Mesure de température sans contact (pyrométrie optique)

Résumé du document

Présentation PowerPoint de Physique appliquée niveau Bac +3 sur la mesure de température sans contact. Cette présentation est composée de trois parties :

Extraits

[...] LA MESURE DE TEMPERATURE SANS CONTACT Sommaire Principe de la mesure sans contact - le rayonnement du corps noir - mesure de température d'un corps Méthode de mesure : La pyrométrie optique - description - fonctionnement Les domaines d'applications Conclusion Le rayonnement du corps noir Un corps noir est un corps idéal absorbant à toutes les radiations électromagnétiques, sans en réfléchir ou en transmettre aucune. Définition : Le rayonnement du corps noir Tout corps, ayant une température supérieure au zéro absolu, émet de la lumière. Les corps chauds émettent de la lumière visible tandis que les corps froids émettent dans l'infrarouge. [...]

[...] D'après la loi de Wien, on peut trouver sa température de surface qui est de 5780°K. Exemple : détermination de la température du soleil A partir du flux d'énergie émis On peut trouver la température d'un corps assimilé à un corps noir, à partir du flux d'énergie qu'il émet, grâce à la loi de Stefan-Boltzmann. Φ = σ T 4 (W.m-2) T : température Φ : flux d'énergie émis σ : constante de Stefan-Boltzmann (σ= J.K-4.m-2.s-1) La pyrométrie Mesure de température de – 50 à 5000°C Unique méthode de mesure sans contact Les avantages Mesure instantanée Mesure de cible en mouvement Mesure de cible difficilement accessible Les avantages Mesure des très hautes températures Mesure des matériaux à mauvaise conductibilité Pas d'action sur la surface à mesurer ENERGIE EMISE CAPTEUR IR Lentille et filtres Détecteur Micro processeur et électronique BOITIER TEMPERATURE DE LA CIBLE MONITEUR ET CONTROLE AFFICHAGE / ORDINATEUR Comment le capteur fonctionne CIBLE A MESURER L'optique concentre et envoie l'énergie sur le détecteur. [...]

[...] - Maintenance : contrôle des variations de températures sur les machines. - Contrôle de bâtiments : surveillance des installations. - Automobile : surveillance des systèmes de refroidissement. - Alimentaire : respect de l'hygiène du produit. [...]

[...] L'électronique convertit le signal du détecteur en une température. Composant du capteur Détecteurs 2 types de détecteurs : - Détecteurs thermiques (pyroélectriques) - Détecteurs quantiques (photodiodes) Longueur d'onde Energie Emissivité = 1.0 Emissivité = 0.75 Emissivité = 0.50 E = Energie émise Energie théorique émise E = 1 - r - t E = Emissivité r = Réflexion t = Transmission Définition de l'émissivité Interférences dues aux réflexions et autres transmissions parasites Dilution (absorption) de l'énergie émise Les problèmes rencontrés en pratique Cible à mesurer Réflections Energie emise par La cible Energie transmise par l'environnement Champ de visée Interférences dues à l'énergie réfléchie et transmise CIBLE CHAUDE Champs de Visée (CDV) CAPTEUR Perturbations : - Fumée - Vapeur - Poussières - Hublot sale - Plasma - Petit hublot Dilution de l'énergie transmise Utilisation à température ambiante plus élevée Différents types de pyromètre Pyromètre à fibre optique Utilisation lors de fortes interférences électrique Utilise 2 longueurs d'onde différentes Avantage : pas de correction (émissivité, absorption atmosphérique, ) Inconvénient : - cher Pyromètre bi-chromatique Différents types de pyromètre - L'électricité : permet de détecter les problèmes sur les installations sous tensions. [...]