WO2017164723A1 - Calibrador de termómetros óticos infrarrojos - Google Patents
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Classifications
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- G—PHYSICS
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- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
-
- G—PHYSICS
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- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K15/00—Testing or calibrating of thermometers
Definitions
- the present invention relates to the technical field of metrology, calibration, validation, instrumentation and telemetry; since it provides an infrared thermometer calibrator. BACKGROUND OF THE INVENTION
- thermometer infrared thermometer, infrared pyrometer or non-contact thermometer (term that illustrates its ability to measure temperature remotely), is a temperature meter of a surface portion of an object from the emission of light of the black body type that produces.
- This type of thermometer is sometimes mistakenly referred to as a laser thermometer, since it usually uses the assistance of a laser, although such a laser is simply to aim better at the measurement site, not to make the measurement.
- infrared thermometer is used to express the difference with a classic contact thermometer since it measures thermal radiation and not the temperature itself. By knowing the amount of energy emitted by an object, and its emissivity, its temperature can be determined. Very hot objects emit visible light that is also a form of electromagnetic radiation. While the human eye is very sensitive to yellow light with wavelengths around 0.555 ⁇ m, it cannot detect light with wavelengths greater than 0.700 ⁇ m (red) or less than 0.400 ⁇ m (violet). Although our eyes cannot detect the energy outside that narrow band of wavelengths called the visible spectrum, we know it is there because we can detect it with a radiometer.
- the method comprises measuring the light energy (found in the infrared band) with a detector that converts it into an electrical signal.
- Infrared radiation is electromagnetic radiation with wavelengths greater than visible light and smaller than millimeter wave radiation. Terms such as wavelength and wavelength are used to describe infrared and other types of electromagnetic radiation. For example, the wavelength describes the intensity of the electromagnetic radiation and the wavelength is used among other things to determine if it is a microwave, visible light or infrared radiation.
- Radiant energy from an opaque surface is a combination of the emitted radiance caused by surface temperature and reflected radiance from anywhere in the environment. Transmission through the object is another source of radiant energy that must be considered when objects are not opaque.
- the amount of light emitted at a certain temperature is calculated by the emissivity of the surface.
- Emissivity is the ratio between the radiated energy emitted by a surface and that emitted by a black body at the same temperature. Emissivity is greatly affected by the type of surface material and its finish. Metals with Smooth surfaces tend to have low emissivity and high reflectivity while narrow and deep holes have high emissivity and very low reflectivity. The sum of emissivity, reflectivity, and transmissivity is always equal to one.
- Infrared temperature calibrators must be designed to have a known emissivity, which must remain constant over time. This method allows the temperature to be measured remotely, unlike other types of thermometers such as thermocouples that need to be in contact with the element from which the temperature is being measured. Therefore, it is possible to measure the temperature if the object is moving, if it is surrounded by an electromagnetic field, or if it is placed in a vacuum, etc.
- This measurement method can provide very accurate data, however, it must be well calibrated, since the measured radiation depends on many parameters: object emissivity, source uniformity and device geometry.
- Calibration can be defined as the set of operations carried out in accordance with a defined calibration procedure, which compares the measurements made by an instrument with others made with an instrument of greater accuracy or standard, with the purpose of detecting and informing, or eliminate by adjustment the errors in the instrument being calibrated.
- An infrared temperature calibration begins with a superficial measurement of what acts as a source of heat, which must be a flat plate or a cavity that functions as pattern or reference.
- the calibration geometry which includes the size of the measuring surface and the distance of the thermometer to be calibrated, plays a fundamental role in the measurement result. Also critical are temperature stability, uniformity and physical properties of the emitting surface such as emissivity.
- the measuring surface of a calibrator acts as a transducer converting thermal energy into thermal radiation.
- the intensity of the infrared radiation emitted by the surface is measured by the infrared thermometer to calculate the temperature.
- the surface temperature measurement is analogous to the sensor of a thermo-resistance that translates the thermal energy into resistance, which is measured by a thermometer to calculate the temperature.
- the sensor is responsible for the majority of the errors in the temperature measurement, which explains the importance of calibrating the temperature sensors.
- One of these sources of error in the measurement of surface temperature and perhaps the greatest in infrared temperature calibration is emissivity.
- the light energy radiated from the surface of the calibrator is transmitted through the air until it is detected by the thermometer. Dirt, smoke and glass surfaces can obstruct the light and affect the measurement results.
- the detector has to collect the light from a precise area in the center of the target to avoid unwanted errors by nearby objects.
- thermometer infrared has peripheral vision; peripheral vision in infrared thermometers is sometimes called dispersion, it can be between 1% and 35% of the total energy measured, depending on the quality of the instrument, a target size that can be suitable for practical measurements in the field , is not always adequate for the accuracy of the laboratory during calibration. This is the reason why to calibrate most of the infrared thermometers a target with a size much larger than the one suggested by the depth of field is necessary.
- thermometer The infrared energy collected by the thermometer will be filtered by its optical system, which is only sensitive to a specific band of spectra ranging from 8 um to 14 um.
- the energy reflected by the radiation of the room's ambient temperature is included in the energy collected.
- the radiation source is composed of a small cylindrical conical black body cavity in the center of a blackened aluminum circular plate that serves as an area to calibrate the front thermometers.
- Portable calibrators allow on-site checking and therefore reduce downtimes to a minimum. In addition, the accuracy of the entire chain can be checked in the installation and the transport risk is eliminated when sending the instrument to be checked to a laboratory. There is a wide range of portable calibrators and proper selection of the right instrument requires consideration of several criteria.
- thermometer calibrators A search of the state of the art of infrared thermometer calibrators was carried out and several documents were found, for example, the patent application number JP2001013014 (A), with publication date on January 19, 2001 with title * CALIBRA ION METHOD OF NON-CONTACT-TYPE THER OMETER (Non-contact thermometer calibration method) "which describes a precise and efficient method for the calibration of non-contact type thermometers, which is arranged for a plurality of places where the distance from the point center of an object to be measured that is rotating is different.
- the radiation thermometers are arranged in the direction of the diameter to carry out the feedback control of the heaters.
- a slot-shaped window is provided in the direction of the diameter for the organization of a standard thermometer in it.
- the temperature of the objects that will be measured in the reaction chamber can be measured sequentially through the window.
- the distance from the center point of the object to a measurement point by the standard thermometer corresponds to that, from the central point to the measurement, one for each of the radiation thermometers while the standard thermometer is moving in the direction of the diameter, the movement stops once, and the radiation output of each of the thermometers is calibrated sequentially so that the measurement values of both coincide with each other.
- the method of combining nonlinearly includes the use of gain and terms that can be altered to a limited extent by a technician in the field with a black body calibration source. As a result of recalibration, measurements of the exact target temperature are provided continuously.
- the method of combining nonlinearly includes the use of additional gain and terms that are adjusted to take into account the infrared radiation characteristics of an anatomical objective compared to the black body objectives and the compensation of the source of calibration.
- the CN20081134154 (B) patent which describes a system and method for the correction of an infrared target in which the temperature of an IR thermometer calibration system is controlled such that the radiation emitted by a target at a temperature given input is equal to the radiation emitted by a gray body heated to the inlet temperature and having an emissivity equal to an emissivity adjustment of a thermometer infrared to calibrate using the IR thermometer calibration system.
- the system comprises a set of infrared emissivity thermometers; the infrared thermometer points to the emitted infrared radiation; it has a heating element in contact with the target heat; It has a temperature sensor in contact with the target heat; and a coupling of the temperature sensor to the controller and the heating element, the controller is configured to receive an input temperature, the controller is configured to assign the input temperature to the set temperature, the heating element causes the target to warm to approximately the set temperature, the system temperature corresponding to the target is equal to the apparent inlet temperature, the apparent temperature is substantially equal to that of the gray body, and the emissivity of the gray body of the infrared thermometer is substantially equal to the Emissivity configuration and its radiation intensity, which is substantially equal to the intensity of radiation which is heated together to the target temperature.
- Figure 1 shows a top left perspective view of the explosion of the infrared optical thermometer calibrator.
- Figure 2 shows a top left perspective view of the infrared optical thermometer calibrator.
- Figure 3 shows a top view of the infrared optical thermometer calibrator.
- Figure 4 shows a front view of the infrared optical thermometer calibrator.
- Figure 5 shows a left side view of the infrared optical thermometer calibrator.
- Figure 6 shows a rear perspective view of the infrared optical thermometer calibrator.
- Figure 7 shows a perspective view of the insulating support of the infrared optical thermometer calibrator.
- Figure 8 shows a perspective view of the black body of the infrared optical thermometer calibrator.
- Figure 9 shows a top perspective view of the equipment cabinet lid assembly and the black body cabinet lid of the infrared optical thermometer calibrator.
- thermometer calibrator is made up of:
- a black body (8) composed of at least one circular metal plate, where the metal is preferably blackened aluminum; At the center of said circular plates, the black body (8) has a cylindrical conical cavity (19), which simulates the ear cavity, as illustrated in Figure 8.
- an electrical resistor (9) is in contact with the outer contour of the black body (8), in order to transfer temperature to said black body, said temperature is preferably from 32 to 42 ° C , which means that clinical contact thermometers can be calibrated.
- an insulating support (11) is configured to house the electrical resistance (9) and the black body (8) inside.
- the insulating support (11) has a groove (20) at the bottom, which allows the electrical resistance (9) to be connected to a controller (12) that allows to regulate the temperature with which The infrared optical thermometer calibrator works.
- a first cabinet (15) which has a muffle (5) inside which allows the passage of the electric wiring into the second cabinet (17) and, at least, a support (14 ) to give firmness and support to a cover of the first cabinet (15), where said cover (15) is configured with a hole (22) in the upper part by which the insulating support (11) is fixed with the black body ( 8) and the electrical resistance (9) inside, by fastening means (7), in such a way that the face of the black body (8) is exposed to the outside of the calibrator of infrared otic thermometers, as illustrated in Figures 2, 3, 4, 5 and 6.
- the fastening means (7) can be screws, rivets, staples, magnets, tongue and groove systems and / or the combination of the above.
- a second cabinet (17) joins the first cabinet (15), allowing the wires of the infrared optical thermometer gauge to pass between them through the wall that divides them.
- the second cabinet (17) is configured to house a transformer (6), which is designed to control the voltage of the infrared thermometer gauge.
- Inside the second cabinet (17) there is at least one support (16) to give firmness and support to a cover of the second cabinet (4), where said cover (4) is configured to install in its front part the controller (12), a switch (13) and a fuse holder (21).
- the infrared thermometer calibrator has at least two separators (3) on which a tray (2) is placed that is not in direct contact with the lid of the second cabinet (4).
- the tray (2) is configured to allow a handle (1)
- the infrared optical thermometer calibrator has at least one ventilation means (23), distributed between the first cabinet (15), the second cabinet (17), the cover of the first cabinet (10) and the cover of the second cabinet (4), allowing air to circulate inside the infrared otic thermometer calibrator in order to prevent the electrical equipment from failing due to an overload of temperature;
- the ventilation means (23) can be a grill and / or a fan.
- the levelers (18) are made of elastomer, preferably of the R group (of English Rubber) where the main chain is composed of carbon and hydrogen and contains double bonds; specifically nitrile rubber.
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Abstract
Calibrador de termómetros óticos infrarrojos, caracterizado por que comprende un cuerpo negro compuesto por una placa circular de metal y una cavidad; una resistencia eléctrica en contacto con el contorno exterior del cuerpo negro; un soporte aislante para albergar en su interior a la resistencia eléctrica y al cuerpo negro; un primer gabinete que en su interior cuenta con una mufa y un soporte para dar firmeza y una tapa; un segundo gabinete para albergar un transformador que se une al primer gabinete; un interruptor; un portafusibles; dos separadores en la parte superior de la tapa del segundo gabinete; al menos, un medio de ventilación; y, al menos, dos niveladores en la parte inferior del primer gabinete y el segundo gabinete.
Description
CALIBRADOR DE TERMÓMETROS ÓTICOS INRAROJOS
CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona con el campo técnico de la metrología, calibración, validación, instrumentación y la telemetría; ya que aporta un calibrador de termómetros óticos infrarrojos. ANTECEDENTES DE LA INVENCION
Un termómetro infrarrojo, pirómetro de infrarrojo o termómetro sin contacto (termino que ilustra su capacidad para medir la temperatura a distancia) , es un medidor de temperatura de una porción de superficie de un objeto a partir de la emisión de luz del tipo cuerpo negro que produce. A este tipo de termómetro a veces se le denomina erróneamente termómetro láser, ya que suele utilizar la asistencia de un láser, aunque dicho láser es simplemente para apuntar mejor hacia el lugar de medición, no para hacer la medición.
Se utiliza el término "termómetro de infrarrojos" para expresar la diferencia con un termómetro de contacto clásico ya que mide la radiación térmica y no la temperatura en sí. Al conocer la cantidad de energía emitida por un objeto, y su emisividad, se puede determinar su temperatura. Los objetos muy calientes emiten una luz visible que es también una forma de radiación electromagnética. Mientras que el ojo humano es muy sensible a la luz amarilla con longitudes de onda en torno a 0.555 μm, no puede detectar luz con longitudes de onda mayores de 0.700 μm (roja) ni
menores de 0.400 μm (violeta). Aunque nuestros ojos no puedan detectar la energía fuera de esa banda tan estrecha de longitudes de onda llamada espectro visible, nosotros sabemos que está ahí porque la podemos detectar con un radiómetro.
En términos generales, el método comprende la medición de la energía de luz (que se encuentra en la banda infrarroja) con un detector que lo convierte en una señal eléctrica.
La radiación infrarroja es radiación electromagnética con longitudes de onda mayores que la luz visible y más pequeñas que la radiación de onda milimétrica. Términos como longitud de onda y amplitud de onda son utilizados para describir los infrarrojos y otros tipos de radiación electromagnética. Por ejemplo, la amplitud de onda describe la intensidad de la radiación electromagnética y la longitud de onda es utilizada entre otras cosas para determinar si es una microonda, luz visible o radiación infrarroja.
La energía radiante proveniente de una superficie opaca es una combinación de la radiancia emitida causada por la temperatura de la superficie y la radiancia reflejada proveniente de cualquier lugar en el ambiente. La transmisión a través del objeto es otra fuente de energía radiante que debe ser considerada cuando los objetos no son opacos. La cantidad de luz emitida a una determinada temperatura es calculada por la emisividad de la superficie. La emisividad es la relación entre la energía radiada emitida por una superficie y la emitida por un cuerpo negro a la misma temperatura. La emisividad se ve enormemente afectada por el tipo de material de la superficie y el acabado de la misma. Los metales con
superficies lisas tienden a tener una baja emisividad y una alta reflectividad mientras que los orificios estrechos y profundos tienen una alta emisividad y muy baja reflectividad. La suma de emisividad, reflectividad, y transmisividad es siempre igual a uno. Los calibradores de temperatura infrarroja deben ser diseñados para tener una emisividad conocida, que debe permanecer constante a lo largo del tiempo. Este método permite medir la temperatura de forma remota, a diferencia de otros tipos de termómetros como los termopares que necesitan estar en contacto con el elemento del que se está midiendo la temperatura. Por lo tanto, es posible medir la temperatura si el objeto se está moviendo, si está rodeado por un campo electromagnético, o si se coloca en el vacio, etc.
Este método de medición puede proporcionar datos muy precisos, sin embargo, se debe calibrar bien, ya que la radiación medida depende de muchos parámetros: emisividad del objeto, uniformidad de la fuente y geometría del dispositivo.
La calibración puede ser definida como el conjunto de operaciones llevadas a cabo de acuerdo con un procedimiento de calibración definido, que compara las medidas realizadas por un instrumento con otras realizadas con un instrumento de mayor exactitud o patrón, con el propósito de detectar e informar, o eliminar por ajuste los errores en el instrumento que se está calibrando.
Una calibración de temperatura infrarroja comienza con una medida superficial de lo que actúa como fuente de calor, que debe ser un plato plano o una cavidad que funciona como
patrón o referencia. La geometría de calibración, que incluye el tamaño de la superficie de medida y la distancia del termómetro a calibrar juega un papel fundamental en el resultado de la medida. También son críticas la estabilidad de la temperatura, la uniformidad y las propiedades físicas de la superficie emisora como es la emisividad.
La superficie de medida de un calibrador actúa como un transductor convirtiendo la energía térmica en radiación térmica. La intensidad de la radiación infrarroja emitida por la superficie es medida por el termómetro infrarrojo para calcular la temperatura. La medida de temperatura en la superficie es análoga al sensor de una termorresistencia que traduce la energía térmica en resistencia, la cual es medida por un termómetro para calcular la temperatura.
Se debe tener en cuenta que el sensor es el responsable de la mayoría de los errores en la medida de temperatura, lo que explica la importancia de calibrar los sensores de temperatura. Una de esas fuentes de error en la medida de la temperatura superficial y quizá la mayor en la calibración de temperatura infrarroja es la emisividad. La energía luminosa radiada desde la superficie del calibrador es transmitida a través del aire hasta ser detectada por el termómetro. La suciedad, el humo y las superficies de vidrio pueden obstruir a la luz y afectar los resultados de la medida. El detector tiene que recoger la luz de un área precisa en el centro del blanco para evitar errores indeseados por objetos cercanos.
La profundidad de campo ayuda al usuario a encontrar la posición correcta del termómetro. Sin embargo, el tamaño del blanco es solo un porcentaje de todo el campo de visión del termómetro. Como el ojo humano, un termómetro
infrarrojo tiene visión periférica; la visión periférica en los termómetros infrarrojos a veces se llama dispersión, puede suponer entre el 1 % y el 35 % del total de la energía medida, dependiendo de la calidad del instrumento, ün tamaño de blanco que puede ser adecuado para medidas prácticas en campo, no es siempre el adecuado para la exactitud del laboratorio durante la calibración. Este es el motivo por el cual para calibrar la mayoría- de los termómetros de infrarrojos es necesario un blanco con un tamaño bastante mayor al sugerido por la profundidad de campo .
La energía infrarroja recogida por el termómetro será filtrada por su sistema óptico, que es solo sensible a una determinada banda de espectros que va de 8 um a 14 um. En la energía recogida se incluye la energía reflejada por la radiación de la temperatura ambiente de la habitación.
Para asegurar el buen funcionamiento es imprescindible una calibración periódica. A menudo no es necesario realizar esta comprobación en laboratorios ajenos, cabe la posibilidad de utilizar calibradores portátiles de elevada precisión, donde la medición es trazable a los patrones nacionales a través de la calibración de los termómetros de la fuente o a través de la calibración radiométrica de la fuente de radiación. La fuente de radiación está compuesta por una pequeña cavidad de cuerpo negro cónico cilindrica en el centro de una placa circular de aluminio ennegrecido que sirve como área para calibrar los termómetros de frente.
Los calibradores portátiles permiten la comprobación in situ y reducen por lo tanto los tiempos de paro a un mínimo. Además, se puede comprobar la precisión de la cadena entera
en la instalación y se elimina el riesgo de transporte al enviar el instrumento a comprobar a un laboratorio. Existe una amplia gama de calibradores portátiles y la selección adecuada del instrumento idóneo requiere la consideración de varios criterios.
Se realizó una búsqueda del estado de la técnica de calibradores de termómetros óticos infrarrojos y se encontraron varios documentos, por ejemplo, la solicitud de patente número JP2001013014 (A) , con fecha de publicación el 19 de enero de 2001 con titulo *CALIBRA ION METHOD OF NON-CONTACT-TYPE THER OMETER (Método de calibración de termómetros sin contacto)" que describe un método preciso y eficiente para la calibración de termómetros de tipo de no contacto, que está dispuesto para una pluralidad de lugares donde la distancia desde el punto central de un objeto a ser medido que está girando es diferente. En una parte de techo de una cámara de reacción, los termómetros de radiación están dispuestos en la dirección del diámetro para llevar a cabo el control de realimentación de los calentadores. En la parte de techo, una ventana en forma de ranura se proporciona en la dirección del diámetro para la organización de un termómetro estándar en él.
Mientras que el termómetro estándar está siendo movido por un tornillo de bola, la temperatura de los objetos que se medirá en la cámara de reacción, puede ser medido de forma secuencial a través de la ventana. Cuando la distancia desde el punto central del objeto a un punto de medida por el termómetro estándar corresponde con la que, desde el punto central a la medición, uno por cada uno de los termómetros de radiación mientras que el termómetro estándar se está moviendo en la dirección del diámetro, el movimiento se detiene una vez, y la salida de radiación de cada uno de los termómetros se calibra de forma secuencial
de manera que los valores de medición de ambos coinciden entre si.
Otro documento es la solicitud de patente EP19910103502 —(A) , titulada "SYSTEM FOR TEMPERATÜRE DETERMINATION AND CALIBRATION IN A BIOMEDICAL THERMOMETER (Sistema para la determinación de la temperatura y de calibración en un termómetro biomédica)" en la cual se da a conocer un detector de infrarrojos que recibe la energía infrarroja desde el objetivo y proporciona una señal del detector basada principalmente en la diferencia entre la temperatura del detector de infrarrojos y la temperatura de la zona de temperatura de referencia del detector. Un dispositivo de medición de la temperatura de contacto proporciona una señal de referencia que es una función de la temperatura de la zona de temperatura de referencia del detector. Un procesador recibe las señales del detector y de referencia, y combina las dos señales de una manera no lineal para dar como resultado una señal que es representativa de la temperatura del blanco. El método de combinar de forma no lineal incluye el uso de ganancia y términos que pueden ser alterados en una medida limitada por un técnico en el campo con una fuente de calibración de cuerpo negro. Como resultado de la recalibración, mediciones de la temperatura de destino exacta se proporcionan continuamente. Además, el método de combinar de forma no lineal incluye el uso de ganancia adicional y términos que se ajustan para tener en cuenta las características de radiación de infrarrojos de un objetivo anatómico en comparación con los objetivos del cuerpo negro y la compensación de la fuente de calibración.
Otro documento encontrado es la solicitud de patente con número de publicación US20010982594 (Al) ; con el título "BLACKBODY CAVITY FOR CALIBRATION OF INFRARED THERMOMETERS
(Cavidad de cuerpo negro para la calibración de termómetros infrarro os)", describe una cavidad de cuerpo negro que tiene dos tipos de superficies en la pared en la que un primer tipo tiene una alta emisividad y un segundo tipo tiene una baja emisividad. La superficie de baja emisividad de la pared tiene una abertura desde donde la radiación infrarroja se escapa de la cavidad, y está conformada preferiblemente para minimizar el escape a través de la abertura de la radiación que emana directamente de la propia pared de baja emisividad. La combinación de superficies de alta y baja emisividad de la pared permite al cuerpo negro reducir la influencia de la temperatura ambiental mientras se mantiene emisividad al acercarse a la unidad.
La publicación de la solicitud de patente US201213600917 (Al), tiene el titulo de "BLACKBODY CALIBRATION STANDARD FOR SUBMILLIMETER FREQUENCY RANGE (Cuerpo negro estándar de calibración de rango de frecuencia submilimétricas) " describe un cuerpo negro estándar de calibración de rango de frecuencia submilimétricas que incluye un absorbente principal y un absorbente secundario, en donde el absorbente principal está comprendido por una cavidad y el absorbente secundario está dispuesto de tal manera que rodea la cavidad que comprende el absorbente principal.
Por último la patente CN20081134154 (B) , que describe un sistema y método para la corrección de un objetivo infrarrojos en el que la temperatura de un sistema de calibración de termómetro IR se controla de tal manera que la radiación emitida por un blanco a una temperatura dada de entrada es igual a la radiación emitida por un cuerpo gris calentado a la temperatura de entrada y que tiene una emisividad igual a un ajuste de emisividad de un termómetro
de infrarrojos para calibrar utilizando el sistema de calibración del termómetro IR. El sistema comprende un conjunto de termómetros infrarrojos de emisividad; el termómetro infrarrojo apunta hacia la radiación infrarroja emitida; cuenta con un elemento de calentamiento en contacto con el calor de destino; tiene un sensor de temperatura en contacto con el calor de destino; y un acoplamiento del sensor de temperatura al controlador y el elemento de calentamiento, el controlador está configurado para recibir una temperatura de entrada, el controlador está configurado para asignar la temperatura de entrada a la temperatura ajustada, el elemento de calentamiento hace que el objetivo se caliente a aproximadamente la temperatura establecida, la temperatura del sistema correspondiente a la meta es igual a la temperatura aparente de entrada, la temperatura aparente es sustancialmente igual al del cuerpo gris, y la emisividad del cuerpo gris del termómetro de infrarrojos es sustancialmente igual a la configuración de emisividad y su intensidad de radiación, que es sustancialmente igual a la intensidad de radiación la cual se calienta en conjunto a la temperatura objetivo.
Sin embargo, ninguno de los documentos evidencia un calibrador de termómetros óticos, el cual separe el cuerpo negro con las resistencias del control eléctrico del aparato, asi como tampoco evidencian que gracias a su composición puedan ser trasladados de un lugar a otro con facilidad y sin correr el riesgo de que sufran daños.
Otra desventaja de los documentos anteriores, es que, no hay evidencia de que el rengo de temperatura generada, no es variable entre los rangos de 32 a 42 °C, lo que hace que puedan ser calibrados termómetros clínicos de contacto.
OBJETO DE IA INVENCIÓN
Es, por lo tanto, objeto de la presente invención, proporcionar un calibrador de termómetros óticos infrarrojos, que resuelve los problemas antes mencionados.
BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURAS
Los detalles caracteristicos de la presente invención se muestran claramente en la siguiente descripción y en las figuras que se acompañan, asi como una ilustración de aquella, y siguiendo los mismos signos de referencia para indicar las partes mostradas. Sin embargo, dichas figuras se muestran a manera de ejemplo y no deben de ser consideradas como limitativas para la presente invención.
La figura 1 muestra una vista en perspectiva superior izquierda de la explosión del calibrador de termómetros óticos infrarrojos.
La figura 2 muestra una vista en perspectiva superior izquierda del calibrador de termómetros óticos infrarrojos.
La figura 3 muestra una vista superior del calibrador de termómetros óticos infrarrojos.
La figura 4 muestra una vista frontal del calibrador de termómetros óticos infrarrojos.
La figura 5 muestra una vista lateral izquierda del calibrador de termómetros óticos infrarrojos.
La figura 6 muestra una vista en perspectiva posterior del calibrador de termómetros óticos infrarrojos.
La figura 7 muestra una vista en perspectiva del soporte aislante del calibrador de termómetros óticos infrarrojos.
La figura 8 muestra una vista en perspectiva del cuerpo negro del calibrador de termómetros óticos infrarrojos.
La figura 9 muestra una vista en perspectiva superior del ensamble de la tapa de gabinete de equipos y la tapa de gabinete de cuerpo negro del calibrador de termómetros óticos infrarrojos.
DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION
Para una mejor comprensión de la invención, a continuación, se realiza una descripción detallada de las partes que componen el calibrador de termómetros infrarrojos mostradas en las figuras, que con fines ilustrativos mas no limitativos, se anexan a la presente descripción; asi como una lista de las partes que lo componen:
Haciendo referencia a las figuras, el calibrador de termómetros óticos infrarrojos está conformado por:
Un cuerpo negro (8) compuesto por, al menos, una placa circular de metal, donde el metal es preferentemente aluminio ennegrecido; al centro de dichas placas circulares, el cuerpo negro (8) cuenta con una cavidad (19) cónica cilindrica, la cual simula la cavidad del oído, como se ilustra en la figura 8.
Como se aprecia en la figura 1, una resistencia eléctrica (9) está en contacto con el contorno exterior del cuerpo negro (8), con la finalidad de transferir temperatura a dicho cuerpo negro, dicha temperatura es preferentemente, de 32 a 42 °C, lo que hace que puedan ser calibrados termómetros clínicos de contacto.
Para evitar que existan pérdidas de temperatura y permitir que la cavidad (19) cónica cilindrica tenga una temperatura uniforme en su interior, un soporte aislante (11) está
configurado para albergar en su interior a la resistencia eléctrica (9) y al cuerpo negro (8) .
Como se ilustra en la figura 7, el soporte aislante (11) cuenta en el fondo con una ranura (20), que permite que la resistencia eléctrica (9) se conecte con un controlador (12) que permite regular la temperatura con la que trabaja el calibrador de termómetros óticos infrarrojos. Con referencia a la figura 1 y 9 un primer gabinete (15) que en su interior cuenta con una mufa (5) la cual permite el paso del alambrado eléctrico al interior del segundo gabinete (17) y, al menos, un soporte (14) para dar firmeza y soporte a una tapa del primer gabinete (15), donde dicha tapa (15) está configurada con un orificio (22) en la parte superior por el cual se fija el soporte aislante (11) con el cuerpo negro (8) y la resistencia eléctrica (9) en su interior, por medios de sujeción (7), de tal manera que la cara del cuerpo negro (8) queda expuesta al exterior del calibrador de termómetros óticos infrarrojos, tal y como se ilustra en las figuras 2, 3, 4, 5 y 6.
Los medios de sujeción (7) pueden ser tornillos, remaches, grapas, imanes, sistemas machihembrados y/o la combinación de las anteriores.
Un segundo gabinete (17) se une al primer gabinete (15), permitiendo que los cables del calibrador de termómetros óticos infrarrojos, pasen entre ambos a través de la pared que los divide. El segundo gabinete (17) está configurado para albergar un transformador (6), el cual está diseñado para el control del voltaje del calibrador de termómetros óticos infrarrojos.
En el interior del segundo gabinete (17) se encuentra, al menos, un soporte (16) para dar firmeza y soporte a una tapa del segundo gabinete (4), donde dicha tapa (4) está configurada para instalar en su parte frontal el controlador (12), un interruptor (13) y un portafusibles (21) .
En la parte superior de la tapa del segundo gabinete (4), el calibrador de termómetros óticos infrarrojos cuenta con, al menos, dos separadores (3) sobre los cuales se coloca una charola (2) que no está en contacto directo con la tapa del segundo gabinete (4) .
La charola (2) está configurada para permitir que un asa (1)
se fija a la parte superior de la tapa del segundo gabinete (4), dicha asa (1) permite el manejo y transporte del calibrador de termómetros óticos infrarrojos, La tapa del primer gabinete (10) y la tapa del segundo gabinete (4), tienen la característica de que son removibles, con la finalidad de facilitar el mantenimiento del calibrador de termómetros óticos infrarrojos. El calibrador de termómetros óticos infrarrojos cuenta con, al menos, un medio de ventilación (23), distribuido entre el primer gabinete (15), el segundo gabinete (17), la tapa del primer gabinete (10) y la tapa del segundo gabinete (4), permitiendo que el aire circule dentro del calibrador de termómetros óticos infrarrojos con la finalidad de impedir que el equipo eléctrico falle por una sobre carga de temperatura; el medio de ventilación (23) , puede ser una rejilla y/o un ventilador.
Con referencia a la figura 1, 4 y 5, al menos, dos niveladores (18) se encuentran instalados en la parte inferior del calibrador de termómetros óticos infrarrojos, con el objetivo de mantener el calibrador estable sobre superficies irregulares o con un ligero declive, eliminando cualquier movimiento indeseado al momento de realizar una calibración.
Los niveladores (18) son de elastómero, preferentemente del grupo R (del inglés Rubber) donde la cadena principal se compone de carbono e hidrógeno y contiene dobles enlaces; especificamente caucho nitrilo.
Claims
1. Un calibrador de termómetros óticos infrarrojos, caracterizado por que comprende:
i. un cuerpo negro (8) compuesto por, al menos, una placa circular de metal y una cavidad (19) al centro de dicha placa circular;
ii. una resistencia eléctrica (9) está en contacto con el contorno exterior del cuerpo negro (8); iii. un soporte aislante (11) configurado para albergar en su interior a la resistencia eléctrica (9) y al cuerpo negro (8) ; iv. un primer gabinete (15) que en su interior cuenta con, una mufa y, al menos, un soporte (14) para dar firmeza y soporte a una tapa del primer gabinete (15) la cual está configurada con un orificio (22) en la parte superior por el cual se fija el soporte aislante (11) con el cuerpo negro (8) y la resistencia eléctrica (9) en su interior, por medios de sujeción (7); v. un segundo gabinete (17) configurado para albergar un transformador (6), se une al primer gabinete (15);
vi. al menos, un soporte (16) para dar firmeza y soporte a una tapa del segundo gabinete (4) se coloca en el interior del segundo gabinete (17); vii. un interruptor (13) y un portafusibles (21) se colocan en la parte frontal de la tapa del segundo gabinete ( 4 ) ;
al menos, dos separadores (3) se colocan en la parte superior de la tapa del segundo gabinete (4) ;
una charola (2) configurada para permitir que un asa (1) se fije a la parte superior de la tapa del segundo gabinete (4), se coloca sobre los separadores (3);
al menos, un medio de ventilación (23) , se coloca en el primer gabinete (15), el segundo gabinete (17), la tapa del primer gabinete (10) y/o la tapa del segundo gabinete (4); y,
al menos, dos niveladores (18) se encuentran instalados en la parte inferior del primer gabinete (15) y el segundo gabinete (17) .
El calibrador de la reivindicación anterior, donde el metal de la placa circular del cuerpo negro (8) es aluminio.
3. El calibrador de la reivindicación 2, donde el aluminio es ennegrecido.
4. El calibrador de las reivindicaciones anteriores, donde la cavidad (19) es cónica cilindrica.
5. El calibrador de las reivindicaciones anteriores, donde el soporte aislante (11) cuenta en el fondo con una ranura (20) .
6. El calibrador de las reivindicaciones precedentes, donde el cuerpo negro (8) queda expuesta al exterior.
7. El calibrador de las reivindicaciones anteriores, donde los medios de sujeción (7) pueden ser tornillos,
remaches, grapas, imanes, sistemas machihembrados y/o la combinación de las anteriores.
8. El calibrador de las reivindicaciones anteriores, donde la pared que une al primer gabinete (15) con el segundo gabinete (17) está configurada para permitir que pasen cables entre ambos gabinetes.
9. El calibrador de las reivindicaciones anteriores, donde la charola (2) no está en contacto directo con la tapa del segundo gabinete (4) .
10. El calibrador de las reivindicaciones anteriores, donde la tapa del primer gabinete (10) y la tapa del segundo gabinete (4), son removibles.
11. El calibrador de las reivindicaciones anteriores, donde el medio de ventilación (23) , puede ser una rejilla y/o un ventilador.
12. El calibrador de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde los niveladores (23) son de elastómero.
13. El calibrador de la reivindicación 12, donde el elastómero es preferentemente del grupo R.
El calibrador de la reivindicación 12 y 13, donde 1 elastómero es caucho nitrilo.
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108525230A (zh) * | 2018-03-06 | 2018-09-14 | 大连莲日新农业科技有限公司 | 一种自带体温检测物理运动攀爬吸盘 |
| WO2019088813A1 (es) * | 2017-11-03 | 2019-05-09 | Kaplun Mucharrafille Margarita | Aparato portátil para medir y calibrar instrumentos de medición de temperatura por telemetría |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5001657A (en) * | 1986-06-24 | 1991-03-19 | Minolta Camera Kabushiki Kaisha | Radiation thermometer |
| WO2006004559A1 (en) * | 2004-07-01 | 2006-01-12 | Univerza V Ljubljani, Fakulteta Za Elektrotehniko Laboratorij Za Metrologijo In Kakovost | Calibration bath for simultaneous calibration of medical noncontact and contact thermometers |
| TWM310332U (en) * | 2006-10-14 | 2007-04-21 | Hotech Instr Corp | Standard temperature calibration device for ear thermometer |
| US20080192797A1 (en) * | 2007-02-13 | 2008-08-14 | Industrial Technology Research Institute | Standard radiation source |
| US20090122826A1 (en) * | 2007-11-14 | 2009-05-14 | Fluke Corporation | Infrared Target Temperature Correction System and Method |
| WO2015093930A1 (es) * | 2013-12-19 | 2015-06-25 | Kaplun Mucharrafille Margarita | Sistema y método para calibración y caracterización de instrumentos de medición de temperatura por telemetría |
-
2016
- 2016-03-22 WO PCT/MX2016/000031 patent/WO2017164723A1/es active Application Filing
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5001657A (en) * | 1986-06-24 | 1991-03-19 | Minolta Camera Kabushiki Kaisha | Radiation thermometer |
| WO2006004559A1 (en) * | 2004-07-01 | 2006-01-12 | Univerza V Ljubljani, Fakulteta Za Elektrotehniko Laboratorij Za Metrologijo In Kakovost | Calibration bath for simultaneous calibration of medical noncontact and contact thermometers |
| TWM310332U (en) * | 2006-10-14 | 2007-04-21 | Hotech Instr Corp | Standard temperature calibration device for ear thermometer |
| US20080192797A1 (en) * | 2007-02-13 | 2008-08-14 | Industrial Technology Research Institute | Standard radiation source |
| US20090122826A1 (en) * | 2007-11-14 | 2009-05-14 | Fluke Corporation | Infrared Target Temperature Correction System and Method |
| WO2015093930A1 (es) * | 2013-12-19 | 2015-06-25 | Kaplun Mucharrafille Margarita | Sistema y método para calibración y caracterización de instrumentos de medición de temperatura por telemetría |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019088813A1 (es) * | 2017-11-03 | 2019-05-09 | Kaplun Mucharrafille Margarita | Aparato portátil para medir y calibrar instrumentos de medición de temperatura por telemetría |
| CN108525230A (zh) * | 2018-03-06 | 2018-09-14 | 大连莲日新农业科技有限公司 | 一种自带体温检测物理运动攀爬吸盘 |
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