Pirômetro: diferenças entre revisões
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Pirômetros são compostos de dois mecanismos que atuam em conjunto na informação da temperatura da superfície de um objeto. Um sistema óptico e um sistema de detecção. O papel do sistema óptico é focalizar a radiação térmica do objeto sobre um detetor, permitindo que o mesmo adquira radiação de uma forma constante e eficiente, e selecionar diferentes comprimentos de onda através de filtros. O detetor então utiliza basicamente de dois processos para informar a temperatura: quântico e térmico.
A física por trás do pirômetro por radiação está na relação entre a radiação térmica e a temperatura através da [[lei de Stefan-Boltzmann]]. Onde sigma é a constante de proporcionalidade e epsilon é a emissividade do material.
:<math> j^{\star} = \sigma \varepsilon T^{4}</math>
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Um detetor do tipo fotodiodo funciona com a interação entre os fótons emitidos pela fonte quente e o material do detetor, resultando em elétrons que são colhidos e amplificados para gerar um sinal de corrente.
Já o do tipo térmico tem sua temperatura modificada pela radiação que está focalizada e - semelhante a um termopar - gera uma voltagem que pode ser medida e [[Calibração|calibrada]] através da resistência do detetor, fornecendo valores de temperatura.
Pirômetros mais antigos funcionavam com dilatação de metais e quadrantes graduados. Um dos primeiros modelos foi desenvolvido para medir a temperatura de fornos para cerâmicas.
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=== Pirômetro de Radiação ===
Qualquer objeto emite radiação térmica em temperaturas superiores ao zero absoluto e a radiação emitida é função da temperatura. Na prática, a energia radiada é proporcional a emissividade a dada temperatura e comprimento de onda - de forma que para obter um valor preciso e coerente de temperatura para uma superfície o operador precisa conhecer a emissividade do material que ele está medindo. O equipamento é construído com uma lente que focaliza essa radiação emitida em um [[Fotodiodo|sensor]], que é sensível a luminosidade, e gera uma voltagem que é proporcional a radiação focalizada.
É vantajoso pois independe da capacidade de interpretação de cores do operador e pode ser utilizado para diversas aplicações através da implementação de [[Filtro passa-baixo|filtros]] permissivos para apenas a faixa do espectro eletromagnético desejada. Todavia, sofre impacto de toda radiação do local que chega ao detetor - radiação que pode ser muito mais intensa do que a do objeto que se deseja medir a temperatura - dificultando o processo de medição. <ref>Chas. R. Darling - Pyrometry - a practical treatise on the measurement of high temperatures</ref>
=== Pirômetro Óptico ===
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== Calibração ==
A calibração de um pirômetro é realizada com uma [[Corpo negro|cavidade de corpo negro]]. É um forno especial construído para fornecer resultados muito próximos de um emissor de radiação eletromagnética perfeito. Esse tipo de estrutura deve suprir algumas exigências:<ref>http://www.maxwell.lambda.ele.puc-rio.br/5464/5464_4.PDF</ref>
* Temperatura uniforme e bem controlada na região de foco do equipamento.
* Estabilização rápida para calibração em diferentes temperaturas.
* Possuir a máxima emissividade possível para os comprimentos de onda a serem calibrados.
Se escolhe uma temperatura para a câmara e se posiciona o pirômetro diante da cavidade de forma que ele receba toda a radiação emitida pelo forno. No Brasil existem institutos credenciados pela [[RBC]] (rede brasileira de calibração) e que fazem a calibração de pirômetros para uso de pesquisa ou industrial: o [[INMETRO]], a [[Usiminas|USIMINAS]] e a [[CST]].
== Aplicações ==
Pirômetros possuem um campo vasto de aplicações, tanto para a indústria quanto para a pesquisa, e são equipamentos indispensáveis quando houver necessidade de medição de temperaturas elevadas em curto tempo e monitoramento de sistemas automatizados que dependem do controle de temperatura para acompanhamento do processo. As aplicações mais conhecidas são:
* industria metalúrgica e automação em processos de [[usinagem]] e tratamento de metais
* [[meteorologia]]: medição de temperatura de água, solo, ar, principalmente em balões atmosféricos
* manutenção de eletrodomésticos
* industria alimentícia: produção, estocagem e entrega
* termometria diagnóstica como forma alternativa a métodos invasivos de diagnose
* produção de [[imagens térmicas]] e visores noturnos em tecnologia militar
* monitoramento de temperatura em crescimento de [[Semicondutor|cristais semicondutores]]
É válido apontar que o preço do equipamento para aplicações específicas, principalmente quando é desejada a obtenção de radiação fora do visível é bastante elevado. Atualmente empresas fazem pesquisa e desenvolvem pirômetros para o [[ultravioleta]].
== Ver também ==
*[[Termorresistência]];
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