Pyromètres
Les pyromètres : Mesure de la température par la lumière
Les pyromètres, également appelés thermomètres à rayonnement ou radiomètres, sont des instruments de mesure de température qui fonctionnent sur un principe fondamental : tout corps émet un rayonnement électromagnétique dont l'intensité et la composition spectrale dépendent de sa température. Plus un corps est chaud, plus il émet de rayonnement et plus la longueur d'onde de ce rayonnement est courte (théorie du corps noir).
Principe de fonctionnement
Un pyromètre mesure l'intensité du rayonnement émis par un corps chaud et la compare à une échelle de température préétablie. Il existe différents types de pyromètres, mais tous reposent sur le même principe :
- Capteur de rayonnement : Le pyromètre est équipé d'un capteur sensible au rayonnement infrarouge, visible ou ultraviolet, selon la plage de température à mesurer.
- Optique de focalisation : Un système optique concentre le rayonnement émis par le corps chaud sur le capteur.
- Traitement du signal : Le signal électrique produit par le capteur est amplifié et traité pour fournir une mesure de la température.
Types de pyromètres
- Pyromètres à filament disparaissant : Un filament chauffé est comparé visuellement à la source de chaleur. Lorsque le filament devient invisible, on considère que sa température est égale à celle de la source.
- Pyromètres optiques : Ils utilisent des filtres pour sélectionner une bande spectrale précise du rayonnement émis. La mesure de l'intensité de ce rayonnement permet de déterminer la température.
- Pyromètres à rapport spectral : Ils comparent l'intensité de deux longueurs d'onde différentes du rayonnement émis. Ce type de pyromètre est moins sensible à l'émissivité de la surface.
Avantages des pyromètres
- Mesure sans contact : Le pyromètre ne nécessite aucun contact avec l'objet à mesurer, ce qui est particulièrement utile pour les hautes températures ou les milieux hostiles.
- Rapidité de mesure : La mesure est quasi instantanée.
- Large plage de mesure : Les pyromètres peuvent mesurer des températures allant de quelques centaines de degrés Celsius à plusieurs milliers de degrés.
Limites et précautions
- Émissivité : L'émissivité d'un corps est sa capacité à émettre un rayonnement. Elle dépend de la nature de la surface et de la température. Il est donc nécessaire de connaître l'émissivité du corps à mesurer pour obtenir une mesure précise.
- Distance : La distance entre le pyromètre et l'objet à mesurer influence la précision de la mesure.
- Environnement : La présence de poussières, de fumées ou de flammes peut perturber la mesure.
Applications
Les pyromètres sont utilisés dans de nombreux domaines :
- Métallurgie : Mesure de la température de métaux en fusion, de fours, etc.
- Verre : Contrôle de la température dans les fours de verrerie.
- Céramique : Mesure de la température de cuisson des céramiques.
- Industrie chimique : Contrôle de la température de réactions exothermiques.
Conclusion
Les pyromètres sont des instruments de mesure de température indispensables pour les hautes températures et les applications où un contact direct avec la source de chaleur est impossible. Bien que leur utilisation nécessite une bonne connaissance des principes de la radiométrie et de l'émissivité des matériaux, ils offrent une grande précision et une grande polyvalence.