Come funzionano i termometri a infrarossi

I termometri a infrarossi sono stati inventati solo recentemente, ma sono già riusciti a conquistare molti settori, da quello industriale fino a quello medicale e clinico. Questi dispositivi di misurazione della temperatura, infatti, funzionano senza contatto e sono ideali in circostanze in cui l’oggetto è fragile o pericoloso da avvicinare.

I termometri a infrarossi si basano sul concetto di radiazione infrarossa per determinare la temperatura superficiale degli oggetti senza alcun contatto fisico. Tutto quello che vediamo è la temperatura apparire sul display, ma dietro c’è molto di più.

Continuando a leggere questo articolo potrai scoprire come funziona un termometro a infrarossi, quali sono i suoi vantaggi e le sue caratteristiche principali.

I principi alla base del funzionamento

Prima di addentrarci nel funzionamento di un termometro infrarossi, è fondamentale conoscere e capire i principi della fisica che stanno alla base di questo strumento. Chiaramente, cercheremo di spiegarli nel modo più semplice possibile.

Prima di tutto, ogni oggetto che non si trova alla temperatura dello zero assoluto presenta degli atomi che si muovono al suo interno. La velocità con cui si muovono gli atomi è in diretta correlazione con la sua temperatura. Più alta è la temperatura di un corpo, maggiore è la velocità a cui si muovono le molecole che lo compongono.

Poi, la lunghezza d’onda della radiazione infrarossa è più lunga di quella della luce visibile e proprio per questo motivo l’occhio umano non è in grado di percepire i raggi infrarossi. Tuttavia, la radiazione può passare allo spettro visibile se l’oggetto diventa troppo caldo e lo notiamo, ad esempio, quando un metallo diventa incandescente e inizia a brillare di una luce rossa.

Anche se spesso non siamo in grado di vedere la radiazione infrarossa, possiamo comunque percepirla sotto forma di calore. Il calore che sentiamo dalla luce solare, da un calorifero o dalla fiamma di un accendino sono tutti esempi di radiazioni infrarosse. È questo calore che i termometri a infrarossi rilevano per misurare la temperatura degli oggetti.

Funzionamento dei termometri a infrarossi

I termometri a infrarossi utilizzano una lente per focalizzare la luce infrarossa emessa dall’oggetto su un rilevatore noto come termopila che è composto da una serie di piccole termocoppie collegate in serie o in parallelo.

Quando la radiazione infrarossa cade sulla superficie della termopila, viene assorbita e convertita in calore. L’uscita di tensione viene prodotta in proporzione all’energia infrarossa incidente. Il rilevatore utilizza questa uscita per determinare la temperatura che viene poi visualizzata sullo schermo.

Anche se l’intero processo può sembrare complicato, il termometro a infrarossi impiega solo pochi secondi per registrare la temperatura e visualizzarla nell’unità desiderata.

Caratteristiche da considerare

L’aspetto più cruciale di qualsiasi termometro è la sua precisione. Per i termometri a infrarossi, la precisione dipende dal rapporto distanza-punto che indica la distanza massima da cui il termometro infrarossi riesce a valutare la temperatura di una superficie.

L’emissività mostra quanta energia infrarossa può emettere un termometro alla volta. I termometri con emissività più vicina a 1,00 possono leggere più materiali rispetto a quelli con valore di emissività inferiore. Alcuni termometri sono dotati di un livello di emissività regolabile per modificare la quantità di energia infrarossa emessa e compensare l’energia riflessa dal materiale.

L’intervallo di temperatura di un termometro a infrarossi influisce sul lavoro per cui lo si può usare. Quelli usati dagli enti della sanità pubblica per misurare la febbre all’ingresso degli ospedali, ad esempio, hanno un intervallo molto limitato.

Infine, la velocità di lettura di un termometro a infrarossi è il tempo impiegato dal termometro per fornire una lettura accurata dopo aver avviato il processo. Questo fattore è essenziale quando si misura la temperatura di un oggetto in movimento o nei casi in cui gli oggetti si riscaldino o perdano calore rapidamente.