dat--infrarouge-fondemonts--fr.pdf

7/26/2019 dat--infrarouge-fondemonts--fr.pdf

1/20

Plus de prcisionMesure thermique sans contact :fondements


2/20

2

Seul le monde expos au spectre visible est percevable par loeil humain.

La lumire visible ne constitue quune petite partie du spectre de rayon-

nement existant, sa majeure partie ntant pas visible. Le rayonnement

dautres domaines spectraux fournit toujours des informations suppl-

mentaires.

Le systme de mesure thermique infrarouge

Chaque corps dont la temprature est suprieure au point zro absolu

de -273,15C (= 0 Kelvin) met en sa surface un rayonnement lectro-

magntique proportionnel sa propre temprature appel rayonnement

propre. Une partie de ce rayonnement est un rayonnement infrarouge

pouvant tre utilis pour la mesure thermique. Ce rayonnement traverse

latmosphre et est focalis laide dune lentille (optique dentre) sur

un lment de dtection qui gnre un signal lectrique proportionnel

au rayonnement. Le signal est amplifi et transform via traitement nu-

mrique subsquent en une grandeur de sortie proportionnelle la tem-

prature de lobjet. La valeur de mesure peut faire lobjet dun affichagesur cran ou tre mise sous forme de signal analogique permettant un

simple raccordement aux systmes de rgulation de la commande de

processus.

Les avantages de la mesure thermique sans contact sont vidents :

- Mesure possible sur des objets en mouvement,

difficilement accessibles ou trs chauds

- Temps de raction et de mesure trs courts

- Mesure sans effet rtroactif, aucune influence de lobjet mesurer

- Mesure non destructive

- Longvit du point de mesure, aucune usure

A noter :

- Lobjet de mesure doit tre visible pour le capteur

- Loptique du capteur doit tre protge des souillures

- Seules les tempratures superficielles peuvent tre mesures

Systme infrarouge

William Herschel (1738 - 1822)

Le spectre lectromagntique incluant la plage infrarouge utilise par les

pyromtres.

Infrarouge

0,4 0,6 0,8 1 1,5 2 3 4 6 8 10 15 20 30

1 A 100 A 1 m 100 m 1 cm 1 m 100 m 100 km

Lumirevisible

Longueur d'onde

Longueur d'onde en m

Infrarouge OUCUV

Optique Capteur Electronique Ecran

197,5C

Objet

Fondements physiques

Spectre de rayonnement lectromagntique

Par spectre, on dsigne au sens strict et physique du terme, lintensit

dun mlange dondes lectromagntiques comme fonction de la lon-gueur donde ou de la frquence.

Le spectre de rayonnement lectromagntique stend sur un domaine

de longueurs dondes denviron 23 puissances de dix et se compose

de diffrentes sections se distinguant les unes des autres en termes de

naissance, gnration et dutilisation du rayonnement. Tous les types de

rayonnements lectromagntiques obissent aux mmes lois de diffrac-

tion, de rfraction, de rflexion et de polarisation. Leur vitesse dexpan-

sion est identique la vitesse de la lumire dans des conditions nor-

males, c.--d. que le produit obtenu partir de la longueur donde et la

frquence est constant :

f = c

Le domaine spectral infrarouge noccupe quune partie limite de len-

semble du spectre de rayonnement lectromagntique. Il stend de la

fin du domaine spectral visible denviron 0,78 m jusqu des longueurs

dondes de 1000 m.

La dcouverte du rayonnement infrarouge

Cest en recherchant de nouveaux matriaux optiques que William Hers-

chel fit par hasard la dcouverte du rayonnement infrarouge en 1800.

Il noircit la pointe dun thermomtre en mercure sensible quil utilisa

comme dispositif de mesure pour tester le rchauffement des diffrentes

couleurs du spectre se formant sur une table en guidant la lumire dusoleil travers un prisme de verre. En dplaant le thermomtre color

en noir travers les couleurs du spectre, il sest rvl que la tempra-

ture augmentait de faon continue du violet au rouge. En dplaant le

thermomtre dans le domaine sombre, au-del de lextrmit rouge du

spectre, Herschel put constater que le rchauffement continuait daug-

menter. Il finit par trouver le point de rchauffement maximal bien au-del

du domaine rouge. Ce domaine est aujourdhui appel domaine de

longueurs dondes infrarouge .


3/20

3

La reprsentation graphique de lquation en fonction de avec diverses

tempratures comme paramtres est illustre sur la figure suivante.

Rayonnement spcifique spectral Ms

de lcorps noir en fonction de la longueur

donde

La structure dun corps noir est en principe trs simple. Un corps creux

chauffable est dot dun petit trou sur une extrmit. Si ce corps est

amen une temprature certaine et si cet espace creux se trouve en

quilibre thermique, un rayonnement noir idal de la temprature rgle

sort alors du trou. Selon la plage de temprature et lutilisation prvue, la

structure de tels corps noirs dpend du matriau et de la structure go-

mtrique. Si le trou de la paroi est trs petit par rapport la surface totale,

la perturbation de ltat idal peut alors tre considre comme tantminime. Si lon regarde par exemple laide dune sonde de mesure uni-

quement sur ce trou, on peut alors voir le rayonnement thermique en pro-

venance de ce dernier comme rayonnement noir et calibrer lappareil de

mesure laide de ce dernier. Les modles les plus simples font dans la

pratique appel des surfaces dotes de couches de vernis pigmentes

et prsentant des degrs dabsorption et dmission allant jusqu 99%

dans le domaine de longueurs dondes souhait. Ceci se rvle souvent

tre suffisant pour les calibrages lors de mesures pratiques.

Les lois de rayonnement de lcorps noir

La loi du rayonnement de Planck reprsente le lien le plus fondamental

pour la mesure thermique sans contact. Elle dcrit le rayonnement spci-fique spectral Ms de lcorps noir dans le demi-espace en fonction de sa

temprature T et de la longueur donde considre .

Vue en coupe dun corps noir :

1 Tube cramique, 2 Chauffage, 3 Tube en Al2O3 , 4 Masque

1 2 3

4

104

10-2

100

10-4

10-6

10-1

100

101

102

103

Spectre visible

s

M

W

cm2m

6000 K

3000 K

800 K

300 K

77 K


Seul le domaine de longueurs dondes allant de 0,7 14 m se rvle

tre intressant pour la mesure thermique IR. Au-del de cette longueur

donde, les quantits dnergie sont si faibles que les dtecteurs ne sont

pas assez sensibles pour les mesurer.

Fondements physiques

Vers 1900, Planck, Stefan, Boltzmann, Wien et Kirchhoff dfinirent plus en

dtail le spectre lectromagntique et tablirent des relations qualitatives

et quantitatives pour dcrire lnergie infrarouge.

Corps noir

Un corps noir est un corps qui absorbe tous les rayons entrant en contact

avec lui. Aucune rflexion ou transmission ne sy produit.

= = 1 (degr dabsorption, degr dmission)

Un corps noir rflchit pour chaque longueur donde lnergie maximalepossible pour tous les metteurs possibles. La densit du rayon dpend

de langle. Lcorps noir constitue une base de comprhension des fon-

dements physiques de la technique de mesure thermique sans contact

et du calibrage des thermomtres infrarouges.

C = Vitesse de la lumire

C1

= 3,74 10 -16W m

C2= 1,44 10 -2K m

h = Quantum daction de Planck

Ms

= =2 h c2 1 C

1 1

5 ehc/kT - 1 5 ec2/T - 1

On peut voir que le sommet du rayonnement spcifique spectral se d-

place vers des longueurs dondes plus courtes, plus la temprature aug-

mente.

On peut en dduire une multitude dautres rapports, dont les deux sui-

vants. Lintgration de lintensit de rayonnement spectrale sur toutes les

longueurs dondes de zro linfini permet dobtenir la valeur pour le

rayonnement total mis par le corps. On dsigne ce rapport de Loi de

Stefan Boltzmann.

Ms

= T4 [Watt m] = 5,67 10-8W M-2 K-4

La totalit du rayonnement mis par un corps noir sur la totalit du domai-

ne de longueurs dondes augmente proportionnellement la quatrime

puissance de sa temprature absolue. La reprsentation graphique de

la loi du rayonnement de Planck montre que la longueur donde pour

laquelle le rayonnement mis dun corps noir atteint son sommet, se d-

place en cas de modification de la temprature. La loi de dplacement de

Wien se dduit par diffrenciation partir de lquation de Planck.

max T = 2898 m K

La longueur donde pour laquelle le rayonnement atteint son plus haut

sommet, se dplace vers la zone onde faible au fur et mesure que la

temprature augmente.


4/20

4

Outre laffichage de la temprature sur cran, il existe comme grandeurs

de sortie des sorties standardises sous forme de 0/4-20 mA, 0-10 V li-

naires ainsi que des signaux dlments thermiques qui permettent un

simple raccordement des systmes de rgulation de la command de

processus. Par ailleurs, la plupart des thermomtres infrarouges utiliss

ce jour disposent, en raison du traitement numrique des valeurs de me-

sure en interne, galement dinterfaces numriques (USB, RS232, RS485,

Ethernet, Profibus) pour lmission des donnes et pour laccs aux para-

mtres des appareils.

Dtecteurs infrarouges

Le principal lment des thermomtres infrarouges est le capteur de

rayonnement galement appel dtecteur.

On distingue 2 groupes principaux de dtecteurs infrarouges.

Dtecteurs infrarouges

Dtecteurs thermiques Dtecteurs quantiques

Dtecteurs thermopiles

Dtecteur pyrolectrique

Bolomtre FPA (pour camras infrarouges)

Dtecteurs thermiques

Dans le cas de ces capteurs, la temprature de llment de dtection

change par absorption de rayonnement lectromagntique. Le change-

ment de temprature entrane une modification dune proprit dpen-

dante de la temprature de ce dtecteur qui est analyse lectriquement

et constitue une dimension pour lnergie absorbe.

Elments thermiques de rayonnement (colonnes thermiques)

Si la zone de jonction de deux mtaux diffrents est rchauffe, ceci don-

ne naissance une tension lectrique due leffet thermolectrique. Cet

effet fait lobjet dune utilisation technique de longue date dans le domaine

de la mesure thermique avec contact laide dlments thermiques. Si

le rchauffement de la zone de jonction est provoqu par absorption du

rayonnement, ce composant est alors qualifi dlment thermique de ra-

yonnement. Sur la photo, vous pouvez voir des lments thermiques en

bismuth / antimoine agencs en cercle autour dune surface de dtection

sur une puce. Si la surface de dtection se rchauffe, une tension de

signal proportionnelle la temprature est gnre qui peut tre prise au

niveau des les de bondage.

Structure et mode de fonctionnement des thermomtres infrarouges

Schma fonctionnel dun thermomtre infrarouge

Colonne thermique TS80

Cette figure montre la structure de base dun thermomtre infrarouge. Le

rayonnement infrarouge mis par lobjet mesurer est focalis sur un l-

ment de dtection infrarouge laide dune optique dentre. Llment

de dtection gnre un signal lectrique correspondant pouvant ensuite

tre amplifi et trait. A laide dun traitement numrique des signaux, le

signal en question est transform en une grandeur dmission propor-

tionnelle la temprature de lobjet, puis affich sur un cran ou missous forme de signal analogique. Pour compenser les influences de la

temprature ambiante, il est fait appel un second dtecteur qui mesure

la temprature de lappareil de mesure ou de son canal optique. Le calcul

de la temprature de lobjet mesurer seffectue donc en trois tapes :

1. Transformation du rayonnement infrarouge reu en signal lectrique

2. Compensation du rayonnement de fond de lappareil et de lobjet

3. Linarisation et mission de la temprature.

IRDtecteurs

CAD

4 - 20 mA

Processeur

Interfacenumrique

CNA

Pramplificateur

Fondements physiques / dtecteurs

Corps gris

Tous les corps ne correspondent pas lidal de lcorps noir. De nom-

breux corps mettent un rayonnement plus faible la mme temprature.

Lemissivit indique le rapport entre la valeur de rayonnement relle et

lcorps noir. Il est compris entre zro et un. Outre le rayonnement mis

par la surface dun objet, un capteur infrarouge reoit galement le rayon-

nement rflchi en provenance de lenvironnement et dans certaines cir-

constances par le rayonnement infrarouge passant travers le corps.

La rgle suivante sapplique: + + = 1

lmissivit

le degr de rflexion

le degr de transmission

La plupart des corps nont pas de transmission dans le domaine infra-

rouge. La formule sen trouve ainsi simplifie :

+ = 1

Ceci se rvle tre particulirement pratique car il est souvent plus simple

de mesurer la rflexion que de dterminer lmissivit.


5/20

5

Dtecteurs pyrolectriques

Cette figure illustre la structure de base dun dtecteur pyrolectrique.

Llment sensible se compose dun matriau pyrolectrique avec deux

lectrodes mtallises par vaporation. La modification de temprature

de llment sensible provoque par le rayonnement infrarouge lors de

labsorption entrane une modification du chargement de la surface due

leffet pyrolectrique. Il en rsulte un signal de sortie lectrique traitdans un pramplificateur. En raison de la nature de la gnration de la

charge dans llment pyrolectrique, le flux de rayonnement doit tre

interrompu en alternance de manire continue (Chopperung). Lavantage

du renforcement slection de frquence qui suit rside dans un rapport

signal / bruit de bonne qualit.

Bolomtre

Les bolomtres utilisent la dpendance thermique de la rsistance lec-

trique. Llment sensible se compose dune rsistance dont la valeur

change lors de labsorption de rayonnement de chaleur. La modification

de la rsistance entrane une modification de la tension du signal supri-

eure la rsistance du bolomtre. Afin datteindre une haute sensibilit

ainsi quun degr de dtection spcifique lev, il convient particulire-

ment dutiliser un matriau avec un coefficient lev de temprature de la

rsistance lectrique. Les bolomtres fonctionnant temprature ambi-

ante utilisent non seulement le coefficient de temprature de la rsistance

des mtaux (couche noire et bolomtre couche fine par ex.), mais aussi

celui des semi-conducteurs (bolomtre thermistor par ex.). Les dvelop-

pements technologiques suivants caractrisent les bolomtres utiliss

dans les appareils image infrarouge :

La technologie de semi-conducteur remplace les scanners mcaniques.

Les FPA (Focal Plane Arrays) sont fabriqus sur la base de bolomtres

couche fine. Pour ce faire, il est fait appel du VOX (Pentoxyde de va-

nadium) ou du silicium amorphe comme technologies alternatives. Ces

technologies permettent damliorer considrablement le rapport qualit /prix.

Dtecteurs quantiques

Les dtecteurs quantiques se distinguent principalement des dtecteurs

thermiques par leur capacit ragir plus vite au rayonnement absor-

b. Le mode de fonctionnement des dtecteurs quantiques repose sur

leffet photolectrique. Les photons des lectrons du rayonnement in-

frarouge dans le matriau semi-conducteur sont levs des niveaux

nergtiques plus levs. Lors de la chute, un signal lectrique (tension

ou courant) est gnr et une modification de la rsistance lectrique

est galement possible. Ces signaux peuvent tre analyss de manire

prcise. Les dtecteurs quantiques sont trs rapides (ns s). La modi-fication de temprature de llment sensible dun dtecteur thermique

est un processus relativement lent. Si lent que les constantes de temps

des dtecteurs thermiques sont gnralement plus grandes que celles

Les rsultats de ces calculs sont enregistrs pour lensemble des tem-

pratures possibles sous forme de famille de courbes dans lEEPROM

du thermomtre infrarouge. Ceci garantit un accs rapide aux donnes

ainsi quun calcul rapide de la temprature.

Structure de base dun dtecteur pyrolectrique

Flux de

rayonnementElectrode avant

Pramplificateur us ~Matriau pyrolectrique

Electrode arrire

~

des dtecteurs quantiques. En gros, on peut dire que les dtecteurs

thermiques ont des constantes de temps de lordre de la milliseconde

tandis que les dtecteurs quantiques ont des constantes de temps al-

lant de la nanoseconde la microseconde. Malgr le dveloppement

fulgurant ralis dans le domaine des dtecteurs quantiques, il existe

de nombreux cas dapplication pour lesquels les dtecteurs thermiques

sont mieux adapts que les dtecteurs quantiques. A ce jour, ces deux

types de dtecteurs sont tout fait dfendables.

Transformation du rayonnement infrarouge reu en signal lectrique

et calcul de la temprature de lobjet

Le signal lectrique dun dtecteur sobtient selon la loi de Stefan

Boltzmann :

U ~ Tobj

4

Etant donn que le rayonnement ambiant rflchi autant que le rayonne-ment propre du thermomtre infrarouge doivent tre pris en compte, la

formule devient la suivante :

U = C (Tobj4+ (1- )Tamb

4 - Tpyr

4)

U Signal du dtecteur

Tobj

Temprature de lobjet

Tamb

Temprature du rayonnement de fond

Tpyr

Temprature de lappareil

C Constante spcifique lappareil

= 1- Lmissivit de lobjet

Etant donn que les thermomtres infrarouges ne fonctionnent la plupart

du temps pas sur la totalit du domaine de longueurs dondes, lexposant

n dpend de la longueur donde . Pour les longueurs dondes allant de 1

14 m , n est compris dans une plage allant de 17 1, (pour les gran-

des longueurs dondes, dans une plage de 2 ... 3 et pour les longueurs

dondes courtes, dans une plage de 15 ... 7).

U = C (Tobjn+ (1- ) Tamb

n- Tpyr

n)

La temprature de lobjet se calcule ainsi de la faon suivante :

n U - C Tambn+ C Tamb

n+ C Tpyrn

C Tobj =


6/20

6

Lmissivit

Les quations montrent que lemissivit est trs importante lorsque

lon souhaite dterminer la temprature laide dune mesure de rayon-

nement. Lmissivit est dcisif pour le rapport des rayonnements ther-

miques mis par un corps gris et un corps noir temprature identique.

Il est de 1 maximum pour le corps noir. On dsigne du corps gris un

objet possdant le mme emissivit pour toutes les longueurs dondes

et mettant moins de rayonnement infrarouge quun corps noir ( < 1).

Les corps dont lmissivit dpend galement de la temprature et de

la longueur donde, comme par exemple les mtaux, sont appels corps

non gris ou galement metteurs slectifs.

En thorie, lmissivit dpend du matriau, de la nature de sa surface,

de la temprature, de la longueur donde et ventuellement de la configu-

ration de mesure utilise. Un grand nombre de matriaux non mtalliques

prsentent, tout du moins dans le domaine spectral longueurs dondes

leves et indpendamment de la structure de leur surface, un degr

dmission lev et relativement constant.

Les mtaux se caractrisent en rgle gnrale par un degr dmission

faible, fortement dpendant de la structure de la surface et tendant vers

dimportantes longueurs dondes.

Mesure thermique des mtaux

Cette dpendance prcdemment mentionne peut entraner des rsul-

tats de mesure diffrents et non fiables. Lors du choix des appareils de me-

sure thermique appropris, il convient de veiller ce que le rayonnement

infrarouge soit mesur avec une longueur donde certaine et une plage

de temprature pour laquelle les mtaux prsentent un degr dmission

relativement lev. La figure montre quil est judicieux dutiliser la plus

petite longueur donde disponible pour la mesure car pour de nombreux

mtaux, lerreur de mesure augmente avec la longueur donde.

Erreur de mesure en cas de degr dmission rgl avec une erreur de 10 % en

fonction de la longueur donde et de la temprature de lobjet.

Pour les mtaux, la longueur donde optimale est gnralement compri-

se, tempratures leves, entre 0,8 et 1,0 m la limite du domaine vi-

sible. Les longueurs dondes comprises entre 1,6 m et 2,3 m se prtent

de manire idale pour les mesures tempratures faibles.

Mesure thermique des plastiques

Les degrs de transmission des films plastiques varient en fonction de

la longueur donde. Leur comportement est proportionnel lpaisseur,

les matriaux fins tant davantage permables que les plastiques pais.

Des mesures thermiques optimales peuvent tre ralises avec des

longueurs dondes pour lesquelles le degr de transmission correspond

approximativement zro, indpendamment de lpaisseur. Le polythy-

lne, le polypropylne, le nylon et le polystyrne sont p. ex impermables

aux IR pour une longueur donde de 3,43 m, le polyester, le polyurtha-

ne, le tflon, le FEP et le polyamide le sont quant eux pour une longueurdonde de 7,9 m. Pour les films plus pais (> 0,4 mm) et pigments, il

est possible de slectionner une longueur donde comprise entre 8 et 14

m pour la mesure thermique. Le fabricant de lappareil infrarouge peut

dterminer, laide dun chantillon de matriau plastique, le domaine

spectral optimal pour la mesure. Le degr de rflexion de la quasi-totalit

des plastiques est compris entre 5 et 10 %.

Degr dmission spectral des mtaux

Degr dmission spectral de quelques matriaux

0,2

0 2

4 6 8


10

0,4

0,6

0,8

1,0

Emaille

Argile rfractaire

Bton

Gypse

0,2

0 2

4 6 8


10

0,4

0,6

0,8

1,0

Platine

Argent

Acier

Or

Rhodi

Chrome

Molybdne

Tantale

8-14 m5,1 m

2,3 m

1,1 m

1,6 m

500 1000 1500 2000 2500 3000

Temprature de lobjet

0

2

4

6

8

10

Erreurdemesureen%

Emissivit et mesure thermique


7/20

7

Permabilit spectrale des films plastiques en polyester

Degr de transmission spectral de lair (1 m, 32C, 75 % r. F.)

Compensation du rayonnement environnant

Mesure thermique sur et travers le verre

Si la mesure thermique sur verre est ralise laide de thermomtres in-

frarouges, il convient de tenir compte de la rflexion et de la transmission.

Le choix minutieux de la longueur donde permet la ralisation de mesu-

res la surface du verre ainsi quen profondeur. Les longueurs donde

1,0 m, 1,6 m ou 2,3 m sont idales pour les mesures en dessous de

la surface ou travers le verre, celles de 5,1 m sont conseilles pour les

mesures de tempratures superficielles. Pour les tempratures faibles, il

est conseill dutiliser des longueurs dondes comprises entre 8 et 14 m

et de rgler lmissivit sur 0,85 pour la compensation de la rflexion. Il

est judicieux de faire appel un appareil de mesure avec temps de rac-

tion court car, en tant que mauvais conducteur thermique, le verre peut

modifier rapidement la temprature de la surface.

Les sources de rayonnement thermique situes proximit de lobjet de

mesure constituent un facteur dinfluence supplmentaire. Afin dviter

toute dformation des valeurs de mesure due des tempratures ambi-

antes leves (p. ex. lors de la mesure thermique des mtaux dans les

fours industriels dont les parois sont plus chaudes que lobjet mesurer),

une compensation rglable de linfluence de la temprature ambiante

seffectue dj dans lappareil de mesure infrarouge. On obtient des r-

sultats de mesure plus prcis laide dune seconde tte de mesure ther-

mique pour la compensation automatique de la temprature ambiante et

un degr dmission correctement rgl.

La poussire, la fume et les particules en suspension dans latmosphre

peuvent encrasser loptique et entraner des rsultats de mesure errons.

Lutilisation de souffleuses (tubulure vissable avec raccord air compri-

m) empche le dpt de particules devant loptique. Des accessoires

de refroidissement de lair et de leau permettent lutilisation de ther-

momtres infrarouges dans des conditions ambiantes rudes.

Influences ambiantes

La figure montre que la permabilit (transmission) de lair dpend trs

fortement de la longueur donde. Des domaines avec vaporation leve

alternent avec des domaines de haute permabilit, phnomne appe-

l Fentres atmosphriques . Dans la fentre atmosphrique onde

longue (8...14 m), la permabilit est uniformment leve. Le domaine

onde courte se caractrise quant lui par des affaiblissements dus

latmosphre susceptibles dentraner des rsultats de mesure errons.

Les fentres de mesure typiques sont ici 1,1...1,7 m, 2...2,5 m et 3...5

m.

Permabilit spectrale du verre

02 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

20

40

60

80

100

Transmissionen%


0,03 mm paisseur

2 3 4 5

Longueur donde en m

Transmissionen%

0

20

40

60

80

100

2 4 6 8 10 12 14 16

Longueur donde en m

Transmissionen%

0

25

50

75

100

Rayonnement ambiant

Thermomtres infrarouges

Rflexion

Emission

Absorption atmosphriqueObjet mesurer

0

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

20

40

60

80

100 0,03 mm paisseur


Transmissionen%

Permabilit spectrale des films plastiques en polythylne


8/20

8

2 5 100 2 5 101 m 5

1,0

0,8

0,6

0,4

0,2

0

KRS5Verre

Silicium

Germanium

Dtermination exprimentale des degrs dmission

Vous trouverez en annexe les donnes dmission de diffrents matriaux

issues de la presse spcialise et des valeurs de mesure. Il existe diff-

rents procds pour dterminer lmissivit vous-mme.

Mthode 1 : A laide dun lment thermique

A laide dun lment thermique avec contact, il est par la suite possib-

le, simultanment avec la mesure de rayonnement, de dterminer en un

point la vraie temprature de la surface. Lmissivit est ensuite rgl de

manire ce que la temprature mesure par lappareil infrarouges

concorde avec la valeur de mesure de llment thermique. Veiller ce

que la sonde thermique avec contact se caractrise par un bon contact

thermique et une faible dissipation thermique.

Mthode 2 : Gnration dun corps noir laide dun chantillon

test prlev du matriau mesurer

Les matriaux caractriss par une bonne conductibilit thermique peu-vent tre dots dun trou dont le rapport diamtre / profondeur du trou est

infrieur ou gal 1/3. Ce trou agit ainsi quasiment comme un corps noir

avec un proche de un. En raison des proprits optiques de lappareil

et de la distance de mesure, il convient de veiller ce que lappareil de

mesure vise uniquement le fond du trou lors de la mesure. Par la suite,

lmissivit est dtermin.

Mthode 3 : A laide dun degr dmission de rfrence

Une bande ou de la peinture avec degr dmission connu est applique

sur lobjet mesurer. Ce degr dmission est rgl sur lappareil de me-

sure infrarouge et la valeur thermique de la bande ou de la peinture est

mesure. La mesure seffectue ensuite ct de cette zone de rfrence.

Lmissivit est rajust jusqu ce que la mme temprature soit mesu-

re que sur la bande / la peinture. Lmissivit peut ensuite tre lu.

Structure des thermomtres infrarouges

Les thermomtres infrarouges sont fabriqus dans une multitude

de configurations diffrant les unes des autres en termes doptique,

dlectronique, de technologie, de taille et de botier. Tous ont cependant

pour point commun la chane de traitement des signaux au dbut de

laquelle se trouve un signal de rayonnement infrarouge et la fin de la-

quelle se trouve un signal de sortie de temprature lectronique.

Les optiques infrarouges sutilisent, en fonction de leur matriau, pour

certains domaines de longueurs dondes uniquement. La figure suivante

montre des lentilles et matriaux de fentres typiques pour thermomtres

infrarouges avec leurs domaines de longueurs dondes.

Pour certaines mesures, comme p. ex. celles ralises dans les rcipi-

ents de raction, les fours ou les chambres vide, il est gnralement

ncessaire de mesurer travers une fentre de mesure approprie. Les

valeurs de transmission de la fentre doivent, lors du choix dun matriau

de fentre, tre adaptes la sensibilit spectrale du capteur. Le verre de

quartz se prte une utilisation des tempratures de mesure leves,avec un recours une longueur donde de


9/20

9

Thermomtres infrarouges avec appareil de vise laser cruciforme pour marqua-

ge exact du champ de mesure

Le tableau montre un aperu des diffrents matriaux de fentre

Matriau de fentre / proprits Al2O3 SiO2 CaF2 BaF2 AMTIR ZnS

Domaine de longueurs dondesinfrarouges recommand en m

14 12,5 28 28 314 214

Temprature max. de la fentreen C

1800 900 600 500 300 250

Transmission dans le domainevisible

oui oui oui oui no oui

Rsistance lhumidit, aux aci-des, aux composs dammoniac

Trs bonne Trs bonne Faible Faible Bonne Bonne

Les fentres avec couches anti-rflexion se caractrisent par une trans-

mission nettement plus leve (jusqu 95%). La perte de transmission

ainsi que le rglage de la transmission peuvent tre rectifis partir de

la fentre dans la mesure o le fabricant a indiqu la transmission pour

le domaine de longueur donde correspondant. Elle peut autrement tre

dtermine de faon exprimentale laide du thermomtre infrarouge

utilis et dun metteur de rfrence.

Techniques de vise : les nouvelles tendances

De nouveaux principes de mesure ainsi que de nouvelles techniques de

vise permettent une utilisation de plus en plus prcise des appareils de

mesure thermique infrarouge. Les dveloppements raliss dans le do-

maine des lasers solides sont adapts en marquant les tailles des spots

de mesure laide de configurations lasers multiples. Les tailles relles

des spots de mesure dans le champ de lobjet sont affiches laide de

technique de vise laser cruciformes.

Dveloppement doptiques hautes performances

en combinaison avec les techniques de vise laser cruciformes

Les thermomtres infrarouges manuels simples et faibles cots utilisent

un pointeur laser un point pour marquer le centre du spot de mesure

laide dune certaine erreur daxe parallle. Il reste lutilisateur destimer,

partir du diagramme du spot de mesure et de la distance estime,

la taille du spot de mesure. Si lobjet mesurer noccupe quune seu-

le partie du spot de mesure, les augmentations de la temprature sont

uniquement reprsentes sous forme de valeur moyenne entre la part

superficielle chaude et la part froide situe autour de cette surface. Si une

connexion lectrique prsente par exemple une rsistance ohmique plus

leve en raison dun contact corrod et se rchauffe ainsi de manire

inadmissible, ceci sera alors reprsent uniquement sous forme de r-

chauffement faible pour les objets de petite taille et les spots de mesure

trop importants, si bien que les situations potentiellement dangereuses

ne seront pas reconnues. Pour afficher les spots de mesure dans leurtaille relle, des appareils de vise optiques dots dun marquage des

tailles dans leur rticule et permettant ainsi une vise prcise, ont t

dvelopps. En raison de la maniabilit considrablement plus confor-

table et sre des pyromtres laser, on a essay, laide de techniques

dclairage laser, dafficher la taille du spot de mesure, indpendamment

de la surface, conformment aux rapports reprsents sur le diagramme

du spot de mesure.

Deux rayons laser gauches en provenance de loptique dcrivent la con-

traction du rayon de mesure ainsi que son largissement sur de gran-

des distances. Lindication du diamtre du spot de mesure seffectue

cependant uniquement laide de deux points sur sa circonfrence. En

raison du design, la position de langle de ces points laser sur le cerclede mesure change, ce qui complique souvent la vise.

Quatre diodes laser agences de manire symtrique autour du canalde mesure optique infrarouge sont dotes de gnrateurs linaires qui

gnrent une ligne de longueur dfinie dans la distance de point focal

dtermine par loptique. Des gnrateurs linaires opposs par paire

recouvrent, au point focal, entirement les lignes laser quils projettent de

manire ce quun capteur de pression diffrentielle ou un rticule nais-

sant dcrive exactement le diamtre du spot de mesure. Pour les distan-

ces de mesure raccourcies ou prolonges, ce recouvrement seffectue

uniquement partiellement, si bien que pour lutilisateur, la longueur de

ligne et donc la taille de la croix de mesure change. A laide de cette tech-

nologie, il est pour la premire fois possible de mesurer les dimensions

du spot de mesure de manire claire. Ainsi, la praticabilit des appareils

dots de bonnes performances optiques est considrablement amlio-

re.

La commutation du point focal

Outre les distances de mesure optimales denv. 0,75 2,5 mtres cou-

rantes dans les domaines de la rparation lectrique et du contrle qua-

lit industriel, les utilisateurs souhaitent galement souvent dtecter des

objets de tailles considrablement plus petites situs des distances

plus courtes. Cest pourquoi des appareils de mesure permettant une fo-

calisation dans certaines limites ont t mis au point. Cependant, il releva

toujours du dfi technique de gnrer des spots de mesure dune taille

infrieure au millimtre.

Le principe de rticule

Le recours de nouvelles technologies dclairage laser a permis de re-

prsenter les spots de mesure des thermomtres infrarouges sous forme

de rticule la bonne taille dont les dimensions correspondent exacte-

ment au spot de mesure.


10/20

10

De nouveaux produits font dsormais appel une technologie nouvelle

permettant de commuter une optique deux lentilles sur de trs petits

spots de mesure par rglage numrique de la position interne de la lentil-

le comme pour une image macro des appareils-photos numriques. Il

en rsulte un petit spot de mesure, toutefois uniquement une distance

constante. Il suffit de sapprocher ou de sloigner de lobjet mesurer

pour voir le spot de mesure sagrandir rapidement. A laide de deux fais-

ceaux laser formant une croix prsentant un diamtre de point laser de

exactement 1 millimtre dans la plus petite position du spot de mesure,

il est possible de reprsenter aussi bien la distance optimale que la taille

du spot de mesure. La figure ci-dessous montre le systme optique dun

thermomtre infrarouge moderne permettant un rglage de la position de

la lentille et dans lequel diffrents systmes dclairage laser garantissent

un affichage du spot de mesure correct en termes de taille.

Exemples de sorties et dinterfaces des thermomtres infrarouges

Electronique : affichages, sorties et interfaces

Llectronique du thermomtre infrarouge linarise le signal de sortie du

dtecteur afin de gnrer un signal de courant linaire 0/4 - 20 mA ou

un signal de tension 0 - 5/10 V. Pour les appareils portables infrarouges,

ce signal est directement affich sur lcran LCD sous forme de valeur

thermique. Certains appareils manuels offrent par ailleurs, au mme ti-

tre que les capteurs poste fixe, diffrentes sorties et interfaces pour le

traitement ultrieur..

Les systmes de bus de terrain jouent un rle de plus en plus important.

Ils offrent une plus grande flexibilit lutilisateur et rduisent les efforts

de cblage. Lors dun changement de produit sur le chane de produc-

tion, les paramtres des capteurs modifis (p. ex. degr dmission,

plage de mesure ou valeurs limites) peuvent tre rgls distance. Ceci

garantit une surveillance et une commande des processus en continu

avec mobilisation minimale du personnel, mme dans les endroits diffi-

cilement accessibles. En cas de panne, p. ex. ruptures de cbles, panne

de composants, un message derreur saffiche automatiquement. Un

autre avantage des thermomtres infrarouges avec interface numrique

rside dans la possibilit de calibrer le champ laide dun logiciel de

calibrage fourni par le fabricant de lappareil.

Utilisation des thermomtres infrarouges

La mesure thermique sans contact ralise laide des thermomtres in-

frarouges est une mthode trs performante dobservation, danalyse et

de commande des tempratures de process et de rparation prventive

des machines et installations. En fonction de lapplication, lutilisateur a

le choix entre des thermomtres infrarouges portables ou capteurs infra-

rouges poste fixe qui se subdivisent quant eux en deux catgories :

appareils de mesure par point et appareils de mesure par image.

Thermomtres infrarouges portables

Les thermomtres infrarouges portables sont gnralement utiliss pour

la rparation et linspection prventive des installations lectriques, des

machines tournantes, en tant quoutils de diagnostic dans les domaines

du chauffage, de la climatisation et de la ventilation ainsi que pour lana-

lyse derreurs dans le domaine automobile comme dcrit par la suite.

Structure optomcanique des thermomtres infrarouges modernes. Cette struc-

ture est utilise pour les modles CT laser et LS

Les sorties de donnes des thermomtres infrarouges peuvent tre directement

relies un PC ou un enregistreur de valeurs de mesure. Un logiciel PC permet

de crer des graphiques et tableaux spcifiques aux besoins des clients.

Sortie et interfaces

Sorties analogiques Sorties numriques

uni/bidirectionnel

Sortie de courant RS232/RS422

0-20/4-20mA RS485

0-5/0-10V Bus de terrain

Elment thermocouple CAN

Profibus

Ethernet

Applications


11/20

11

Thermomtres infrarouges portables Mesure thermique infrarouge dtaille sur une commande lectrique laide de

loptique de point focal intgre du LS de lordre du millimtre

Mesure thermique infrarouge haute prcision avec le LS sur un composant SMD

de 1 mm seulement lors du fonctionnement test des circuits imprims

Simple et prcis linspection rapide via

thermomtres infrarouges portables

Que ce soit pour tre utiliss en intrieur ou en extrieur, au soleil ou sous

la pluie ou des tempratures fluctuantes, les appareils sont conus

pour tre utiliss dans des conditions industrielles rudes. Le MS p. ex.

est robuste et son design portable rappelant celui dune tlcommande

fait de lui un outil extrmement lger. Quon le porte dans la poche de sa

veste, quil soit fix la ceinture ou rang dans la caisse outils, il est

tout moment porte de main pour une inspection rapide.

Lcran Flip intelligent du LS constitue une solution particulirement

raffine. Un capteur de position intgr tourne laffichage LCD automa-

tiquement dans la position dobservation la plus confortable pour la me-

sure verticale ou horizontale. Avec les thermomtres infrarouges dispo-

nibles jusqu ce jour, les positions de mesure verticales ou orientes

vers le bas compliquaient la lecture de laffichage et faisait appel un

certain talent sportif. La figure montre une telle position de mesure verti-

cale typique lors de la mesure thermique des composants lectroniques.

Veuillez noter lcran facilement lisible tourn automatiquement dans la

meilleure position. De tels thermomtres infrarouges manuels avec g-

omtries utiles du champ de mesure dune taille de 1 mm reprsentent

une alternative lacquisition dune camra thermique IR. En effet, il peut

savrer dans certains cas quen raison du nombre important de pices

produire et du nombre de postes de contrle et de tests, le recours

plusieurs camras thermiques plusieurs endroits soit trop cher ou que

les cots des transformations soient trop levs.

Les tempratures allant de -32 530C sont dtectes une vitesse de

0,3 secondes seulement avec une prcision de 1 % ou de 1C.

Lobjet mesurer est vis laide du laser intgr, une pression sur une

touche permet dafficher la valeur de temprature avec une rsolution

thermique de 0,1C sur lcran. Un signal dalarme retentit chaque fois

quune valeur limite dfinie est sous-dpasse ou excde (fonction

MAX/MIN), si bien quun palpage systmatique de lobjet mesurer est

possible et la source derreur est rapidement localise. La nouvelle op-

tique de verre de prcision permet la mesure de trs petits objets. Sil est

possible de sapprocher de lobjet mesurer jusqu 14 cm, le spot de

mesure ne mesure alors que 13 mm. Au-del de cette distance, le spot

de mesure sagrandit. A une distance dun mtre (E), la temprature est

dtecte sur une surface de mesure (M) de 50 mm de diamtre, c.--d.

que la rsolution optique E:M est de 20:1.

Applications typiques lors des travaux de maintenance

et de rparation

Lors de linspection rapide laide du LS, la dure de la mesure se chiffre

150 ms seulement. Les tempratures pouvant tre mesures sont com-

prises entre -32 et 900C. Grce lappareil de vise rticule intgr,

lobjet mesurer est vis avec exactitude et la taille exacte du spot de

mesure est projete, une pression sur une touche permet dafficher la

valeur de temprature avec une rsolution thermique de 0,1C sur lcran.

Un signal dalarme retentit chaque fois quune valeur limite dfinie est

sous-dpasse ou excde (fonction MAX/MIN), si bien quun palpage

systmatique de lobjet mesurer est possible et la source derreur est

rapidement localise. La nouvelle optique de prcision deux lentilles duLS permet la mesure de trs petits objets. Une commutation en mode

point focal, permet de mesurer des objets dune taille d1 mm avec ex-

actitude. La vise est rendue possible grce au laser se croisant dans le

point focal une distance de 62 mm. Les appareils disponibles jusqu

ce jour sur le march taient soit uniquement conus pour les distances

Rapport de distance par rapport la taille du spot de mesure 20:1

spot de mesure en mm

distance en mm

13 15 22 27

140 400 800 1000

de mesure importantes, ou exclusivement pour les objets mesurer de

petite taille, ce qui rendait lacquisition de plusieurs modles ou optiques

de changement indispensables. Avec le LS, cest un appareil Tout en

un qui a t mis au point : un simple actionnement dun commutateur

permet la focalisation sur la zone proche.


12/20

12

Les dfauts prsents au niveau des installations de commutation, des

fusibles, des moteurs ou des connexions lectriques sont peine visibles

lil nu. Nous savons cependant que la quasi-totalit des quipements

consommant du courant ou transmettant une puissance mcanique, se

rchauffe avant lapparition dune panne. La surveillance de temprature

sans contact constitue par consquent un instrument important lors des

travaux de rparation prventifs afin de garantir la fiabilit des installa-

tions. En raison du petit diamtre du spot de mesure de 1 mm et de la

technique de vise laser cruciforme, les thermomtres manuels LS sont

loutil idal pour les oprations de mesure thermique rapides quotidi-

ennes ralises sur une multitude dobjets en entreprise.

S 20 16 40 70 100 130 mm

D 0 1200 2000 3000 4000 5000 mm

Diagramme optique dune optique point focal

- Mesures thermiques sur machines et installations difficilement

accessibles ou tournantes ou sur les raccordements lectriques

des moteurs lectriques

- Reprage de bornes et de connexions bornes lches

- Localisation de dfauts cachs dans les canaux de cbles

- Contrle des fusibles et des coupe-circuits

- Contrle dinstallations basse et moyenne tension

- Dpistage de surcharges unilatrales et dasymtries dans la

rpartition de lnergie

- Mesure de transformateurs ou de composants de petite taille

Mesure thermique des contacts

Lors de la transmission de puissances lectriques importantes, il nest

pas rare dobserver des rpartitions de charge ainsi que des surchar-

ges asymtriques au niveau des contacts de jeux de barres. Ceci peut

compromettre la scurit. Les contacts lches dus des mouvements

de matriau mcaniques en raison des rchauffements et des refroidis-

sements cycliques, opposent une forte rsistance au courant. La puis-

sance consomme ne cesse daugmenter et la chaleur ne cesse dtre

gnre. Les salets et la corrosion peuvent galement tre lorigine

de rsistances transitoires. A partir des diffrences de temprature face

des contacts quitablement chargs et la temprature environnante, ilest possible de tirer des conclusions sur ltat de fonctionnement. Une

diffrence de 10 K indique une mauvaise connexion, une de 30 K indique

une situation critique.

Contrle des transformateurs

Pour les transformateurs, une temprature de service maximale admise

est indique. Si des rchauffements non admissibles surviennent lors de

la mesure des bobines du transformateur air, on est alors en prsence

dune panne. La cause de lerreur peut provenir de la bobine elle-mme

ou bien encore de la diffrence de charge des phases.

Localisation de cbles dfectueux

Les dfauts invisibles prsents sur les cbles peuvent tre localiss

rapidement en procdant un scan rapide laide dun thermomtre in-

frarouge. Les tempratures excessives indiquent que davantage de cou-

rant circule. Au niveau de ces points thermiques, les cbles peuvent tre

soumis des contrles de rupture, de corrosion ou de vieillissement.

Applications typiques dans les domaines du chauffage,

de la climatisation et de la ventilation

Les pices exposes aux courants dair ou une mauvaise climatisation

sont souvent dues des installations de chauffage, de climatisation et

daration dfectueuses ou fonctionnant de faon irrgulire. Le technici-

en en climatisation est appel pour localiser les sources derreur le plus

rapidement possible et viter des arrts non planifis. Selon la mthode

de contrle, cette tche pouvait se rvler trs longue et laborieuse. Le

dpistage de fuites dans les canaux ou de filtres bouchs ou encore

de serpentins rfrigrants gels, les canaux dair devaient souvent trepercs. Les thermomtres introduits ncessitaient un temps de stabilisa-

tion avant de pouvoir mesurer la temprature correcte de lair lintrieur

du canal. Lutilisation de thermomtres infrarouges simplifie le travail et

permet de raliser de prcieuses conomies de temps. A une distance

sre, il est possible de mesurer avec confort et une rapidit de lordre de

la seconde la temprature superficielle des composants avec prcision.

Lchelle peut quant elle rester en toute tranquillit dans le garage.

Simple manipulation, rsultats de mesure fiables et un design robuste

avant tout voici les exigences poses par les techniciens chauffagistes

et climatiseurs quant aux nouveaux appareils de mesure.

Le LS sert :

- Dpister les isolations dfectueuses

- Reprer les fuites au niveau des chauffages au sol

- Contrler les brleurs des chauffages huile ou des chaudires gaz

- Raliser des mesures sur les changeurs thermiques, les circuits de

chauffage et les rpartiteurs de circuits de chauffage

- Localiser les fuites dans les canaux

- Contrler les fuites dair et les soupapes de sret

- Rgler les thermostats ou lair ambiant

Applications typiques dans le domaine du diagnostic automobile

Quil sagisse dune inspection ordinaire ou dune inspection effectuesur les circuits de course, les sources derreurs doivent tre rapidement

localises et limines en un temps record. Afin de dire adieux aux chan-

gements de pices excessivement chers, voici une liste de possibilits

offertes par la mesure thermique sans contact.

Diagnostic

- des pannes de moteurs

- des surcharges au niveau du catalyseur

- au niveau du systme dinjection

- au niveau de linstallation de climatisation

- au niveau du systme de refroidissement

- au niveau du systme de freinage

Applications


13/20

13

Thermomtres infrarouges poste fixe

Contrairement aux appareils infrarouges manuels, les capteurs de tem-

prature poste fixe sont souvent utiliss pour le contrle qualit sur

les chanes de fabrication. Outre la mesure thermique sans contact et

laffichage des donnes de mesure, ces capteurs permettent galement

la commande de tempratures de process. La large palette de possibi-

lits permettant dadapter les capteurs de temprature infrarouges au

problme de mesure permet non seulement le rquipement simple

dinstallations de production dj existantes mais galement lquipement

sur le long terme dinstallations nouvelles en troite collaboration avec les

clients OEM dans le domaine de la construction mcanique.

De nombreuses applications sont possibles :

- Industrie du plastique

- Production de verre

- Industrie de traitement du papier

- Imprimerie- Processus de dcoupe et de soudage au laser

- Mesures des composants lectroniques

Applications typiques pour la photovoltaque et lindustrie des semi-

conducteurs

Lors de la production de cellules ou de modules, le revtement optimal et

homogne des surfaces par un degr de prcision trs lev et une r-

solution thermique leve de la mesure thermique sans contact doit tre

garanti. Mais galement utilis pour la surveillance de lhomognit lors

de la production de verre de haute qualit pour applications modernes.

Lors de la production de verre pour panneaux solaires, mais galement

de verre pour crans couleurs plat, un haut degr dhomognit des

revtements spciaux est exig sur toute la surface. Autres exemples

dapplications : optimisation de lapport de chaleur lors du soudage par

induction, du soudage par air chaud et du soudage par laser moderne.

Outre la technologie de cellules solaires base de silicium tablie sur le

march, la technologie base sur les semi-conducteurs III/V-, II/VI ou I/III/VI gagne en importance. Grce une production moderne et considra-

blement plus simple et moins chre compare aux tapes coteuses de

la fabrication base de silicium, le prix du watt par puissance installe

est fortement diminu. Les semi-conducteurs I/III/VI avec technologie de

machine dimpression sont imprims sur des films mtalliques par exem-

ple. Lors de tapes de processus de ces matriaux de semi-conducteurs

mixtes au sein de cette technologie de fabrication, de nombreux modles

de la srie thermoMETER sont utiliss.

Thermomtres infrarouges poste fixe : applications standard

Contrle de la temprature des bandes de papier et de lencollage lors

de la fabrication des emballages en carton composites. La vitesse de

dfilement leve des bandes de papier dans les machines modernes

laminer le papier exige un contrle rapide et prcis de la temprature

du papier, de la colle et du produit de base doubler. Seul un respect

strict des rapports de temprature fixs par la technologie entre les com-

posants du produit permet un laminage exact et dans le respect des

dlais.

Mesure thermique infrarouge lors de la production de papier et de carton

Mesure thermique infrarouge des tranches de silicium et des composants

lectroniques

Surveillance de la temprature et commande de la temprature des

rouleaux laide de capteurs de temprature infrarouges miniatures

La surveillance et la commande de la temprature des rouleaux laide

de capteurs de temprature infrarouges miniatures en des points de me-

sure dfinis le long de la bande au niveau du rouleau de ripage et du

rouleau dencollage permettent un laminage hautement uniforme. Des

dispositifs de soufflage et de nettoyage au niveau du canal optique des

capteurs infrarouges permettent un fonctionnement exempt de mainte-

nance. Une valuation intelligente des signaux des capteurs infrarouges

en bordure de la bande permet en outre de procder un rajustement

gomtrique du dispositif dencollage.

Contrle de temprature des composants lectroniques

lors de tests de fonctionnement

En raison de la performance croissante de leurs composants, de plus en

plus de fabricants de composants lectroniques et de circuits imprims

misent sur la mesure thermique sans contact pour mesurer et matriser le

comportement thermique de leurs produits.


14/20

14

Mesure thermique infrarouge lors du soudage laser

Les camras thermiques infrarouges permettent une analyse dtaille en

temps rel du comportement thermique des circuits imprims quips,

aussi bien dans le domaine de la R&D que dans la production en srie.

En raison du nombre lev de pices produire et du nombre des postes

de contrle et de test, lutilisation de camras thermiques infrarouges

sur plusieurs postes peut ventuellement savrer trop coteuse ou en-

traner des cots de mise en oeuvre levs. La surveillance thermique

laide de capteurs de temprature infrarouges CT soffre quant elle la

surveillance en srie des composants critiques dans les installations de

production. Les composants critiques dont la position peut tre repro-

duite en permanence partir du lieu de la mesure (position sur le circuit

imprim) lors dune production en srie, peuvent tre dtects laide de

capteurs de temprature infrarouges et la mesure thermique de la routine

de position de contrle pour la prise de dcision peut tre ralise. Pour

ce faire, il est possible de faire appel un adaptateur optique de la srie

CT permettant de dtecter des spots de mesure de taille minime allant

jusqu 0,6 mm.

Surveillance de la temprature des produits soumis

aux processus de dcoupe et de soudage au laser

Les procds de dcoupe et de soudage au laser sont une technologie

hautement moderne, efficace en termes de cots et permettant de ga-

gner du temps. Dans ces procds, la prcision du faisceau laser ainsi

que son haut degr de densit dnergie sont exploits de faon avanta-

geuse. Dans le mme temps, le haut degr de prcision de dcoupe / de

soudage requis ainsi que les temps darrt rduits en prsence de temp-

rature leve imposent des exigences trs leves en termes de qualit

de manipulation du produit et des routines de compensation associes.

Une des causes des changements entranant une baisse de la prcision

est la dilatation longitudinale du matriau due la temprature.

Les capteurs de temprature infrarouges miniatures CT permettent de

mesurer trs rapidement la temprature du produit directement au niveau

de la zone de dcoupe ou de soudage et de gnrer des signaux de

correction correspondants. Les plus petits spots de mesure dune taille

allant jusqu 0,6 mm peuvent tre dtects en faisant appel un ad-

aptateur optique de la srie CT. Les ingnieurs de production disposent

ainsi dun systme contrlant et mesurant en continu le comportement

thermique de leurs produits avec les rsultats suivants :

- Ajustement et rodage rapides des installations lors du changementde charges, rduction des temps de fonctionnement vide et des

matriaux chantillons

- Possibilit de dresser un protocole de la production par charges

- Garantie dune qualit leve et constante de la production

Camras thermiques infrarouges

Le recours des camras thermiques portables gagne en importance

lors de la ralisation de travaux dentretien et de maintenance carac-

tre prventif. Les anomalies et dysfonctionnements faisant souvent leur

apparition au niveau des composants sensibles et indispensables la

production en raison dun dveloppement de chaleur accru, un recours

consquent et cibl cette technologie permet dviter des cots levs

dus des pannes de machines et des arrts de la production.

Du fait de leur forme de construction rduite, de leur faible poids et de

leurs bonnes caractristiques ergonomiques, les toutes nouvelles cam-

ras thermiques sont simples dutilisation. Lvaluation et linterprtation

des rsultats de mesure peuvent directement avoir lieu sur place via un

ordinateur portable ; ce qui permet de dcider des mesures de mainte-

nance appropries et dinitier des travaux de rparation, si ncessaire.

Les systmes sont protgs contre les influences environnementales ru-

des, comme la poussire et les claboussures deau, conformment au

type de protection IP67 ; ce qui les prdestine au mieux une utilisation

en environnement industriel. La plage de mesure thermique des camras

infrarouges stend de -20 900C. Leur prcision de mesure slve

2 % de la valeur de mesure ou 2C. Le logiciel caractris par une

navigation par menu structure de faon logique permet de modifier en

toute simplicit les rglages de base (choix de palette de couleurs, slec-

tion du point de mesure, valeurs dalarme, degr dmission p. ex.) et de

grer les images infrarouges ou vidos radiometriques.

Le dtecteur infrarouge

Les microbolomtres hautement dynamiques sont fiables en termes desurexposition au rayonnement, de lumire du soleil incidente et dobjets

chauds insrs par hasard dans limage. Ainsi, il est par exemple pos-

sible de prendre des photos en extrieur, mme contre-jour, sans le

moindre problme et sans risques pour lappareil. La frquence de r-

ptition des images de 120 Hz combine la haute rsolution thermique

de < 0,08 K permet de dtecter des diffrences de temprature minimes

en temps rel, mme lorsque les objets mesurer sont en mouvement

ou diffrents points de mesure sont rapidement viss les uns aprs les

autres. Le haut degr de sensibilit thermique garantit galement une

reprsentation fortement contraste de lenvironnement du composant

mesurer. Ceci permet une bonne orientation sur limage infrarouge au

cours de la mesure.

Camra thermique thermoIMAGER

Applications


15/20

15

Camra intelligente

La temprature mesure saffiche dans lcran avec une rsolution de

0,1C. La taille du spot est dtecte via une vise laser en croix dans

lcran. Dans la pratique, ds lors que lutilisateur a fait une ide par

exemple dun distribution lectrique, il peut viser simplement chaque des

composants comme pinces ou contacts et effectuer et documenter des

mesures des tempratures. Comme lalignement de vise laser en croix

aux objets de petite taille faut du doigt et lapplication dun statif sera

ncessaire, la mthode ne se prte pas la mesure des objets de petite

taille par exemple des circuits ou des components SMD dans circuits im-

prims. Pour ces applications, les camras infrarouges peuvent passer

une option que trouve les valeurs maximum. Tous les pixels sont analyss

dans un fragment dimage rectangulaire. Ainsi, la valeur thermique au

maximum saffiche. Grce au ce fonction trs avantageux il est possib-

le de dtecter la temprature des objets de petite taille. Naturellement,

la valeur minimum ou intermdiaire peut tre saffiche remplaant la

valeur maximum.

Mesure thermique au niveau dun circuit de commutation laide de la fonction de

valeur maximale

A des fins dvaluation dtaille et de documentation des mesures,

lappareil de mesure enregistre les images infrarouges au format JPEG

avec des donnes radiomtriques pour chaque pixel, ou sous forme de

vido au format AVI ou au format radiomtrique RAVI. Le transfert des

donnes vers un PC ou un ordinateur portable seffectue via linterface

USB intgre. Grce au logiciel compris dans la livraison, lvaluation

peut tre entreprise.

Objectifs interchangeables pour applications diverses

Il existe diffrents objectifs interchangeables pour les diffrentes plages

de distance entre lappareil et lobjet et permettant une adaptation opti-

male aux diverses applications. Parmi ces applications, on compte entre

autres les mesures destines surveiller les systmes mcaniques, com-

me celles ralises sur les paliers, les arbres et les units dentranement,

linspection des tuyauteries et des isolations ou encore la thermographieclassique des btiments. Si vous souhaitez mesurer des objets partir de

distances plus importantes avec le plus haut degr possible de rsolution

dtaille des diffrents composants (p. ex. contrle des commutateurs

et des isolants des installations de commutation haute tension), il est

conseill de recourir au tlobjectif 6. Deux objectifs grand angle 23 et

48 viennent complter loffre et permettent par exemple de procder au

contrle des armoires de commande lectriques de taille moyenne en

un clin dil , mme dans les espaces les plus restreints, comme cest

souvent le cas dans les installations de production. Ainsi, la camra est

en mesure de dtecter, une distance de seulement 2 m entre lobjet

mesurer et lobjectif par exemple, une surface supplmentaire denv. 1,50

m x 1,40 m. La mesure de trs petits composants SMD prsents sur lescircuits imprims dj prsente constitue une application supplmen-

taire importante. Pour ce faire, il est possible de rgler lobjectif 23 sur

de trs courtes distances infrieures 20 mm (mise au point focale). La

rsolution ainsi obtenue permet de dterminer avec sret la temprature

dobjets dont le diamtre peut aller jusqu 0,03 mm.

Logiciel pour camras thermiques et solutions thermographiques

Les solutions thermographiques sont compltes par un logiciel de rep-

rsentation en ligne des vidos et denregistrement des processus ther-

modynamiques rapides avec de nombreux outils danalyse dimage. La

possibilit de transfert et de gestion des fichiers en tout confort partir

de la camra infrarouge ainsi que la possibilit danalyse ultrieure offerte

par les donnes radiomtriques disponibles dans les images infrarouges

supportent le traitement des donnes thermiques. Les informations rela-

tives la temprature peuvent tre affiches dans chaque point dimage

individuel. Laffectation ultrieure dautres palettes de couleurs ainsi que

le rglage de lchelle de couleurs permettent dadapter les donnes aux

exigences respectives de lanalyse.


16/20

16

Matriau Spcification C Spec. Deg. dm. Lit.

Bois Bois contreplaqu, lisse, sec 36 SW 0,82 7

Bois Bois contreplaqu, non trait 20 SW 0,83 6

Bois Blanc, humide 20 T 0,7 - 0,8 1

Bronze Phosphore-bronze 70 LW 0,06 9

Bronze Phosphore-bronze 70 SW 0,08 1

Bronze poli 50 T 0,1 1

Bronze poreux, rugueux 50 - 100 T 0,55 1

Bronze Poudre T 0,76 - 0,80 1

Caoutchouc dur 20 T 0,95 1

Caoutchouc flexible, gris, rugueux 20 T 0,95 1

Carbone Grafite, surface lime 20 T 0,98 2

Carbone Poudre de grafite T 0,97 1

Carbone Poudre de charbon de bois T 0,96 1

Carbone Noir de bougie 20 T 0,95 2

Carbone Noir de lampe 20 - 400 T 0,95 - 0,97 1

Chaux T 0,3 - 0,4 1

Chrome poli 50 T 0,1 1Chrome poli 500 - 1000 T 0,28 - 0,38 1

Cuir bruni, tann T 0,75 - 0,80 1

Cuivre lectrolytique, fini spculaire 80 T 0,018 1

Cuivre lectrolytique, poli -34 T 0,006 4

Cuivre gratt 27 T 0,07 4

Cuivre fondu 1100 - 1300 T 0,13 - 0,15 1

Cuivre commercial, brillant 20 T 0,07 1

Cuivre oxyd 50 T 0,6 - 0,7 1

Cuivre oxyd, sombre 27 T 0,78 4

Cuivre oxyd, pais 20 T 0,78 2

Cuivre oxyd, noir T 0,88 1

Cuivre poli 50 - 100 T 0,02 1

Cuivre poli 100 T 0,03 2

Cuivre poli, commercial 27 T 0,03 4

Cuivre poli, mcanique 22 T 0,015 4

Cuivre pur, surface soigneusement prpare 22 T 0,008 4

Dioxyde de cuivre Poudre T 0,84 1

Eau distille 20 T 0,96 2

EauGlace, recouverte dune couche de gelpaisse

0 T 0,98 1

Eau Glace, lisse -10 T 0,96 2

Eau Glace, lisse 0 T 0,97 1

Eau Cristaux de glace -10 T 0,98 2

Eau Couche dune paisseur >0,1 mm 0 - 100 T 0,95 - 0,98 1

Eau Neige T 0,8 1

Eau Neige -10 T 0,85 2

Ebonite T 0,89 1

Email 20 T 0,9 1Email Vernis 20 T 0,85 - 0,95 1

Enduit de pltre 17 SW 0,86 5

Enduit de pltre Panneau de pltre, non trait 20 SW 0,9 6

Enduit de pltre Surface rugueuse 20 T 0,91 2

Fer galvanis Tle 92 T 0,07 4

Fer galvanis Tle, oxyde 20 T 0,28 1

Fer galvanis Tle, polie 30 T 0,23 1

Fer galvanis fortement oxyd 70 LW 0,85 9

Fer galvanis fortement oxyd 70 SW 0,64 9

Fer et acier lectrolytiques 22 T 0,05 4



Fer et acier lectrolytiques, fini spculaire 175 - 225 T 0,05 - 0,06 1

Fer et acier frachement lamin 20 T 0,24 1

Fer et acier frachement trait au papier meri 20 T 0,24 1

Fer et acier Tle ponce 950 - 1100 T 0,55 - 0,61 1

Fer et acier forgs, fini spculaire 40 - 250 T 0,28 1

Fer et acier Tle lamine 50 T 0,56 1

Tableaux des degrs dmission

MatriauSpcificationdu matriau

Degrdmission

Bibliographie

Tempraturede lobjet en C

SpectreT: Spectre total2 - 5 m,LW: 8 - 14 mLLW: 6,5 - 20 m


Acier inoxydable Tle, polie 70 LW 0,14 9

Acier inoxydable Tle, polie SW 0,18 9

Acier inoxydable Tle, non traite, lgrement raye 70 LW 0,28 9

Acier inoxydable Tle, non traite, lgrement raye 70 SW 0,3 9

Acier inoxydable Lamin 700 T 0,45 1

Acier inoxydable Alliage 8% Ni, 18% Cr 500 T 0,35 1

Acier inoxydable Sabl 700 T 0,7 1

Acier inoxydable Type 18-8, brillant 20 T 0,16 2

Acier inoxydable Type 18-8, oxyd 800C 60 T 0,85 2Aluminium Tle, 4 chantillons rays diffremment 70 LW 0,03 - 0,06 9

Aluminium Tle, 4 chantillons rays diffremment 70 SW 0,05 - 0,08 9

Aluminium lox, gris clair, mat 70 LW 0,97 9

Aluminium lox, gris clair, mat 70 SW 0,61 9

Aluminium lox, gris clair, mat 70 LW 0,95 9

Aluminium lox, gris clair, mat 70 SW 0,67 9

Aluminium Tle loxe 100 T 0,55 2

Aluminium Film 27 3 m 0,09 3

Aluminium Film 27 10m

0,04 3

Aluminium rugueux 27 3 m 0,28 3

Aluminium rugueux 2710m

0,18 3

Aluminium Fonte, sabl 70 LW 0,46 9

Aluminium Fonte, sabl 70 SW 0,47 9

Aluminium immerg dans du HNO3, plaque 100 T 0,05 4

Aluminium poli 50 - 100 T 0,04 - 0,06 1

Aluminium poli, tle 100 T 0,05 2

Aluminium plaque polie 100 T 0,05 4

Aluminium Surface rugueuse 20 - 50 T 0,06 - 0,07 1

Aluminium fortement oxyd 50 - 500 T 0,2 - 0,3 1

Aluminium fortement dcompos 17 SW 0,83 - 0,94 5

Aluminium inchang, tle 100 T 0,09 2

Aluminium inchang, plaque 100 T 0,09 4

Aluminium revtu sous vide 20 T 0,04 2

Argent poli 100 T 0,03 2

Argent pur, poli 200 - 600 T 0,02 - 0,03 1

Argile brl 70 T 0,91 1

Asbeste Carrelages 35 SW 0,94 7Asbeste Planche 20 T 0,96 1

Asbeste Tissu T 0,78 1

Asbeste Papier 40 - 400 T 0,93 - 0,95 1

Asbeste Poudre T 0,40 - 0,60 1

Asbeste Tuile 20 T 0,96 1

Bton 20 T 0,92 2

Bton Passage pitons 5 LLW 0,974 8

Bton rugueux 17 SW 0,97 5

Bton sec 36 SW 0,95 7

Bois 17 SW 0,98 5

Bois 19 LLW 0,962 8

Bois Rabot 20 T 0,8 - 0,9 1

Bois Chne rabot 20 T 0,9 2

Bois Chne rabot 70 LW 0,88 9

Bois Chne rabot 70 SW 0,77 9

Bois Poli lmeri T 0,5 - 0,7 1

Bois Pin, 4 modles diffrents 70 LW 0,81 - 0,89 9

Bois Pin, 4 modles diffrents 70 SW 0,67 - 0,75 9


17/20

17


Fer et acier brillants, mordancs 150 T 0,16 1

Fer et acier couche doxyde brillante, tle 20 T 0,82 1

Fer et acier lamins chaud 20 T 0,77 1

Fer et acier lamins chaud 130 T 0,6 1

Fer et acier lamins froid 70 LW 0,09 9

Fer et acier lamins froid 70 SW 0,2 9

Fer et acier Recouverts de rouille rouge 20 T 0,61 - 0,85 1

Fer et acier oxyds 100 T 0,74 1


Fer et acier oxyds 125 - 525 T 0,78 - 0,82 1


Fer et acier oxyds 200 - 600 T 0,8 1


Fer et acier poli 100 T 0,07 2

Fer et acier poli 400 - 1000 T 0,14 - 0,38 1

Fer et acier Tle polie 750 - 1050 T 0,52 - 0,56 1

Fer et acier rugueux, surface plane 50 T 0,95 - 0,98 1Fer et acier rouills, rouges 20 T 0,69 1

Fer et acier rouille rouge, tle 22 T 0,69 4

Fer et acier fortement oxyds 50 T 0,88 1

Fer et acier fortement oxyds 500 T 0,98 1

Fer et acier fortement oxyds 17 SW 0,96 5

Fer et acier tle fortement oxyde 20 T 0,69 2

Fer galvanis Tle 24 T 0,064 4

Fonte de fer traite 800 - 1000 T 0,60 - 0,70 1

Fonte de fer Liquide 1300 T 0,28 1

Fonte de fer Fonte 50 T 0,81 1

Fonte de fer Blocs de fonte de fer 1000 T 0,95 1

Fonte de fer oxyde 38 T 0,63 4




Fonte de fer oxyd 600C 200 - 600 T 0,64 - 0,78 1

Fonte de fer poli 38 T 0,21 4



Fonte de fer non traite 900 - 1100 T 0,87 - 0,95 1

Glace cf. eau

Goudron T 0,79 - 0,84 1

Goudron Papier 20 T 0,91 - 0,93 1

Granite poli 20 LLW 0,849 8

Granite rugueux 21 LLW 0,879 8

Granite rugueux, 4 modles diffrents 70 LW 0,77 - 0,87 9

Granite rugueux, 4 modles diffrents 70 SW 0,95 - 0,97 9Grs poli 19 LLW 0,909 8

Grs rugueux 19 LLW 0,935 8

Huile, huilelubrifiante Film dune paisseur de 0,025 mm 20 T 0,27 2

Huile, huilelubrifiante Film dune paisseur de 0,05 mm 20 T 0,46 2

Huile, huilelubrifiante

Film dune paisseur de 0,125 mm 20 T 0,72 2


Couche paisse 20 T 0,82 2


Film base de Ni : uniquement base de Ni 20 T 0,05 2

Hydroxydedaluminium Poudre T 0,28 1

Laitier Chaudire 0 - 100 T 0,97 - 0,93 1




Laiton Frott avec du papier meri 20 T 0,2 2

Laiton Tle, lamine 20 T 0,06 1

Laiton Tle, traite au papier meri 20 T 0,2 1

Laiton hautement poli 100 T 0,03 2

Laiton oxyd 70 SW 0,04 - 0,09 9

Laiton oxyd 70 LW 0,03 - 0,07 9


Laiton oxyd 100 T 0,61 2

Laiton oxyd 600C 200 - 600 T 0,59 - 0,61 1

Laiton poli 200 T 0,03 1

Laiton mat, tachet 20 - 350 T 0,22 1

Laiton daluminium 20 T 0,6 1

Magnsium 22 T 0,07 4



Magnsium poli 20 T 0,07 2

Molybdne 600 - 1000 T 0,08 - 0,13 1

Molybdne 1500 - 2200 T 0,19 - 0,26 1

Molybdne Fil 700 - 2500 T 0,1 - 0,3 1

Mortier 17 SW 0,87 5

Mortier sec 36 SW 0,94 7

Neige cf. eau

Nickel Fil 200 - 1000 T 0,1 - 0,2 1

Nickel lectrolytique 22 T 0,04 4Nickel lectrolytique 38 T 0,06 4

Nickel lectrolytique 260 T 0,07 4

Nickel lectrolytique 538 T 0,1 4

Nickel galvanis, poli 20 T 0,05 2

Nickel galvanis sur fer, non poli 20 T 0,11 - 0,40 1

Nickel galvanis sur fer, non poli 22 T 0,11 4

Nickel galvanis sur fer, non poli 22 T 0,045 4

Nickel clair mat 122 T 0,041 4

Nickel oxyd 200 T 0,37 2



Nickel oxyd 600C 200 - 600 T 0,37 - 0,48 1

Nickel poli 122 T 0,045 4

Nickel pur, poli 100 T 0,045 1

Nickel pur, poli 200 - 400 T 0,07 - 0,09 1

Nickel-chrome Fil, nu 50 T 0,65 1

Nickel-chrome Fil, nu 500 - 1000 T 0,71 - 0,79 1

Nickel-chrome Fil, oxyd 50 - 500 T 0,95 - 0,98 1

Nickel-chrome Lamin 700 T 0,25 1

Nickel-chrome Sabl 700 T 0,7 1

Or fini spculaire 200 - 600 T 0,02 - 0,03 1

Or hautement poli 100 T 0,02 2

Or poli 130 T 0,018 1

Oxyde daluminium activ, poudre T 0,46 1

Oxyde daluminium pur, poudre (oxyde daluminium) T 0,16 1

Oxyde de cuivre rouge, poudre T 0,7 1

Oxyde de nickel 500 - 650 T 0,52 - 0,59 1Oxyde de nickel 1000 - 1250 T 0,75 - 0,86 1

Panneau de copeaux Non trait 20 SW 0,9 6

Panneau de fibres dur, non trait 20 SW 0,85 6

Panneau de fibres Ottrlite 70 LW 0,88 9

Panneau de fibres Ottrlite 70 SW 0,75 9

Panneau de fibres Panneau de particules 70 LW 0,89 9

Panneau de fibres Panneau de particules 70 SW 0,77 9

Panneau de fibres poreux, non trait 20 SW 0,85 6

Papier 4 couleurs diffrentes 70 LW 0,92 - 0,94 9

Papier 4 couleurs diffrentes 70 SW 0,68 - 0,74 9

Papier recouvert de peinture noire T 0,93 1

Papier Bleu marine T 0,84 1

Papier Jeune T 0,72 1

Papier Verte T 0,85 1

Papier Rouge T 0,76 1

Papier Noir T 0,9 1

Papier Noir , mat T 0,94 1

Papier Noir , mat 70 LW 0,89 9



18/20

18


Papier Noir , mat 70 SW 0,86 9

Papier Blanc 20 T 0,7 - 0,9 1

Papier Blanc, 3 brillants diffrents 70 LW 0,88 - 0,90 9

Papier Blanc, 3 brillants diffrents 70 SW 0,76 - 0,78 9

Papier Blanc, reli 20 T 0,93 2

Papier meri grossier 80 T 0,85 1

Peau Homme 32 T 0,98 2

Plastique Stratifi de fil de verre (circuit imprim) 70 LW 0,91 9

Plastique Stratifi de fil de verre (circuit imprim) 70 SW 0,94 9

Plastique Plaque isolante en polyurthane 70 LW 0,55 9

Plastique Plaque isolante en polyurthane 70 SW 0,29 9

Plastique PVC, sol plastique, mat, structur 70 LW 0,93 9

Plastique PVC, sol plastique, mat, structur 70 SW 0,94 9

Platine 17 T 0,016 4

Platine 22 T 0,05 4

Platine 260 T 0,06 4

Platine 538 T 0,1 4Platine 1000 - 1500 T 0,14 - 0,18 1

Platine 1094 T 0,18 4

Platine Bande 900 - 1100 T 0,12 - 0,17 1

Platine Fil 50 - 200 T 0,06 - 0,07 1

Platine Fil 500 - 1000 T 0,10 - 0,16 1

Platine Fil 1400 T 0,18 1

Platine pur, poli 200 - 600 T 0,05 - 0,10 1

Pltre 20 T 0,8 - 0,9 1

Plomb brillant 250 T 0,08 1

Plomb non oxyd, poli 100 T 0,05 4

Plomb oxyd, gris 20 T 0,28 1

Plomb oxyd, gris 22 T 0,28 4

Plomb oxyd 200C 200 T 0,63 1

Plomb rouge 100 T 0,93 4

Plomb rouge, poudre 100 T 0,93 1

Polystyrne Isolation thermique 37 SW 0,6 7

Porcelaine glace 20 T 0,92 1

Porcelaine Blanche, lumineuse T 0,70 - 0,75 1

Poudre de mag-nsium

T 0,86 1

Sable T 0,6 1

Sable 20 T 0,9 2

Tapis routier enasphalte 4 LLW 0,967 8

Tapisserie avec de lgers motifs, gris clair 20 SW 0,85 6

Tapisserie avec de lgers motifs, route 20 SW 0,9 6

Terre sature deau 20 T 0,95 2

Terre sche 20 T 0,92 2

Tissu noir 20 T 0,98 1Titane oxyd 540 C 200 T 0,4 1

Titane oxyd 540 C 500 T 0,5 1

Titane oxyd 540 C 1000 T 0,6 1

Titane poli 200 T 0,15 1



Tle brillante 20 - 50 T 0,04 - 0,06 1

Tle Tle blanche 100 T 0,07 2

Tuile Oxyde daluminium 17 SW 0,68 5

TuileOxyde de silicium de Dinas, produit rsistantau feu

1000 T 0,66 1

Tuile Oxyde de silicium de Dinas, glac, rugueux 1100 T 0,85 1

TuileOxyde de silicium de Dinas, non glac,rugueux

1000 T 0,8 1

Tuile Produit rsistant au feu, corindon 1000 T 0,46 1

Tuile Produit rsistant au feu, magnsite 1000 - 1300 T 0,38 1

Tuile Produit rsistant au feu, rayonnement faible 500 - 1000 T 0,65 - 0,75 1

Tuile Produit rsistant au feu, rayonnement for t 500 - 1000 T 0,8 - 0,9 1

Tuile Tuile feu 17 SW 0,68 5

Tuile glace 17 SW 0,94 5


Tuile Maonnerie 35 SW 0,94 7

Tuile Maonnerie, crpie 20 T 0,94 1

Tuile normale 17 SW 0,86 - 0,81 5

Tuile rouge, normale 20 T 0,93 2

Tuile rouge, rugueuse 20 T 0,88 - 0,93 1

Tuile Chamotte 20 T 0,85 1



Tuile Silicium, 95% SiO2

1230 T 0,66 1

Tuile Sillimanite 33% SiO2, 64% Al

2O

31500 T 0,29 1

Vernis sur parquet de chne 70 LW 0,90 - 0,93 9

Vernis sur parquet de chne 70 SW 0,9 9

Vernis mat 20 SW 0,93 6

Vernis 3 couleurs pulvrises sur aluminium 70 LW 0,92 - 0,94 9

Vernis 3 couleurs pulvrises sur aluminium 70 SW 0,50 - 0,53 9

Vernis Aluminium sur surface rugueuse 20 T 0,4 1

Vernis Baklite 80 T 0,83 1Vernis Rsistant la chaleur 100 T 0,92 1

Vernis Noir, brillant, pulvris sur fer 20 T 0,87 1

Vernis Noir, mat 100 T 0,97 2

Vernis Noir, mat 40 - 100 T 0,96 - 0,98 1

Vernis Blanc 40 - 100 T 0,8 - 0,95 1

Vernis Blanc 100 T 0,92 2

Vernis 8 couleurs & qualits diffrentes 70 LW 0,92 - 0,94 9

Vernis 8 couleurs & qualits diffrentes 70 SW 0,88 - 0,96 9

Vernis Aluminium, dge diffrent 50 - 100 T 0,27 - 0,67 1

VernisA base dhuile, valeur moyenne de 16couleurs

100 T 0,94 2

Vernis Vert chrome T 0,65 - 0,70 1

Vernis Jaune cadmium T 0,28 - 0,33 1

Vernis Bleu cobalt T 0,7 - 0,8 1

Vernis Plastique, noir 20 SW 0,95 6

Vernis Plastique, blanc 20 SW 0,84 6

Vernis Huile 17 SW 0,87 5

Vernis Huile, couleurs diverses 100 T 0,92 - 0,96 1

Vernis Huile, gris brillant 20 SW 0,96 6

Vernis Huile, grise, mate 20 SW 0,97 6

Vernis Huile, noire, mate 20 SW 0,94 6

Vernis Huile, noire, brillante 20 SW 0,92 6

Wolframit 200 T 0,05 1

Wolframit 600 - 1000 T 0,1 - 0,16 1

Wolframit 1500 - 2200 T 0,24 - 0,31 1

Wolframit Fil 3300 T 0,39 1

Zinc Tle 50 T 0,2 1

Zinc oxyd 400 C 400 T 0,11 1Zinc Surface oxyde 1000 - 1200 T 0,50 - 0,60 1

Zinc poli 200 - 300 T 0,04 - 0,05 1

Bibliographie

1 Mikal A. Bramson: Infrared Radiation, A Handbook for Applications, Plenum Press, N.Y.

2 William L. Wolfe, George J. Zissis: The Infrared Handbook, Office of Naval Research,Department of Navy, Washington, D.C.

3 Madding, R.P.: Thermographic Instruments and Systems. Madison, Wisconsin:University of Wisconsin - Extension, Department of Engineering and Applied Science

4 William L. Wolfe: Handbook of Military Infrared Technology, Office of Naval Research,Department of Navy, Wahsington, D.C.

5 Jones, Smith, Probert: External thermography of buildings ,Proc. Of the Society of Phot-Optical Instrumentation Engineers, vol. 110,Industrial and Civil Applications of Infrared Technology, Juni 1977 London

6 Paljak, Pettersson: Thermography of Buildings,Swedish Building Research Institute, Stockholm 1972

7 Vlcek, J.: Determination of emissivity with imaging radiometers and some emissivities at= 5 m. Photogrammetric Engineering and Remote Sensing.

8 Kern: Evaluation of infrared emission of clouds and ground as measured by weathersatellites, Defence Documentation Center, AD 617 417.

9 hman, Claes: Emittansmtningar med AGEMA E-Box. Teknisk rapport, AGEMA 1999.(Emissivity measurements with AGEMA E-Box. Technical report, AGEMA 1999.)



19/20

19Critres de slection des thermomtres infrarouges

Il existe une multitude de thermomtres infrarouges permettant de

procder la mesure de temprature sans contact. Afin dopter pour

linstrument le mieux adapt votre application, il convient de considrer

au pralable les critres suivants :

- Plage de temprature

- Conditions environnementales

- Taille du spot de mesure

- Matriau et nature de la surface de lobjet mesurer

- Temps de raction du thermomtre infrarouge

- Interface

Plage de temprature

Slectionner la plage de temprature du capteur de manire atteindre

une rsolution suffisamment leve de la temprature de lobjet. Les pla-

ges de mesure sont adaptables lopration de mesure manuellement

ou via interface numrique.

Conditions environnementales

Tenir compte de la temprature ambiante maximale admise des capteurs

lors du choix de linstrument de mesure. Elle stend jusqu 180C pour

la srie CT. En faisant appel des dispositifs de refroidissement par air ou

par eau, le fonctionnement des appareils de mesure peut galement tre

garanti pour des tempratures encore plus leves. Si lappareil venait

tre utilis en atmosphre poussireuse, il est possible de protger

loptique laide dun dispositif de soufflage.

Taille du spot de mesure

Pour pouvoir raliser des mesures thermiques de prcision, lobjet me-

surer doit tre plus grand que le champ de vision du capteur. Le diamtre

du spot de mesure (S) varie en fonction de la distance sparant le cap-

teur (D) de lobjet mesurer. Le rapport D:S est indiqu pour chaque

optique sur des fiches techniques.

Matriau et nature de la surface de lobjet mesurer

Lmissivit dpend entre autres du matriau et de la nature de la sur-

face de lobjet mesurer. La rgle gnrale suivante sapplique : Plus

lmissivit est important, plus il est simple de raliser une mesure ther-

mique de prcision laide dun thermomtre infrarouge. Lmissivit

est rglable pour de nombreux appareils de mesure infrarouges. Pour

connatre les valeurs appropries, vous pouvez p. ex. vous reporter aux

tableaux relatifs aux degrs dmission figurant en annexe.

Temps de raction du thermomtre infrarouge

Les temps de raction des thermomtres infrarouges sont courts, con-

trairement aux sondes de contact. Ils sont compris dans une plage allant

de 1 ms 250 ms et dpendent trs fortement de llment de dtec-

tion utilis. Le temps de raction est limit vers le bas par llment dedtection, mais il peut tre adapt lopration de mesure laide de

llectronique (p. ex. formation de valeur moyenne ou maintien de valeur

maximale).

Interfaces pour lmission de signaux

Linterface permet lvaluation des rsultats de mesure. Les interfaces

disponibles sont les suivantes :

- Interface de courant 0/4 - 20 mA

- Sortie de courant 0/1 - 10 V

- Interfaces bus, CAN et Profibus

- RS232, RS485, USB

- Ethernet

Glossaire

Absorption galement appele degr dabsorption ; rapport entre lerayonnement absorb par un objet et le rayonnementincident.Un chiffre entre 0 et 1.

Degr dmission Rayonnement mis par un objet compar celui dun corpsnoir. Un chiffre entre 0 et 1.

Filtre Matriau tant uniquement permable pour certaineslongueurs dondes infrarouges.

FOV Angle de vue (Field of view) : Angle de vision horizontal dun

objectif infrarouge.FPA Focal Plane Array : type de dtecteur infrarouge

Corps gris Objet qui met une certaine part de la quantit dnergiedun corps noir pour chaque longueur donde.

IFOV Angle de vision momentan : Une mesure pour la rsolutiongomtrique dune camra infrarouge.

NETD Diffrence de temprature quivalente au bruit. Une mesurepour le bruit optique dune camra infrarouge

Paramtres de lobjetSrie de valeurs avec lesquelles les conditions danslesquelles les mesures sont ralises, ainsi que lobjet mesurer lui-mme sont dcrits (p. ex. degr dmission,temprature ambiante, distance etc.)

Signal de lobjet Valeur non calibre renvoyant la quantit de rayonnementque la camra reoit de lobjet mesurer.

Palette Couleurs utilises pour laffichage dune image infrarouge

Pixel Synonyme dlment dimage. Il sagit dun point uniquedune image.

Temprature de rfrenceTemprature avec laquelle les valeurs de mesure rgulirespeuvent tre compares.

Degr de rflexion galement appel pouvoir rflchissant ; rapport entre lerayonnement rflchi par un objet et le rayonnement incident.Un chiffre entre 0 et 1.

Emetteur noir Objet au degr de rflexion nul. Tout rayonnement doit treattribu sa propre temprature.

Rayonnement spcifique spectralQuantit dnergie libre par un objet en fonction du temps,de la surface et de la longueur donde (W/m/m)

Rayonnement spcifique

Quantit dnergie libre par un objet par unit de temps etde surface (W/m)

Rayonnement Quantit dnergie libre par un objet en fonction du temps,de la surface et de de langle solide (W/m/sr)

Flux de rayonnementQuantit d

Documents

dat--infrarouge-fondemonts--fr.pdf