Medida de temperatura sin contacto con alta velocidad de respuesta

Resumen

En esta tesis se realiza el diseño de un sistema de medida de temperatura a distancia basado en un sensor fotoconductivo de PbSe, sin utilizar técnicas de chopeado de la radiación. Con ello se persigue mejorar drásticamente la velocidad de respuesta del medidor, a costa de un posible incremento en el error de la medida. Con el fin de poder determinar la capacidad del sistema para realizar medidas correctas, los desarrollos están enfocados para su uso en una aplicación concreta: medida de la temperatura en ciertos puntos críticos de la estructura mecánica de los trenes durante su tránsito por la vía. La calidad de la medida de temperatura por infrarrojos es función tanto de limitaciones inherentes al método, cuya importancia depende de la aplicación, como de los efectos de los diferentes subsistemas que forman el medidor. Por ello, una parte del trabajo se dedica al estudio de la cuantificación del error introducido por el método, de manera que se disponga de unas cotas de calidad máximas con las que comparar los efectos propios del sistema. El análisis de las limitaciones inherentes al método ha permitido tanto calcular analíticamente el error máximo introducido por la incertidumbre en la emisividad de la superficie medida y la radiación del entorno, como deducir el margen óptimo de longitudes de onda con el fin de reducir la incertidumbre máxima de la medida. En cuantko a la circuitería necesaria en el medidor, se proponen los circuitos más adecuados para el acondicionamiento de la señal del sensor y la regulación de su temperatura y la de su cápsula. Deduciendo y resolviendo los problemas clave que deben considerarse en su diseño. Dichos problemas son; la magnitud permitida de las derivas térmicas de los circuitos y su repercusión sobre la estabilidad de la temperatura del sensor y su cápsula. El trabajo deduce las características que deben cumplir todos los subsistemas que los forman.