El pirheliómetro y el bolómetro

Un pirheliómetro es un instrumento meteorológico utilizado para medir de manera muy precisa la radiación solar incidente sobre la superficie de la tierra. Se trata de un sensor diseñado para medir la densidad del flujo de radiación solar (vatios por metro cuadrado) en un campo de 180 grados.
Generalmente se utilizan tres medidas de radiación: semiesférica total, difusa y directa. Para las medidas de radiación difusa y semiesférica la radiación directa se suprime utilizando un disco parasol. El principio físico utilizado generalmente en la medida es un termopar sobre el que incide la radiación a través de dos cúpulas semiesféricas de vidrio. Las medidas se expresan en kW/m².

Un bolómetro es un instrumento que mide la cantidad total de radiación electromagnética que viene de un objeto en todas las longitudes de onda. La medida se realiza por medio de una medida de la temperatura de un detector iluminado por la fuente a estudiar. El bolómetro fue inventado por el astrónomo americano Samuel P. Langley alrededor del año 1880. Con él estudió la radiación infrarroja del Sol. Se puede definir la magnitud bolométrica de una estrella como su luminosidad en todo el espectro electromagnético.

Un bolómetro consiste de un cuerpo absorbente de calor conectado a un sumidero de calor (un objeto mantenido a temperatura constante) a través de un material aislante. El resultado es que cualquier radiación absorbida por el detector aumenta su temperatura por encima del sumidero de calor que actúa de referencia. La radiación absorbida se mide por lo tanto a partir del contraste de temperatura entre el detector y la referencia. En algunos bolómetros el termómetro actúa también como absorbente mientras que en otros el termómetro y el detector son dispositivos diferentes. Este tipo de bolómetros se denominan de diseño compuesto. En bolómetros del primer tipo la temperatura se mide por medio de la variación de la resistencia del absorbente (metálico) en función de su temperatura.

Aunque pueden ser utilizados para medir la intensidad de cualquier tipo de radiación electromagnética en la actualidad existen dispositivos más sensibles en la mayor parte del espectro lumínico. Sin embargo, en longitudes de onda submilimétricas (longitudes de onda en torno a 200 µm - 1 mm), los bolómetros siguen siendo los dispositivos más sensibles de detección. En estas longitudes de onda se utilizan bolómetros que deben ser enfriados hasta temperaturas fracciones de 1 grado por encima del cero absoluto, típicamente entre 50 y 300 milikelvin. Por este motivo su utilización es técnicamente muy compleja.