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 diseñado para mejorar la imagen térmica y la termografía infrarroja, técnicas que miden la temperatura y se utilizan para medir y visualizar distribuciones. contacto directo. El sujeto está siendo fotografiado.
Debido a que son altamente sensibles, las cámaras térmicas y los termómetros infrarrojos miden la temperatura 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 la radiación infrarroja, invisible para el ojo humano, y la convierten en imágenes visibles. Los diferentes colores en la imagen representan diferentes temperaturas, lo que permite a los usuarios ver patrones y diferencias de calor.
Aplicaciones:
- Diagnóstico clínico: identificación de inflamación y flujo sanguíneo deficiente.
- Inspección de edificios: búsqueda de pérdidas de calor, problemas de aislamiento y fugas de agua
- Militar, Seguridad y Vigilancia: Ver personas o animales en condiciones de baja visibilidad.
- Inspección mecánica: búsqueda de maquinaria sobrecalentada 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, las herramientas 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 emite radiación térmica, y ésta 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 sus modelos de emisión.
Y en la Universidad de Houston, una solución
“Desarrollamos una técnica utilizando un espectrómetro de infrarrojo cercano para medir el espectro continuo y ajustarlo utilizando la fórmula ideal de radiación de cuerpo negro”, informa Bao en la revista. Dispositivo. “La técnica implica un simple paso de calibración para eliminar las emisiones dependientes de la temperatura y la longitud de onda”.
Bao demuestra su técnica midiendo la temperatura de la etapa de calentamiento con errores de menos de 2 °C y el gradiente de temperatura de la superficie de un polvo de catalizador bajo calentamiento con láser. Utilizando un espectrómetro de infrarrojo cercano, la radiación térmica del objetivo caliente se recoge a lo largo de una fibra óptica y se registra en una computadora. El espectro recopilado se normaliza utilizando la respuesta de calibración del sistema y se ajusta 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 en gran medida la temperatura de la superficie de los catalizadores fototérmicos medida por termopares enterrados bajo una luz intensa”, dijo Bao.
Los aspectos interesantes
- 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
- mostró un gran gradiente de temperatura en un polvo de catalizador bajo calentamiento láser.
“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 en gran medida la temperatura de la superficie de los catalizadores fototérmicos medida por termopares enterrados bajo una luz intensa”, dijo Bao.
