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Daniel HERNANDEZ : Docteur en physique - Ingénieur de recherche CNRS
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En pyrométrie optique, la non-connaissance des propriétés thermo-radiatives constitue l'obstacle majeur pour accéder à la température réelle. Basée sur l'hypothèse d'indicatrices de réflexions identiques pour deux longueurs d'onde proches et s'appuyant sur des mesures simultanées de températures de luminance et de réflectivités bidirectionnelles, la pyroréflectométrie bicolore lève ce verrou pour les corps opaques. Des validations et des résultats expérimentaux démontrent la pertinence de la méthode et la maturité des systèmes associés.
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3. Description du moyen de mesure
Outre la présentation de la méthode, l’autre intérêt de l’article est la présentation du pyroréflectomètre associé. Ce moyen est constitué de trois entités indépendantes :
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l’unité d’émission et de détection qui permet les mesures ;
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la sonde de mesure qui permet l’éclairement et l’observation de la surface ;
-
le logiciel qui permet l’analyse des mesures et leur traitement par la méthode.
3.1 Unité d’émission et de détection
Cette unité, communément appelée « Pyref », est un système autonome de type industriel dont la fiche technique (encadré 1) définit les caractéristiques.
Température minimale mesurable : 500 °C.
Température maximale mesurable : limitée par les moyens d’étalonnage.
Longueurs d’onde de travail : λb = 1,30 µm et λr = 1,55 µm.
Puissance des diodes laser : 100 mW.
Fréquence maximale de mesure : 10 kHz.
Fréquence de traitement en direct : 20 Hz.
Incertitude typique de la mesure de T : 10°.
Incertitude typique de la mesure de ρ′′ : 0,02 sr−1
L’appareil (figure ) est constitué de trois parties : l’unité d’émission (A), l’unité de détection (B) et la station d’acquisition (C).
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L’unité d’émission (A) comprend essentiellement deux diodes laser pulsées (3) de longueur d’onde respective λb et λr. Elles sont commandées (5) par une base de temps (7) qui génère des pulses d’éclairement de 1 µs entrecoupés de période de repos de 99 µs. Les puissances émises sont mesurées par des diodes de contrôle (10) et leurs valeurs sont stockées dans des échantillonneurs bloqueurs (9b, 9r). Les flux émis sont couplés (1) et injectés dans la tête de mesure par fibre optique (E).
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - RUFFINO (G.) - Incresing precision in two-colour pyrometry - Temperature Measurement: Inst. Phys. Conf. Ser, 26, p. 264-272 (1975).
-
(2) - TRAVERSE (J.P.), BADIE (J.M.) - Mesure des températures par pyrométrie optique à l’aide d’un rayonnement laser - Éd. Ampère, Paris, p. 9-14 (1976).
-
(3) - MURRAY (T.P.) - Polaradiometer – A new instrument for temperature measurements - Rev. Sci. Instrum., 38, p. 791-798 (1967).
-
(4) - COATES (T.B.) - Multi-wavelength Pyrometry - Metrologia, 17, p. 103-109 (1981).
-
(5) - KUNZ (H.) - On the state of ratio pyrometry with laser absorption measurements - Temperature Measurement: Inst. Phys. Conf. Ser, 26, p. 273-277 (1975).
-
(6) - HERVÉ (P.) et al - Radiométrie L'ultraviolet - Rev. pratique...
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