Pirómetro óptico: filamento evanescente y emisividad

El registro de inspección de un horno, enviado por la matriz o por un proveedor japonés, nombra el instrumento como hikari koonkei (光高温計, pirómetro óptico) y la lectura como kido ondo (輝度温度, temperatura de brillo): por ejemplo, «1,000 °C». La hoja de proceso pide la temperatura real del acero, y su termómetro infrarrojo portátil marca otra cosa. Es posible que ambos instrumentos estén funcionando bien.

Una temperatura de brillo no es la temperatura verdadera de la superficie. Es la temperatura que necesitaría un cuerpo negro perfecto para verse igual de brillante a la longitud de onda del instrumento. Si la superficie tiene una emisividad menor que 1 y se puede ignorar la radiación reflejada, la lectura queda por debajo de la temperatura verdadera.

Esta guía explica cómo funciona un pirómetro óptico de filamento evanescente y en qué se distingue de los termómetros infrarrojos y de dos colores (de relación). También muestra cómo la emisividad, las ventanas de observación, el humo y los reflejos desvían la lectura. Casi al final encontrará una lista de verificación y un correo modelo para la contraparte japonesa.

Contenido

1. ¿Qué es un pirómetro óptico?
2. Cómo funciona un pirómetro de filamento evanescente
3. Temperatura de brillo frente a temperatura verdadera
4. Ventajas y límites de los pirómetros ópticos
5. Calibración y trazabilidad
6. Cuando las lecturas no coinciden: cómo aislar la causa
7. Lista de verificación y preguntas para la contraparte japonesa
8. Límites de esta guía
9. Preguntas frecuentes
10. Fuentes

¿Qué es un pirómetro óptico?

Un pirómetro óptico determina la temperatura de un objeto caliente a partir de la radiación térmica que emite, sin tocarlo. Es un tipo de termómetro de radiación (hosha ondokei, 放射温度計). El diseño visual clásico es el de filamento evanescente (senjo shoshitsu-gata, 線条消失形), que usa el ojo del operador como detector de comparación.

El operador superpone la imagen del objeto sobre el filamento de una lámpara dentro del instrumento. Después ajusta la corriente de la lámpara hasta que ambos se vean igual de brillantes en una banda roja angosta, y el instrumento convierte esa corriente en temperatura. El filamento es simplemente el alambre delgado de la lámpara que se pone incandescente al pasar la corriente.

Otros termómetros de radiación, como los infrarrojos con detectores electrónicos, también usan la radiación del objeto. Lo que cambia es la banda de longitudes de onda que miden, cómo la detectan y cómo se genera la lectura.

Dónde se usa: objetos calientes e incandescentes

Un pirómetro óptico visual necesita un objeto lo bastante caliente como para brillar con intensidad en el espectro visible. Los casos típicos son metal fundido, material dentro de un horno y alambre o barra calentados, es decir, cualquier lugar donde haya línea de visión directa al objeto.

Como ejemplo, el IR-URN de CHINO Corporation, un pirómetro de filamento evanescente con pantalla digital, mide a 0.65 µm y cubre de 700 a 3,500 °C en tres rangos conmutables. Esas cifras son de ese modelo y no representan el rango de todos los pirómetros ópticos.

El instrumento puede leer temperaturas tan altas porque solo recibe la luz del objeto; el instrumento en sí no tiene que llegar a esa temperatura. Aun así tiene su propio rango de temperatura ambiente de operación, y un rango de medición alto no significa que pueda colocarse frente a la boca de un horno absorbiendo calor radiante.

Hay modelos portátiles de baterías que permiten cambiar de punto de medición en el piso de producción. Si lo usa así, elija posiciones donde pueda repetir la misma distancia y la misma dirección de visión, para que la lectura de hoy sea comparable con la anterior.

En el acero, la calidad depende del tiempo de sostenimiento y del enfriamiento, además de la temperatura de calentamiento. Al controlar tratamientos térmicos como temple y revenido, mantenga separada una lectura puntual de la superficie de la verificación de todas las condiciones del proceso.

Pirómetro óptico, infrarrojo y de dos colores

Un termómetro de radiación típico con detector electrónico, como un termómetro infrarrojo portátil, procesa la señal del detector y muestra una temperatura. Con un pirómetro visual de filamento evanescente, una persona apunta al objeto, ajusta la corriente de la lámpara y decide cuándo coincide el brillo.

Una pantalla digital no cambia eso. Si la comparación de brillo sigue haciéndose a simple vista, el juicio humano sigue presente; por eso conviene tratar «lectura digital» y «detección automática» como dos características distintas.

Un termómetro de dos colores (nishoku ondokei, 二色温度計), también llamado pirómetro de relación, usa el cociente de la radiación medida en dos bandas de longitud de onda. Comparar un filamento con un objeto no es «medir dos colores», así que no trate un pirómetro de filamento evanescente como un instrumento de dos colores. La figura 1 compara los métodos principales.

Figura 1: Los métodos de contacto, visual y electrónico llegan a la temperatura por caminos distintos

Sin contacto no significa un único método de detección. Aquí, «pirómetro óptico» se refiere al tipo visual de filamento evanescente.

Método	Qué recibe	Cómo llega a la temperatura	Condiciones principales por verificar
Termómetro de contacto	Calor conducido del objeto al elemento sensor	Convierte voltaje termoeléctrico, resistencia, etc. en temperatura	Inserción, contacto térmico, tubo de protección, cableado
Pirómetro óptico visual	Radiación visible del objeto	Iguala el brillo con el filamento y lee según la corriente calibrada	Puntería, enfoque, juicio de coincidencia, emisividad
Termómetro de radiación electrónico (p. ej., infrarrojo)	Radiación en la banda fijada por su especificación	Procesa la señal del detector y la muestra o la envía como salida	Campo de visión, tamaño del objeto, emisividad, trayectoria óptica
Termómetro de dos colores (de relación)	Radiación en dos bandas de longitud de onda	Calcula a partir del cociente de las dos señales	Relación de emisividades en las dos longitudes de onda, transmisión de la trayectoria

Los instrumentos de dos colores también requieren verificar la emisividad y la trayectoria óptica. Usar dos longitudes de onda no elimina el error en todos los objetos.

KELLER, fabricante de pirómetros, explica dónde ayudan los instrumentos de relación y dónde no:

• Dónde ayudan: si polvo, humo o una ventana sucia atenúan por igual todas las longitudes de onda, el cociente —y por tanto la lectura— se mantiene estable.
• La suposición: la lectura iguala la temperatura verdadera solo si la emisividad es la misma en ambas longitudes de onda. KELLER señala que esto rara vez ocurre en la práctica.
• Dónde pueden salir peor: si la emisividad difiere entre las dos longitudes de onda y además fluctúa, el error puede superar el de un pirómetro de una sola longitud de onda, sobre todo en metales no ferrosos.

Cómo funciona un pirómetro de filamento evanescente

Para entender el principio de funcionamiento, separe dos fuentes de luz: la que viene del objeto y la que genera el propio instrumento. El pirómetro no convierte directamente la temperatura del objeto en una corriente; en cambio, el operador ajusta la corriente de una lámpara de comparación.

El lente objetivo forma una imagen del objeto en el mismo plano que el filamento de la lámpara. Mirando a través de un filtro y del ocular, el operador compara los dos niveles de brillo en un solo campo de visión.

El filtro rojo limita la comparación a una banda angosta de longitudes de onda rojas. Comparar el brillo en una banda fija, en lugar de juzgar si el color general se parece, es lo que liga la lectura con la temperatura.

Los instrumentos reales también incluyen filtros que reducen el nivel de luz para cambiar de rango. La figura 2 solo muestra cómo se relacionan la imagen y la comparación; revise los filtros reales y su posición en el diseño óptico de cada instrumento.

Figura 2: La imagen del objeto se enfoca en el plano del filamento y se compara en una banda roja

Dos rayos representativos van del extremo superior del objeto al plano del filamento. La línea azul punteada muestra solo el lado del ocular; no es un trazado de rayos.

El filamento mismo brilla y se observa junto con la imagen del objeto. Elegir una banda roja y atenuar la luz son funciones ópticas de la medición; la figura no significa que el filtro sustituya la protección ocular.

Filamento oscuro, evanescente y brillante

Cuando la corriente del filamento es baja y este se ve más tenue que el objeto, aparece una línea oscura sobre un fondo brillante. Al subir la corriente, el filamento se ilumina y el contraste con el fondo disminuye.

Si la corriente es demasiado alta, el filamento se vuelve más brillante que el objeto y se ve como una línea clara. En ese caso, baje la corriente y busque el punto de coincidencia entre los ajustes oscuro y brillante.

Cuando el objeto y el filamento tienen el mismo brillo, el borde del filamento se vuelve difícil de distinguir sobre el objeto. Eso es el «filamento evanescente». La lámpara sigue encendida y nada desaparece físicamente.

Ajuste el ocular y enfoque sobre el objeto para que la comparación sea fácil. Con una imagen borrosa, o con el filamento sobre el borde del objeto, la coincidencia misma deja de ser confiable. La figura 3 muestra las tres vistas.

Figura 3: El filamento «desaparece» cuando su brillo iguala el del fondo

El brillo del objeto se mantiene constante. La línea curva de cada vista es el mismo filamento.

Los colores y los grosores de línea son ilustrativos. En la vista central la lámpara sigue encendida; el filamento simplemente se confunde con el fondo.

Por qué la corriente de la lámpara se convierte en temperatura

Subir la corriente cambia la temperatura y la radiación del filamento, pero eso por sí solo no indica la temperatura del objeto. El instrumento necesita una calibración que relacione la corriente de coincidencia con la temperatura de brillo.

En la calibración, el laboratorio usa una lámpara patrón o un cuerpo negro de temperatura de brillo conocida y determina la corriente a la que el filamento del instrumento coincide con él. La escala del instrumento o su conversión interna usa después esa relación para mostrar la temperatura.

Si cambian la lámpara o los componentes ópticos, la misma corriente puede verse distinta. En mantenimiento, mantenga separadas dos verificaciones: «el filamento enciende» y «la lectura concuerda con una referencia».

La lámpara con la que se compara durante la medición y la lámpara patrón usada en la calibración cumplen funciones distintas. La calibración liga la lectura de temperatura obtenida de la corriente de la lámpara de comparación con una referencia: una lámpara patrón o un cuerpo negro.

0.65 µm no es el pico de la radiación térmica

Al calentarse un objeto, su radiación térmica en el visible aumenta hasta que se le ve brillar en rojo. El pico del espectro de un cuerpo negro se desplaza hacia longitudes de onda más cortas al subir la temperatura, pero un objeto que apenas empieza a brillar no está emitiendo con mayor intensidad en el visible.

La ley de desplazamiento de Wien da el pico aproximado de la radiancia espectral de un cuerpo negro por unidad de longitud de onda. Con la longitud de onda en µm y la temperatura termodinámica en K, la constante es de aproximadamente 2,898 µm·K.

Para un cuerpo negro a 700 °C, el pico está en unos 2.98 µm, bien adentro del infrarrojo. Aun así, el pirómetro puede comparar el brillo en el visible, por lo que conviene tratar la longitud de onda del pico y la longitud de onda de medición del instrumento como cosas distintas.

Del mismo modo, 650 nm (0.65 µm) no significa que el filtro se desplace hacia el pico al cambiar la temperatura. El modelo del ejemplo usa una banda roja a 0.65 µm, pero la longitud de onda efectiva depende del filtro, de la sensibilidad del ojo y de otros factores. La figura 4 coloca estos valores en un mismo eje.

Figura 4: La banda roja de medición frente al pico del cuerpo negro

El eje de longitud de onda es lineal. Los puntos marcan las posiciones calculadas de los picos, no la intensidad de la radiación.

El ancho de la banda roja es ilustrativo, no la banda de paso real de ningún modelo. La comparación de picos no incluye los cambios en la distribución espectral causados por la emisividad.

Temperatura de brillo frente a temperatura verdadera

La temperatura de brillo (kido ondo) es la temperatura de un cuerpo negro que se vería exactamente igual de brillante que el objeto a una longitud de onda dada. Un cuerpo negro es un objeto ideal que absorbe toda la radiación que le llega, y sirve de referencia para comparar la radiación térmica de objetos reales a la misma temperatura.

Un objeto con emisividad (hosharitsu, 放射率) menor que 1 emite menos radiación que un cuerpo negro a la misma temperatura. Si se pueden ignorar los reflejos del entorno, una temperatura de brillo leída contra un cuerpo negro queda por debajo de la temperatura verdadera.

Si aplica una corrección por emisividad, use un valor que corresponda a la longitud de onda de medición y al estado de la superficie. No fije el valor solo por el nombre del material; revise cómo lo cambian la capa de óxido, la rugosidad, la temperatura y el ángulo de visión.

Ejemplo numérico: cuánto mueve la emisividad la lectura

Con la aproximación de Wien, la temperatura de brillo y la temperatura verdadera se relacionan mediante lo que un texto de curso del IIT Madras llama la ecuación del pirómetro ideal, que se muestra abajo. Los números son ficticios y solo ilustran el tamaño del efecto.

El término de longitud de onda importa: con el mismo ε = 0.80 y un instrumento hipotético de 1.6 µm, la temperatura verdadera detrás de una lectura de 1,000 °C pasa a ser de unos 1,042 °C. Una longitud de onda más corta hace que la lectura sea menos sensible a un error de emisividad. KELLER también recomienda pirómetros de onda corta para metales.

Esta es también una de las razones por las que un termómetro infrarrojo y un pirómetro óptico pueden discrepar sobre la misma superficie aun estando ambos calibrados. Compare sus longitudes de onda y sus ajustes de emisividad antes de sospechar de una falla.

Lectura de la superficie frente a temperatura interna

En acero opaco, un pirómetro óptico recibe radiación principalmente de la superficie visible. No puede leer directamente el centro de una pieza gruesa ni la temperatura detrás de una pared.

Durante el calentamiento, la superficie se calienta primero y el calor tarda en llegar al núcleo. Que la lectura de la superficie haya alcanzado el valor fijado no significa que la pieza sea uniforme en todo su espesor.

Los termómetros de contacto tienen el mismo problema: colocados en un lugar equivocado, no leen la temperatura que usted necesita. En la temperatura de fluidos, la longitud de inserción y la respuesta del termopozo plantean la misma pregunta: de dónde recibe realmente el calor el sensor.

En materiales que transmiten la luz, como el vidrio, puede mezclarse radiación del interior o de lo que hay detrás. No suponga que un pirómetro lee solo la superficie de cualquier material; verifique si el objeto es opaco a la longitud de onda de medición.

Lo mismo ocurre con las tuberías aisladas: la temperatura del forro exterior no es la del fluido interno. Teniendo presente la relación entre espesor del aislamiento, pérdida de calor y temperatura superficial, verifique que la superficie que mide corresponda a la temperatura que necesita controlar.

Reflejos, ventanas, humo y tamaño del objeto

Cuando la radiación de una pared del horno se refleja en un metal brillante hacia el instrumento, se suma un componente reflejado a la luz que emite el objeto. En ese caso no se puede suponer sin más que una emisividad baja siempre da una lectura baja. La figura 5 separa las trayectorias.

Figura 5: La luz que llega al instrumento depende de más que la temperatura del objeto

Separe la radiación propia del objeto, los reflejos del fondo y la ventana y el humo intermedios. Las dos trayectorias están desplazadas para mayor claridad.

Las flechas solo distinguen las trayectorias; no muestran las cantidades de radiación ni los ángulos de reflexión a escala. Cuánto afectan la ventana, el humo y el fondo a la lectura depende de su absorción, su emisión y su intensidad.

Cada elemento de la trayectoria necesita su propia verificación:

• Ventana de observación: lo que importa es cuánta luz deja pasar la ventana a la longitud de onda de medición. Que se vea transparente a simple vista no significa que su efecto sobre la lectura se pueda ignorar. KELLER describe cómo compensar una pérdida conocida de la ventana mediante el ajuste de emisividad (valor del instrumento = emisividad del objeto × transmitancia de la trayectoria).
• Suciedad, empañamiento y depósitos: al acumularse, cambia la luz que llega del objeto y la lectura se desplaza. KELLER indica que los depósitos en el lente bajan la lectura. Registre el estado de la ventana y la trayectoria de visión para poder distinguir esto de un cambio real de temperatura.
• Reflejo del fondo: siempre que sea posible, apunte a un punto al que no llegue la radiación de las paredes del horno.
• Objetos pequeños: la óptica del método visual puede ayudar aquí, pero verifique que el área del objeto bajo el filamento se vea con claridad y que el aumento y la distancia focal del instrumento sean adecuados.
• Instrumentos electrónicos: el objeto debe llenar el campo de medición especificado. No tome el punto del láser de puntería como el área de medición; revise el tamaño del objeto frente a la relación distancia–diámetro de medición de la especificación.

Ventajas y límites de los pirómetros ópticos

La ventaja principal es que se obtiene la temperatura a partir de la radiación de una pieza caliente sin colocarle un sensor. Se evita alterar el objeto por contacto y no se expone un sensor a la temperatura alta.

En los sensores de contacto, la durabilidad depende del tipo de sensor, del tubo de protección, de la atmósfera y de las condiciones de uso continuo. No se puede elegir con límites generales como «todos los termopares sirven hasta 2,000 °C» o «todos los RTD sirven hasta 700 °C».

Que una temperatura caiga dentro del rango de un pirómetro óptico no lo hace mejor que un sensor de contacto. Elija según el punto de medición que necesita y el uso que se dará a la medición.

Verificaciones puntuales frente a monitoreo continuo

La comparación visual es adecuada para mediciones en las que una persona apunta y juzga la coincidencia. Si necesita registrar de forma continua temperaturas que cambian rápido y alimentar con ellas un control automático, considere un instrumento electrónico u otro tipo que ofrezca la salida que necesita.

En un control PID no se puede seleccionar un instrumento solo por su temperatura máxima. La respuesta, la frecuencia de actualización, la salida y el mantenimiento frente a una trayectoria óptica sucia deben ajustarse a lo que requiere el lazo de control.

Una resolución fina de la pantalla no significa que la temperatura verdadera se mida con la misma finura. Lo mismo vale para instrumentos de contacto como los termómetros de cuarzo: no juzgue la calidad de la medición solo por el número de dígitos.

Al comparar varios termómetros, primero verifique que midan el mismo punto en las mismas condiciones. Un sensor de doble elemento ofrece dos canales de medición, pero no coincidirá automáticamente con una lectura sin contacto tomada en otra superficie.

Calibración y trazabilidad

La calibración determina la diferencia entre el instrumento y una referencia. Incluso un instrumento calibrado puede dar lecturas distintas en campo si cambian el punto de medición, la emisividad o la ventana de observación.

Algunos puntos ayudan al leer certificados de calibración japoneses de un pirómetro:

• EIT-90 (ITS-90): por encima del punto de solidificación de la plata (961.78 °C), la Escala Internacional de Temperatura de 1990 define la temperatura mediante la ley de radiación de Planck, con referencia al punto de solidificación de la plata, el oro (1,064.18 °C) o el cobre (1,084.62 °C). Por encima de ese punto, la escala misma se realiza con termómetros de radiación.
• JCSS: el sistema japonés de calibración acreditada (Japan Calibration Service System) cubre los termómetros de radiación. Pregunte si la calibración es JCSS y si el certificado lleva la marca ilac-MRA, en caso de que necesite aceptación internacional.
• EIT-90 o temperatura termodinámica: un aviso de enero de 2020 del NITE a los laboratorios JCSS informó que el NMIJ (el instituto nacional de metrología de Japón) cambió sus patrones de termómetros de radiación de 960 °C a 2,800 °C a valores basados en la temperatura termodinámica, en lugar de la EIT-90. Se pidió a los laboratorios indicar en el certificado en cuál base está cada valor, así que revise ese renglón.
• Rango de calibración: no suponga que el error en los puntos calibrados continúa fuera de ellos. Compare los puntos del certificado con su rango de trabajo.

Las hojas de datos japonesas de termómetros de radiación pueden citar JIS C 1612:2023, la norma japonesa de métodos de prueba de desempeño de termómetros de radiación. Del lado internacional y estadounidense pueden aparecer ASTM E1256 (métodos de prueba para termómetros de radiación de una sola banda) e IEC TS 62492-1 (datos técnicos que deben figurar en las hojas de datos).

Si las cifras de desempeño importan para su aceptación, pregunte al proveedor qué norma y qué condiciones de prueba siguió. En esta guía no se supone que exista una NOM o NMX equivalente a JIS C 1612; si su cliente exige una, pida la referencia exacta.

Qué pedir a un laboratorio en México

En México, la trazabilidad de las mediciones de temperatura se apoya en el CENAM (Centro Nacional de Metrología), y los laboratorios de calibración se acreditan ante la ema (Entidad Mexicana de Acreditación) conforme a NMX-EC-17025-IMNC-2018, la versión mexicana de ISO/IEC 17025. Un certificado JCSS y uno de un laboratorio acreditado por la ema no son documentos idénticos; confirme con su laboratorio y con su cliente cuál se acepta.

Antes de contratar, revise que el alcance de acreditación del laboratorio incluya el tipo de instrumento (pirómetro de filamento evanescente o termómetro de radiación), el rango de temperatura y la incertidumbre que usted necesita. Al enviar un instrumento a calibrar, indique el rango y los ajustes de rango que usa y verifique el error de lectura en esas condiciones. Registre el error frente al patrón por separado de las fuentes de error del piso de producción.

Cuando las lecturas no coinciden: cómo aislar la causa

Si dos instrumentos discrepan, o la lectura de hoy difiere de la de la semana pasada, clasifique la causa por punto de medición, trayectoria óptica y lectura. Registre por separado las diferencias de temperatura y las de condiciones, e iguale las condiciones de comparación antes de cambiar cualquier ajuste. La figura 6 muestra las cuatro áreas.

Figura 6: Separe la causa por punto de medición, trayectoria óptica y lectura

Mantenga separadas las diferencias de temperatura y las diferencias de condiciones de medición. Iguale las condiciones de comparación antes de cambiar un ajuste.

Punto de medición¿Qué cara y qué posición del material? Antes de comparar con un sensor de contacto, considere la diferencia entre la temperatura superficial y la interna.

Superficie del objeto¿Cambió la capa de óxido, los depósitos o la rugosidad? Use una emisividad que corresponda a la longitud de onda de medición y a la superficie.

Trayectoria óptica¿Cambiaron la suciedad de la ventana, el humo o el reflejo del fondo? Compare la trayectoria y la corrección con el último registro.

Instrumento y lecturaRevise el rango, el enfoque, el estado del filamento y el juicio de coincidencia. Evalúe la diferencia frente a una referencia mediante calibración.

Ajustar la emisividad solo para cerrar una diferencia oculta la causa real. Use valores que correspondan al objeto y a las condiciones de la referencia.

Lleve registros que permitan repetir la medición:

• Dónde y cómo apuntó: identificación del instrumento, lectura, posición del objeto y dirección de visión, incluyendo qué abertura del horno usó y a qué parte del material apuntó.
• Ajustes: rango, ajuste de emisividad y condiciones de la ventana o del filtro.
• Cambios en el tiempo: cuándo se limpió la ventana y cómo cambió la superficie del objeto, para separarlos de los cambios en las condiciones de operación.
• Dispersión: si una sola coincidencia visual es difícil de juzgar, confirme que el objeto está estable y observe la dispersión de las lecturas repetidas. Separe la fluctuación del objeto de la variación en la puntería y en la coincidencia.
• Consistencia entre operadores: si cambian los operadores de turno, uniformen cómo enfocan y dónde comparan. No registre como el mismo punto una lectura tomada solo en la zona más brillante y otra tomada en otro lugar.

Lista de verificación y preguntas para la contraparte japonesa

Use esta lista cuando una especificación, un registro de inspección o un manual de horno japonés dé una lectura de pirómetro óptico:

• Tipo de instrumento: visual de filamento evanescente, infrarrojo de una banda o de dos colores
• Longitud de onda de medición (efectiva), por ejemplo 0.65 µm
• Si el valor registrado es una temperatura de brillo (kido ondo) o una temperatura corregida por emisividad
• Emisividad usada y cómo se eligió (estado de la superficie, longitud de onda)
• Ventana de observación: material, estado y si se corrigió su transmitancia
• Punto de medición: qué cara, posición y abertura del horno, y la dirección de visión
• Posibles reflejos de paredes del horno o de resistencias en ese punto
• Humo, vapor o polvo en la trayectoria de visión
• Certificado de calibración: JCSS o no, puntos calibrados frente a su rango de trabajo, marca ilac-MRA si se necesita
• Si los valores del certificado están en EIT-90 o en temperatura termodinámica (el rango de 960 a 2,800 °C del aviso del NITE)
• Si su especificación de proceso exige temperatura superficial, temperatura interna o temperatura del horno

Si faltan datos, un correo breve suele aclararlos. Adapte el modelo siguiente y sustituya las partes entre corchetes. Si su contraparte lee mejor en inglés, puede enviarlo traducido; los términos japoneses entre paréntesis ayudan a que identifique el instrumento y el valor.

Límites de esta guía

• El rango, la exactitud, la longitud de onda y las funciones dependen del modelo. Las cifras del CHINO IR-URN son un ejemplo, no especificaciones comunes.
• El ejemplo numérico usa valores ficticios de emisividad y transmitancia e ignora la radiación reflejada. La emisividad real depende del material, el estado de la superficie, la temperatura, la longitud de onda y el ángulo de visión.
• Esta guía no da valores de emisividad de materiales específicos. Obténgalos del fabricante del instrumento o de mediciones en sus propias piezas.
• La práctica de calibración y la redacción de los certificados varían según el laboratorio. Que un certificado japonés se acepte en su sistema de calidad depende de sus requisitos y de los de su cliente.
• Nada de lo aquí escrito es una instrucción de trabajo para observar hornos. La protección ocular y las posiciones seguras de observación se rigen por las reglas de seguridad de su planta y por la normatividad aplicable, por ejemplo NOM-017-STPS-2008 (equipo de protección personal) y NOM-015-STPS-2001 (condiciones térmicas elevadas o abatidas); confirme la versión vigente.

Preguntas frecuentes

¿Se puede saber la temperatura solo por el color del brillo?

No. Lo que se ve depende también de la luz ambiente y de la adaptación de los ojos, así que el color por sí solo no sustituye a un instrumento. Un pirómetro de filamento evanescente compara el brillo con un filamento de referencia en una banda definida y lee la temperatura según una relación calibrada.

Cuando el filamento desaparece, ¿el objeto es un cuerpo negro?

No. Un filamento evanescente significa que la luz del objeto que llega al instrumento coincide con el brillo del filamento. No dice nada sobre si el objeto es un cuerpo negro; para obtener la temperatura verdadera, verifique la emisividad y la trayectoria óptica.

¿Puede un pirómetro óptico medir un objeto en movimiento?

Sí, siempre que pueda mantener el objeto en la vista y juzgar su brillo. Considere la velocidad, el tiempo que el objeto permanece visible y su tamaño; si necesita medición continua, elija el método de detección y el tiempo de respuesta adecuados.

¿Un pirómetro calibrado lee lo mismo a través de una ventana?

No necesariamente. La calibración cubre solo el instrumento, mientras que la transmitancia y la suciedad de una ventana cambian la luz que le llega. Compare las condiciones de calibración con la trayectoria de visión real y decida qué corrección e inspección necesita.

¿Por qué mi termómetro infrarrojo y el pirómetro óptico no coinciden?

Lo habitual son las diferencias de longitud de onda, de ajuste de emisividad y de tamaño del punto de medición. El mismo error de emisividad desplaza más una lectura de onda larga que una de 0.65 µm, así que compare los ajustes de ambos instrumentos y apúntelos al mismo punto antes de sospechar de alguno.

Fuentes

• Filamento evanescente, temperatura de brillo, fundamentos de radiación térmica: NBS/NIST, Self-Study Manual on Optical Radiation Measurements, Technical Note 910-8 (1985), §8.2 (en inglés)
• Ecuación del pirómetro ideal, longitud de onda efectiva, operación con filamento evanescente: S. P. Venkateshan, Mechanical Measurements, IIT Madras (NPTEL) (en inglés)
• Principio de medición y especificaciones del IR-URN: CHINO Corporation, pirómetro óptico digital (en japonés)
• Óptica y banda de medición del IR-URN: CHINO Corporation, catálogo CP-107-02 (en japonés)
• Temperatura de brillo frente a temperatura verdadera: Ushio, «Fundamentos de las lámparas halógenas», §8(1) (en japonés)
• Constante de desplazamiento de Wien: NIST, valores CODATA 2022 (redondeada a 2,898 µm·K en este artículo)
• Reflejo del fondo, transmisión de la trayectoria, pirómetros de relación: KELLER, «Metrological errors» (en inglés)
• Emisividad y longitud de onda: KELLER, «Definition and influence of emissivity» (en inglés)
• EIT-90 por encima del punto de la plata: BIPM/CCT, Guide to the Realization of the ITS-90: Radiation Thermometry (2018) (en inglés)
• Termómetros de radiación JCSS, temperatura termodinámica de 960 °C a 2,800 °C: NITE, aviso a los laboratorios JCSS de termometría de radiación, 30 de enero de 2020 (en japonés)
• Métodos de prueba de termómetros de radiación de una sola banda: ASTM E1256-17(2022)
• Datos para hojas de datos de termómetros de radiación: IEC TS 62492-1:2008