Introducción

En las especificaciones de los termómetros infrarrojos es habitual encontrar valores como D:S, 12:1, 20:1 o 50:1, aunque su significado práctico no siempre resulta evidente.

D:S significa Distance-to-Spot Ratio, es decir, la relación entre la distancia de medición y el diámetro del punto o área de medición. En términos generales, cuanto mayor es la distancia al objetivo, mayor es la superficie de la que el instrumento recibe radiación infrarroja.

Por este motivo, al medir componentes pequeños, terminales eléctricos, tuberías, rodamientos u otras zonas localizadas, no basta con colocar el láser sobre el objetivo. También es necesario comprobar que toda el área real de medición infrarroja quede dentro del objetivo.

Comprender la relación D:S permite estimar el tamaño del punto a diferentes distancias y seleccionar una distancia de medición adecuada.

Puntos clave

● Un termómetro infrarrojo mide un área, no un único punto láser.
● D:S expresa la relación entre la distancia de medición y el diámetro del punto de medición.
● Para una estimación básica, el diámetro puede calcularse dividiendo la distancia entre el valor D:S.
● A la misma distancia, una relación D:S más alta suele producir un punto de medición más pequeño.
● El objetivo debe cubrir completamente el área de medición y conviene dejar un margen adicional.
● Para conocer el comportamiento óptico real debe consultarse el diagrama D:S o las especificaciones del modelo concreto.

¿Qué es el punto de medición de un termómetro infrarrojo?

Un termómetro infrarrojo utiliza un sistema óptico para captar la radiación infrarroja emitida por la superficie del objetivo. A partir de esa radiación calcula la temperatura superficial.

La zona desde la que el instrumento recibe radiación se denomina punto de medición, spot de medición o área de medición.

No se trata de un punto infinitamente pequeño.

Por ejemplo, si el diámetro del área de medición es de 50 mm, la temperatura mostrada se calcula a partir de la radiación recibida de toda esa zona, y no únicamente de su centro.

Si el área incluye tanto el objetivo como parte del fondo, la radiación de ambas superficies puede contribuir al resultado. En consecuencia, la temperatura mostrada puede diferir de la temperatura real de la zona que se desea medir.

¿Qué significa D:S?

D:S es la abreviatura de Distance-to-Spot Ratio.

● D representa la distancia de medición;
● S representa el diámetro del punto de medición.

Por ejemplo, con una relación:

D:S = 12:1

la distancia de medición es, en una aproximación sencilla, unas doce veces mayor que el diámetro correspondiente del área de medición.

Ejemplo:

Distancia = 1200 mm

D:S = 12:1

Diámetro aproximado:

1200 ÷ 12 = 100 mm

Por tanto, a una distancia aproximada de 1,2 m, el área de medición tendrá alrededor de 100 mm de diámetro.

La relación D:S describe el área óptica de medición infrarroja, no el tamaño del punto láser.

¿Cómo se calcula el tamaño del punto a diferentes distancias?

Para una estimación básica puede utilizarse:

Diámetro S ≈ Distancia D ÷ valor D:S

Para un termómetro con D:S = 12:1:

A 600 mm:

S ≈ 600 ÷ 12

S ≈ 50 mm

A 1200 mm:

S ≈ 1200 ÷ 12

S ≈ 100 mm

A 2400 mm:

S ≈ 2400 ÷ 12

S ≈ 200 mm

En esta aproximación, el tamaño del área de medición aumenta a medida que crece la distancia.

¿Qué diferencia existe entre distintas relaciones D:S?

Supongamos tres termómetros con relaciones 10:1, 12:1 y 50:1 utilizados a una distancia de 1000 mm.

● 10:1: aproximadamente 100 mm;
● 12:1: aproximadamente 83 mm;
● 50:1: aproximadamente 20 mm.

Por tanto:

Cuanto mayor sea la relación D:S, menor será normalmente el área de medición a la misma distancia.

Un modelo 50:1 resulta más adecuado que uno 10:1 para medir objetivos relativamente pequeños desde una distancia mayor.

Sin embargo, una relación D:S elevada no significa automáticamente que el instrumento sea mejor para todas las aplicaciones. También deben considerarse el rango de temperatura, la precisión, el tiempo de respuesta, la emisividad y las condiciones ambientales.

¿Cómo calcular la distancia adecuada a partir del tamaño del objetivo?

La relación también puede utilizarse de forma inversa:

Distancia D ≈ Diámetro S × valor D:S

Ejemplo:

D:S = 12:1

Diámetro deseado = 50 mm

D ≈ 50 × 12

D ≈ 600 mm

Si se desea mantener el área de medición en aproximadamente 50 mm o menos, la distancia teórica no debería superar de forma significativa unos 600 mm.

En la práctica, no conviene que el área de medición tenga exactamente el mismo tamaño que el objetivo. Es recomendable disponer de cierto margen.

¿Por qué el objetivo debe ser mayor que el área de medición?

Supongamos que el área calculada es de 50 mm y el objetivo también mide exactamente 50 mm.

Aunque ambos valores coinciden teóricamente, en una medición real pueden aparecer:

● pequeños movimientos al sujetar el instrumento;
● errores de apuntado;
● variaciones del ángulo;
● bordes irregulares;
● diferencias entre la respuesta óptica teórica y real.

Si parte del área de medición se extiende fuera del objetivo, la radiación infrarroja del fondo puede influir en la lectura.

Por ello, es recomendable que la zona efectiva del objetivo sea claramente mayor que el diámetro calculado.

¿Por qué una mayor distancia afecta a la medición de objetivos pequeños?

Considere un terminal eléctrico de solo 30 mm de ancho.

Con un termómetro D:S = 12:1 utilizado a 600 mm:

600 ÷ 12 = 50 mm

El área de medición de 50 mm es mayor que el objetivo de 30 mm. El instrumento puede recibir radiación tanto del terminal como de las superficies cercanas.

Aunque el punto láser esté perfectamente centrado, la temperatura mostrada puede no corresponder únicamente a la superficie del terminal.

Si la distancia se reduce a 240 mm:

240 ÷ 12 = 20 mm

El área de medición será de aproximadamente 20 mm y podrá mantenerse con mayor facilidad dentro del objetivo de 30 mm.

Por este motivo, para objetivos pequeños conviene reducir la distancia o utilizar un termómetro con una relación D:S mayor.

¿El punto láser tiene el mismo tamaño que el área de medición?

No.

Esta es una de las confusiones más habituales.

El láser sirve principalmente como ayuda para apuntar. La medición de temperatura se realiza mediante el sistema óptico infrarrojo.

Por tanto:

● un punto láser pequeño no significa que el área de medición sea igualmente pequeña;
● que el láser esté sobre el objetivo no garantiza que todo el área de medición se encuentre dentro de él;
● los sistemas de doble láser u otros sistemas de apuntado ayudan a posicionar el instrumento, pero su significado exacto depende del diseño óptico.

Para conocer el área real deben consultarse la relación D:S y el diagrama óptico del fabricante.

¿Por qué el cálculo mediante D:S es solo aproximado?

La fórmula «distancia ÷ D:S» permite realizar una estimación práctica, pero no representa necesariamente toda la respuesta óptica de un modelo concreto.

Dependiendo del diseño:

● algunos instrumentos tienen un tamaño mínimo de punto a una determinada distancia focal;
● a distancias muy cortas la relación puede no ser completamente lineal;
● los fabricantes pueden definir D:S con diferentes criterios de respuesta óptica;
● la lente, el tamaño del detector y la geometría óptica influyen en el campo de visión real.

Si el manual incluye un diagrama distancia-punto, sus datos deben tener prioridad sobre la fórmula simplificada.

¿Cómo controlar correctamente el área de medición en la práctica?

● Comprobar la relación D:S del instrumento.
● Estimar el diámetro del área para la distancia prevista.
● Asegurarse de que el objetivo sea claramente mayor que el área de medición.
● Reducir la distancia al medir objetivos pequeños.
● Si no es posible acercarse al objetivo, considerar un modelo con una relación D:S mayor.
● Apuntar preferiblemente al centro y evitar los bordes.
● Consultar el diagrama óptico del fabricante en lugar de basarse únicamente en el láser.

Esto resulta especialmente importante cuando existe una diferencia de temperatura considerable entre el objetivo y el fondo.

Ejemplo de cálculo

Para un termómetro con D:S = 12:1:

S ≈ D ÷ 12

Los resultados aproximados son:

● 300 mm: 25 mm;
● 600 mm: 50 mm;
● 1200 mm: 100 mm;
● 1800 mm: 150 mm.

Si el área útil del objetivo es de solo 60 mm, resulta más adecuado medir a aproximadamente 300 o 600 mm.

A 1200 mm, el área teórica ya alcanza unos 100 mm y supera claramente el tamaño del objetivo.

Por tanto, la función real del D:S no es simplemente indicar «a qué distancia puede medir el termómetro», sino determinar:

qué tamaño de superficie está midiendo realmente el instrumento a una distancia determinada.

FAQ

¿Una relación D:S de 12:1 significa que el termómetro solo puede medir hasta 12 metros?

No. 12:1 no es una distancia máxima. Describe únicamente la relación entre distancia y tamaño del área de medición.

¿Una relación D:S mayor significa una mayor precisión de temperatura?

No necesariamente. D:S describe principalmente la resolución óptica. La precisión especificada de temperatura es un parámetro independiente.

¿Una distancia más corta siempre mejora la precisión?

No. Reducir la distancia ayuda a disminuir el área de medición, pero la precisión también depende de la emisividad, las condiciones ambientales, el estado de la superficie, el ángulo de medición y las características del instrumento.

¿Puede determinarse el tamaño del área mediante el punto láser?

Normalmente no. El láser es una ayuda de apuntado. Deben consultarse la relación D:S y el diagrama óptico.

¿Puede el área de medición tener exactamente el mismo tamaño que el objetivo?

Teóricamente sí, pero no es recomendable. El objetivo debería ser claramente mayor para reducir errores de apuntado y la influencia del fondo.

Conclusión

El tamaño del área de medición de un termómetro infrarrojo puede estimarse mediante la relación D:S:

Diámetro del área ≈ Distancia de medición ÷ valor D:S

Por ejemplo, con una relación D:S de 12:1, a una distancia de 1200 mm el diámetro teórico es de aproximadamente 100 mm.

A medida que aumenta la distancia, el área de medición suele crecer. A la misma distancia, una relación D:S mayor suele proporcionar un punto de medición más pequeño.

En aplicaciones reales, lo más importante es que el objetivo cubra completamente toda el área óptica de medición, y no simplemente que el láser esté colocado sobre el objetivo.

Para objetivos pequeños, reduzca la distancia o utilice un instrumento con una relación D:S mayor. Para un modelo específico, consulte siempre el diagrama distancia-punto y las especificaciones ópticas del fabricante.