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Los conceptos básicos de los termometros infrarrojos, sus tipos (bolómetro, piroeléctricos y termopilas), principios (ley de radiación de planck y stefan-boltzmann) y consideraciones importantes (campo de visión y emisividad) para su correcta operación.
Tipo: Resúmenes
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Un detector térmico está formado por un elemento sensible que varía en función de la absorción de la radiación electromagnética, cambiando las propiedades del material y en consecuencia la generación de una señal eléctrica proporcional a la radiación incidente sobre el mismo. Existen dos grandes grupos de sensores para captar la radiación emitida por los cuerpos según su temperatura, detectores térmicos y cuánticos. Los detectores cuánticos reaccionan ante la presencia de fotones aumentando el nivel de energía de los electrones del material del semiconductor, generando una señal eléctrica ante la variación de los niveles de energía de los mismos. Éstos son más rápidos que los detectores térmicos y selectivos en longitud de onda, es decir, su respuesta espectral varía en función de la longitud de onda Se puede medir desde los 13 a 15 micrómetros de la longitud de honda Tipos de termómetros infrarrojos Detectores de bolómetro: Se basa en una resistencia que depende de la temperatura, encontrándose completamente ennegrecido para que se comporte como un cuerpo negro, es decir, debe absorber toda la radiación que incida sobre él. Detectores piroeléctricos: Se basan en un efecto que se manifiesta sobre materiales ferroeléctricos, para el cual la polarización en ese material disminuye con la temperatura hasta una temperatura denominada de Curie, por
debajo de la cual la polarización es cero. Si el ferroeléctrico se calienta, varía la polarización y por tanto la carga que se deposita en dos electrodos. Este desplazamiento de carga da lugar a una intensidad eléctrica que se puede medir. Detectores de termopila: Formados por un conjunto de termopares en serie que producen un voltaje a la salida proporcional a la radiación recibida. El termopar está formado la unión de dos metales diferentes que producen un voltaje en función de la diferencia de temperatura entre ambos metales. Una termopila está formada por un conjunto de termopares interconectados en serie entre ellos, cada uno de los cuales está formado por dos materiales diferentes con polaridades opuestas. Los termopares son remplazados en regiones calientes y frías aisladas térmicamente. Las uniones frías se colocan en un sustrato de silicio para disipar el calor, siendo esta unión conectada a una referencia conocida. Por otro lado, en las regiones calientes hay un cuerpo negro que absorbe la radiación infrarroja, elevando la temperatura de acuerdo con la radiación. De esta forma se genera un voltaje proporcional el termistor, cuyo propósito consiste en compensar la temperatura ambiente, como se muestran en las figuras. Los principios en los que se basa son en la ley de radiación de plank nos muestra la radiación emitida por un cuerpo negro situado a una cierta temperatura T, en función de la longitud de onda λ. La ley de Stefan Boltzmann, la cual establece que la energía emitida por un cuerpo negro es proporcional a la cuarta parte de potencia de su temperatura absoluta.