Tecnología de pirómetros
Supervisión de temperatura en el calentamiento inductivo
El proceso de calentamiento inductivo es uno de los métodos de calentamiento más eficientes sin contacto entre piezas para unir, soldar y efectuar otros procesos. La potencia se ajusta con exactitud en el convertidor de frecuencia alta o media. Un inductor adaptado individualmente con el grado de eficiencia optimizado calienta el componente o determinadas áreas del mismo.
DPero, ¿cómo asegurarse de que la temperatura necesaria permanezca constante?
Supervisión de procesos con control de temperatura y regulación con pirómetros
Se emplea un pirómetro para medir la temperatura sin necesidad de contacto y se controla en un punto de ajuste predefinido. Para ello, la temperatura medida se transmite al controlador, cuyo software la evalúa y reajusta la potencia del convertidor si es necesario.
Una ventaja especial del pirómetro es que el sistema de calefacción inductiva puede funcionar de manera independiente sin que el control del sistema tenga que hacerse cargo de la monitorización de la temperatura. Esto hace que la integración de procesos sea más fácil y rentable.
Ámbitos de aplicación de un pirómetro
Unión
La tecnología de unión es muy eficiente con el calentamiento inductivo. Puesto que las piezas ya no se calientan del todo en hornos de convección, también se pueden unir cuando ya se hayan mecanizado.
Sin embargo, para que esto suceda, debe comprobarse con exactitud que no se exceda la temperatura máxima. Por lo tanto, se utilizan sistemas de inducción con pirómetros, por ejemplo, para unir carcasas de motor con cojinetes premontados o con componentes de carcasa recubiertos parcialmente.
Soldadura
Las tareas de soldadura también se pueden realizar de forma más rápida y eficiente con el calentamiento inductivo que con métodos de calentamiento convencionales.
Sin embargo, se debe garantizar la temperatura correcta para una humectación de alta calidad, de la misma manera que no se debe superar la temperatura máxima para no dañar los materiales alrededor de la zona que se va a soldar.
Conformado
Cuando se conforman y se forjan componentes metálicos, la medición de temperatura pirométrica cumple la supervisión necesaria del proceso para controlar la temperatura deseada. Esto permite que se faciliten más pasos del proceso.
Otras aplicaciones
En prácticamente todos los ámbitos de aplicación es posible implementar una regulación por temperatura o una medición pirométrica de temperatura para supervisar los procesos. En muchas aplicaciones de la investigación y la industria, es imprescindible llevar un control preciso de la temperatura. Con un pirómetro se automatiza y se facilita, puesto que puede llevarse a cabo sin contacto.
Fundamentos físicos de la tecnología pirométrica
La medición de temperatura del pirómetro aprovecha el simple hecho de que cada cuerpo emita una radiación de calor (radiación infrarroja). El pirómetro detecta esta radiación de calor y la digitaliza como un valor de temperatura.
El fundamento físico parte del espectro electromagnético de la radiación infrarroja para materiales metálicos en tareas de calentamiento por inducción. La experiencia ha demostrado que, en estos casos, se utilizan pirómetros de bandas espectrales de 0,5 a 2,8 µm, porque los materiales metálicos tienen un valor de emisividad más alto en las longitudes de onda corta del infrarrojo cercano.
Por otra parte, la Ley de desplazamiento de Wien describe las intensidades de radiación y las correspondencias de temperatura. Cuanto mayor sea la temperatura medida, menor será la selección de la banda espectral del pirómetro.
Al mismo tiempo, la Ley de Kirchhoff de la radiación térmica determina que las propiedades materiales de los objetos reales vienen determinadas por la reflexión, la absorción y la transmisión. Una cierta cantidad de radiación incidente se refleja en las superficies lisas brillantes. En el caso de los metales, la transmisión puede aplicarse con valor cero, puesto que la medición de la temperatura pirométrica suele realizarse en la superficie del componente con metales en estado de agregación sólido.
La Ley de Planck se emplea como criterio para la medición de temperatura sin contacto. Describe la potencia radiada por un cuerpo negro en función de la temperatura y la longitud de onda. En el estándar de calidad actual, el cuerpo negro, según Planck, se emplea como referencia para la calibración de pirómetros y, por tanto, satisface los requisitos más exigentes para la certificación de pirómetros en la investigación y la industria.
En la práctica, el denominado valor de emisividad desempeña un papel importante. Al determinar la temperatura real y el grado de emisión, se utiliza idealmente un dispositivo de medición de referencia para determinar la temperatura con el fin de realizar una medición comparativa en el punto de medición, que será el más parecido posible. En la medición pirométrica comparativa, se emplea una pintura térmica para aumentar el valor de emisividad. Se utiliza un segundo pirómetro para medir la superficie negra, mientras que el primer pirómetro, dirigido hacia la superficie original del objetivo, se utiliza para ajustar el valor de emisividad de modo que ambos dispositivos muestren la misma temperatura. A continuación, se comprueba la reproducibilidad de la medición comparativa sobre el rango de temperatura deseado.
