Simposio de Metrología 2016 19 al 23 de Septiembre de 2016 1 FUENTE DE RADIACION INFRARROJA CON GRADIENTES TÉRMICOS Víctor Martínez Fuentes 1 , Margarita Kaplun Mucharrafille 2 , Estela Escoto Serrano 3 1 Universidad Politécnica de Querétaro, 2 Brikap, S. A. de C. V, 3 CIDESI 1 Carretera Estatal 420 s/n. El Marqués, Querétaro Tel 442 155 5989, victor.martinez@upq.mx Resumen: La función de una cámara termográfica es visualizar gradientes térmicos. Para probar su característica de producir imágenes térmicas se desarrolla una placa como fuente de radiación infrarroja que lejos de ser uniforme tiene un gradiente de temperatura en cuatro etapas. El gradiente se controla seleccionando las temperaturas en los extremos de la placa. En este artículo se muestra su principio de operación, su construcción y desempeño. 1. INTRODUCCIÓN Las cámaras termográficas se usan para visualizar gradientes de temperatura en imágenes. Como una prueba de su correcto desempeño es que diseña y construye una placa con gradientes térmicos ajustables. El sistema completo consiste de una cavidad de cuerpo negro como fuente de radiación térmica a baja temperatura y un arreglo de placa de radiación de forma rectangular que sirve para generar gradientes de temperatura en forma controlada, en un alcance de temperaturas de -20 °C hasta temperaturas de 80°C. Ambos elementos proveen la calibración en una temperatura (la de la cavidad de cuerpo negro) y permiten caracterizar los gradientes de temperatura observados de una cámara termográfica de la placa con gradientes térmicos medidos con termómetros de contacto. Aunque existen calibradores planos para termómetros de radiación, solo se trata de placas con temperatura uniforme con un sólo punto de temperatura para calibrar sólo una temperatura de la cámara termográfica o del termómetro infrarrojo. En ellos, no existe forma de generar un gradiente térmico que sea conocido para verificar los gradientes térmicos que registra la cámara termográfica 2. GENERADOR DE GRADIENTES TÉRMICOS El generador de gradientes térmicos consiste de un arreglo de placa de radiación de forma rectangular que sirve como fuente de radiación para generar gradientes de temperatura en forma controlada, en un alcance de temperaturas de -20 °C hasta temperaturas de 80 °C Esta placa está formada por cuatro bloques idénticos de acero inoxidable de 14 mm x 100mm x 20 mm apilados en forma vertical (Figura 1). Cada bloque está en contacto térmico con los adyacentes a través de las caras planas laterales. La cara posterior de cada bloque tiene dos pequeños termopozos con diámetro de 1 mm donde se alojan termopares tipo T con el fin de medir el perfil de temperatura que se obtiene. La cara frontal de 20 mm x 100 mm tiene en su superficie un maquinado de pequeñas pirámides cuadradas y contiguas. Esta cara se recubre con pintura negra de alta emisividad. Figura 1. Bloque básico de acero inoxidable con piramides maquinadas en una de sus superficies. El funcionamiento del aparato es como sigue: Placa de gradiente térmico: Este dispositivo aprovecha el efecto de la resistencia térmica de contacto entre los bloques metálicos de acero inoxidable para provocar caídas de temperatura debidas al flujo de calor que ocurre desde el bloque calefactor al bloque frío. Es bien sabido que la resistencia térmica de contacto entre superficies conformantes está relacionada con el área real de contacto y ésta a su vez se relaciona con el acabado superficial, la presión ejercida sobre el contacto, la conductividad térmica de los materiales entre otras variables [1-3]. En la ecuación 1 se muestra el modelo de transferencia de calor y las resistencias térmicas involucradas.