Llamado el cuerpo negro de ultra alta temperatura, esta rara herramienta física se utiliza en el Instituto Nacional NRC para Medición de Estándares (NRC-INMS) en Ottawa. Es una de las formas más precisas del mundo para medir la luz ultravioleta o luz UV. Estas mediciones UV son críticas para una amplia gama de cuestiones ambientales y de salud, las nuevas tecnologías industriales, y los requisitos reglamentarios relacionados con el comercio mundial.
Todos los objetos emiten algún tipo de radiación electromagnética. La radiación electromagnética de un cuerpo negro a alta temperatura es predominantemente en la región de las radiaciones ópticas. Esta región va desde el infrarrojo a través del espectro visible a los rayos UV. Mientras usted está leyendo esto su cuerpo emite radiación infrarroja invisible que sería visible con un visor infrarrojo. ¿Qué tiene de especial un cuerpo negro? es que es un emisor perfecto. Cuando se calienta, a cualquier temperatura dada emite una cantidad distinta de la energía en cada longitud de onda de la luz. Así, si usted sabe la temperatura del cuerpo negro, puede determinar la cantidad de luz que se emite en cualquier longitud de onda.
En el negocio de la medición usted necesita una regla contra la cual se pueden medir las cosas.
Los equipos de última generación, fueron construidos en Rusia e instalados en parte por dos técnicos del Instituto Nacional de Metrología de Rusia en Moscú, debido a una creciente demanda de Canadá para realizar mediciones UV más precisas.
Con el fin de ofrecer estas medidas, las lámparas de rayos UV deben ser calibradas con una fuente conocida. Aquí es donde el cuerpo negro a alta temperatura entra en juego, su radiación ultravioleta conocida se utiliza para calibrar fuentes, que luego serán utilizados por personal de la NRC-INMS para calibrar equipos UV comerciales.
Hasta ahora, los científicos del NRC han utilizado las lámparas incandescentes como fuentes de luz visible e infrarroja. Sin embargo, estas luces no son emisores perfectos. Ni proporcionan la luz por debajo de 300 nanómetros de longitud de onda. Esto es como tener un metro que no tiene los centímetros y milímetros marca más allá de la marca de 90 centímetros. Junto con la mejora de la capacidad de medir en el rango ultravioleta, el cuerpo negro a alta temperatura mejorará la exactitud de las mediciones de luz en el rango de longitud de onda óptica entero.
“Con esta fuente somos capaces de mejorar nuestras incertidumbres de calibración hasta diez veces. Así que estamos contentos de que se abrirá la puerta a nuevos proyectos de I + D y de las oportunidades con las industrias canadienses que están desarrollando las tecnologías de la radiación UV dependiente y poder proporcionar trazabilidad servicios de calibración “, dijo Joanne Zwinkels, Jefe de Grupo de la fotometría de NRC-INMS y el grupo de radiometría.
El cuerpo negro de alta temperatura requiere un control minucioso para una operación de la herramienta en los extremos de la precisión y exactitud, Gaertner y dice que el proyecto es uno de los más destacados de su carrera de 30 años en el NRC. Las mediciones precisas UV son también en beneficio de la salud y la seguridad de los canadienses
El agotamiento de la capa de ozono en la atmósfera superior se ha traducido en niveles peligrosos de radiación solar UV que llega a la tierra. Este aumento de la exposición UV se ha traducido en una alarmante incidencia de cáncer de piel y cataratas. Sin embargo, la radiación UV también tiene efectos positivos para la salud . Las aplicaciones de salud de la radiación UV incluyen la purificación del agua, la luz de curación dental y el bronceado artificial, la terapia fotodinámica (tratamiento de la psoriasis y la ictericia y los nuevos tratamientos anti-fotoactivado de cáncer de pulmón), el diagnóstico médico, y la esterilización de las frutas y verduras para aumentar la vida útil. Aparte de las cuestiones de salud y seguridad, hay un uso creciente de la radiación UV en varias aplicaciones industriales, tales como ensayos no destructivos e inspección, el curado de resinas epoxi, y photofabrication. Por estas razones, el uso de la radiación UV es una de las zonas de mayor crecimiento para las radiaciones ópticas en la industria. Por tanto, es fundamental contar con los medios precisos y exactos para medir los niveles de radiación UV en el rango de 200 nm a 400 nm a apoyar a las industrias que utilizan la tecnología UV y para garantizar la salud y la seguridad públicas.
El núcleo del cuerpo negro de alta temperatura es un tubo hueco de una forma especial de grafito que pueden soportar calor intenso. Para producir la radiación UV es necesario, el núcleo de grafito se calienta a unos 3230 º C, una temperatura a la que casi todos los metales se funden – de ahí el nombre de un cuerpo negro ultra alta temperatura. El grafito se calienta gradualmente en el transcurso de varias horas en la misma forma que un elemento de la estufa se calienta – mediante la ejecución de una corriente eléctrica a través de él. El núcleo de grafito está aislada con muchas capas concéntricas de tela de carbón que son refrigerados por agua.
En 3230 º C, el oxígeno que reacciona inmediatamente con el grafito, causando un incendio. Así, durante la operación todo el núcleo se lava con el argón, un gas no reactivo. A la temperatura de funcionamiento, el cuerpo negro a alta temperatura produce un intenso haz de luz que es emitida por un agujero de ocho milímetros
Además de su papel en las mediciones de luz UV, el cuerpo negro se puede utilizar, en colaboración con el grupo de termometría NRC-INMS, como parte de un esfuerzo internacional para ampliar los puntos fijos en la escala de temperatura. La mayoría de los puntos fijos son los puntos de fusión o congelación de ultra metales puros. En la actualidad, el punto de congelación de cobre puro, a 1.084,62 ° C es el punto más alto fijo. Con el sso del cuerpo negro a alta temperatura, metrólogos del NRC-INMS, junto con sus colegas internacionales, están trabajando para ampliar la escala de temperatura fija con materiales de metal-carbono, altamente ordenados que se funden a 3200 ° C.
Fotometría / Radiometría y Normas de temperatura son sólo dos de ocho diversos campos de la investigación en metrología física y química realizados en el NRC-INMS. Los programas de metrología física tiene como objetivo desarrollar, mantener, mejorar y difundir las normas para las magnitudes fundamentales tales como masa, longitud, tiempo, energía eléctrica, temperatura e intensidad luminosa, así como una serie de normas de medición derivadaa. El programa de metrología química desarrolla y mantiene las capacidades de clase mundial en áreas seleccionadas de análisis orgánicos e inorgánicos de seguimiento, y proporciona materiales de referencia certificados.
NRC-INMS es uno de los principales institutos del mundo en Metrología