RAPPORT TECHNIQUE Mesure précise et sans contact de la température des métaux réfléchissants Albert Book La mesure de la température des métaux Principes physiques réfléchissants aux basses températures est Un thermomètre ou pyromètre infrarouge mesure l’énergie particulièrement difficile avec les thermo- infrarouge émise par un objet et en détermine la température en mètres infrarouges. En effet, la très faible émissivité rend la mesure instable car très influencée par les conditions environnantes. appliquant les équations de Planck. Le résultat de la conversion dépend de la température mais aussi pour une grande part de l’émissivité du matériau. L’émissivité est une propriété propre à chaque matériau qui définit la quantité relative d’énergie radiative émise par l’objet par rapport à l’énergie radiative émise à la Cet article décrit les principes physiques, les différentes méthodes de mesure ainsi même température par un corps noir. Pour un matériau non transparent, on peut définir l’émissi- que les derniers développements techno- vité ε comme ε + ρ = 1 où ρ est l’indice de réflexion. Les bons logiques et les conditions optimales pour émetteurs radiatifs ont une émissivité élevée et une faible réflec- garantir une mesure juste. tivité. En règle générale, les matériaux non-métalliques ont une émissivité >80%. La mesure est alors souvent assez facile. Au contraire, les métaux ont une émissivité très variables : <10 % pour les surfaces polies et >80% pour les surfaces oxydées et aux températures élevées. A noter également, que l’émissivité de nombreux métaux et alliages augmente lorsque la température augmente ou lorsque la longueur d’onde du détecteur diminue. Voir Fig. 1.

RAPPORT TECHNIQUE le devant de l’instrument qui sert à calibrer en permanence l’ins- trument. Le thermomètre mesure la radiation émise par l’objet au travers du trou, puis l’énergie reçue par réflexion du disque interne avec une température connue. Chacun comprend dès lors qu’avoir un moteur et un disque en rotation diminue de manière importante la durée de vie de l’instrument et augmente De plus, le temps de réponse est fortement augmenté et Fig. 2 Déplacement de Wien : relation entre la longueur d’onde et la température maximale diminue le champ des applications car il n’est pas possible de...

RAPPORT TECHNIQUE Pour ce faire, un miroir oscillant peut être placé sur le devant de l’instrument Fig 5. Seule la température maximale de chaque cycle est conservée. Cette valeur correspond à la position où l’émissivité est maximale, c’est à dire au gap. Néanmoins cette solution n’est pas toujours facile à mettre en place et introduit un équipement en mouvement source potentielle de panne. Fig. 3 distance de travaille a doit correspondre parfaitement à la La focale f de l’instrument Lors du choix du pyromètre, une attention toute particulière doit être faite sur les caractéristiques techniques...

RAPPORT TECHNIQUE radiation équivalente mais avec une émissivité suffisante. Cette Le signal émis par le détec- méthode aussi s’apparente à une mesure contact et la mise en teur étant faible, il faut un am- œuvre peut être délicate. plificateur et une électrique performants pour extraire une information précise nettoyée Dernières innovations technologiques du bruit environnant. L’instrument disposera à cet effet d’un amplificateur faible bruit, Un pyromètre industriel doit être facile à installer, à une dis- tance de sécurité suffisante et sans traitement particulier du signal. Cela signifie...

minimum measured temperature °C RAPPORT TECHNIQUE Conclusion Ta = 25 °C Ta = 30 °C Ta = 35 °C Ta = 40 °C Ta = 45 °C Ta = 50 °C Measuring range start Une mesure des basses températures précise et stable et avec peu de maintenance sur les métaux à faible émissivité est dorénavant possible avec la dernière génération de pyromètre infrarouge. Ces instruments utilisent un système optique très performant ainsi que des électroniques de dernière génération. Néanmoins, la mise en place nécessite un certains nombres de précautions et d’accessoires. Les limites atteignables dépen- dront en tout état de...