O propósito deste trabalho é desenvolver dois novos radiômetros, um para medição de potência emissiva total hemisférica, outro para medição de intensidade total assim como montar um aparato experimental e desenvolver procedimentos para análise paramétrica de radiômetros de cavidade elipsoidal como também realizar uma análise experimental nesses tipos de radiômetros. O novo radiômetro para medição de potência emissiva total hemisférica quebrou o antigo paradigma de que esse tipo de radiômetro deve ser de cavidade elipsoidal. O radiômetro é formado por uma cavidade semi-elipsoidal e tem seu coletor instalado no seu eixo menor. Possui alta sensibilidade, 2.173 mV/W/cm², e seu sensor, formado por uma termopilha robusta e especialmente construída, suporta grandes temperaturas. Os termopares são montados com grande resistência térmica e suas curvas de calibração são aceitas universalmente, garantindo sua reprodutibilidade. O radiômetro de cavidade semi-elipsoidal possui um sistema para formar uma cortina de ar que impede a entrada de gases ou contaminantes e não é necessário retirá-lo do processo para recalibrações periódicas. Utilizando somente uma cavidade semi-elipsoidal o instrumento minimiza as perdas por reflexão, espalhamento ou absorção de uma segunda parte da cavidade e com isso apresentou uma ótima resposta angular que supera largamente os radiômetros atuais. A resposta cossenoidal, ou lambertiana, implica que sua capacidade de integração angular é hemisférica e como a superfície de seu coletor é extremamente absorvedora indica que o sinal é proporcional à radiação total. O seu tempo de resposta, de 21s, é bastante satisfatório para as aplicações previstas em que a situação é de equilíbrio térmico ou de regime permanente. Com essas características, o novo radiômetro de cavidade semi-elipsoidal é uma boa alternativa a ser o instrumento padrão mundial para a medição de potência emissiva total hemisférica. ) O novo radiômetro para medição de intensidade total, ou radiômetro direcional, é muito simples e elimina todo um sistema óptico existente nos atuais instrumentos. Contudo sua sensibilidade, de 49,5 mV/W/cm².sr , ainda é baixa mas seu ângulo sólido, calculado em 1,3084x10-5sr, é consistente com suas aplicações industriais. A análise experimental realizada torna disponível dados inexistentes na literatura aberta tais como a comparação entre os materiais de revestimento da superfície refletora da cavidade, a comparação entre as diversas geometrias possíveis para o coletor e a comparação entre diferentes materiais depositados em sua superfície. Dentre os diversos sensores térmicos que podem ser utilizados fica estabelecido que o sensor do coletor pode também ser resistivo, elemento que hoje não é utilizado em nenhum outro radiômetro para medição de potência emissiva total hemisférica. Para a realização de todo o trabalho foi montado um aparato experimental e desenvolvidos procedimentos para análise paramétrica de radiômetros de cavidade elipsoidal. O sistema montado para verificar o comportamento da temperatura do sensor do radiômetro de cavidade semi-elipsoidal, baseado em um laser de potência, é inovador. Da análise experimental também é possível concluir que podem ser utilizadas, dependendo do tipo de aplicação, as várias configurações testadas com radiômetros elipsoidais.

The aim of this work is the development of two new radiometers, one for the measurement of the hemispherical total emissive power, another one for the measurement of total intensity as well as the mounting of an experimental apparatus and the development of procedures for parametric analysis for ellipsoidal cavity radiometers and to carry out an experimental analysis in these types of radiometers. The new radiometer for measurement of hemispherical total emissive power broke the old paradigm that considers that type of radiometer must be of ellipsoidal cavity. The radiometer is formed by a half-ellipsoidal cavity and has its collector installed in its minor axis. It has a high sensitivity, 2.173mV/W/cm², and its sensor, formed by an especially constructed robust thermopile supports high temperatures. The thermocouples are mounted with high thermal resistance and its curves of calibration are accepted universally, guaranteeing its reproducibility. The half-ellipsoidal cavity radiometer has a system to form an air curtain that block the entrance from gases or contaminants and is not necessary to remove it from the process for periodic recalibrations. Only using a half-ellipsoidal cavity the instrument minimizes the losses for reflection, scattering or absorption of the second part of the cavity and presented an excellent angular response surpassing the current radiometers. The cossenoidal response, or lambertian one, implies a hemispherical capacity of angularintegration that summed to the extremely absorbent collector indicates a signal proportional to the total radiation. Its response time, of 21s, is sufficiently satisfactory for a wide range of applications where thermal equilibrium or steady state is present. With these features, the new half-ellipsoidal cavity radiometer is a good alternative to become the standard worldwide instrument for the measurement of the hemispherical total emissive power. ) The new radiometer for measurement of total intensity or directional radiometer is very simple and eliminates all the optics systems existing in the current instruments. However its sensitivity, 49,5mV/W/cm².sr , is still low although its solid angle, 1,3084x10-5 sr, is consistent with its applications. The experimental analysis carried out becomes available inexistent data in the open literature as the comparison between the covering materials of the reflective surface of the cavity, the comparison between several possible geometries for the collector, and the comparison between different materials deposited in its surface. Amongst the several thermal sensors that can be used, it is also established that the sensor of the collector can be resistive, element that today is not used in anyone radiometer for the measurement of hemispherical total emissive power. For the accomplishment of all the work it was mounted an experimental apparatus and apparatus procedures were developed for parametric analysis of ellipsoidalcavity radiometers. The apparatus to verify the behavior of the temperature of the sensor of the half-ellipsoidal radiometer, based on a power laser, is innovative. Based on the experimental analysis of the instrument, it could be concluded that some configurations tested could be used depending on the applications.