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Télescope pyrométrique

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Academic year: 2021

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Texte intégral

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HAL Id: jpa-00240943

https://hal.archives-ouvertes.fr/jpa-00240943

Submitted on 1 Jan 1904

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Ch. Féry

To cite this version:

Ch. Féry. Télescope pyrométrique. J. Phys. Theor. Appl., 1904, 3 (1), pp.701-704.

�10.1051/jphystap:019040030070100�. �jpa-00240943�

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TÉLESCOPE PYROMÉTRIQUE;

Par M. CH, FÉRY (1).

L’application de la loi de Stéfan à l’évaluation des hautes tempé-

ratures offre de grands avantages ; elle permet en particulier d’éva-

luer par une extrapolation justifiée les températures supérieures au point de fusion du platine, dernier point déterminé avec quelque précision.

J’ai montré, dans une communication précédente (2), comment on pouvait baser sur ce principe un appareil pratique permettant de

suivre la marche d’une opération industrielle ou de laboratoire.

Néanmoins, par sa forme même, la loi du rayonnement calorifique

se prête mal à des mesures à basse température, le rayonnement dimi-

nuant très vite quand la température s’abaisse.

_

Dans le premier pyromètre que j’ai combiné, les rayons du four à

mesurer étaient concentrés dans le plan focal d’une lunette, dont le

réticule était remplacé par deux fils ou lames très minces formées par deux métaux différents. Le couple thermo-électrique ainsi réalisé

a comme soudure chaude le point de croisement même des deux fils.

J’ai montré comment il est possible de rendre les indications indé-

pendantes de la distance du corps chaud et de ses dimensions à partir

d’une xertaine valeur minima, déterminée par le fait que la soudure du couple doit être couverte par l’image du corps visé (3).

Les indications de ce pyromètre dans le modèle industriel courant s’étendent de 800, à 1800°; mais, si la sensibilité énorme entre 1700 et i 800 permet d’apprécier la déviation galvanométrique avec assez de précision pour qu’une variation de 5° soit sensible, il n’en est plus

de même de 8° à 9001, un écart de 25° n’est pas impossible.

-

Il faut se rappeler en effet que la déviation dans les appareils de

ce genre croit comme la quatrième puissance de la température

absolue du corps chaud.

Cette décroissance rapide de la sensibilité avec la température est

(1) Séance du 18 mars 1904.

(2) Bulletin des séances de la Société de Physique, p. 12; 1903 (Lunette pyr’olné- trique pour la mesure des hautes tempél’alul’es).

(3) Comptes Rendus de fAcadénÛe, 28 avril 1902 (la Loi de Stéfan et la Mesure

des hazctes températures).

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphystap:019040030070100

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encore aggravée du fait que le verre de la lentille objective de l’ins-

trument présente son maximum d’absorption pour les rayons calo-

rifiques obscurs.

Ce sont ces raisons qui m’ont fait rechercher, à la demande de

quelques-uns des industriels utilisant mon pyromètre, un dispositif plus sensible d’abord, et surtout ne présentant que peu d’absorptions

à basse température, c’est-à-dire au rouge naissant.

La solution m’a été fournie par l’emploi d’un miroir concave aux

lieu et place de l’objectif de la lunette pyrométriqne ordinaire.

Dans un télescope, en effet, la réflexion métallique n’introduit

qu’une absorption tout à fait négligeable, si on la compare à celle due

aux milieux transparents : vers 7 à 800°, un objectif en verre absorbe

70 0/0 de rayons qu’il est chargé de concentrer.

Mais l’emploi d’une argenture ou même d’une dorure superficielle

est impossible dans un appareil s’adressant à l’industrie : les fumées,

les vapeurs acides et l’air ordinaire lui-même sont autant de facteurs de détérioration. Quant au platinage, il n’y faut pas songer, ce métal ne se déposant bien sur le verre qu’à une température assez

élevée pour déformer les surfaces sur lesquelles on veut l’appliquer.

Je me suis rappelé alors que, dans les corps transparents, la grosse

perte de rayons transmis est surtout imputable à la réflexion de la

première surface (1). Cette réflexion intéresse surtout les radiations de grande longueur d’onde, qui sont totalement réfléchies (réflexion métallique), tandis que la perte n’est que de 7 ou 8 0/0 pour les lon-

gueurs d’ondes lumineuses .

,

Il m’a donc été facile de calculer un miroir argenté au dos et par conséquent tout à fait inaltérable, faisant converger à son foyer

toutes les radiations réfléchies par ses deux surfaces; les rayons de courbure des deux surfaces sont d’ailleurs assez peu différents quand l’épaisseur est faible, condition qu’on a toujours intérêt à réaliser.

Voici, à titre d’indication, les résultats que m’a fournis un téles- cope muni d’un miroir argenté au dos :

(1) RUBENS et ARCHINASS, Sui’ les rayons l’eslanls du sel gemme et de la sylvine

(J. de l’Icys., t. VI, p. 215 ; 1897 ; 2013 et t. VII, p. 438 ; 1898).

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On peut remarquer qu’à partir de 800o les différences entre les résultats obtenus et calculés sont tantôt positifs, tantôt négatifs et

dus à l’erreur expérimentale inévitable. On a, pour calculer la troisième colonne, admis que l’absorption est nulle à i100°.

En faisant la même hypothèse pour une lunette pyrométrique à

1600°, dernier point de la graduation obtenu directement, la diffé-

rence, bien que très faible à haute température entre la valeur cal-

culée et celle obtenue directement, est toujours négative, montrant

ainsi que, même vers 1600°, l’absorption du verre de l’objectif n’est

pas tout à fait négligeable.

FIG. 1..

Pour des corps très transparents pour toutes les radiations, la fluorine, par exemple, que j’ai employée comme objectif de lunette pour certaines recherches théoriques, l’accord entre les résultats calculés et expérimentaux commence au-dessus de 900".

Il me reste à indiquer les détails nouveaux d’exécution que pré-

sente cet appareil. En avant de la soudure placée au fond du petit

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tube RD contenant le couple sont disposés deux prismes de petit angle (fig. 1) en verre argenté ; ils sont collés par leurs bases, et un

trou est ménagé au centre de la ligne de collage, pour permettre

aux rayons calorifiques de tomber sur la soudure du couple.

Ces deux petits miroirs prismatiques reçoivent les rayons prove- nant des deux bords diamétraux du miroir concave et les renvoient à l’oculaire O.

Lorsque les rayons provenant du miroir concave tombent dans le

plan des miroirs prismatiques, l’image observée à l’oculaire est

unique ; elle est au contraire dédoublée ou, plus exactement, les

images données par chacun des miroirs prismatiques ne coïncident

pas si la mise au point n’est pas rigoureuse.

Cette mise au point ne laisse donc rien à l’arbitraire ; elle se fait

avec la précision d’un pointé par une lunette à réticule, l’une des images servant effectivement de réticule par rapport à l’autre.

Le bord du tube qui contient le couple, diaphragme le miroir objec-

tif de manière à limiter à un angle constant, comme dans la lunette

pyroniétrique, le cône des rayons qui tombe sur la soudure. Cet

appareil donne donc, comme la lunette, des indications indépendantes

des dimensions de l’a source et de sa distance, pourvu que l’image de

cette dernière soit plus grande que l’ouverture qui met la soudure à découvert.

En somme, ce pyromètre étend la mesure des températures jusqu’à

500°, au moyen du rayonnement calorifique. Un seul galvanomètre por- tant deux graduations, l’une de 5U0 à 1200° et l’autre de 1000 à 1900°, permet ainsi l’exploration de toutes les températures industrielles ordinairement employées.

La maison Pellin s’est chargée de la construction de ces pyro-

mètres.

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