Una delle parti fondamentali del pirometro è la parte ottica costituita da lenti di vetro ottico. La parte ottica è sempre stata di fondamentale importanza per un termometro infrarosso, essendo necessaria per catturare e concentrare la radiazione infrarossa emessa dal corpo che intendiamo misurare, fino a convogliarla sul sensore del pirometro.
A seconda del tipo e dell’applicazione del pirometro, le
ottiche possono essere diverse, in particolare possono permettere allo
strumento di operare ad una distanza più o meno grande tra strumento e punto di
misura, oppure possono permettere di effettuare una misura su una superficie
più o meno ampia a parità di distanza. L’ottica serve solo per permettere al
termometro di andare a prendere la radiazione quindi a poter effettuare la
misura su di un area più o meno piccola ad una distanza più o meno grande, tra
il termometro e il corpo o la superficie da misurare.
Il principale componente del vetro con cui sono fatte lenti è la sabbia silicea
(SiO2). Il suo punto di fusione si situa nell'intorno dei 1700°C e la sua
consistenza a questa temperatura è simile a quella del miele liquido. La
struttura cristallina del silicio ha la forma di un tetraedro, al cui centro vi
è un atomo di silicio, collegato simmetricamente ai quattro vertici di atomi di
ossigeno: la formula chimica è quindi SiO4 ed ha una carica negativa.
Raffreddando velocemente la silice fusa, si forma una struttura casuale di
tetraedri, uniti tra di loro agli angoli, che dà luogo ad un materiale amorfo,
conosciuto come silice vetrosa.
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Il campo delle lenti è molto vasto ed esistono anche lenti
particolari adeguatamente trattate, che oltre ad assorbire una quantità di
energia (quindi operare da attenuatore) possono anche essere utilizzate da
filtro ottico, lasciano passare solo una ben precisa banda di frequenze. In
pratica operano come occhiali da sole dove le lenti scure per proteggere gli
occhi, filtrano alcune radiazioni pericolose come ultravioletti ed anche
infrarossi ma lasciano passare quelle visibili pur attenuandole, grazie a
questo fenomeno riusciamo a vedere bene senza danneggiare gli occhi anche sotto
il sole pieno. Le lenti per pirometri funzionano esattamente nello stesso modo.
Quando parliamo di lenti non intendiamo solo quelle che vengono usate sul
pirometro, ma il concetto deve essere esteso anche a tutto quello che viene
interposto tra strumento e corpo da misurare. Non è raro dover effettuare delle
misure all’interno di macchine o anche dentro stanze attraverso delle
finestrelle o oblò di protezione, in questo caso è sempre necessario verificare
se lo strumento che stiamo usando è compatibile con il materiale della finestra
che desideriamo attraversare.
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| Lenti oftalmiche, immagine tratta da:www.occhiali24.it |
In alcune applicazioni, come materiale per le lenti, è possibile utilizzare anche alcune plastiche, chiaramente
sempre prima verificando la loro effettiva trasparenza e ovviamente se sono
compatibili con le condizioni dell’applicazione.
Fonti:
https://www.sensorstore.it/files/Manuali/CEAM-Infra-1_IT_N1.compressed.pdf
https://www.pilkington.com/it-it/it/architetti/il-vetro/aspetti-chimici-del-vetro
