Descrizione
PS-2148 – Sensore di luce infrarossa
Questo sensore consente le misurazione dell’intensità di radiazione elettromagnetica, in W/m2, entro una vastissima gamma di frequenze. Esso consente lo studio di molti fenomeni, fra cui la radiazione da corpo nero, la legge di Stefan-Boltzmann, la luminanza energetica solare, la misurazione della temperatura senza contatto.
Il suo utilizzo richiede l’uso di un’interfaccia per computer.
Principio di funzionamento:
Per convertire l’intensità di radiazione IR in segnale elettrico convenientemente misurabile, il sensore utilizza una termopila incapsulata in azoto costituita da 120 termocoppie con giunzioni in serie diffuse su silicio. Il segnale elettrico generato dalla termopila viene amplificato e digitalizzato. Un microprocessore integrato calcola l’intensità di radiazione come valore della potenza incidente per unità di area sensibile del sensore (2.25 mm2). I valori digitalizzati di tensione della termopila e dell’intensità di radiazione vengono quindi inviati all’interfaccia e al computer.
Per garantire una risposta lineare della trasmittanza entro l’ampia gamma di frequenze comprese fra 0.7 e 30 micrometri, il sensore utilizza un filtro in bromoioduro di tallio (KRS-5).
Un termistore integrato misura la temperatura del lato freddo della termopila ed esegue la correzione delle misure dall’auto irraggiamento.
Alcune applicazioni tipiche:
- corpo nero: misura della luminanza energetica,
- irraggiamento solare: misura dell’intensità di radiazione diretta del Sole e confronto con l’intensità di radiazione in diversi punti del cielo,
- intensità di radiazione in funzione della distanza: come si confronta l’intensità di radiazione di una sorgente puntiforme, quale il filamento di una lampadina, con quella di una sorgente più estesa, quale la piastra di un fornello elettrico,
- intensità di radiazione in funzione della temperatura: come varia la temperatura di un oggetto (o la differenza di temperatura fra l’oggetto e il sensore) al variare dell’intensità netta di radiazione,
- raffreddamento: misurare la temperatura di un oggetto caldo in via di raffreddamento e confrontarla con l’intensità di radiazione emessa: come varia il gradiente di temperatura in rapporto alla potenza irradiata totale: come si confronta la variazione complessiva di temperatura con la quantità totale di energia irradiata: scoprire quali altri meccanismi, oltre all’irraggiamento, sono responsabili della perdita di calore,
- intensità in funzione di emissività: utilizzando una cavità termica (TD-8580A) misurare l’intensità di radiazione emessa da diversi tipi di superfici tenute alla stessa temperatura: come incidono il colore e la finitura delle superfici sull’intensità irradiata: confrontare l’intensità di radiazione di una superficie libera con quella di una cavità alla stessa temperatura,
- potenza irradiata da una lampadina: misurare tensione e corrente applicate ad una lampadina e l’intensità di radiazione emessa, quindi calcolare la potenza elettrica applicata alla lampadina e confrontarne il valore con la potenza irradiata totale.
Specifiche tecniche:
- dimensioni dell’area sensibile: 1.5×1.5mm,
- superficie dell’area sensibile: 2.25 mm2,
- numero di giunzioni nella termopila: 120,
- ampiezza di campo utile: entro 92° per una sorgente di superficie piana; entro 48° per una sorgente puntiforme; oltre i 92° per sorgenti spurie,
- gamma di intensità: da -500 a 4500W/m2; risposta lineare fra 0 e 1000W/m2,
- risposta spettrale: piatta fra 0.7 e 30 micrometri,
- filtro ottico d’entrata: realizzato in KRS-5 (bromoioduro di tallio),
- termopila sigillata in atmosfera di azoto,
- termistore integrato,
- massima frequenza di campionamento: 100Hz.
Apparati ed accessori utili:
- TD-8580A: cavità termica,
- TD-8554A: cubo di Leslie,
- OS-8534A: selettore di diaframmi,
- OS-8535: traslatore lineare,
- OS-8541: banco ottico da 60cm.
