Wat is een pyrometer?
Het woord pyrometer komt van het Griekse woord pyros , wat 'vuur' betekent en meter dat 'meten' betekent. Een pyrometer is een apparaat dat een oppervlaktetemperatuur bepaalt door stralingswarmte te meten. Het wordt over het algemeen gebruikt in situaties waarin het te meten oppervlak niet kan worden aangeraakt, hetzij omdat het beweegt of omdat het gevaarlijk zou zijn om dit te doen. Veel voorkomende variëteiten zijn de infraroodpyrometer en de optische pyrometer.
De eerste pyrometer werd uitgevonden door Josiah Wedgewood, een Engelse pottenbakker uit de 18e eeuw. Het gebruikte de krimp van porselein onder hitte om de geschatte temperaturen binnen de Wedgewood-ovens te volgen. Het bakken van aardewerk en het bewaken van de temperatuur in ovens blijft tegenwoordig een van de belangrijkste toepassingen van pyrometrie. Moderne ovens gebruiken over het algemeen infraroodpyrometers, ook wel stralingspyrometers genoemd, om hun temperatuur te bewaken.
Infrarood pyrometers gebruiken het infrarood en zichtbaar licht dat van een object straalt om een thermokoppel te verwarmen, een apparaat dat een elektrische stroom creëert die een temperatuurmeter aanstuurt. De brandpuntsafstand - het punt waar het gereedschap de minimale spotaflezing heeft en het gezichtsveld - de hoek waaronder de optiek van de pyrometer werkt, is erg belangrijk voor het correct bedienen van een infraroodpyrometer. Het apparaat bepaalt een gemiddelde temperatuur voor het gebied dat wordt gemeten, dus als het te meten object het gezichtsveld van de pyrometer niet vult, treedt er een meetfout op.
Nauwkeurige metingen vereisen ook een juiste beoordeling van de emissiviteit van een oppervlak. Het infraroodlicht dat van een oppervlak komt, is eigenlijk de som van drie factoren: reflectiviteit - het deel van de straling dat van elders komt en wordt gereflecteerd door het te meten oppervlak; transmissiviteit - de hoeveelheid straling die van achter het te meten object komt en er doorheen gaat; emissiviteit - het deel van de infraroodstraling dat daadwerkelijk wordt uitgezonden door het gemeten oppervlak. Deze drie waarden variëren van nul tot één en samen vormen ze in totaal één. Infrarood pyrometers werken het beste als de emissiviteit dichtbij één ligt en ze zijn erg moeilijk te kalibreren voor reflecterende metalen en transparante oppervlakken met een emissiviteit van 0.2 of lager.
De andere veel voorkomende variant is een optische pyrometer. Voor het eerst gepatenteerd door Everett F. Morse in 1899, laat de optische pyrometer een stroom door een gloeidraad lopen die is verbonden met een temperatuurmeter. Een operator kijkt door een oculair naar de gloeidraad en naar het te meten oppervlak. Naarmate de stroom door de gloeidraad varieert, verandert ook de temperatuur van de gloeidraad. Wanneer de gloei van de gloeidraad overeenkomt met de gloeiing van het oppervlak, kan de temperatuur van de meter worden afgelezen. In de meeste toepassingen zijn optische pyrometers vervangen door infraroodpyrometers, die meer precisie bieden over een breder temperatuurbereik, maar optische pyrometers blijven in gebruik, vooral bij het meten van temperaturen van relatief hete en kleine objecten, zoals gloeiend wolfraamdraden.