LPPIRG01
Pirgeometro de radiación infrarroja lejana
El pirgeómetro LP PIRG 01 se utiliza para medir la radiación infrarroja lejana (FIR). Se usa principalmente en la meteorología. Las medidas se refieren a radiaciones con una longitud de onda mayor que 4,5μm.
La radiación infrarroja lejana es obtenida midiendo la señal de salida de la termopila y por el conocimiento de la temperatura del instrumento. La medición de temperatura se hace por medio de un NTC de 10k, insertado en el cuerpo de pirgeómetro.
El pirgeómetro también puede ser utilizado para estudios sobre el balance energético, en este caso, además que otro pirgeómetro que mide la radiación infrarroja hacia arriba del suelo, es necesario un albedómetro (LP PYRA 05 o LP PYRA06) para medir la irradiancia en longitudes de onda corta (<3μm).
En uso agricola, el pirgeómetro informa respecto a perdidas de calores en invernaderos, cuando los cielos están despejados, la radiación térmica saliente o la pérdida de calor de un invernadero es mayor que a la misma temperatura exterior en condiciones nubladas. En las noches limpias de nubes, la pantalla térmica debe ser cerrada antes de cuando el cielo esté nublado. La radiación saliente se mide usando un pirgeómetro. Una vez conectado a los controladores del invernaderos, el usuario puede programar los cierres de la pantalla térmica.
El principio de funcionamiento del pirgeómetro LP PIRG 01 se basa en un sensor de termopila cuya superficie está cubierta con pintura negra mate que permite que el instrumento no sea selectivo a diferentes longitudes de onda. El sensor está cubierto por una ventana de silicio que tiene dos propósitos básicos:
1 – Proteger la termopila de la intemperie.
2 – Determinar el rango espectral del instrumento: el silicio es transparente a longitudes de onda mayores que 1.1μm. En el interior de la ventana hay un filtro para bloquear la radiación de hasta 4,5 – 5μm.
La superficie exterior del silicio, que es expuesta a la intemperie, está recubierta con una capa resistente a las rayaduras (DLC) para garantizar una resistencia y durabilidad en cualquier condición climática. La capa anti-rayaduras ofrece la ventaja de la limpieza de la superficie sin el peligro de rayar la ventana.
La energía radiante es absorbida/irradiada por la superficie de la termopila ennegrecida, creando una diferencia de temperatura entre el centro de la termopila (unión caliente) y el cuerpo de pirgeómetro (unión fría). La diferencia de temperatura entre la unión caliente y la unión fría se convierte en una «diferencia de potencial» por efecto Seebeck.
Si la temperatura del pirgeómetro es mayor que la temperatura radiante de la porción de cielo enmarcada por el pirgeómetro, la termopila emitirá energía y la señal de salida será negativa (situación típica de cielo despejado). Viceversa, si la temperatura del pirgeómetro es más baja que la porción de cielo enmarcada, la señal será positiva (situación típica del cielo nublado).
Así que para calcular la radiación infrarroja en tierra (FIR), además de la señal de salida de la termopila, es necesario conocer la temperatura T del pirgeómetro.
Como se muestra en la fórmula 1:
EFIR ↓=Eterm.+σTB4
Donde :
Eterm= irradiancia neta (positiva o negativa) medida con la termopila.
[W m- 2)], el valor se calcula por la sensibilidad del instrumento (C) [μV/(W m – 2) ] y la señal de salida (Uemf ) según la fórmula 2:
CU Eemf term. = 2σ = constante de Stefan-Bolzmann (5.6704×10-8 W m-2 K-4).
TB = temperatura del pirgeómetro (K), obtenida leyendo la resistencia delNTC (10k). En el (Tabla 1) manual se muestra el valor de resistencia según la temperatura para valores entre -25°C y +55°C.
El primer término de la fórmula 1 representa la radiación neta, es decir, la diferencia entre la radiación infrarroja a la tierra y la emisión del pirgeómetro, mientras que el segundo término es la radiación emitida por un objeto (se toma con la sumisión ε=1) a temperatura TB
