Nueve Minutos de Conocimiento  

Mediciones de transmisión y radiación selectiva

Rudy Wodrich
Rudy Wodrich | Vice-Presidente de Servicios de ingeniería, IRISS

La termografía infrarroja (IR) nunca ha sido algo simple. La emisividad, los reflejos y las tasas de transmisión de las ventanas infrarrojas pueden causar confusión y frustración sin el conocimiento, la experiencia, la capacitación y la habilidad adecuadas. Y esas cuatro cualidades son exactamente lo que ASNT (la Sociedad Americana de Pruebas No Destructivas) define como certificación. Este documento tratará de simplificar el tema muy complejo de la transmisión de ventanas infrarrojas. Una pregunta simple antes de empezar: ¿Por qué los fabricantes de ventanas infrarrojas no enumeran la velocidad de transmisión exacta para sus ventanas?

Para entender este tema completamente, recomendaría encarecidamente que una persona asista a una clase de capacitación de nivel II de IR. Algunas de las definiciones que deben incorporarse a este debate son

Transmisividad:La capacidad y eficiencia de la radiación para pasar a través de un objeto/material.
Ejemplos: Luz visible a través del vidrio, IR de onda larga (LWIR) a través de algunos polímeros.

Cuerpo negro:Un emisor perfecto y absorbente de radiación.     La emisión y la absorción serán del 100%, mientras que la reflexión y la transmisión están al 0%.     Los ejemplos perfectos no existen.

Cuerpo gris:Un material con una emisión inferior a100%, pero permaneciendo constante a lo largo de la banda de onda espectral.Ejemplo: Un objeto que tiene una emisión del 90% para una cámara IR de onda larga también tendría una emisión del 90% para todas las demás bandas de IR junto con otros tipos de radiación.Los ejemplos perfectos no existen.

Realbody/Radiador Selectivo:Un material con una emisión inferior al 100%, y que cambia a lo largo de la banda de onda espectral.     Todos los materiales exhiben este tipo de emisión.

Todos los termógrafos, con o sin entrenamiento estructurado, han oído hablar de la emisividad y cómo afectará a la precisión de la temperatura al utilizar cámaras IR. El valor incorrecto puede dar lugar a grandes errores de temperatura. Pero también debemos ser conscientes de que la emisividad de un material puede no ser la misma de un tipo de cámara IR a otro. A continuación se muestra un ejemplo de un material real y cómo la emisividad puede ser diferente para diferentes cámaras.

La curva roja arriba es la curva de emisividad para vidrio de 3 a 12 micrómetros. Las dos bandas grises muestran las áreas donde se encuentran las cámaras IR modernas que miden la temperatura. Tenga en cuenta que las tasas de emisión fluctúan considerablemente. También debemos tener en cuenta que las cámaras IR tendrán una curva de respuesta del sistema a través de su banda de onda seleccionada (3-5 u 8-12 um), y NO detectarán las diversas longitudes de onda igualmente bien. Dicho esto, si una cámara LWIR (8-12 um) detecta 10 micras en su pico y otra cámara LWIR detecta 9 micras en su pico, esas dos cámaras LWIR NO medirán el vidrio con la misma emisión. Una cámara puede necesitar una emisividad .88 mientras que otra necesita un .78. ¿Cómo lo sabría usted? La mejor y única manera de conocer la emisividad de un material es medir ese material con SU cámara. No todas las cámaras LWIR lograrán ese mismo resultado en algunos materiales. Y la mayoría de las cámaras MWIR (3-5um) darán un resultado diferente sobre las cámaras LWIR.

Aquí está un ejemplo de una curva de respuesta del sistema para una cámara IR en particular (tenga en cuenta las respuestas completamente diferentes para las cámaras LWIR Agema 570 y 900):

Si la emisividad de un material varía con la longitud de onda, debe tener una curva de transmisión variada. La razón principal por la que los fabricantes de ventanas IR no pueden dar velocidades de transmisión exactas para una banda de onda es porque las cámaras IR tendrán varias respuestas del sistema y pueden no dar el mismo resultado. Esto incluye diferentes cámaras LWIR del mismo fabricante.

Con todo lo anterior en mente, en IRISS hemos introducido una nueva ventana de infrarrojos de polímero revolucionaria llamada Platinum Series. Permite la transmisión por infrarrojos, visual y ultravioleta, al tiempo que mantiene nuestras capacidades de resistencia industrial. Le sugerimos encarecidamente que al comprar una nueva ventana de estilo o una nueva cámara IR, considere la posibilidad de medir la velocidad de transmisión con la nueva configuración. De hecho, es posible que la velocidad de transmisión sea ahora diferente. Ese es el efecto de tratar con un radiador selectivo.

Ahora para probar nuestra ventana IRISS con el polímero lechoso original de la serie VPFR con parrilla de seguridad junto con la nueva serie Platinum con parrilla de seguridad. La prueba implicará una simple medición de la transmisividad de ambas ventanas utilizando una cámara IR FLIR P640.

 

La ventana IR de la serie IRISS VPFR con transmisividad establecida en .42 (42%) para alcanzar la temperatura original de 256 oF

 

La temperatura máxima del objetivo (sin ventana IR) es de 256oF

La ventana IR IRISS Platinum Series con transmisividad establecida en .44 (44%) para lograr un resultado de 256 oF

Conclusión

Los valores de transmisividad pueden no ser los mismos de una ventana a otra, incluso cuando los materiales son similares. Estos valores también deben medirse por cada tipo de cámara y dependerán de la respuesta espectral del detector de cámara y de la naturaleza real de todos los materiales. La buena noticia es que una vez que encuentre ese valor, puede aplicarlo a todas tus ventanas IRISS del mismo material. Y ahora que conoce el valor, puede lograr precisión al optimizar el software o los parámetros de la cámara IR térmica.

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SOBRE EL AUTOR

Rudy Wodrich
Rudy Wodrich Vice-Presidente de Servicios de ingeniería, IRISS

Rudy Wodrich es un ingeniero eléctrico cuya carrera ha girado en el diseño de sistemas de distribución eléctrica para aplicaciones industriales, comerciales y de generación de energía tanto de alta eficiencia como de alta confiabilidad. Rudy pasó más de 20 años en Schneider Electric y ABB. Rudy, ahora lidera el desarrollo de nuevos productos en IRISS Inc. en Bradenton, Florida, trabajando en Dispositivos de Seguridad de Mantenimiento Eléctrico (EMSD) y Tecnologías de Vigilancia de Activos Críticos (CAST) para proporcionar una alerta temprana de posibles fallas en los equipos eléctricos y automatizar el mantenimiento de registros de mantenimiento con Internet de Things technologies . Rudy tiene un MBA de la Universidad de Toronto.