Comment déterminer les trois paramètres de base d'un thermomètre
1. Déterminer le coefficient de distance (résolution optique)
Le coefficient de distance est défini par le rapport D:S, c'est à dire le rapport de la distance D de la sonde du thermomètre à la cible et le diamètre de la cible mesurée. Si le thermomètre doit être installé loin de la cible en raison de contraintes environnementales lors de la mesure de petites cibles, un thermomètre à haute résolution optique doit être sélectionné. Une résolution optique plus élevée signifie un rapport D:S accru, ce qui augmente également le coût du thermomètre. Les thermomètres infrarouges Raytek ont des rapports D:S allant de 2:1 (coefficient de distance faible) à plus de 300:1 (coefficient de distance élevé). Pour les scénarios de mesure où le thermomètre est éloigné d'une petite cible, un thermomètre avec un coefficient de distance élevé doit être choisi.
Pour les thermomètres à focale fixe, la taille du spot atteint son minimum au point focal du système optique ; le point devient plus grand aux positions plus proches ou plus éloignées du point focal, ce qui entraîne deux coefficients de distance. Par conséquent, pour obtenir une mesure précise de la température à proximité et à distance du point focal, la taille de la cible mesurée doit être plus grande que la taille du point au point focal. Les thermomètres zoom ont une position focale minimale réglable en fonction de la distance à la cible. L'augmentation du rapport D:S réduit l'énergie reçue. Sans agrandir l’ouverture de réception, il est difficile d’obtenir un rapport D:S élevé, ce qui augmentera les coûts des instruments.
2. Déterminez la plage de longueurs d'onde
L'émissivité et les caractéristiques de surface du matériau cible déterminent la longueur d'onde de réponse spectrale du thermomètre. Les matériaux en alliage hautement réfléchissants ont une émissivité faible ou variable. Pour la mesure à haute température de matériaux métalliques, la longueur d'onde optimale se situe dans la bande proche infrarouge et 0,8 ~ 1,0 μm peut être sélectionnée. Des longueurs d'onde de 1,6 μm, 2,2 μm et 3,9 μm sont disponibles pour d'autres plages de température.
Certains matériaux sont transparents à certaines longueurs d'onde et laissent passer l'énergie infrarouge. Des longueurs d'onde spéciales doivent donc être sélectionnées pour ces matériaux. Par exemple, des longueurs d'onde de 1,0 μm, 2,2 μm et 3,9 μm sont utilisées pour mesurer la température interne du verre (le verre mesuré doit être suffisamment épais pour éviter la transmission) ; 5,0 μm est sélectionné pour la mesure de la température de la surface du verre ; 8 ~ 14 μm conviennent à la mesure à basse température. Pour le film plastique polyéthylène, 3,43 µm est adopté ; pour les matériaux polyester, 4,3 μm ou 7,9 μm sont utilisés ; pour les matériaux d'une épaisseur supérieure à 0,4 mm, 8 à 14 μm sont sélectionnés. Pour mesurer le CO en flamme, la bande étroite de 4,64 μm est utilisée et 4,47 μm pour le NO₂ en flamme.
3. Déterminez le temps de réponse
Le temps de réponse fait référence à la vitesse de réaction d'un thermomètre infrarouge aux changements de température de la cible mesurée. Il est défini comme le temps nécessaire pour atteindre 95 % de l'énergie pour la lecture finale et est lié aux constantes de temps du détecteur photoélectrique, du circuit de traitement du signal et du système d'affichage. Les nouveaux thermomètres infrarouges Raytek atteignent un temps de réponse aussi rapide que 1 ms, bien plus rapide que les méthodes de mesure de la température par contact.
Pour les cibles se déplaçant rapidement ou les objets chauffés rapidement, des thermomètres infrarouges à réponse rapide sont nécessaires. Sinon, une réponse suffisante du signal ne peut pas être obtenue, ce qui réduit la précision des mesures. Toutefois, les thermomètres infrarouges à réponse rapide ne sont pas requis pour toutes les applications. Pour les cibles fixes ou les cibles présentant une inertie thermique pendant les processus thermiques, l'exigence relative au temps de réponse du thermomètre peut être assouplie.
Par conséquent, le temps de réponse sélectionné du thermomètre infrarouge doit correspondre aux conditions de la cible mesurée. Le temps de réponse est principalement déterminé par la vitesse de déplacement de la cible et le taux de changement de température de la cible. Pour les cibles fixes, les cibles à inertie thermique ou les scénarios limités par la vitesse des équipements de contrôle existants, l'exigence relative au temps de réponse du thermomètre peut être assouplie.
