¿Qué son los Sensores de Temperatura sin Contacto?
Los sensores de temperatura sin contacto son sensores que pueden detectar la temperatura sin estar directamente unidos al objeto que se está midiendo.
Utilizan radiación infrarroja emitida por un objeto o dispersada por neutrones incidentes. La mayoría de los sensores de temperatura sin contacto del mercado utilizan radiación infrarroja. La radiación infrarroja se detecta mediante un elemento sensor y la emisividad se utiliza para calcular la temperatura del objeto que se está midiendo. La emisividad es la cantidad de radiación infrarroja relativa a la temperatura de la superficie determinada para cada objeto y es necesaria cuando se utilizan sensores de temperatura sin contacto.
Los sensores sin contacto tienen un rango o distancia específica sobre la que pueden medir, que se denomina diámetro del punto. Cuanto menor sea el diámetro del punto en comparación con el objeto o la persona que se está midiendo, más estable será la temperatura que se puede medir. Además, cuando se miden objetos a alta temperatura, es necesario tomar medidas como refrigerar el sensores de temperatura sin contacto para evitar que se dañe debido al calor generado por el propio sensores de temperatura sin contacto.
Usos de los Sensores de Temperatura sin Contacto
Los sensores de temperatura sin contacto se utilizan en una amplia gama de aplicaciones, desde la vida cotidiana hasta aplicaciones industriales. Los siguientes son ejemplos de aplicaciones de los sensores de temperatura sin contacto:
- Medición de la temperatura de los alimentos durante los procesos de horneado en fábricas alimentarias.
- Medición de la temperatura para determinar el grado de secado de productos industriales después de pintarlos.
- Medición de la distribución de la temperatura de productos en un torno
- Medición de la temperatura corporal
Se utilizan en situaciones en las que es difícil o imposible medir con sensores de temperatura de contacto. Concretamente, se utilizan en objetos en movimiento o en rotación.
También se utilizan para medir la temperatura corporal. Se utilizan en numerosas situaciones, como en restaurantes y al ir a trabajar en oficinas. En comparación con los termómetros de contacto que se introducen bajo el brazo, las ventajas son que la medición de la temperatura es más rápida y más higiénica, ya que no es necesario desinfectar el termómetro después de cada uso.
Por otro lado, como utilizan radiación infrarroja, se ven muy afectados por el entorno exterior, como la temperatura ambiente y la luz solar. También son menos precisos que los sensores de contacto. Es necesario ajustar el método de cálculo de la temperatura y las condiciones ambientales teniendo en cuenta el lugar donde se utiliza realmente el sensor sin contacto.
Principio de los Sensores de Temperatura sin Contacto
Los sensores de temperatura sin contacto que utilizan radiación infrarroja constan de una lente condensadora, una termopila, un amplificador y una unidad aritmética. La temperatura se mide en la secuencia siguiente:
1. Captación de la Luz Infrarroja
La radiación infrarroja es luz invisible en la gama de frecuencias de 0,7-1.000 µm. Dentro de esta gama de frecuencias, para las mediciones prácticas de temperatura sólo se utilizan las frecuencias comprendidas entre 0,7 µm y 20 µm.
Esta luz se enfoca mediante una lente de enfoque de infrarrojos. Al enfocar la luz infrarroja en la gama de longitudes de onda detectables por la termopila, se puede mejorar la precisión de la medición.
2. Conversión en Señales Eléctricas
Las termopilas se utilizan para convertir la luz infrarroja en señales eléctricas de salida. La termopila es un elemento de detección de infrarrojos que emite una señal eléctrica en función de la temperatura calentada por los rayos infrarrojos.
Dentro de la termopila, se conectan varios termopares en serie con la unión caliente orientada hacia el centro, y se coloca una membrana absorbente de infrarrojos en el centro hacia donde se orienta la unión caliente. La luz recogida por la lente sólo incide en la unión caliente, creando así una diferencia de temperatura con el lado de la unión fría en el exterior. Esto crea una diferencia de tensión debida al efecto Seebeck y permite medir la temperatura.
3. Amplificación de la Señal Eléctrica
Se utiliza un amplificador de amplificación para amplificar las señales eléctricas emitidas por la termopila. La amplificación permite una detección más precisa.
4. Cálculo de la Temperatura a partir de la Emisividad
Se realizan correcciones para calcular la temperatura del objeto de medición. Para la corrección se utiliza la emisividad. La emisividad es la relación entre la cantidad de radiación infrarroja emitida y la temperatura de la superficie de un objeto, que es constante para cada objeto.
La temperatura del objeto a medir se calcula utilizando la cantidad de radiación infrarroja detectada a partir de la señal eléctrica convertida por la termopila y la emisividad del objeto a medir, que se mide previamente.
Tipos de Sensores de Temperatura sin Contacto
Los sensores de temperatura sin contacto pueden clasificarse a grandes rasgos en tipos portátiles e instalados.
1. Tipo Portátil
El sensor se sostiene en la mano de una persona y mide la temperatura. Al no necesitar alimentación eléctrica, se pueden llevar fácilmente a todas partes. Son ligeros, compactos y a menudo baratos, con un coste que oscila entre varios miles y varias decenas de miles de yenes.
2. Tipo de Instalación
La temperatura puede medirse automáticamente, sin intervención humana, cuando el objeto a medir pasa por delante del dispositivo. Muchos productos combinan una cámara termográfica y otros equipos, y suelen ser caros, oscilando entre varios cientos de miles y varios millones de yenes. No es necesario tocar el dispositivo para realizar la medición y, según el dispositivo, las mediciones pueden realizarse a una distancia de 0,5-1,5 m.
