Thermomètre infrarouge

Quel système de mesure par infrarouges est approprié pour une meilleure application?
Normalement, vous comme client vous pouvez toujours appeler la ligne directe du service technique de PCE Instruments: +33 (0) 972 3537 17. Les conseillers vous poseront des questions spécifiques sur votre application et vous proposeront des produits plus appropriés pour la solution de votre travail de mesure.

Nous vous indiquons ci-dessous l'information que vous devez considérer en choisissant ou en achetant un thermomètre infrarouge.

Critères pour la sélection d'un système de dispositif / mesure

- Dispositif manuel ou thermomètre IR stationnaire
- Degré d'émission / précision
- Rapports du point de mesure
- Mémoire pour des mesures
- Coûts de suivi
- Service / Support

Un thermomètre infrarouge/IR s'utilise pour déterminer la température de la surface sans contact d'objets définis. Dans la pratique, cela peut être des parties en métal, des bâtiments, des objets dans des fours, etc. Mais, comment pouvons-nous savoir avant de l'acheter, quel est le thermomètre infrarouge le plus approprié pour l'application? Le texte suivant vous offre des conseils avant l'achat d'un dispositif de mesure.

Avez-vous besoin d'un thermomètre infrarouge mobile ou fixe?
La réponse à la question dépend de l'application. Si les valeurs de mesure doivent se détecter de manière sporadique pour les objectifs de contrôle de qualité avec un thermomètre IR, vous devez utiliser un thermomètre infrarouge mobile. Si vous devez mesurer de manière continue et les mesures s'utilisent pour contrôler des processus, utilisez plutôt un thermomètre infrarouge d'installation fixe. Le pyromètre d'installation fixe possède une interface digitale pour fournir les valeurs de mesure analogiques ou digitales avec un système de contrôle de processus ou contrôleur.

Degré d'émissivité
Cependant, le thermomètre infrarouge a aussi des inconvénients. Un d'entre eux est que vous devez connaitre le degré d'émissivité, la longueur d'onde et la température d'un matériel. Cela ne dépend pas seulement du type de matériel de l'objet à mesurer, mais aussi de la longueur d'onde du thermomètre que vous utilisez, et donc, de la température de l'objet. L'autre inconvénient est que la mesure sur un métal avec le thermomètre infrarouge rend la mesure précise difficile à cause des grandes déviations des degrés d'émissivité (par exemple, le cuivre 0,012 [poli, 327 °C], 0,78 [très rouillé], 0,91 [très rouillé]).

Pendant que la matière organique (comme le bois, les plastiques, le papier, la laque), le verre et la céramique présente un degré d'émissivité élevé (environ 0,95) sur l'infrarouge moyen (MIR) y l'infrarouge lointain (FIR), les métaux brillants irradient mieux sur des longueurs d'onde courtes et possèdent des degrés d'émissivité plus défavorables sur l'infrarouge court (NIR) et l'infrarouge moyen (MIR), comme par exemple l'or dans la plage MIR de seulement 0,02. Cependant, si le métal est par exemple anodisé (aluminium) ou très rouillé, le degré d'émissivité sera supérieur sur l'infrarouge moyen (MIR), aux alentours de 0,9. Le degré d'émissivité supérieur sur les métaux laqués joue un rôle déterminant sur la mesure de température. L'intensité et la situation du maximum d'émissivité dépendent de la température.

La plage de température d'un thermomètre infrarouge est plus facile à élargir vers le haut que vers le bas. Plusieurs modèles de thermomètre infrarouge permettent de régler le degré d'émissivité, par exemple, comme bouton rotatif sur une échelle de 0 à 1. Certains thermomètres infrarouges disposent d'une entrée supplémentaire pour un capteur de température de contact, comme par exemple, un thermo-élément. Si vous aurez besoin de calibrer le degré d'émissivité du thermomètre infrarouge pour déterminer la température d'un matériel inconnu, vous pouvez mesurer la température de ce matériel avec le capteur de température de contact et en suite vous pouvez ajuster le degré d'émissivité du thermomètre jusqu'à que la température du capteur infrarouge sera la même que le capteur pour contact.

Facteurs affectés
La température, l'angle de mesure, la géométrie de la surface (plate, concave, convexe), l'épaisseur, la finition de la surface (poulie, rugueux, rouillé, sableux), la plage spectrale de la mesure, la transmissivité (par exemple, avec des plaques en plastique fines), la longueur d'onde se mesure (en microns).

Que signifie le rapport distance-objet spécifié?
Chaque dispositif de mesure de température par infrarouge possède un système optique avec un rapport spécifique du point de mesure. Les spécifications telles que 2:1, 10:1 ou 20:1 sont très communes sur un thermomètre infrarouge à bas prix. Avec un dispositif d'une plus grande qualité, la spécification peut augmenter jusqu'à 75:1. Ces valeurs peuvent aussi se dire d'une autre manière, x:y. cela signifie que le point de mesure possède un diamètre de y cm lorsque la distance à une surface est x cm. Le cône de lumière peut s'imaginer avec une lampe. Si vous approchez une lampe au mur, le cône de lumière est plus petit que si vous êtes plus éloigné. Certains thermomètres infrarouges offrent la possibilité de réduire ce point de mesure ou de l'augmenter en accord avec vos besoins.

Le thermomètre infrarouge doit-il enregistrer les valeurs mesurées?
Certains thermomètres infrarouges offrent la possibilité de stocker des valeurs mesurées dans une mémoire interne. Cette mémoire peut être lue plus tard pour garantir la qualité à travers un PC avec le logiciel. L'interface du thermomètre IR, dans la plupart des cas, est un port USB. Dans certains cas, les valeurs de mesure s'enregistrent directement sur une carte mémoire SD.

Coûts postérieurs
Les dépenses habituelles de l'utilisation du thermomètre infrarouge, est le coût de calibrage. Par exemple, s'il doit être conforme avec les exigences de son manuel de qualité ISO, les intervalles de calibrage standard doivent être respectés. Ces coûts se produisent donc lorsque vous réalisez l'achat et ils se répètent annuellement. Il est aussi possible qu'un réglage à long terme soit réalisé, car les mesureurs et leurs capteurs peuvent varier avec le temps. Les consommables, comme les batteries (rechargeables) doivent être pris en compte au moment de réaliser vos calculs, en général, il s'agit de matériaux standardisés.

Service / Support
Celui-ci est un autre point à prendre en compte. Il n'est bien sûr pas facile pour vous d'évaluer le rendement d'un fabricant ou d'un vendeur, mais vous devez vérifier si dans quelques années vous recevrez le support ou si vous pourrez commander des pièces de rechange. Appelez-nous à PCE Instruments et parlez avec un des techniciens et avec le service des commandes, assurez-vous de la qualité du conseil et ayez confiance en PCE Instruments, réseau d'entreprise mondial (depuis 1999).

Principe de fonction
La radiation infrarouge est une partie de la lumière solaire et elle peut se diviser par la translucidité d'un prisme et cette radiation est présente en énergie. Au début du 20ème siècle, les scientifiques Planck, Stefan, Boltzmann, Viena et Kirchhoff définirent les activités du spectre électromagnétique et ils inventèrent des équations pour décrire l'énergie infrarouge. Cela a permis de définir l'énergie qui implique des courbes d'émission d'un corps noir. Les objets avec une température au-dessus de zéro absolu irradient de l'énergie. La quantité d'énergie augmente proportionnellement au quart de puissance de la température. Ce concept est la base pour la mesure de température d'infrarouges. Avec le facteur d'émission se produit une variable dans cette loi. Le facteur d'émission est une mesure pour la proportion de la radiation qu'émettent un corps gris et un corps noir à la même température. Comme un gris est conçu un objet qui a la même émissivité dans toutes les longueurs d'onde. Un corps non gris est un objet dont l'émissivité varie avec la longueur d'onde, par exemple, l'aluminium. De plus, le facteur d'émission est égal au facteur d'absorption.

Pour des surfaces brillantes, vous pouvez régler manuellement ou automatiquement le facteur d'émission sur le thermomètre infrarouge pour corriger l'erreur de mesure. Dans la plupart des applications, cela est très facile. Dans les cas où le facteur d'émission n'est pas constant, le problème peut se résoudre à travers la mesure en deux ou plusieurs longueurs d'onde.

Les thermomètres infrarouges se produisent dans plusieurs configurations qui se différencient dans l'optique, l'électronique, la technologie, la taille et la carcasse. Cependant, ils ont tous en commun la chaine de traitement de signaux qui a commencé avec un signal de IR et un signal de sortie électronique sur l'extrémité. Cette chaine de mesure commence en général avec un système optique de lentilles et / ou de guides d'ondes optiques, des filtres et un détecteur.

Que faut-il tenir en compte pour un thermomètre IR?
Dans un premier temps, il faut tenir compte que vous pouvez seulement mesurer la température superficielle des objets avec un pyromètre ou aussi appelé un thermomètre infrarouge. Si, par exemple, avec le thermomètre laser vous visez un sceau en acier et il détermine la température, il se peut que la température superficielle mesurée soit significativement plus grande que la température du noyau réel. De plus, vous devez vous assurer qu'il s'agit de surfaces à haute brillance tel que le métal poli ou même le verre, des reflets et des réflexions: cela s'applique ici à « l'angle d'incidence = l'angle de sortie ». Donc lorsque vous visez et vous mesurez avec un thermomètre infrarouge dans un angle de 45º à une mesure d'une surface polie, la surface n'est pas mesurée, mais l'objet qui se trouve dans un angle de 45º de cet objet; la même chose se passe avec le verre.

Est-il possible de mesurer à travers le verre avec un thermomètre infrarouge?
Normalement, il faut répondre à cette question avec un non.Mais, comme toujours, il y a des exceptions.Avec un thermomètre infrarouge, qui possède une plage spectrale de 8 … 14 µm, il n’est pas possible de mesurer à travers le verre. Si vous souhaitez, par exemple, mesurer la température d'un matériaux à l'intérieur d'un four avec un thermomètre à infrarouge, vous devrez installer un hublot (ou fenêtre) infrarouge dans la facade du four. Ce hublot est composé d'un matériau qui ne filtre pas les ondes infrarouge dans une bande spectrale comprise entre 8 et 14 µm. Maintenant vous pouvez vous poser diectement la question suivante:

Comment se mesure maintenant la température du verre avec un thermomètre infrarouge?
Dans l'industrie de fabrication de verre les instruments IR normaux sont appropriés et un dispositif de mesure s'utiliserait qui produirait des erreurs de mesure et des mesures incorrectes. Les thermomètres infrarouges qui s'utilisent pour cette application et qui ont une plage spectrale fixe de, par exemple, 5 µm. Ici, la plage de longueur d'onde est sélectionnée de manière à ce que le thermomètre ne mesure pas directement la surface de la feuille de verre, mais de façon minimale en-dessous du verre. De cette manière, vous pouvez aussi mesurer la température de transition du verre avec un thermomètre infrarouge.

La radiation infrarouge n'est pas visible. Comment s'assurer que le lieu correct est mesuré avec le thermomètre?
Pour assurer que la température de surface est toujours mesurée dans le lieu correct, les thermomètres infrarouges portables disposent d'un laser qui fait pointeur, comme aide pour la mesure. Ce dispositif laser peut être simplement un point de laser simple. D'autres formes sont un laser en croix, qui diminue ou qui augmente la distance avec deux points laser selon la distance dans laquelle se trouve le thermomètre IR d'un objet ou un laser en cercle qui enregistre le contour exact de la marque de mesure sur la surface.

Longueur d'onde de mesure (NIR, MIR, FIR)
La longueur d'onde de mesure idéale pour une mesure avec le thermomètre infrarouge dépend du matériel et sa température. Pour des valeurs à température ambiante, les longueurs dans un infrarouge moyen (MIR) sont les meilleurs. Pour cela, on utilise des capteurs thermiques ainsi que pyroélectriques.

Les températures à partir d'environ 350ºC peuvent être déterminées dans l'infrarouge proche avec photodiodes IR avec le thermomètre infrarouge. De cette façon, une photodiode de germanium a par exemple une longueur d'onde de réception inférieur d'environ 1,9 µm. Avec photodiodes, on peut mesurer des températures à partir d'environ 700ºC dans la plage spectrale visible. La plage de longueur d'onde de réception des pyromètres pour des hautes températures est souvent déterminée grâce à des photorécepteurs. Par exemple la longueur d'onde de réception plus petite de photodiodes de silicium est d'environ 1,1 µm. Un objet avec une température de 3000 K à son maximum de radiation, avec cela, on peut mesurer des températures à partir d'environ 700 °C.

Un autre domaine d'application du thermomètre infrarouge est le domaine de la médicine. On peut isoler à des patients avec fièvre et chercher des agents pathogènes. Un grand nombre de pays en Asie, en Europe et aux États-Unis utilisent le thermomètre infrarouge. Ceux peuvent reconnaitre des températures corporelles avec une précision élevée. De cette façon, on peut agir rapidement en conséquence.

La technologie intelligente
Les capteurs infrarouges de PCE Instruments pour l'automatisation permettent une surveillance de température continue. Les systèmes intelligents et digitaux permettent aux ingénieurs de processus la programmation à distance des capteurs du thermomètre infrarouge et la transmission des données en temps réel et l'enregistrement. Depuis des ondes en miniatures à des systèmes d'images sophistiquées avec des interfaces personnalisées – nos capteurs fournissent une surveillance précise et fiable de la température dans les processus de fabrication industrielle.

Bénéfices du thermomètre infrarouge
Les capteurs industriels sont des solutions fiables, abordables et faciles à utiliser pour le contrôle précis de la température. En réduisant le temps d'inactivité, les résidus diminuent et l'efficacité et la productivité des processus de fabrication augmentent, les capteurs infrarouges de PCE Instruments assurent une économie immédiate fondamentale de temps et d'argent.

Les zones de production d'acier / transformation de l'acier
Avec les thermomètres infrarouges, vous pouvez surveiller et contrôler chaque étape de la fabrication de l'acier. Les mesures de la température précises fournissent une information sur la conformité des normes applicables aux limites de production ou si l'action est régulatrice. Cela garantit que l'acier reçoit les propriétés métallurgiques prescrites. A travers l'utilisation des thermomètres infrarouges, non seulement la qualité du produit s'améliore, mais la productivité augmente aussi, le temps d'inactivité se réduit et les coûts d'énergie et en même temps la sécurité augmente et l'enregistrement se simplifie.

Maintenance industrielle
Les capteurs d'installation fixes dont parfaits et appropriés pour les mesures de la température, pour superviser la qualité du produit, pour vérifier le fonctionnement et le niveau d'entretien, ainsi que la température ambiante et pour effectuer des contrôles de sécurité. Un réchauffement excessif est une indication de problèmes plus profonds, qui peuvent conduire à des dommages sur l'équipement ou même des blessures personnelles. Une mesure régulière de la température doit donc faire définitivement partie des contrôles en cours. Les contrôles qui se réalisent quotidiennement avec précision, indiquent où il y a des problèmes potentiels ou imminents et des réglages peuvent se faire au fur et à mesure ou programmer les réparations avant les déconnexions.

Maintenance des installations électriques et des bâtiments
Les capteurs d'un thermomètre infrarouge peuvent aider à déterminer si les moteurs, les chaudières, les roulements, les systèmes électriques et tout type de dispositifs d'actionnement fonctionnent correctement et è détecter les problèmes émergents graduellement. Ils contribuent donc au fonctionnement efficace de vos systèmes et évitent des arrêts couteux. Les températures peuvent se lire à une distance sûre. Le thermomètre infrarouge sans contact peut aussi être utilisé pour contrôler le réchauffement excessif d'un équipement électrique, qui s'élève à cause de connexions faibles ou la corrosion, ainsi que pour détecter des erreurs sur les panneaux de commutation, des engrenages, le changement de marche et des terminaux de fusible.

Calibrage et certificat de laboratoire du thermomètre infrarouge
Vous pourrez obtenir un certificat de calibrage ISO pour les thermometres infrarouges. Dans ce certificat et calibrage de laboratoire des thermomètres infrarouges un certificat de révision est délivré avec les coordonnées de votre entreprise pour que vous puissiez par exemple déposer les thermometres infrarouges dans des consortiums entre entreprises d'instruments de contrôle ISO, et il est certifié que ces thermomètres infrarouges peuvent se réajuster selon les standards nationaux.

Calibrage: Révision de la précision des magnitudes mesurées des thermometres infrarouges sans faire intervenir le système de mesure. Ou alors: détermination de la déviation systématique de l'écran des mesureurs par rapport à la valeur réelle de la magnitude mesurée.

Certificat d'étalonnage ou certificat de calibrage: Documenter les propriétés métrologiques des instruments de mesure ainsi que la traçabilité par rapport à la norme nationale.

Intervalle de calibrage: Pour pouvoir effectuer correctement les mesures, les thermometres infrarouges employés doivent être révisés ou calibrés périodiquement. Cette période de temps correspond à l'intervalle de calibrage. Il n'existe aucune norme indiquant le moment de recalibrer les thermomètres infrarouges. Il faut tenir compte des points suivants au moment de déterminer l'intervalle:

- Magnitude mesurée et bande de tolérance permise
- Utilisation des mesureurs et des instruments de contrôle
- Fréquence d'emploi des débitmètre
- Conditions environnementales
- Stabilité du calibrage antérieur
- Précision de mesure exigée
- Dispositions relatives au système de contrôle de qualité des entreprises

Ce qui signifie que la période entre deux calibrages doit été fixée et contrôlée par le propre usager. Notre conseil pour les thermometres infrarouges est que l'intervalle de calibrage doit être situé entre 1 et 3 ans. En cas de besoin au moment de vouloir augmenter la fixation de l'intervalle, n'hésitez pas à prendre conseil auprès de nos employés.

La mesure de la température du verre est problématique du fait du réfléchissement et de la transmission du verre. Pour remédier aux problèmes de mesure avec un thermomètre infrarouge, il existe différentes façon de mesurer la température.

Une option pour mesurer la température avec un thermomètre infrarouge est d'utiliser un appareil qui mesure avec une longueur d'onde de 1 µm, 2,3 µm ou 3,9 µm. Or, ces longueurs d'onde mesurent, non pas la température superficielle, mais la température juste derrière la surface du verre. Les thermomètres infrarouges ayant une longueur d'onde entre 5 et 7,9 µm garantissent aussi la mesure de la surface. L'inconvénient des plages de ces longueurs d'onde est que la température du verre doit être très élevée. Il n'est donc pas adapté à la mesure de la température dans des plages basses.

Une autre option pour mesurer la température du verre est d'utiliser un thermomètre infrarouge ayant une longueur d'onde entre 8 et 14 µm. La problématique dans ce cas est la nécessité de compenser le réfléchissement du verre à l'aide du thermomètre infrarouge. En général, seuls les thermomètres infrarouges très onéreux réussissent à le faire. Une autre chose à prendre en compte est l'importance de régler le degré d'émissivité sur 0,85 et que le thermomètre infrarouge ait une réponse rapide, puisque la température du verre change rapidement du fait de ses propriétés thermiques déficientes.

Cependant, afin de pouvoir mesurer également la température superficielle rapidement et facilement, avec un thermomètre infrarouge ayant une longueur d'onde de 8 … 14 µm, vous pouvez poser une espèce d'autocollant d'émissivité. Ces autocollants possèdent un degré d'émissivité de 0,95. Il vous suffit de les coller sur le verre, et, après quelques instants, l'autocollant acquière la même température que le verre, ce qui vous permettra de mesurer la température superficielle avec n'importe quel thermomètre infrarouge conventionnel. En réalité, c'est comme si vous mesuriez la température du verre lui-même. Il s'agit d'une méthode rapide, simple et bon marché pour mesurer sans contact la température du verre.