Técnicas de medición termográfica: midiendo la emisividad

Introducción

Una cámara termográfica mide la radiación infrarroja emitida por un objeto. El hecho de que la radiación es una función de la temperatura superficial del objeto hace posible que la cámara termográfica pueda medir y mostrar esa temperatura.

Sin embargo, la radiación medida por la cámara no sólo depende de la temperatura del objeto, sino que es también una función de la emisividad. La radiación también se origina en los “alrededores” y se refleja en el objeto. La radiación infrarroja procedente del objeto y la radiación reflejada también estarán influenciadas por la absorción de la atmósfera.

Para medir la temperatura con precisión, es necesario compensar los efectos de diferentes fuentes de radiación. Esto se realiza automáticamente por la cámara termográfica. Los siguientes parámetros sin embargo deben ser proporcionados a la cámara:

  • La emisividad del objeto.
  • La temperatura aparente reflejada.
  • La distancia entre el objeto y la cámara.
  • La humedad relativa.
  • La temperatura de la atmósfera.

  • Emisividad


  • El parámetro más importante que debe ser configurado correctamente es la emisividad, que en definitiva es una medida de “cuanta radiación es emitida por un objeto”, en comparación con la de un cuerpo negro perfecto de la misma temperatura.
  • Normalmente, los materiales del objeto y tratamientos superficiales exhiben una emisividad que va desde aproximadamente 0,1 a 0,95. Una superficie altamente pulida (espejo) cae por debajo de 0,1 mientras que una superficie oxidada o pintada tienen una emisividad superior. La pintura a base de aceites independientemente de su color en el espectro visible tiene una emisividad de más de 0,9 en el infrarrojo. La piel humana presenta una emisividad de 0,97 a 0,98.
Los metales no oxidados representan un caso extremo de opacidad perfecta y reflexividad alta, lo que no varía mucho con la longitud de onda. En consecuencia, la emisividad de los metales es baja- sólo aumenta con la temperatura. Para los no-metales, la emisividad tiende a ser alta, y disminuye con la temperatura.

 

Encontrando la emisividad:

 

Paso 1 Determinación de la temperatura aparente reflejada.
Utilice el siguiente método para determinar la temperatura aparente reflejada:
  1. Cortar un trozo grande de papel de aluminio y arrugarlo un poco.
  2. Adjuntarlo a un trozo de cartón del mismo tamaño.
  3. Colocar el cartón en la parte delantera del objeto que se desea medir. Asegurarse de que el lado con el papel de aluminio apunta a la cámara y esta en el mismo ángulo y orientación que el objeto.
  4. Ajustar la emisividad de la cámara termográfica a 1.0
  5. Medir la temperatura aparente del papel de aluminio y anotarla.

    Midiendo la temperatura aparente de la lámina de aluminio (1 fuente de la reflexion)

Paso 2. Determinando la emisividad

 

  1. Seleccionar un lugar para poner el objeto.
  2. Determinar y establecer la temperatura aparente, según el paso anterior.
  3. Poner un trozo de cinta asilante (con una emisividad alta conocida) en el objeto
  4. Calentar la muestra por lo menos a 20ºC (36 F) por encima de la temperatura ambiente (cuanto más alto mejor). El calor debe de ser razonablemente uniforme.
  5. Enfocar y auto-ajustar la cámara y congelar la imagen.
  6. Ajustar el nivel y la escala del brillo para una mejor imagen y contraste.
  7. Establecer la emisividad a la de la cinta aislante (generalmente 0,95)
  8. Medir la temperatura de la cinta mediante una de las siguientes funciones de medición:
    - Isoterma (le ayuda a determinar tanto la temperatura del objeto como la uniformidad con la que se ha calentado
    - Spot (simple)
    - Caja Media (bueno para superficies con diferente emisividad).
  9. Anote la temperatura.
  10. Mueva su función de medición a la superficie del objeto a medir.
  11. Cambie el ajuste de la emisividad hasta que haya leido la misma temperatura que en la medición anterior.
  12. Tome nota de la emisividad.

 

Nota:

 

  • Busque  un entorno térmicamente estable que no genere reflexiones puntuales.
  • Use cinta aislante de alta calidad, que no sea transparente.
  • Este método asume que la temperatura de la cinta y del objeto es la misma. si no es así la medida de la emisividad será erronea.

 

Fuente: ITC

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