Medida de temperatura en entornos de radiación solar concentrada

Abstract

La temperatura superficial es un parámetro clave en muchas aplicaciones de radiación solar concentrada. La medida en el rango espectral infrarrojo de la radiación térmica emitida por superficies de materiales irradiados con radiación solar concentrada, es una alternativa a la termometría de contacto, la cual no es adecuada para medir temperaturas superficiales debido a que los sensores de contacto tienen que alcanzar equilibrio termodinámico con la superficie, muestran dependencia en la forma en que éstos hacen contacto y miden dentro de un limitado rango de temperaturas. Por otro lado, la medida con sensores infrarrojos puede estar afectada por la radiación solar reflejada procedente de la superficie irradiada, provocando una lectura sobreestimada de la temperatura superficial. Por lo tanto, la radiación solar reflejada por la superficie constituye una fuente importante de error en esta metodología sin contacto. Un método prometedor para reducir la influencia de esta fuente de incertidumbre es el uso de filtros pasa-banda centrados en bandas espectrales donde la radiación solar ha sido atenuada, dando como resultado un sensor insensible a la radiación solar. En este documento se analizan seis filtros pasa-banda centrados en distintas regiones espectrales dentro del rango comprendido entre 1500 y 5000 nm. Cuatro de estos seis filtros pueden ser utilizados en el caso en el que se desee medir temperaturas superficiales de cuerpos ubicados detrás de ventanas de cuarzo, mientras que los otros dos se puede utilizar para medir la temperatura de la misma ventana de cuarzo con el fin de vigilar y controlar los niveles de seguridad. Finalmente, se ha desarrollado un método de medida para un prototipo de cámara termográfica a la cual se ha adaptado una rueda de filtros con los filtros pasa-banda centrados en 3320 nm y 4720 nm, dos de las seis bandas analizadas. Esto permite medir temperaturas de superficies calentadas con radiación solar concentrada minimizando el impacto de ésta en la medida.