Calibración de Termómetros Infrarrojos
Principio de medición
Los termómetros infrarrojos miden la radiación infrarroja emitida por los cuerpos, la cual en la mayoría de los casos es proporcional a la temperatura de los mismos.
La radiación infrarroja es una radiación electromagnética de baja frecuencia que a diferencia de la visible esta fuera de la longitud de onda que nuestros ojos pueden detectar.
La radiación emitida depende de la emisividad. A igual temperatura dos cuerpos con distinta emisividad van a generar distinta radiación y por lo tanto un termómetro infrarrojo medirá distinto. Debido a que la mayoría de los gases no emiten en la banda de 8-15µm que es la de los termómetros, estos no miden la temperatura del aire y por lo tanto esta no los afecta.
Los termómetros infrarrojos miden la temperatura superficial en una zona de medición, no la temperatura interna de los cuerpos.
Cuanto mas lejos están de la superficie de medición mas grande sera el área de medición, por lo tanto cuanto mas lejos se esta del objeto mayor es la posibilidad de medir superficies no deseadas.
La imagen muestra un termómetro infrarrojo de 4:1, lo cual quiere decir que a 4 cm de distancia la zona de medición sera de 1 cm. Con un equipo de 8:1 a una distancia de 8cm la zona de medición será de 1 cm.
Por lo tanto al usar termómetros infrarrojos se debe tener en cuenta la superficie de medición y la distancia a la superficie ya que a mayor distancia mayor probabilidad de medir un área distinta al deseada
Ventajas
- Es un método rápido
- Permite medir objetos en movimiento
- Se puede medir temperatura en objetos peligrosos
- Sirve para temperaturas mayores a 1300°C
- No hay riesgo de contaminación
- No hay transferencia de energía
Desventajas
- Se debe saber la emisividad de la superficie a medir
- Partículas en el aire (como carbón o tierra) pueden interferir en las mediciones.
Calibración de termómetros infrarrojos
Calibración de termómetros infrarrojosPara la calibración de termómetros infrarrojos se usan bloques especiales que generan una radiación IR a una emisividad conocida (en general de 0.95) y con un espectro que esta dentro de los valores de medición de los termómetros infrarrojos (8-14µm).
Estos bloques tienen una zona de lectura y es muy importante que el termómetro este midiendo en esa zona ya que sino las temperaturas pueden estar corridas en varios grados Celsius.
Cálculo de incertidumbre
En la calibración hay distintas fuentes de incertidumbre a tener en cuenta:
- Temperatura del calibrador
- Emisividad del calibrador
- Distancia del termómetro IR con el calibrador
- Alineación del termómetro IR
- Estabilidad del calibrador
- Homogeneidad del calibrador
La incertidumbre de temperatura, estabilidad, homogeneidad, resolución y repetibilidad son similares a otras calibraciones de temperatura. En este articulo se discutirá solo la emisividad, la distancia y la alineación.
Una diferencia de emisividad del calibrador con el termómetro de 0.01 da una incertidumbre de aproximadamente 1%, lo cual para la mayoría de los termómetros IR es aceptable. El valor de emisividad viene dado en las especificaciones del fabricante.
La distancia del termómetro con el calibrador se manifiesta en 2 efectos. Si el termómetro esta a una distancia muy chica del calibrador la temperatura del mismo afecta las mediciones del termómetro IR de forma que las mediciones son mayores si la temperatura del calibrador esta por encima de la ambiente y viceversa. Si el termómetro esta a una distancia excesiva del blanco el termómetro IR mide un área distinta al deseada y mide temperaturas menores si la temperatura del calibrador esta por encima de la ambiente y viceversa. Por lo tanto los termómetros IR deben ser calibrados desde una distancia adecuada para minimizar ambos efectos. Una distancia con el calibrador inadecuada puede dar errores de hasta 5°C.
La mayoría de los termómetros IR tienen un laser para facilitar la medición en el blanco deseado. Este laser no necesariamente ilumina la zona de medición a todas las distancias. Se debe poner especial atención a la alineación para evitar esta fuente de error ya que la misma puede dar errores de hasta 20°C.
AKRIMET | División Metrológica de AKRIBIS
Cuerpo Negro Modelo 988 (20°C a 45°C) para Temperatura del Cuerpo Humano
Presentado por primera vez para ayudar en relación con el brote de SARS a principios de la década de 2000, el Modelo 988 ahora está ayudando en relación con el coronavirus. Se puede utilizar para aumentar la precisión de los sistemas de detección de fiebre sin contacto que ayudan en la lucha contra COVID-19. Las aplicaciones también incluyen la verificación de termómetros clínicos sin contacto.
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Una placa estriada de 70mm de diámetro se calienta o enfría con una bomba de calor termoeléctrica interna de estado sólido. La temperatura de la placa se puede configurar de 20°C a 45°C a una resolución de 0.1°C.
La versión estándar tiene un tubo de 210 mm de largo utilizado principalmente con cámaras termográficas. Una segunda versión tiene un tubo de 40 mm más adecuado para verificar termómetros médicos.