Qu'est-ce qu'un pyromètre à rayonnement ?

Qu'est-ce qu'un pyromètre à rayonnement ?

Définition du pyromètre à rayonnement

Un pyromètre à rayonnement, un capteur de température sans contact, mesure la température en détectant le rayonnement thermique naturellement émis par un objet. Le rayonnement dépend de la température et de l'émissivité de l'objet — la capacité à émettre de la chaleur comparée à un corps noir parfait.

• Q est le rayonnement thermique 

• ϵ est l'émissivité du corps (0 < ϵ < 1)

• σ est la constante de Stefan-Boltzmann

• T est la température absolue en Kelvin

Composants d'un pyromètre à rayonnement

• Une lentille ou un miroir concentre le rayonnement thermique de l'objet sur un élément récepteur, le convertissant en données mesurables.

• Un élément récepteur qui convertit le rayonnement thermique en un signal électrique. Cela peut être un thermomètre à résistance, une thermocouple ou un photodétecteur.

• Un instrument d'enregistrement qui affiche ou enregistre la lecture de la température basée sur le signal électrique. Cela peut être un millivoltmètre, un galvanomètre ou un affichage numérique.

Types de pyromètres à rayonnement

Il existe principalement deux types de pyromètres à rayonnement : le type à foyer fixe et le type à foyer variable.

Pyromètre à rayonnement à foyer fixe

Un pyromètre à rayonnement à foyer fixe a un tube long avec une ouverture étroite à l'extrémité avant et un miroir concave à l'extrémité arrière.

Une thermocouple sensible est placée devant le miroir concave à une distance appropriée, de sorte que le rayonnement thermique de l'objet soit réfléchi par le miroir et focalisé sur la jonction chaude de la thermocouple. L'efg généré dans la thermocouple est ensuite mesuré par un millivoltmètre ou un galvanomètre, qui peut être directement calibré avec la température. 

L'avantage de ce type de pyromètre est qu'il n'a pas besoin d'être ajusté pour différentes distances entre l'objet et l'instrument, car le miroir focalise toujours le rayonnement sur la thermocouple. Cependant, ce type de pyromètre a une plage de mesure limitée et peut être affecté par la poussière ou la saleté sur le miroir ou la lentille.

Pyromètre à rayonnement à foyer variable

Un pyromètre à rayonnement à foyer variable a un miroir concave réglable fabriqué en acier hautement poli.

Le rayonnement thermique de l'objet est d'abord reçu par le miroir, puis réfléchi sur une jonction thermique noircie composée d'un petit disque en cuivre ou en argent auquel les fils formant la jonction sont soudés. L'image visible de l'objet peut être vue sur le disque à travers une oculaire et un trou central dans le miroir principal. 

La position du miroir principal est ajustée jusqu'à ce que le foyer coïncide avec le disque. Le chauffage de la jonction thermique en raison de l'image thermique sur le disque produit un efg qui est mesuré par un millivoltmètre ou un galvanomètre. L'avantage de ce type de pyromètre est qu'il peut mesurer des températures sur une large plage et peut également mesurer des rayons invisibles du rayonnement. Cependant, ce type de pyromètre nécessite un ajustement et un alignement soignés pour des lectures précises.

Avantages

• Ils peuvent mesurer des températures élevées supérieures à 600°C, où d'autres capteurs peuvent fondre ou se détériorer.

• Ils n'ont pas besoin de contact physique avec l'objet, ce qui évite la contamination, la corrosion ou l'interférence.

• Ils ont une vitesse de réponse rapide et un rendement élevé.

• Ils sont moins affectés par des atmosphères corrosives ou des champs électromagnétiques.

Inconvénients

• Ces dispositifs peuvent présenter des erreurs en raison d'échelles non linéaires, de variations d'émissivité, de changements ambiant et de contaminants sur les parties optiques.

• Ils nécessitent un calibrage et une maintenance pour des lectures précises.

• Ils peuvent être coûteux et complexes à utiliser.