Normes de principes de mesure et exemples d’application de thermomètres infrarouges
L'utilisation d'un thermomètre infrarouge pour la mesure de température sans contact présente de nombreux avantages, allant des objets petits ou difficiles à atteindre aux produits chimiques corrosifs et aux matériaux de surface sensibles. Cet article discutera de cet avantage et expliquera le champ d'application de la détermination du bon choix de thermomètre infrarouge. En raison du mouvement des atomes et des molécules, chaque objet émet des ondes électromagnétiques, et la longueur d'onde ou plage spectrale la plus importante pour la mesure de la température sans contact se situe entre 0,2 et 2,0 μ M. Le les rayons naturels dans cette plage sont appelés rayonnement thermique ou rayonnement infrarouge.
L'instrument de test pour la mesure de la température par rayonnement infrarouge de l'objet mesuré est appelé thermomètre à rayonnement, thermomètre à rayonnement ou thermomètre infrarouge selon la norme industrielle allemande DIN16160. Ces noms s'appliquent également aux instruments qui mesurent la température à l'aide de rayons colorés visibles émis par l'objet mesuré, ainsi qu'aux instruments qui dérivent la température de la densité spectrale relative du rayonnement.
Avantages de la mesure de la température à l'aide de thermomètres infrarouges
La mesure de la température sans contact en recevant le rayonnement infrarouge de l'objet mesuré présente de nombreux avantages. De cette manière, les mesures de température peuvent être effectuées sans problème pour des objets difficiles à atteindre ou à déplacer, tels que des matériaux ayant de mauvaises performances de transfert thermique ou une très faible capacité thermique. Le temps de réponse court du thermomètre infrarouge permet d'obtenir rapidement un réglage efficace du circuit. Le thermomètre ne comporte pas de composants susceptibles de s'user, il n'y a donc pas de coût continu comme l'utilisation d'un thermomètre. Surtout dans les très petits objets mesurés, comme par exemple en utilisant la mesure par contact, la conductivité thermique de l'objet entraînera des erreurs de mesure importantes. Il ne fait aucun doute que les thermomètres peuvent être utilisés ici, ainsi que pour les produits chimiques corrosifs ou les surfaces sensibles, comme sur la peinture, le papier et les pistes en plastique. Grâce à la mesure télécommandée, il est possible de rester à l'écart des zones dangereuses, ce qui rend les opérateurs non dangereux.
Principe et construction du thermomètre infrarouge
Focalisez l'infrarouge reçu de l'objet mesuré sur le détecteur à travers une lentille et un filtre. Le détecteur génère un signal de courant ou de tension proportionnel à la température en intégrant la densité de rayonnement de l'objet mesuré. Dans les composants électriques connectés, le signal de température est linéarisé, la région d'émissivité est corrigée et convertie en un signal de sortie standard.
En principe, il existe deux types de détecteurs de température : les détecteurs de température portables et les détecteurs de température fixes. Par conséquent, lors de la sélection d’un détecteur de température infrarouge approprié pour différents points de mesure, les caractéristiques suivantes seront les principales :
1. Collimateur
Le collimateur a cette fonction et le bloc de mesure ou le point auquel le thermomètre fait référence peut être vu. De grandes zones de l'objet mesuré peuvent souvent se trouver sans collimateur. Lors de la mesure de petits objets et de distances lointaines, il est recommandé d'utiliser un viseur sous la forme d'un miroir transparent avec une échelle de tableau de bord ou un point de pointage laser.
2. Objectif
La lentille détermine le point mesuré du thermomètre. Pour les gros objets, un thermomètre à focale fixe suffit généralement. Mais lorsque la distance de mesure est éloignée du point focal, l’image du bord du point de mesure ne sera pas claire. Pour cette raison, il est préférable d’utiliser un objectif zoom. Dans la plage de zoom donnée, le thermomètre peut ajuster la distance de mesure. Le nouveau thermomètre est doté d'une lentille remplaçable avec zoom, et les lentilles proches et lointaines peuvent être remplacées sans étalonnage ni réinspection.
3. Capteurs, c'est-à-dire récepteurs spectraux
Lors de la sélection de la sensibilité spectrale, il convient également de prendre en compte les bandes spectrales d'absorption de l'hydrogène et du dioxyde de carbone. Dans une certaine plage de longueurs d’onde, connue sous le nom de « fenêtre atmosphérique », le H2 et le CO2 pénètrent presque la lumière infrarouge. Par conséquent, la sensibilité du thermomètre aux variations de lumière doit se situer dans cette plage pour exclure l’impact des changements de concentration atmosphérique. Lors de la mesure de films minces ou de verre, il est également nécessaire de prendre en compte les matériaux qui ne pénètrent pas facilement dans une certaine plage de longueurs d'onde. Afin d'éviter les erreurs de mesure causées par la lumière de fond, des capteurs appropriés qui reçoivent uniquement la température de surface sont utilisés. Les métaux ont cette caractéristique physique et l'émissivité augmente avec la diminution de la longueur d'onde. D'après l'expérience, la mesure de la température des métaux choisit généralement une longueur d'onde de mesure plus courte.
