Mesure de la température infrarouge vs thermocouple : Comprenez-vous vraiment la différence ?

Le rayonnement infrarouge se situe entre la lumière visible et les micro-ondes dans le spectre électromagnétique, avec des longueurs d'onde allant de 700 nanomètres à 1 millimètre, incluant le proche infrarouge, le moyen infrarouge et le lointain infrarouge. Le proche infrarouge fait référence à la partie du spectre infrarouge proche de la lumière visible, le lointain infrarouge fait référence à la partie du spectre infrarouge proche des micro-ondes, et le moyen infrarouge se situe entre les deux.

Il est à noter que le rayonnement infrarouge est « invisible », ce qui signifie qu'il ne peut pas être vu à l'œil nu. Il se situe en dehors de la lumière rouge visible à l'œil humain et a une fréquence inférieure à celle de la lumière rouge. Il en va de même pour la lumière ultraviolette, qui se situe en dehors de la lumière violette visible à l'œil humain et a une fréquence plus élevée que la lumière violette.

Le rayonnement infrarouge est quelque chose que nous ne pouvons pas observer à l'œil nu, et pour « voir » le rayonnement infrarouge, un équipement spécial est nécessaire. Les deux techniques les plus courantes pour mesurer la température de surface sont les capteurs infrarouges (IR) (sans contact) et les thermocouples (type contact). Chacun a ses propres avantages et applications idéales. Si vous recherchez une solution de mesure de température fiable sur le marché, vous pouvez vous demander : laquelle me convient ?

Dans cet article, nous allons présenter une introduction détaillée aux bases des capteurs infrarouges et des thermocouples à contact, en comparant leurs principes de fonctionnement, leurs avantages et comment déterminer quelle technologie est la plus adaptée à vos besoins.

Que sont les capteurs de température infrarouges (capteurs IR) ?
Les capteurs de température infrarouges, parfois simplement appelés capteurs IR, mesurent le rayonnement infrarouge émis par la surface d'un objet. Étant donné que tous les objets au-dessus du zéro absolu émettent un rayonnement infrarouge, ces capteurs peuvent mesurer la température de surface sans toucher physiquement l'objet.

1. Comment ils fonctionnent
Les capteurs IR détectent l'intensité de l'énergie infrarouge à l'aide d'un détecteur et d'une lentille intégrés qui concentrent l'énergie sur l'élément de détection. Le capteur calcule ensuite la température en fonction de l'intensité des ondes infrarouges.

2. Principaux avantages

• Mesure sans contact : Idéal pour les surfaces dangereuses, en mouvement ou extrêmement chaudes.
• Temps de réponse rapide : Les mesures peuvent être quasi instantanées.
• Risque de contamination minimal : Comme ils n'entrent pas en contact, ils réduisent les problèmes de contamination croisée (particulièrement utile dans les environnements alimentaires et médicaux).

3. Considérations

• Émissivité : Différents matériaux émettent un rayonnement infrarouge à des taux différents ; comprendre l'émissivité est crucial pour des lectures précises.
• Surfaces réfléchissantes : Les matériaux très réfléchissants ou brillants peuvent provoquer des lectures inexactes, sauf si le capteur est correctement configuré.
• Rapport distance/point : Les capteurs infrarouges ont un certain rapport qui détermine la taille du point de mesure à une distance donnée. Rester dans la plage optimale est important pour la précision.

Que sont les thermocouples à contact ?
Un thermocouple à contact est un type de capteur simple mais extrêmement courant pour les mesures de température. Il utilise deux métaux différents qui génèrent une petite tension lorsqu'ils sont exposés à la chaleur. La tension varie avec la température, ce qui permet au thermocouple de mesurer la température de l'objet avec lequel il entre en contact.

1. Comment ils fonctionnent
Les thermocouples sont fabriqués en soudant deux fils métalliques ensemble au niveau d'une jonction (la « jonction chaude »). Lorsque cette jonction est chauffée, les métaux produisent une tension. Un compteur ou un enregistreur de données lit la tension et la traduit en une lecture de température.

2. Principaux avantages

• Large plage de températures : Les thermocouples peuvent mesurer de tout, des températures cryogéniques aux températures extrêmement élevées, selon le type de métal utilisé.
• Rentable : Ils sont généralement peu coûteux et largement disponibles.
• Robustes et polyvalents : De nombreux modèles de thermocouples sont conçus pour résister aux environnements difficiles, tels que les fours ou les procédés industriels corrosifs.

3. Considérations

• Temps de réponse plus lent : Les thermocouples doivent atteindre physiquement la température de l'objet, ce qui peut être plus lent que les méthodes sans contact.
• Usure : En tant que solution de contact, les thermocouples peuvent se dégrader ou être endommagés dans des environnements abrasifs ou corrosifs.
• Installation : Le placement direct sur ou à l'intérieur de l'équipement ou du produit peut être impraticable ou dangereux dans certains cas.

Lequel avez-vous besoin ?
Choisissez les capteurs infrarouges (capteurs IR) si…

• Vous avez besoin de lectures rapides et sans contact à distance.
• Les surfaces que vous mesurez sont dangereuses, en mouvement ou hors de portée.
• Vous travaillez avec des processus où la contamination doit être évitée (alimentaire, médical).
• Vous souhaitez « contrôler » plusieurs éléments rapidement.

Choisissez un thermocouple si…

• Vous mesurez des températures extrêmes à l'intérieur de machines, de fours ou de brûleurs.
• Vous avez besoin d'une solution durable et rentable pour la surveillance de la température intégrée ou continue.
• Le contact direct est sûr et réalisable (par exemple, les surfaces sont accessibles et non facilement contaminées).

Conseils pour sélectionner le bon capteur
1. Déterminez votre environnement
Déterminez si la surface cible est en mouvement, dangereuse ou autrement inaccessible.

2. Vérifiez la plage de température requise
Les capteurs IR et les thermocouples sont disponibles en modèles conçus pour des plages de températures spécifiques.

3. Évaluez les besoins en matière de précision
Les deux types de capteurs offrent des précisions variables ; adaptez-les aux exigences de précision de votre application.

4. Tenez compte de la maintenance
Les thermocouples peuvent nécessiter le remplacement des sondes au fil du temps ; les capteurs infrarouges peuvent nécessiter le nettoyage des lentilles.

5. Budget et échelle
Le coût par unité, la quantité nécessaire et l'intégration globale du système peuvent influencer votre choix.

Les capteurs infrarouges (IR) et les thermocouples à contact fonctionnent bien dans différents domaines. Les capteurs infrarouges sont très adaptés aux mesures rapides et sans contact, en particulier lorsqu'il s'agit de surfaces difficiles d'accès ou dangereuses. Les thermocouples sont des outils de mesure de température directe éprouvés qui offrent des options durables et rentables pour faire face aux conditions difficiles.