Pirometro

Questo articolo spiega cosa sono i pirometri e a cosa servono. Scoprirai quindi come funziona un pirometro, quali sono i diversi tipi di pirometri e i vantaggi e gli svantaggi dei pirometri.

Cos’è un pirometro?

Un pirometro è un dispositivo che permette di misurare la temperatura di un corpo senza doverne entrare in contatto. In altre parole, un pirometro è un termometro che misura la temperatura a distanza.

Ad esempio, il pirometro può misurare la temperatura di metalli estremamente caldi (+600 ºC). Ovviamente questi valori di temperatura sarebbero impossibili da determinare entrando in contatto con il metallo. Di seguito vedremo ulteriori applicazioni di questa tipologia di strumenti di misura.

Il funzionamento di un pirometro si basa sulla misurazione della radiazione emessa dal corpo, dalla quale è possibile calcolare la temperatura corporea.

Pertanto, la differenza tra un pirometro e un termometro sta nel metodo di misurazione della temperatura. Un pirometro può misurare la temperatura corporea a distanza, mentre un termometro deve avere un contatto fisico con il corpo. Inoltre, i pirometri possono misurare intervalli di temperatura molto più ampi rispetto ai termometri.

Sebbene l’inventario del pirometro sia sconosciuto, la sua invenzione è attribuita all’olandese Pieter van Musschenbroek e all’inglese Josiah Wedgwood, che svilupparono indipendentemente dispositivi molto simili al pirometro.

Come funziona un pirometro?

Ora che conosciamo la definizione di pirometro, vediamo il principio di funzionamento di questo dispositivo di misurazione.

Qualsiasi corpo la cui temperatura è maggiore di 0 K emette una radiazione termica il cui valore dipende dalla sua temperatura. Pertanto, più il corpo è caldo, maggiore è la radiazione termica che emette.

Il funzionamento di un pirometro si basa sulla legge di Stefan-Boltzmann, che mette in relazione la temperatura di un corpo con la radiazione termica da esso emessa. Il pirometro misura quindi la radiazione emessa dal corpo e, applicando la legge di Stefan-Boltzmann, calcola la temperatura corporea.

Più precisamente, la formula della legge di Stefan-Boltzmann è la seguente:

Oro:

• TÈ

  

  è la radiazione termica emessa dal corpo.

• 

  è l’emissività caratteristica del corpo.

• 

  è la costante di Stefan-Boltzmann, che è pari a 5,67·10 ^-8 W·m ^-2 ·K ^-4 .

• 

  è la temperatura corporea.

Tipi di pirometri

I pirometri possono essere classificati in tre diversi tipi a seconda di come catturano la radiazione termica dall’oggetto.

• Pirometro ottico : tipologia di pirometro che confronta la radiazione emessa con quella della luce calibrata per misurare la temperatura dell’oggetto. La misurazione della temperatura dipende quindi dalla luce visibile emessa dal corpo. Questo tipo di pirometro viene utilizzato per misurare temperature superiori a 700ºC.
• Pirometro a radiazione : tipo di pirometro che determina la temperatura di un corpo dalla radiazione che emette. Generalmente il suo intervallo di misurazione è compreso tra 550ºC e 1600ºC.
• Pirometro a infrarossi : tipo di pirometro il cui funzionamento è simile al pirometro a radiazione, tuttavia rileva solo la radiazione con una lunghezza d’onda compresa tra 0,4 e 0,7 μm. Può misurare un intervallo di temperature molto ampio, tipicamente da -50ºC a 4000ºC.

Vantaggi e svantaggi del pirometro

Vantaggi del pirometro:

• Misurare la temperatura con un pirometro è molto rapido (di solito richiede meno di un secondo).
• L’intervallo di temperature che un pirometro può misurare è molto ampio.
• A differenza di un termometro convenzionale, un pirometro non subisce l’usura dei contatti.
• I pirometri ci permettono di misurare la temperatura dei corpi in movimento.
• Si evitano errori dovuti a uno scarso contatto termico.

Svantaggi del pirometro :

• L’emissività del materiale deve essere nota per determinare con precisione la temperatura.
• I riflessi provenienti da fonti di radiazioni termiche o dalla luce ambientale possono influenzare il valore della temperatura misurata.

applicazioni del pirometro

I pirometri sono molto utili per misurare la temperatura di una superficie molto difficile da raggiungere o che non può essere toccata perché molto calda. Ad esempio, un pirometro può essere utilizzato per conoscere la temperatura di un motore o di una parte inaccessibile di una macchina.

Allo stesso modo, i pirometri consentono di misurare la temperatura dei corpi in movimento. Ad esempio, il pirometro è lo strumento utilizzato per misurare la temperatura di una turbina rotante.

Inoltre, il pirometro può misurare un intervallo di temperature molto più ampio rispetto a un termometro, motivo per cui i pirometri vengono utilizzati per misurare temperature molto elevate. Ad esempio, nei forni metallurgici, il pirometro viene utilizzato per misurare in continuo la temperatura del metallo in lavorazione.