Volume 1

458 12 Misura e controllo nei processi chimici corpo reale e quella emessa dal corpo nero alla stessa temperatura. Per i corpi reali, la legge di Stefan-Boltzman risulta così modificata: q = T4 con 0 < < 1. Pirometri Un corpo non nero con la stessa emissività a qualsiasi lunghezza d onda e, quindi, a qualsiasi temperatura, è detto corpo grigio. Un corpo di colore nero opaco assorbirà la maggior parte della radiazione termica e avrà un potere emissivo prossimo all unità. Un corpo di colore bianco o ricoperto con un foglio di alluminio lucido rifletterà buona parte della radiazione termica e avrà un potere emissivo molto basso. L importanza dei termometri a radiazione, detti comunemente pirometri, nasce dalla necessità di misurare temperature particolarmente elevate, in punti non sempre facilmente accessibili, anche di oggetti in movimento, come fornaci di cottura delle ceramiche, forni con metalli fusi, lame delle turbine, ecc. Tutti i pirometri sono costituiti da un obiettivo, dotato di lenti o di specchi, che focalizza l immagine termica dell oggetto inquadrato su un apposito sistema di rilevazione. Lenti e specchi devono essere in materiale, le une altamente trasparente, e gli altri altamente riflettente, nei confronti della radiazione termica. Nei pirometri a radiazione totale l immagine è focalizzata su un sensore di temperatura, che può essere una RTD, una TC, una termopila (TC in serie per aumentare la sensibilità), termistori, integrati (v. avanti), ecc. In condizioni stazionarie (v. Fig. 12.37), il calore che la radiazione termica fornisce al sensore eguaglia quello che il sensore cede al resto dell apparecchiatura. Il calore ceduto è proporzionale alla T4 dell oggetto, ma è anche proporzionale al DT sensore-apparecchiatura, misurato dallo strumento e da cui, tramite taratura, si risale alla temperatura dell oggetto. Oggetto T1 T3 Sensore Lente T2 Fig. 12.37 Oculare Schema di un pirometro a radiazione totale. T1: temperatura di superficie dell oggetto della misura; T2: temperatura del sensore in condizioni stazionarie; T3: temperatura del resto dell apparecchiatura, mantenuta costante. In condizioni stazionarie il calore entrante (Qin) nel sensore è pari a quello uscente (Qus). Qin è proporzionale a T14, Qus a T = T2 T3, quindi T ~ T14. Le scale tipiche dei pirometri a radiazione totale sono 0 1000°C e 500 900°C, con un accuratezza dello 0,5 1% del fondo scala. Il tempo di risposta dipende dal sensore (con le termopile, molto usate, è di circa 2 s, se si vuole una buona accuratezza). I sensori misurano la temperatura media dell area inquadrata, che si può 12a CAPITOLO_421-496.indd 458 27/04/12 12.05

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