturaleza un cuerpo negro, incluso el negro de humo refleja el 1% de la energía incidente. Sin embargo, un cuerpo negro se puede sustituir con gran aproximación por una cavidad con una pequeña abertura.La energía radiante incidente a través de la abertura, es absorbida por las paredes en múltiples reflexiones y solamente una mínima proporción escapa (se refleja) a través de la abertura. Podemos por tanto decir, que toda la energía incidente es absorbida.

Tipos de Pirómetros
Existen 3 tipos de pirómetros: los de radiación, los infrarrojos y los ópticos. El primero acepta un muestreo controladode la radiación total y mediante determinación del efecto calorífico del muestreo obtenido, un sensor térmico como una termopila (grupo de termopares conectados en serie) determina le medición de temperatura. El pirómetro óptico usa el ojo humano como el medio de detección estimando el cambio en el ancho de banda de radiación visual con temperatura. Finalmente el infrarrojo maneja un principiosimilar que al de radiación total, solo que las mediciones se restringen al segmento infrarrojo. Ninguno de los 3 necesita contacto directo con el objeto a analizar ni una distancia particular. En este trabajo solo se hablará sobre los 2 primeros tipos, por radiación y ópticos.

Fig. 2. Pirómetro de Radiación en la industria (lateral izquiero)
Pirómetros Ópticos
Los pirómetros ópticos se...