Despre măsurarea temperaturii fără contact

Indiferent de profesie, toți ne-am confruntat cu necesitatea de a măsura o temperatură: temperatura corpului nostru când suntem bolnavi, temperatura din apartament, temperatura apei într-un acvariu, temperatura unui cuptor de bucătărie, temperatura solului în agricultură etc.

În toate aceste situații avem un senzor, sensibil la variațiile de temperatură, care vine în contact cu mediul a cărui temperatură vrem să o cunoaștem: corpul uman, apa, aerul, pământul.

Sunt situații când ne interesează temperatura unui obiect, fără a avea acces direct la acesta. Iată câteva exemple:

  • alimentație (măsurarea temperaturii alimentelor fără contact);
  • metalurgie (măsurarea temperaturilor metalelor în stare topită);
  • construcții (determinarea pierderilor de căldură din sisteme izolate);
  • electricitate (detectarea conexiunilor electrice care se încălzesc și măsurarea temperaturii acestora);

Măsurarea temperaturilor în aceste situații este posibilă, pentru că toate corpurile cu temperatura peste

-273,15o C emit radiație infraroșie.

Apare întrebarea, ce este radiația infraroșie ?

Radiația infraroșie sau lumina infraroșie este un tip de radiație electromagnetică ca și undele radio , fiind invizibilă ochiului uman, însă oamenii o pot simți ca și căldură. Radiația infraroșie începe la marginea vizibilă a spectrului luminii, mai exact de la extremitatea culorii roșii, de la 700 nanometri (nm) până la 1mm. Omul, la temperatura normală a corpului, radiază pe lungimea de undă de 10 micrometri.

Pentru astfel de aplicații au fost construite termometrele în infraroșu. Ele măsoară temperatura corpurilor fără a veni în contact direct cu acestea, prin măsurarea cantității de energie termică emisă sub formă de radiație infraroșie. O bandă spectrală uzuală în care funcționează termometrele în infraroșu, este de (8 -14) µm.

Termometrele care funcționează pe acest principiu, oferind în plus și o imagine a distribuției temperaturilor pe scena termică vizată, se numesc camere de termoviziune.

Calitatea măsurării temperaturii cu termometrele în infraroșu depinde de câțiva parametrii:

  • Cunoașterea naturii materialui măsurat și starea suprafeței acestuia (cunoașterea parametrului de material numit emisivitate);

  • Cunoașterea, cu aproximație, a domeniului de temperatură în care se va efectua măsurarea (banda spectrală);

  • Cunoașterea calitatății mediului ambiant în care se va efectua măsurarea (apă, umezeală, brumă, zăpadă, aer curat, aer cu impurități/ particule, praf care pot absorbi radiația infraroșie, curenți de aer, vânt, temperatura aerului);
  • Starea corpurilor aflate în apropiere (becuri cu lumină caldă, radiație solară, radiatoare) pentru a aprecia cantitatea de radiație infraroșie emisă/ reflectată de acestea;

  • Din ce unghi și de la ce distanță putem măsura;

Datorită multitudinii de factori care influențează valoarea măsurată, ca utilizator, ne punem întrebarea – termometrul utilizat măsoară conform specificațiilor furnizate de producător ?

Pentru a răspunde acestei întrebări trebuie să ne adresăm unui laborator de metrologie care are dotarea necesară și personal instruit pentru efectuarea unei etalonări a termometrului.

În laboratorul de metrologie:

  • materialul măsurat este de fapt, suprafața unei surse de radiație infraroșie etalon, cu o uniformitate și emisivitate cunoscute (specificate de producător);

  • domeniul de temperatură este de asemenea cunoscut fiind comunicat de producător;

  • mediul ambiant este curat, fără suspensii și curenți de aer, cu temperatura monitorizată;

  • cantitatea de radiație infraroșie emisă/ reflectată de corpurile învecinate este redusă la minim prin modul de de aranjare a obiectelor în încăperea dedicată etalonării;

  • termometrele sunt fixate în dispozitive special concepute pentru a permite alinierea acestora cu sursa de radiație infraroșie atât ca unghi cât și ca distanță

Indicațiile producătorului de surse de radiație infraroșie, de termometre în infraroșu, ne ajută să realizăm aceste condiții de referință, ele fiind foarte importante pentru eliminarea cât mai eficientă a perturbațiilor în timpul măsurării.

Prin certificatul de etalonare emis de laboratorul de metrologie, utilizatorul poate să își dea seama dacă termometrul utilizat se încadrează în specificațiile date de producător și de calitatea măsurării efectuate, exprimată prin parametrul incertitudine de măsurare (gradul de împrăștiere al valorilor, receptivitatea la perturbațiile exterioare, variația valorilor măsurate cu distanța de măsurare etc.)

Carmen Dobre
Inginer
ARC BRASOV
Laborator de Metrologie
www.arc.ro
metrologie@arc.ro

2019-05-22T12:22:10+00:00

Lasa un comentariu

Am citit si sunt de acord cu Termenii si Conditiile*