Este artigo explica o que são pirômetros e para que são usados. Assim, você descobrirá como funciona um pirômetro, quais são os diferentes tipos de pirômetros e as vantagens e desvantagens dos pirômetros.
O que é um pirômetro?
Um pirômetro é um dispositivo que permite medir a temperatura de um corpo sem ter que entrar em contato com ele. Em outras palavras, um pirômetro é um termômetro que mede a temperatura remotamente.
Por exemplo, o pirômetro pode medir a temperatura de metais extremamente quentes (+600 ºC). Obviamente, esses valores de temperatura seriam impossíveis de determinar fazendo contato com o metal. A seguir veremos mais aplicações deste tipo de instrumentos de medição.
O funcionamento de um pirômetro baseia-se na medição da radiação emitida pelo corpo, a partir da qual pode ser calculada a temperatura corporal.
Portanto, a diferença entre um pirômetro e um termômetro está no método de medição da temperatura. Um pirômetro pode medir a temperatura de um corpo à distância, enquanto um termômetro deve ter contato físico com o corpo. Além disso, os pirômetros podem medir faixas de temperatura muito mais amplas do que os termômetros.
Embora o inventário do pirômetro seja desconhecido, sua invenção é atribuída ao holandês Pieter van Musschenbroek e ao inglês Josiah Wedgwood, que desenvolveram de forma independente dispositivos muito semelhantes ao pirômetro.
Como funciona um pirômetro?
Agora que conhecemos a definição de pirômetro, vamos ver o princípio de funcionamento deste dispositivo de medição.
Qualquer corpo cuja temperatura seja superior a 0 K emite radiação térmica cujo valor depende da sua temperatura. Assim, quanto mais quente o corpo, maior será a radiação térmica que ele emite.
O funcionamento de um pirômetro é baseado na lei de Stefan-Boltzmann, que relaciona a temperatura de um corpo com a radiação térmica que ele emite. Assim, o pirômetro mede a radiação emitida pelo corpo e, aplicando a lei de Stefan-Boltzmann, calcula a temperatura corporal.
Mais precisamente, a fórmula da lei de Stefan-Boltzmann é a seguinte:
Ouro:
- CHÁ
é a radiação térmica emitida pelo corpo.
-
é a emissividade característica do corpo.
-
é a constante de Stefan-Boltzmann, que é igual a 5,67·10 -8 W·m -2 ·K -4 .
-
é a temperatura corporal.
Tipos de pirômetros
Os pirômetros podem ser classificados em três tipos diferentes, dependendo de como capturam a radiação térmica do objeto.
- Pirômetro óptico : tipo de pirômetro que compara a radiação emitida com a da luz calibrada para medir a temperatura do objeto. A medição da temperatura depende, portanto, da luz visível emitida pelo corpo. Este tipo de pirômetro é utilizado para medir temperaturas acima de 700ºC.
- Pirômetro de radiação : tipo de pirômetro que determina a temperatura de um corpo a partir da radiação que ele emite. Geralmente, sua faixa de medição está entre 550ºC e 1600ºC.
- Pirômetro infravermelho : tipo de pirômetro cujo funcionamento é semelhante ao pirômetro de radiação, porém, detecta apenas radiação com comprimento de onda entre 0,4 e 0,7 μm. Ele pode medir uma ampla faixa de temperatura, normalmente de -50ºC a 4000ºC.
Vantagens e desvantagens do pirômetro
Vantagens do pirômetro:
- Medir a temperatura com um pirômetro é muito rápido (geralmente leva menos de um segundo).
- A faixa de temperaturas que um pirômetro pode medir é muito ampla.
- Ao contrário de um termômetro convencional, um pirômetro não sofre desgaste por contato.
- Os pirômetros nos permitem medir a temperatura de corpos em movimento.
- Erros devido a mau contato térmico são evitados.
Desvantagens do pirômetro :
- A emissividade do material deve ser conhecida para determinar com precisão a temperatura.
- Os reflexos de fontes de radiação térmica ou da luz ambiente podem afetar o valor da temperatura medida.
aplicações de pirômetro
Os pirômetros são muito úteis para medir a temperatura de uma superfície de muito difícil acesso ou que não pode ser tocada por estar muito quente. Por exemplo, um pirômetro pode ser usado para descobrir a temperatura de um motor ou de uma parte inacessível de uma máquina.
Da mesma forma, os pirômetros permitem medir a temperatura dos corpos em movimento. Por exemplo, o pirômetro é o instrumento usado para medir a temperatura de uma turbina em rotação.
Além disso, o pirômetro pode medir uma faixa muito mais ampla de temperaturas do que um termômetro, razão pela qual os pirômetros são usados para medir temperaturas muito altas. Por exemplo, em fornos metalúrgicos, o pirômetro é utilizado para medir continuamente a temperatura do metal que está sendo trabalhado.