Qu’est-ce qu’un capteur de température à rayonnement ?
Un capteur de température à rayonnement est un dispositif qui mesure la température en détectant le rayonnement infrarouge émis par une substance.
Toutes les substances émettent un rayonnement infrarouge en fonction de leur température. Ce système mesure donc la température en détectant la quantité de rayonnement infrarouge. Il ne peut pas mesurer la température à l’intérieur d’une substance ou la température d’un gaz, mais il peut mesurer instantanément la température sans toucher l’objet.
La plage de mesure (diamètre du spot) et la distance de mesure sont déterminées par l’appareil et sont sélectionnées en fonction de la situation.
Utilisations des capteurs de température à rayonnement
Les capteurs de température à rayonnement peuvent mesurer des températures à des vitesses élevées et peuvent également mesurer des températures sans contact direct. Ils conviennent donc pour mesurer la température d’objets en mouvement ou en rotation et d’objets à faible capacité thermique dont la température change au contact du capteur.
Ils sont utilisés dans un large éventail d’applications, par exemple dans les processus industriels et la recherche. Les capteurs de température à rayonnement peuvent être utilisés dans les cas suivants
- Si l’objet est en mouvement
- Si l’objet est entouré d’un champ électromagnétique
- Si l’objet est dans le vide ou dans un autre air conditionné.
Principe des capteurs de température à rayonnement
Toute matière, y compris l’homme, émet un rayonnement infrarouge. Lorsque vous approchez la paume de votre main de votre joue, vous ressentez de la chaleur, car la peau de votre main détecte le rayonnement infrarouge émis par votre joue. En général, plus la température d’une substance est élevée, plus le rayonnement infrarouge émis est important.
Les capteurs de température à rayonnement recueillent d’abord le rayonnement infrarouge émis par la substance sur un élément de détection appelé thermopile. La thermopile est un élément de détection qui émet un signal électrique en raison du rayonnement infrarouge absorbé.
Dans la thermopile, plusieurs thermocouples sont connectés en série, la jonction chaude étant orientée vers le centre, et une membrane absorbant les infrarouges est placée au centre, là où la jonction chaude est orientée. La lumière collectée par la lentille ne frappe que la jonction chaude, créant ainsi une différence de température avec la jonction froide à l’extérieur. Cela crée une différence de tension due à l’effet Seebeck et permet de mesurer la température.
Le rayonnement infrarouge fait partie du spectre électromagnétique et sa fréquence se situe entre la lumière visible et les ondes radio. Dans cette gamme de fréquences, seules les fréquences comprises entre 0,7 et 20 microns sont utilisées pour des mesures de température pratiques.
Autres informations sur les capteurs de température à rayonnement
1. Précision des capteurs de température à rayonnement
Les capteurs de température à rayonnement ont une précision élevée de ±1 °C pour les produits d’usage général. Toutefois, il faut veiller à ce que les conditions de mesure de l’appareil soient correctement respectées lors de la mesure réelle, faute de quoi des erreurs de mesure se produiront. Les trois conditions suivantes déterminent la précision de la mesure.
Point de mesure
La plage de mesure (ou diamètre du point) dépend de la distance par rapport à l’objet à mesurer. En général, plus la distance de mesure est grande, plus la plage de mesure est importante. La distance de mesure et la plage pouvant être mesurée dépendent du type de capteur de température de rayonnement, il convient donc de vérifier ces deux conditions.
Dérive de la température
Si la température ambiante du capteur de température de rayonnement est modifiée brusquement, la valeur mesurée peut changer en raison du changement de température. Il convient donc de veiller à ce que la température ambiante ne change pas trop rapidement.
Émissivité de la surface à mesurer
Les capteurs de température à rayonnement mesurent la température en mesurant l’intensité du rayonnement infrarouge émis par la surface de l’objet à mesurer. L’intensité du rayonnement infrarouge émis par l’objet à mesurer est déterminée non seulement par la température de l’objet, mais aussi par un coefficient appelé émissivité. Par conséquent, une correction de l’émissivité est nécessaire pour mesurer la température.
2. Mesure de la température corporelle à l’aide d’un capteur de température rayonnante
Ces dernières années, sous l’influence d’une sensibilisation accrue à l’hygiène, la température corporelle est de plus en plus souvent mesurée à l’aide de capteurs de température radiante. En général, lors de la mesure de la température corporelle, lorsque la température extérieure est inférieure à la température corporelle, la température corporelle peut être affichée plus basse en raison de la température extérieure.
Inversement, lorsque la température externe est plus élevée, par exemple à proximité d’un appareil de chauffage, une température plus élevée peut être affichée. Lors de la mesure de la température corporelle, vérifiez le mode d’emploi du capteur de température de rayonnement et prenez les mesures dans l’environnement externe approprié.
3. À propos de la thermographie
La thermographie est un dispositif de mesure de la température sans contact. La thermographie est un dispositif qui facilite la visualisation de la température de surface de l’ensemble de l’objet à mesurer en lui attribuant un code de couleur dans différentes nuances. Voici quelques exemples concrets de son utilisation
- Distribution de la température à la surface du corps d’une personne
- Distribution de la température due à la circulation sanguine dans les mains et les pieds
- Détection de températures anormales dans les machines et les équipements
- Suivi du comportement des animaux à l’aide de caméras de vision nocturne
Les capteurs de température de rayonnement sont utilisés à l’intérieur de la caméra thermographique.