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Cómo Funciona un Termómetro Infrarrojo
Tiempo:2011-11-04 21:56:01 Browse: 
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La medición de temperatura sin contacto es posible por el hecho de que todos los objetos emiten una energía infrarroja invisible. La cantidad de energía emitida es proporcional a la temperatura y la emisividad del objeto. Termómetro Infrarrojo
La Emisividad depende del material del que está hecho el objeto y el acabado de su superficie. La emisión y reflección del material se cuantifica por la emisividad, la cual tiene valores de un rango de 0.30 a 1.00
Emisividad, es la proporción de radiación térmica emitida por una superficie y se debe a una diferencia de temperatura determinada. Es la transferencia de calor por la emisión de ondas electromagnéticas entre dos superficies y no necesita un medio para llevarse a cabo. Todo cuerpo por encima del cero absoluto emite radiación.
Los instrumentos infrarrojos toman lecturas de temperatura por medio de sensores que captan el total de energía que surge de un objeto, la cual se compone de energía emitida, energía reflejada y energía transmitida. (ver Figura 1) Para la mayoría de los objetos, la energía transmitida es 0 (cero). Usando la emisividad fijada (0.95 en los modelos Standard, definido por usuario en modelos avanzados), la unidad calcula la energía emitida y compensa los efectos de la energía reflejada. El valor de la temperatura se obtiene de la cantidad de energía emitida. El proceso entero toma lugar en una fracción de segundos.

El control de procesos es uno de los factores más importantes en una producción con un alto estándar cualitativo, de la misma manera que la precisión en clave es clave en la investigación. La temperatura es hoy en día una de las variables más importantes en ambos sectores china Termómetro Infrarrojo .
Hasta hace pocas década, los termómetros tanto en la industria como en los laboratorios eran generalmente de dos tipos: de vidrio o bimetálicos.  http://www.roktools.com/es
Los termómetros de vidrio y bimetálicos usan la expansión térmica para medir la temperatura. Este método se basa en la medida directa de una transformación física y puede suministrar un falso sentido de fiabilidad, ya que es posible "ver" como funciona.
Este sistema ya no es el adecuado por muchas razones. Su precisión y su rango son muy limitados. Los termómetros de vidrio son frágiles y peligrosos tanto para la salud como para el ambiente. Por estas razones, se ha hecho necesario un método alternativo para medir la temperatura, como son los termómetros electrónicos.
Los termómetros electrónicos ofrecen una precisión elevada, seguridad y versatilidad en el control de la temperatura de los procesos industriales, alimentarios y en los análisis de laboratorio.
Su velocidad de respuesta es importante cuando las reacciones que se monitorizan, cambian rápidamente. Además, usan sensores de pequeñas dimensiones, que permiten realizar la medida en áreas reducidas, como por ejemplo en la electrónica. ofrecen posibilidad de memorizar las medidas, no temen la tensión mecánica o las condiciones ambientales adversas que se pueden encontrar en las medidas de campo.

Unidad de medida

La temperatura es una de las cualidades físicas más familiares en nuestra experiencia diaria. Físicamente, esta cualidad se define para relacionar las variaciones volumétricas de un cuerpo con las variaciones de temperatura.
La escala de temperatura fundamental es la escala absoluta, termodinámica o grado Kelvin. El grado Kelvin (D) se define como la fracción 1/273.16 de la temperatura absoluta del punto triple del agua.
El punto triple del agua es un punto fijo estándar en el cual los estados del agua, tales como líquido, sólido (hielo), y gaseoso (vapor) están en equilibrio. Normalmente se utilizan dos escalas de temperatura empírica: La escala Celsius y la Fahrenheit. Estas escalas están basadas en dos puntos fijos.
La escala de temperatura Celsius (oficialmente centígrada) utiliza la unidad de grado centígrado (ºC) definido 1/100 de la diferencia entre la temperatura del punto de ebullición (100 ºC) y el punto de congelación (ºC) del agua. Osciloscopio
La relación entre la temperatura en grados K y en grados ºC viene dada por la siguiente fórmula:

K = ºC + 273.15

La escala Fahrenheit, difundida sobretodo en USA, utiliza como unidad de medida el grado Fahrenheit (ºF), indicado con la ºF, donde la temperatura del punto de ebullición del agua se toma como 212 ºF, y el punto de congelación del agua como 32 ºF.
Históricamente, la escala fue definida tomando como base la temperatura de una mezcla de agua y sal como valor 0 ºF, y del cuerpo del inventor 96 ºF. La relación entre las escalas Fahrenheit y Celsius se define como:

ºF = 9/5 ºC + 32


Los termómetros y la precisión

Como se señala anteriormente, la moderna tecnología ha consentido producir termómetros electrónicos que usan diferentes principios / sensores de medida, a un costo razonable.

PRECISIÓN
Con indicadores digitales es fácil señalar resoluciones de 0.1 grados ºC.
La resolución no tiene ninguna relación con la precisión de las medidas.
A continuación se reproducen las causas que comportan errores en un sistema de medida:

· Instrumento. El instrumento puede tener un rango ampliado, es posible obtener 19000 puntos de medida. En el interior de los 19000 puntos, el instrumento puede tener comportamientos diferentes a causa de la linealidad interna  Multímetro Digital
· Los componentes electrónicos usados tienen una desviación según la temperatura del ambiente. Por lo tanto, la precisión del instrumento se ofrece a una específica temperatura de 20 o sino de 25 ºC, y la desviación se declara para cada grado de variación respecto a la temperatura de referencia.

· Muchos componentes electrónicos tienen limitaciones de uso en términos de temperatura (de 0 a +70 ºC). En el caso que el instrumento opere por afuera de esas temperaturas, se usan componentes militares que ensanchan el campo de empleo de -55 a +125 ºC.

· LCD. Los cristales líquidos tienen una limitación de empleo en función de la temperatura. El campo normal es de 0 a 50 ºC. Están disponibles componentes para temperaturas de -20 ºC hasta +70 ºC.

· Las pilas de alimentación del instrumento tienen limitaciones de empleo.

· El sensor de medida tiene un error propio. Dicho error se añade al error del instrumento.

Los ejemplos indicados anteriormente, dan a conocer las diferentes posibilidades de error que llevan a definir y garantizar la precisión del instrumento.

OTRAS ACLARACIONES:
Si la sonda se suministra junto con el instrumento: en este caso, el error de la sonda se anula en la calibración que se realiza durante el proceso de producción. El error reaparece en el caso que se reemplace la sonda.

Calibración por parte del usuario:

Para la calibración de los termómetros sirve:
· En el caso de los termómetros PT100, un simulador de resistencia;
· En el caso de los termómetros con NTC/PTC, dos baños termostáticos;
· En el caso de los termómetros termopar, un simulador de la f.e.m (fuerza electromagnética) generada por l a sonda tipo K;+
· En el caso de los termómetros con infrarrojos, una fuente térmica (panel) a temperatura controlada.
Es obvio que tal instrumentación para el control de la precisión de los termómetros, hace parte del instrumental de los centros de asistencia especializados y no de usuarios finales.
Importancia de la precisión en la medida de la medida de la temperatura: Hasta hace pocos años, la precisión no era un aspecto crítico, una tolerancia de pocos grados ºC, a menudo no comprometía el proceso. Desde la introducción de las normas APPCC, la precisión de la medida se h a convertido en un f actor discriminante ya que eliminación de los alimentos o su conservación dependían de un error de pocas décimas de grado; una situación que generaba daños económicos. En 1990, HANNA instruments comenzó a desarrollar termómetros para aplicaciones APPCC, en correspondencia con la aplicación en Europa de dichas normas y en poco tiempo se ha convertido en el líder en el mercado europeo gracias a las soluciones tecnológicas ofrecidas al usuario que necesitaba de "precisión".

Calibración de los termómetros termopar

El termómetro termopar ofrece una medida con un tiempo de respuesta muy por debajo de otros sensores y otras tecnologías.
Por desgracia, la medida de la f.e.m. de la sonda tipo K se hace poco precisa a causa del mismo sistema de medida que se basa en la diferencia de f.e.m. generada entre la unión fría y la unión caliente. La f.e.m. puede ser generada en diferentes condiciones:
· Temperatura unión caliente 100 ºC.
· Temperatura unión fría 20 ºC,
diferencia de 80 ºC.
o sino:
· Temperatura unión caliente 90 ºC.
· Temperatura unión fría 10 ºC,
diferencia de 80 ºC.
Por lo tanto, se obtienen 80 ºC de diferencia con 2 diferentes temperaturas de la muestra.  Por esta razón es muy importante la capacidad de determinar la temperatura de la unión fría c on la mayor precisión posible. Esta capacidad genera la precisión del sistema de mediad. Un termómetro termopar consiste en dos termómetros, uno que mide la unión fría y uno que mide la f.e.m. generada por la sonda tipo K. La medida de la unión fría se realiza, por lo general, con un sensor tipo NTC que tiene tiempos de respuesta diferentes respecto a la s onda tipo K. Otra dificultad deriva de la capacidad de medir, sin ninguna influencia del ambiente y de la dispersión, el valor real de la unión fría. Para obviar en parte dicha dificultad, HANNA instruments ha desarrollado la calibración del instrumento y de la sonda tipo K, sumergiendo la sonda en hielo líquido y consintiendo al usuario poder calibrar el sistema a 0 ºC. Gracias a esta solución ahora es posible usar termómetros termopar en el sector ACCPP garantizando la precisión de ?0.3 ºC, ya asegurada por los termómetros con sensor PT100 o NTC, con un tiempo de respuesta superior.

Llaves de calibración.
Para permitir la verificación del estado del instrumento, han sido diseñadas las llaves del control, calibradas en producción entre -15 ºC y 70 ºC. Las dos llaves reproducen el valor del sensor en las diferentes temperaturas. Por lo tanto, es suficiente desconectar la sonda de medida, introducir en su lugar la llave de calibración y controlar si el instrumento indica el valor simulado.
HANNA instruments calibra todos los instrumentos con una sonda tipo. Todas las sonda de temperatura NTC se verifican y calibran con instrumentos tipo. Durante el control de calidad, nuestros técnicos verifican que los errores estén dentro de la precisión declarada. HANNA instruments ha intentado suministrar al usuario la posibilidad de verificar por si mismo la precisión de los instrumentos. En el caso de lecturas no conformes, los instrumentos deben regresar al servicio de asistencia técnica HANNA instruments, presente en 31 países del mundo. Nuestro personal cualificado proveerá al restablecimiento de la calidad y de la precisión necesaria.
HANNA instruments ofrece una línea de termómetros electrónicos capaces de garantizar medidas con precisión hasta el décimo grado centígrado (ºC), con tiempos de respuesta breves y dimensiones reducidas para dar la máxima practicidad de uso. Los termómetros. HANNA instruments pueden ser subdivididos en cuatro grandes categorías: termómetros termistor, termopar, termómetros Pt100 e infrarrojos.

Termómetros termistor
El termistor es un dispositivo resistivo con semiconductores termosensibles cuya resistividad varía en función de la temperatura (T).

Las sondas termistor NTC son adecuadas para medidas en campos limitados de temperatura de (desde -50 ºC a + 150 ºC), con el límite superior establecido principalmente por el posible daño que las altas temperaturas producirían al material del semiconductor y otorgan resultados con una óptima precisión, gracias a la elevada sensibilidad de este dispositivo.

http://www.roktools.com/es/product/idm/instrumentoselectricos/multimetro/index_2.shtml

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