Princípio e vantagens do sensor de temperatura sem contato
O sensor de temperatura sem contato, cujo elemento sensível não está em contato com o objeto medido, também é conhecido como instrumento de medição de temperatura sem contato. Este instrumento pode ser usado para medir a temperatura da superfície dos objetos em movimento, alvos pequenos e objetos com pequena capacidade de calor ou alterações rápidas de temperatura (transientes), bem como medir a distribuição de temperatura do campo de temperatura.
Os sensores de temperatura, os instrumentos de medição de temperatura sem contato mais usados, baseiam-se na lei fundamental da radiação do corpo negro e são chamados de instrumentos de medição de temperatura de radiação. Os métodos de medição da temperatura da radiação incluem o método de brilho (consulte o pirômetro óptico), o método da radiação (consulte o pirômetro de radiação) e o método colorimétrico (consulte o termômetro colorimétrico). Vários métodos de medição de temperatura da radiação podem medir apenas a temperatura fotométrica correspondente, a temperatura da radiação ou a temperatura colorimétrica. Somente a temperatura medida para um corpo negro (um objeto que absorve toda a radiação, mas não reflete a luz) é a temperatura verdadeira. Para determinar a temperatura verdadeira de um objeto, é necessário corrigir a emissividade da superfície do material. A emissividade da superfície dos materiais depende não apenas da temperatura e comprimento de onda, mas também do estado da superfície, revestimento e microestrutura, dificultando a medição com precisão. Na produção automatizada, geralmente é necessário usar a termometria de radiação para medir ou controlar a temperatura da superfície de certos objetos, como temperatura de rolagem de tira de aço, temperatura da rolagem, temperatura de forjamento e temperatura de vários metais fundidos em fornos de fundição ou cadinhos na metalurgia.
Nessas situações específicas, a medição da emissividade da superfície de um objeto é bastante difícil. Para medição e controle automáticos da temperatura da superfície sólida, espelhos adicionais podem ser usados para formar uma cavidade do corpo negro junto com a superfície medida. O efeito da radiação adicional pode aumentar a radiação efetiva e o coeficiente de emissão eficaz da superfície medida. Usando o coeficiente de emissão efetivo para ajustar a temperatura medida através dos instrumentos, a temperatura verdadeira da superfície medida pode ser obtida. O refletor adicional mais típico é um refletor hemisférico. A radiação difusa na superfície próxima ao centro da esfera pode ser refletida de volta à superfície pelo espelho hemisférico, formando radiação adicional, aumentando assim o coeficiente de emissão efetivo. Na fórmula, ε é a emissividade da superfície do material e ρ é a refletividade do refletor. Quanto à medição da radiação da temperatura real do gás e do meio líquido, o método de inserir um tubo de material resistente ao calor a uma certa profundidade para formar uma cavidade do corpo negro pode ser usado. Calcule o coeficiente de emissão efetivo da cavidade cilíndrica após atingir o equilíbrio térmico com o meio. Na medição e controle automáticos, esse valor pode ser usado para corrigir a temperatura do fundo da câmara medida (ou seja, a temperatura média) e obter a temperatura verdadeira do meio.
