Che cos'è un pirometro?
La parola pirometro deriva dalle parole greche pyros , che significa "fuoco" e metro che significa "misurare". Un pirometro è un dispositivo che determina una temperatura superficiale misurando il calore radiante. Viene generalmente utilizzato in situazioni in cui la superficie da misurare non può essere toccata, sia perché si muove o perché sarebbe pericoloso farlo. Le varietà comuni includono il pirometro a infrarossi e il pirometro ottico.
Il primo pirometro è stato inventato da Josiah Wedgewood, un vasaio inglese del 18 ° secolo. Ha usato il restringimento della porcellana sotto il calore per monitorare le temperature approssimative all'interno dei forni Wedgewood. La cottura della ceramica e il monitoraggio della temperatura all'interno dei forni rimangono oggi una delle principali applicazioni della pirometria. I forni moderni utilizzano generalmente pirometri a infrarossi, noti anche come pirometri a radiazione, per monitorare la loro temperatura.
I pirometri a infrarossi utilizzano la luce infrarossa e visibile che irradia un oggetto per riscaldare una termocoppia, un dispositivo che crea una corrente elettrica che alimenta un termometro. La distanza focale - il punto in cui lo strumento ha la dimensione minima della lettura del punto e il campo visivo - l'angolo in cui operano l'ottica del pirometro, sono molto importanti per il corretto funzionamento di un pirometro a infrarossi. Il dispositivo determina una temperatura media per la regione che sta misurando, quindi se l'oggetto da misurare non riempie il campo visivo del pirometro, si verificherà un errore di misurazione.
Misurazioni precise richiedono anche un giudizio corretto sull'emissività di una superficie. La luce infrarossa proveniente da una superficie è in realtà la somma di tre fattori: riflettività - la proporzione della radiazione proveniente da altrove e riflessa dalla superficie misurata; trasmissività - la percentuale di radiazione proveniente da dietro l'oggetto da misurare e che lo attraversa; emissività: la proporzione della radiazione infrarossa effettivamente emessa dalla superficie misurata. Questi tre valori vanno da zero a uno e insieme ne totalizzano uno. I pirometri a infrarossi funzionano meglio se l'emissività è vicina a uno e sono molto difficili da calibrare per metalli riflettenti e superfici trasparenti con emissività di 0,2 o inferiore.
L'altra varietà di uso comune è un pirometro ottico. Brevettato per la prima volta da Everett F. Morse nel 1899, il pirometro ottico fa scorrere una corrente attraverso un filamento collegato a un indicatore di temperatura. Un operatore osserva attraverso un oculare il filamento e la superficie da misurare. Al variare della corrente attraverso il filamento, aumenta anche la temperatura del filamento. Quando l'incandescenza del filamento corrisponde all'incandescenza della superficie, la temperatura può essere letta dall'indicatore. Nella maggior parte delle applicazioni, i pirometri ottici sono stati sostituiti da pirometri a infrarossi, che offrono una maggiore precisione in un intervallo di temperatura più ampio, ma i pirometri ottici rimangono in uso, in particolare quando si misurano temperature di oggetti relativamente caldi e piccoli, come la ricottura di fili di tungsteno.