Pirometro
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Il pirometro è uno strumento per la misura delle temperature, utilizzato specialmente nel caso di temperature elevate, per esempio quelle di corpi incandescenti.
Esso sfrutta l'energia raggiante emessa dal corpo che è proporzionale alla quarta potenza della temperatura.
Esistono diversi tipi di pirometri, che si classificano in pirometri a radiazione totale e pirometri ottici. I diversi tipi di pirometro possono misurare intervalli di temperature differenti, che possono arrivare fino ai 3000 °C.
[modifica] Pirometri a radiazione totale
In questo tipo di pirometro si misura la temperatura di equilibrio tra il pirometro che è in definitiva un corpo capace di assorbire radiazione elettromagnetica, e il corpo che emette radiazione, sulla base della Legge di Stefan-Boltzmann: W = σT4, dove σ è la costante di Stefan-Boltzmann. Sappiamo che ogni corpo emette radiazione su tutto lo spettro della radiazione in base alla quantità di radiazione che può assorbire. Il pirometro è composto da una cavità ricoperta di nerofumo accoppiata ad una termocoppia e una serie di specchi che fanno convergere la radiazione proveniente dal corpo sull'assorbitore di radiazione. In definitiva la temperatura misurata dalla termocoppia è quella di equilibrio tra quella proveniente dalla sorgente e dalle pareti con quella irraggiata dall'assorbitore.
La potenza assorbita e irraggiata in condizioni di equilibrio fornisce la temperatura cercata e si può scrivere:
dove T1 è la temperatura delle pareti e T2 quella dell'assorbitore. Le costanti a e b valgono:
dove ε(T) è l'emissività dei materiali, S0 è la superficie della sorgente, S la superficie dell'assorbitore e è la frazione di angolo solido vista dall'assorbitore, k un coefficiente che tiene conto dell'emissività della sorgente.
[modifica] Pirometri ottici
Si basa sul confronto dell'intensità luminosa della radiazione visibile proveniente dal corpo con l'intensità luminosa campione. Lo strumento si basa sulla figura scura prodotta dalla sorgente su uno schermo illuminato da una lampada campione di intensità nota e modificabile a piacere. Per fare questo la luce proveniente dal corpo viene proiettata sullo schermo tramite una lente.
Quando la luce della lampada campione e quella emessa dal corpo è indistinguibile, la misura di temperatura viene prelevata da un filamento accoppiato allo schermo che quindi è alla stessa temperatura del corpo emettente.
Per questo tipo di strumento e quello a radiazione totale, atti a misurare temperature anche oltre i 1500 °C si usa tararli con il punto fisso dell'Oro: 1337.65 K.