Ce este un pirometru?

Cuvântul pirometru provine din cuvintele grecești pyros, care înseamnă „foc”, și metru care înseamnă „a măsura”. Un pirometru este un dispozitiv care determină temperatura suprafeței prin măsurarea căldurii radiante. Este folosit în general în situațiile în care suprafața de măsurat nu poate fi atinsă, fie pentru că se mișcă, fie pentru că ar fi periculos să o faci. Varietățile comune includ pirometrul cu infraroșu și pirometrul optic.

Primul pirometru a fost inventat de Josiah Wedgewood, un olar englez din secolul al XVIII-lea. A folosit contracția porțelanului sub căldură pentru a monitoriza temperaturile aproximative din cuptoarele Wedgewood. Arderea ceramicii și monitorizarea temperaturii în cuptoare rămâne una dintre principalele aplicații ale pirometriei astăzi. Cuptoarele moderne folosesc, în general, pirometre cu infraroșu, cunoscute și ca pirometre cu radiații, pentru a le monitoriza temperatura.

Pirometrele cu infraroșu folosesc lumina infraroșu și vizibilă care iradiază un obiect pentru a încălzi un termocuplu, un dispozitiv care creează un curent electric care alimentează un indicator de temperatură. Distanța focală – punctul în care instrumentul are dimensiunea minimă de citire a punctului și câmpul de vedere – unghiul la care funcționează optica pirometrului, sunt foarte importante în funcționarea corectă a unui pirometru cu infraroșu. Dispozitivul determină o temperatură medie pentru regiunea pe care o măsoară, așa că dacă obiectul măsurat nu umple câmpul vizual al pirometrului, va apărea o eroare de măsurare.

Măsurătorile precise necesită, de asemenea, o evaluare corectă a emisivității unei suprafețe. Lumina infraroșie care vine de la o suprafață este de fapt suma a trei factori: reflectivitate — proporția radiației care provine din altă parte și reflectată de suprafața măsurată; transmisivitate — proporția de radiație care vine din spatele obiectului măsurat și care trece prin acesta; emisivitate – proporția radiației infraroșii care este emisă efectiv de pe suprafața măsurată. Aceste trei valori variază între zero și unu și împreună totalizează unul. Pirometrele cu infraroșu funcționează cel mai bine dacă emisivitatea este aproape de unu și sunt foarte greu de calibrat pentru metale reflectorizante și suprafețe transparente cu emisivitate de 0.2 sau mai mică.

Cealaltă varietate de uz comun este un pirometru optic. Patentat pentru prima dată de Everett F. Morse în 1899, pirometrul optic trece un curent printr-un filament care este conectat la un indicator de temperatură. Un operator se uită printr-un ocular la filamentul și la suprafața măsurată. Pe măsură ce curentul prin filament variază, la fel variază și temperatura filamentului. Când incandescența filamentului se potrivește cu incandescența suprafeței, temperatura poate fi citită de pe indicator. În majoritatea aplicațiilor, pirometrele optice au fost înlocuite cu pirometrele cu infraroșu, care oferă mai multă precizie într-un interval mai larg de temperatură, dar pirometrele optice rămân în uz, în special atunci când se măsoară temperaturile obiectelor relativ fierbinți și mici, cum ar fi recoacerea fire de tungsten.