Low-cost Prototype Pyrgeometer for Atmospheric Radiation Measurements

• Autores: Yuber Otálora Porras, Cristian Camilo Serrano Franco, César Alexander Chacón Cardona
• Localización: Tecnura: Tecnología y Cultura Afirmando el Conocimiento, ISSN-e 2248-7638, ISSN 0123-921X, Vol. 26, Nº. 73, 2022, págs. 86-97
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Prototipo de pirgeómetro de bajo costo para mediciones de radiación atmosférica
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• Resumen
  • español

    Objetivo:

    Diseñar y construir un instrumento capaz de medir la radiación infrarroja de onda larga con elementos del mercado nacional que ofrezca un excelente desempeño en la cuantificación de energía en esta banda espectral.

    Metodología:

    Se determinó el mejor diseño, basado en otros instrumentos ya existentes, innovando su desarrollo mediante el uso de materiales de fácil acceso en el país, y se comprobó su funcionamiento mediante la caracterización de una bombilla incandescente usada como patrón de radiación infrarroja. Luego se comparó la radiación medida por el instrumento con la radiación emitida por la fuente mediante un montaje experimental en el que se midió la temperatura a diversas distancias.

    Resultados:

    Se obtuvo un prototipo funcional, siendo posible constatar su funcionamiento mediante una serie de medidas de irradiancia en consonancia con la ley de Stefan-Boltzmann, a través de un proceso de calibración con una fuente de radiación conocida.

    Conclusiones:

    Se diseñó y construyó un instrumento radiométrico para la banda espectral del infrarrojo térmico. Se emplearon materias primas y componentes electrónicos disponibles en el medio local, reduciendo notablemente los costos de producción del equipo.

    Financiamiento:

    Esta investigación fue financiada por los autores.

  • English

    Objective:

    To design and build an instrument capable of measuring long-wave infrared radiation with elements of the national market that offers an excellent performance in measuring energy in this spectral band.

    Methodology:

    The best design was determined based on other existing instruments, innovating its development by using materials that are easily accessible in the country, and its operation was verified by characterizing an incandescent light bulb used as an infrared radiation pattern. Then, the radiation measured by the instrument was compared to that emitted by the source by means of an experimental setup that involved measuring the temperature at several distances.

    Results:

    A functional prototype was obtained, and its operation could be verified through a series of irradiance measurements according to the Stefan-Boltzmann law, through a calibration process with a known radiation source.

    Conclusions:

    A radiometric instrument for the thermal infrared band was designed and built. Raw materials and electronic components were used which were available in the local market, thus noticeably reducing the equipment’s production costs.

    Funding:

    This research was funded by the authors.