Pirometria a infrarossi

La pirometria a infrarossi misura la temperatura di un oggetto senza toccarlo, rilevando la radiazione termica che ogni corpo emette. Tutti i corpi, per il solo fatto di avere una temperatura, irradiano energia sotto forma di radiazione infrarossa, e la quantità e la distribuzione di questa radiazione dipendono dalla loro temperatura. Un pirometro, o termometro a infrarossi, raccoglie questa radiazione con un’ottica, la concentra su un rivelatore e la converte in un valore di temperatura. Il grande vantaggio è la misura a distanza, istantanea e senza contatto, ideale per oggetti in movimento, molto caldi, sotto tensione, irraggiungibili o delicati. Capire come funziona la pirometria a infrarossi aiuta a usarla correttamente e a evitare gli errori tipici legati all’emissività e alla mira.

Questa pagina spiega il principio della radiazione termica, il ruolo di emissività e rapporto distanza-spot, e gli usi. È una guida per il tecnico che misura la temperatura senza contatto.

Il principio della radiazione termica

Ogni oggetto con temperatura superiore allo zero assoluto emette radiazione termica, in gran parte nella banda dell’infrarosso, invisibile all’occhio. Più caldo è l’oggetto, più intensa è la radiazione che emette. Il pirometro sfrutta questa legge fisica: la sua ottica raccoglie la radiazione infrarossa proveniente da una zona della superficie e la concentra su un rivelatore sensibile all’infrarosso, che genera un segnale proporzionale all’energia ricevuta. L’elettronica converte questo segnale in una temperatura, usando le leggi della radiazione. Poiché la misura si basa solo sulla radiazione ricevuta, non c’è bisogno di contatto: basta puntare lo strumento sull’oggetto. Questo rende la misura estremamente rapida, praticamente istantanea, e permette di misurare la temperatura di superfici a cui non ci si potrebbe avvicinare, come parti incandescenti, componenti sotto tensione o oggetti in rapido movimento.

Emissività e rapporto distanza-spot

Due parametri sono decisivi per una misura corretta. Il primo è l’emissività: non tutte le superfici emettono radiazione allo stesso modo a parità di temperatura. Una superficie opaca e scura emette molto ed è facile da misurare, mentre una superficie lucida e metallica emette poco e riflette la radiazione dell’ambiente, falsando la lettura. Per questo il pirometro va impostato con l’emissività corretta del materiale, o si deve trattare la superficie, ad esempio applicando una vernice o un nastro opaco, per renderla misurabile. Il secondo parametro è il rapporto distanza-spot, che indica quanto è grande la zona misurata rispetto alla distanza: più ci si allontana, più grande è l’area di cui il pirometro misura la temperatura media. Bisogna assicurarsi che lo spot sia interamente contenuto nell’oggetto da misurare, altrimenti la lettura include anche lo sfondo. Gestire emissività e mira è la chiave della pirometria affidabile.

Parametro	Effetto
Emissività	Quanta radiazione emette la superficie
Rapporto distanza-spot	Dimensione dell’area misurata
Riflessi	Falsano la misura sulle superfici lucide

A cosa serve la pirometria

La misura di temperatura senza contatto è utile in moltissime situazioni. Nell’industria di processo misura la temperatura di forni, metalli fusi, vetro, plastica e materiali in lavorazione, spesso troppo caldi o in movimento per un sensore a contatto. Nella manutenzione elettrica e meccanica rileva il surriscaldamento di quadri, motori, cuscinetti e connessioni senza fermare l’impianto e senza rischi. Nel controllo qualità verifica rapidamente la temperatura di prodotti e superfici. È preziosa dove serve rapidità, misura a distanza o sicurezza. Il pirometro misura però solo la temperatura della superficie, non quella interna, e la sua accuratezza dipende dalla corretta impostazione dell’emissività e dalla mira. Usato con consapevolezza, è uno strumento rapidissimo e versatile per il controllo termico.

• Misura la temperatura senza contatto e a distanza.
• Impostare l’emissività corretta del materiale.
• Assicurarsi che lo spot sia contenuto nell’oggetto.
• Attenzione ai riflessi sulle superfici lucide.
• Misura solo la temperatura superficiale.

Affidabilità della misura

Per misure affidabili conta impostare l’emissività giusta, rispettare il rapporto distanza-spot, evitare riflessi e ostacoli sul percorso ottico come vapore, polvere o vetri, e lasciare che lo strumento e l’ottica si stabilizzino alla temperatura ambiente. Su superfici lucide conviene applicare un trattamento a emissività nota. Verificare periodicamente lo strumento su un riferimento e conoscerne i limiti evita errori. Documentare emissività, distanza e condizioni rende le misure confrontabili. Con questi accorgimenti la pirometria a infrarossi offre una misura di temperatura rapida, sicura e senza contatto, complementare ai sensori a contatto quando questi non sono utilizzabili.

Dalla tecnologia allo strumento: cosa serve in pratica

Questo tema appartiene all’area Tecnologie a infrarossi e termiche del ramo Tecnologie e principi di misura, ed è collegato all’emissività e correzioni di misura. Per la strumentazione il riferimento è il Catalogo prodotti.

Nel catalogo i termometri a infrarossi fanno capo ai termometri a infrarossi, nella famiglia temperatura e termografia. Se devi misurare la temperatura senza contatto, il modulo di richiesta consente di ricevere un’indicazione mirata.