Pirómetros infrarrojos

Acerca de los pirómetros infrarrojos

Aplicaciones de los pirómetros industriales

Los pirómetros industriales se utilizan en una amplia variedad de trabajos industriales para mantener un control correcto de la temperatura, la calidad del producto y el rendimiento del proceso. En procesos de fabricación que operan a altas temperaturas y comprenden múltiples etapas, procesos como la fusión y el conformado requieren mediciones de temperatura precisas sin contacto, lo cual se puede lograr fácilmente mediante el uso de pirómetros para medir la temperatura eficientemente en tiempo real.

• Fabricación de aceroLa medición de la temperatura es fundamental en procesos como la fusión, la fundición, el tratamiento térmico y el laminado en la producción de acero. Durante la producción, se utilizan pirómetros para medir continuamente la temperatura del metal fundido y de la superficie del acero caliente, garantizando así el control térmico del material, lo cual es fundamental para la integridad estructural, la resistencia mecánica y la durabilidad del producto final. Un control de temperatura deficiente o inconsistente puede provocar defectos y problemas de rendimiento, así como el posible rechazo de productos de baja calidad.
• Producción de vidrioEn la industria del vidrio, el control de temperatura debe medirse con precisión durante los procesos de fusión, refinado y conformado. Fundir materias primas, como la sílice (arena), para obtener vidrio es complejo y, además de la claridad óptica deseada o la ausencia de translucidez, debe controlarse estrictamente su consistencia, resistencia y estabilidad química. En la producción de vidrio, los pirómetros miden continuamente las temperaturas del horno para garantizar que el vidrio se mantenga dentro de los rangos térmicos establecidos, promoviendo así la uniformidad de la fusión y minimizando o eliminando defectos como burbujas, vetas o distorsiones.
• CerámicaEn el sector cerámico, el control y la monitorización de la temperatura son igualmente importantes, especialmente durante la cocción en los hornos. Se utilizan pirómetros para la monitorización y el control continuos de la temperatura del horno y así lograr las condiciones adecuadas para la sinterización y el esmaltado. Con una medición precisa de la temperatura, el material cerámico alcanzará la dureza, el acabado y la integridad estructural adecuados. Las variaciones de temperatura en el horno pueden provocar la formación de un esmalte deficiente, la disminución de la resistencia del producto o la irregularidad del color.
• Industria del cementoLa temperatura del horno debe controlarse durante la producción de cemento (tanto para la calidad del clínker como para la del producto final). Para medir continuamente la temperatura interior del horno rotatorio, se utilizan pirómetros, lo que permite al operador aumentar o disminuir la entrada de calor según las condiciones cambiantes del proceso. Esto permite asegurar que el horno no se caliente ni enfríe demasiado, ya que ambos factores afectarían la resistencia y la composición del cemento final. Además, el monitoreo de la temperatura contribuye activamente a reducir el consumo de combustible/energía, lo que permite mejorar la eficiencia y la reducción energética.
• Industria farmacéuticaLos pirómetros infrarrojos en el sector farmacéutico proporcionan mediciones de temperatura precisas y sin contacto, necesarias para componentes, materiales y envases frágiles sensibles a la temperatura. La capacidad de monitorizar continuamente la temperatura de productos y equipos durante la fabricación, el envasado y la esterilización es invaluable. El aspecto sin contacto de la pirometría protege la integridad del producto, el control de calidad y el cumplimiento normativo, sin riesgo de contaminación.
• Industria de semiconductoresEn el sector de semiconductores, los pirómetros proporcionan mediciones precisas de temperatura sin contacto durante procesos críticos de fabricación de obleas, recocido y grabado. Al medir con radiación infrarroja, los pirómetros infrarrojos garantizan la monitorización y el control en tiempo real, lo que garantiza la consistencia en la calidad del producto y minimiza los defectos. Los pirómetros también son excelentes y muy útiles en entornos de alta temperatura y en condiciones de proceso difíciles, donde los sensores de contacto normalmente no podrían proporcionar mediciones precisas.

Los pirómetros industriales son esenciales en una amplia gama de materiales y procesos, como acero, vidrio, cerámica y semiconductores. Su capacidad para proporcionar mediciones de temperatura precisas, rápidas y no intrusivas los convierte en un pilar del control de temperatura industrial, influyendo significativamente en la calidad del producto y la eficiencia del proceso.

Algunas de las ventajas de la pirometría sin contacto: –

• Registra la temperatura en fracciones de segundos.
• Requiere menos mantenimiento y por lo tanto una vida útil más larga.
• Se puede utilizar para medir la temperatura de objetos en movimiento.
• Como no está en contacto directo con el objetivo, se pueden medir temperaturas muy altas.
• Al ser una técnica sin contacto, no alterará el objetivo mecánicamente.

Rango espectral

(El rango espectral también se denomina “respuesta espectral”)

El rango espectral de un termómetro infrarrojo define el rango de longitudes de onda a las que es sensible el instrumento. Los fabricantes pueden especificar este rango de forma diferente, pero un enfoque común es indicar las longitudes de onda a las que la respuesta del instrumento alcanza el 50% de su salida máxima, conocido como Ancho Completo a la Mitad del Máximo (FWHM). 

• Para mediciones de baja temperatura, el rango espectral más utilizado en aplicaciones industriales, científicas, médicas y comerciales es el de 8 a 14 µm. Este rango se conoce a menudo como rango espectral de banda ancha de longitud de onda larga.
• Para mediciones de alta temperatura, se emplean comúnmente bandas espectrales de 1 µm y 1,6 µm. Estas suelen clasificarse como rangos espectrales de banda estrecha de longitud de onda corta.

Aunque no existe una definición universalmente aceptada de “banda ancha” o “banda estrecha”, en la práctica generalmente se considera que un rango espectral de banda estrecha tiene un ancho de banda inferior a 0,5 µm.

La selección del rango espectral es fundamental porque determina la precisión y aplicabilidad de la medición de temperatura, dependiendo del rango de temperatura y la emisividad del material.

¿Por qué es importante el rango espectral?

Para la mayoría de las aplicaciones, el rango espectral se selecciona con precisión para que coincida con las emisiones infrarrojas de materiales no sólidos como vidrio, polímeros de película delgada o gases calientes de combustión.

Por ejemplo, al tomar una lectura de temperatura del gas de combustión en una cámara de combustión, la lectura se toma a través de una columna de moléculas de gas en lugar de a través de una superficie particular o parte de la corriente de gas.

Seleccionar el rango espectral adecuado también es crucial al medir el cambio de emisividad en superficies metálicas. A diferencia de la medición de gases de combustión, existen numerosas aplicaciones donde es crucial ver a través de ellos, lo que requiere un rango espectral diferente.