Un nuevo método para medir el espectro continuo de luz, desarrollado en el laboratorio del profesor de ingeniería eléctrica e informática Jiming Bao de la Universidad de Houston, está destinado a mejorar las imágenes térmicas y la termografía infrarroja, técnicas utilizadas para medir y visualizar distribuciones de temperatura sin contacto directo. Sujeto fotografiado.
Debido a que son tan sensibles, las cámaras térmicas y los termómetros infrarrojos miden las temperaturas con precisión desde la distancia, lo que los convierte en herramientas versátiles y valiosas en muchos campos, desde el militar hasta el diagnóstico médico. Detectan radiación infrarroja invisible para el ojo humano y la convierten en una imagen visible. Los diferentes colores en la imagen representan diferentes temperaturas, lo que permite a los usuarios ver patrones y diferencias de calor.
Solicitud:
- Diagnóstico Médico: Detección de inflamación y flujo sanguíneo deficiente.
- Inspección de edificios: identificación de pérdidas de calor, problemas de aislamiento y fugas de agua
- Militar, Seguridad y Vigilancia: Visualización de personas o animales en condiciones de baja visibilidad.
- Inspección mecánica: búsqueda de equipos sobrecalentados o fallas eléctricas
Ambas técnicas se basan en el principio de la radiación del cuerpo negro, un emisor teórico perfecto, donde los objetos emiten radiación infrarroja en función de su temperatura. Al capturar esta radiación, los instrumentos proporcionan información valiosa sobre las propiedades térmicas y el comportamiento de diversos objetos y entornos.
Pero Houston, tenemos un problema.
Las cámaras térmicas y los termómetros infrarrojos no pueden proporcionar lecturas precisas porque dependen de la emisividad, una medida de la eficacia con la que un objeto físico emite radiación térmica, y que varía con la temperatura, para determinar la temperatura. Las técnicas multiespectrales abordan esto midiendo la intensidad infrarroja en múltiples longitudes de onda, pero su precisión depende de su modelo de emisión.
Y en la Universidad de Houston, una solución
“Diseñamos una técnica utilizando un espectrómetro de infrarrojo cercano para medir el espectro continuo y ajustarlo usando la fórmula estándar de radiación de cuerpo negro”, informa Bao en la revista. máquina. “Esta técnica incluye un paso de calibración simple para eliminar las emisiones dependientes de la temperatura y la longitud de onda”.
Bao utiliza su técnica para medir la temperatura de una etapa de calentamiento con un error de menos de 2 °C y el gradiente de temperatura de la superficie de un polvo de catalizador bajo calentamiento por láser. Utilizando un espectrómetro de infrarrojo cercano, la radiación térmica de un objetivo caliente se recoge con una fibra óptica y se registra en una computadora. Los espectros recopilados se normalizan utilizando una respuesta de calibración del sistema y se ajustan para determinar la temperatura.
“Esta técnica supera los desafíos que enfrentan las cámaras térmicas convencionales y los termómetros infrarrojos debido a la emisividad desconocida de los objetivos y revela la temperatura de la superficie del catalizador fototérmico mucho más alta que la medida por termopares enterrados bajo una fuerte iluminación”, dijo Bao.
Reflejos
- Superar las limitaciones de la termometría multiespectral y de longitud de onda única
- Calibración sencilla para eliminar las emisiones dependientes de la longitud de onda y la temperatura.
- Determinación precisa de la temperatura en un amplio rango de temperaturas
- Un polvo de catalizador sometido a calentamiento por láser revela un gran gradiente de temperatura
“Esta técnica supera los desafíos que enfrentan las cámaras térmicas convencionales y los termómetros infrarrojos debido a la emisividad desconocida de los objetivos y revela la temperatura de la superficie del catalizador fototérmico mucho más alta que la medida por termopares enterrados bajo una fuerte iluminación”, dijo Bao.