Pirómetro de filamento que desaparece

El pirómetro de filamentos que desaparecen es un pirómetro óptico que mide la temperatura de un objeto incandescente brillante comparándolo con la luz de un filamento calentado. Inventado independientemente en 1901 por Ludwig Holborn y Ferdinand Kurlbaum en Alemania y Everett Fleet Morse en los Estados Unidos, fue el primer dispositivo que podía medir temperaturas superiores a los 1000 °C. Los pirómetros de filamentos que desaparecen se han utilizado para medir temperaturas entre aproximadamente 600 °C y 3000 °C. Al igual que otros pirómetros ópticos, se utilizan para medir la temperatura de objetos demasiado calientes para los termómetros de contacto, como los metales fundidos. Se utilizan ampliamente en las industrias del acero y la cerámica, así como en la investigación, y han sido reemplazados casi por completo por los pirómetros electrónicos de banda espectral.

El diseño más simple tiene una óptica como la de un telescopio kepleriano. Un alambre delgado (filamento), colocado en el plano focal de la lente del objetivo, se calienta mediante una corriente eléctrica. Cuando se observa a través del ocular, el alambre aparece recortado frente al objeto luminoso caliente que se está investigando. El usuario compara el brillo del filamento brillante con el objeto que está detrás y ajusta la corriente a través del filamento hasta que parece "desaparecer" frente al objeto brillante. En ese momento, el filamento y el objeto están a la misma temperatura. Luego, el usuario lee la temperatura en el dial de control de corriente del filamento, que está calibrado por la curva de corriente versus temperatura del filamento o, en algunos instrumentos, a partir de una tabla de corriente versus temperatura.

El filamento parece "desaparecer" en el fondo del objeto porque dos objetos a la misma temperatura tienen el mismo espectro de cuerpo negro.

En otros diseños, la corriente que pasa a través del filamento se mantiene constante y la radiación que pasa desde el objeto objetivo varía con cuñas atenuadoras calibradas en el camino óptico, o se utiliza un prisma para colocar las imágenes del objeto objetivo y una superficie brillante calibrada una al lado de la otra, por ejemplo, como un disco dentro de un anillo.

Muchos pirómetros de filamentos que desaparecen utilizan un filtro rojo. La combinación del filtro y la respuesta del ojo humano sólo permite pasar a través de una banda estrecha de longitudes de onda rojas, por lo que la comparación de luminosidad se realiza sólo en una banda estrecha de longitudes de onda. Esto reduce los errores debidos a que el objetivo y el filamento no tienen espectros de emisión idénticos. Para objetos muy calientes, se pueden utilizar filtros adicionales para proteger el ojo de la luz excesiva. La resolución del instrumento depende en cierta medida del operador, pero con un operador experto se puede lograr una resolución de 10 °C para temperaturas de hasta 2000 °C.

Los pirómetros de filamentos que desaparecen sólo se pueden utilizar si el objeto en estudio emite luz visible similar a la de un cuerpo negro caliente; esto significa que su temperatura debe ser lo suficientemente alta (alrededor de 600 °C o más) y el objeto no debe ser totalmente transparente o muy reflectante. Para una buena precisión, el objeto debe aparecer de color gris oscuro o negro cuando está frío.

• Espejo galvanometer
• Glossmeter