Un termometru în infraroșu este un instrument de măsurare a temperaturii de suprafață a unui obiect din radiația corpuluinegru - radiație de tip corp negru - care emite în infraroșu . Termenul de pirometru cu infraroșu este, de asemenea, utilizat atunci când vine vorba de măsurarea temperaturilor ridicate ale unui obiect sau ale unui mediu (cuptor, foc, vulcan etc. ). Un astfel de termometru este numit uneori în mod greșit termometru laser dacă este ajutat de un laser să vizeze sau chiar un termometru fără contact pentru a-și sublinia capacitatea de a măsura temperatura de la distanță, spre deosebire de termometrele de contact convenționale.
Isaac Newton evidențiază spectrul luminii în 1666 . El observă că lumina zilei care trece printr-o prismă se descompune în benzi de culori numite „ spectre ”. În 1880 , William Herschel a măsurat energia relativă a fiecăreia dintre aceste benzi, inclusiv dincolo de roșu, adică în infraroșu.
În anii 1900, oamenii de știință Max Planck , Joseph Stefan , Ludwig Boltzmann , Wilhelm Wien și Gustav Kirchhoff au formulat ecuațiile fundamentale ale spectrului electromagnetic , precum și cele pentru energia radiativă în infraroșu. Conceptul de pirometru în infraroșu este enunțat de Charles R. Darling în cartea sa Pirometrie în 1911. Apariția electronicii din anii 1930 permite industrializarea primelor termometre de acest tip care sunt acum un instrument clasic de măsurare pentru aplicații personale, industriale și academice. .
Termometrul cu infraroșu (IR) măsoară temperatura cuantificând energia radiativă emisă în banda spectrală cu infraroșu. Orice obiect peste zero absolut ( 0 K ) emite această radiație. Prin cunoașterea cantității de energie emisă de un obiect și emisivitatea acestuia, temperatura acestuia poate fi, prin urmare, determinată. Această metodă vă permite să măsurați temperatura de la distanță, spre deosebire de alte tipuri de termometre, cum ar fi termocuplurile . Astfel este posibil să se măsoare temperatura dacă obiectul este în mișcare, dacă este înconjurat de un câmp electromagnetic , dacă este plasat în vid etc.
Cel mai de bază termometru cu infraroșu constă dintr-un obiectiv care focalizează energia radiativă în infraroșu pe un detector care îl transformă într-un semnal electric. După compensare, acest semnal este la rândul său convertit în temperatură. Această metodă de măsurare poate fi foarte precisă, cu condiția de a fi bine calibrată, radiația măsurată fiind dependentă de numeroși parametri: emisivitatea obiectului, uniformitatea sursei, geometria dispozitivului.
Măsurarea în infraroșu este o măsurare optică :
Măsurarea în infraroșu este o măsurare a suprafeței :
Pentru a avea o măsurare fiabilă, calea optică dintre punctul de măsurare și capul de detectare a pirometrului trebuie menținută liberă. Un sistem de purjare a aerului previne lipirea prafului, a fumului și a oricărei alte murdări de optică. Sistemele de purjare sunt utilizate pentru a preveni această înfundare.
Acest lucru implică, printre altele, că sistemul de purjare funcționează perfect și continuu. Cu toate acestea, experiența arată că, în practică, optica se murdărește puțin câte puțin din cauza opririlor neprevăzute sau a altor defecte. Acest lucru este observat în special în medii dure, cum ar fi cele din industria metalurgică, fabricile de ciment sau cuptoarele de ardere.
Măsurarea temperaturii efectuată de un pirometru monocromatic se deplasează apoi treptat. Citirea temperaturii scade, apelând arzătoarele sau orice alt sistem de încălzire uneori inutil.
Acest dispozitiv face astfel posibilă măsurarea de la distanță a temperaturii unui obiect cu mare precizie. Aplicațiile obișnuite includ măsurători pe obiecte corozive în mișcare într-un reactor de vid sau supuse unor câmpuri electromagnetice intense, precum și toate aplicațiile care necesită timpi de răspuns foarte scurți. Putem cita:
Alegerea unui senzor de temperatură trebuie făcută în funcție de tipul de aplicație, luând în considerare condițiile ambientale, intervalele de temperatură și precizia de măsurare dorită.