Le mot pyromètre vient des mots grecs pyros, qui signifie feu, et mètre qui signifie mesurer. Un pyromètre est un appareil qui détermine une température de surface en mesurant la chaleur rayonnante. Il est généralement utilisé dans des situations où la surface à mesurer ne peut pas être touchée, soit parce qu’elle est en mouvement, soit parce qu’il serait dangereux de le faire. Les variétés courantes comprennent le pyromètre infrarouge et le pyromètre optique.
Le premier pyromètre a été inventé par Josiah Wedgewood, un potier anglais du XVIIIe siècle. Il a utilisé le retrait de la porcelaine sous la chaleur pour surveiller les températures approximatives dans les fours Wedgewood. La cuisson des poteries et la surveillance de la température dans les fours restent aujourd’hui l’une des principales applications de la pyrométrie. Les fours modernes utilisent généralement des pyromètres infrarouges, également appelés pyromètres à rayonnement, pour surveiller leur température.
Les pyromètres infrarouges utilisent la lumière infrarouge et visible émise par un objet pour chauffer un thermocouple, un dispositif qui crée un courant électrique qui alimente une jauge de température. La distance focale – le point où l’outil a la taille minimale de lecture de spot et le champ de vision – l’angle auquel l’optique du pyromètre fonctionne, sont très importants pour faire fonctionner correctement un pyromètre infrarouge. L’appareil détermine une température moyenne pour la région qu’il mesure, donc si l’objet mesuré ne remplit pas le champ de vision du pyromètre, une erreur de mesure se produira.
Des mesures précises nécessitent également un jugement correct de l’émissivité d’une surface. La lumière infrarouge provenant d’une surface est en fait la somme de trois facteurs : la réflectivité — la proportion du rayonnement provenant d’ailleurs et réfléchi par la surface à mesurer ; transmissivité — la proportion de rayonnement provenant de l’arrière de l’objet mesuré et le traversant ; émissivité — la proportion du rayonnement infrarouge réellement émis par la surface mesurée. Ces trois valeurs sont comprises entre zéro et un, et ensemble elles totalisent un. Les pyromètres infrarouges fonctionnent mieux si l’émissivité est proche de un, et ils sont très difficiles à calibrer pour les métaux réfléchissants et les surfaces transparentes avec des émissivités de 0.2 ou moins.
L’autre variété d’usage courant est un pyromètre optique. Breveté pour la première fois par Everett F. Morse en 1899, le pyromètre optique fait passer un courant à travers un filament connecté à une jauge de température. Un opérateur regarde à travers un oculaire le filament et la surface à mesurer. Au fur et à mesure que le courant à travers le filament varie, la température du filament varie également. Lorsque l’incandescence du filament correspond à l’incandescence de la surface, la température peut être lue sur la jauge. Dans la plupart des applications, les pyromètres optiques ont été remplacés par des pyromètres infrarouges, qui offrent plus de précision sur une plage de températures plus large, mais les pyromètres optiques restent utilisés, en particulier lors de la mesure des températures d’objets relativement chauds et petits, tels que le recuit de fils de tungstène.