Introduction
Lors du choix d’un thermomètre infrarouge, il est fréquent de rencontrer des modèles équipés d’un laser simple, d’un double laser ou d’un système multipoint. Ces configurations peuvent sembler correspondre à différents niveaux de performance, mais en réalité, le laser sert avant tout à faciliter la visée et ne participe pas directement à la mesure de température. Celle-ci est effectuée par le système optique infrarouge et le capteur intégrés à l’appareil.
La principale différence entre ces systèmes concerne donc la manière dont ils aident l’utilisateur à identifier la position et la zone de mesure, et non une différence intrinsèque de précision.
Points essentiels
● Un laser simple indique principalement le centre approximatif de la zone mesurée et convient aux contrôles courants.
● Un double laser peut faciliter l’estimation de la zone de mesure, selon la conception optique de l’appareil.
● Un système multipoint utilise plusieurs points laser pour matérialiser la zone mesurée ou ses limites approximatives.
● Le nombre de lasers ne détermine pas directement la précision. Il faut également considérer le rapport D, la plage de mesure, la précision, l’émissivité et la taille de la cible.
● Quel que soit le système de visée, la cible doit couvrir entièrement la zone de mesure infrarouge réelle.
Quel est le rôle du laser sur un thermomètre infrarouge ?
Un thermomètre infrarouge collecte, à travers son système optique, le rayonnement infrarouge émis par la surface de la cible. Un capteur de type thermopile ou équivalent convertit ce rayonnement en signal électrique, puis l’appareil calcule la température de surface en tenant compte notamment de l’émissivité.
Le laser constitue un système de visée indépendant.
● Il aide l’utilisateur à identifier la zone vers laquelle l’appareil est orienté.
● Le faisceau laser n’est pas le faisceau de mesure infrarouge.
● Le point laser visible ne représente généralement pas toute la zone mesurée.
● Lorsque la conception de l’appareil le permet, la mesure infrarouge reste possible même lorsque le laser est désactivé.
Il ne faut donc pas considérer que le thermomètre mesure uniquement la petite surface éclairée par le point laser. En réalité, il mesure le rayonnement infrarouge provenant d’une zone définie.
Quelles sont les caractéristiques d’un thermomètre infrarouge à laser simple ?
Un thermomètre infrarouge à laser simple utilise généralement un seul point laser pour indiquer approximativement le centre de la zone de mesure. Il s’agit d’une configuration très répandue.
Son principal avantage réside dans sa simplicité. Pour les grandes cibles, les distances courtes et les surfaces faciles à identifier, un seul laser est généralement suffisant.
Applications courantes :
● contrôle de la température de surface des installations HVAC ;
● inspection des moteurs, pompes et carters de roulements ;
● contrôle des conduits d’air, tuyauteries et radiateurs ;
● mesure de surfaces sur équipements agroalimentaires ou industriels ;
● maintenance de bâtiments et diagnostic courant.
Toutefois, un laser simple indique principalement le centre de la zone de mesure et ne montre pas directement le diamètre réel du spot infrarouge.
Pour les petites cibles, les mesures à plus grande distance ou les environnements comportant des surfaces à températures différentes, le seul point laser peut ne pas suffire pour confirmer que la cible couvre entièrement le spot de mesure.
Quelles sont les caractéristiques d’un thermomètre infrarouge à double laser ?
Un système à double laser utilise deux points afin de fournir un meilleur repère spatial et de faciliter l’évaluation de la zone mesurée.
Sur certains modèles, les deux points laser indiquent approximativement deux côtés opposés du spot de mesure. Selon la conception, leur écart peut varier avec la distance.
Cette solution est particulièrement utile pour :
● mesurer de petites pièces mécaniques ;
● positionner la zone de mesure entre des composants proches ;
● contrôler des équipements électriques, des bornes ou des ensembles mécaniques ;
● vérifier rapidement si la cible est suffisamment grande à moyenne distance ;
● effectuer des opérations de maintenance impliquant de nombreux points de mesure.
Les conceptions à double laser ne sont cependant pas identiques d’un fabricant à l’autre. Il ne faut pas supposer que les deux points représentent toujours exactement les bords du spot de mesure. Il convient de vérifier la documentation du modèle utilisé.
Quelles sont les caractéristiques d’un thermomètre infrarouge à laser multipoint ?
Les systèmes multipoints utilisent plusieurs points laser disposés, par exemple, en cercle, en couronne ou selon une autre géométrie pour rendre la zone de mesure plus facile à visualiser.
L’utilisateur ne voit plus uniquement un point central, mais bénéficie d’une représentation plus intuitive de la surface susceptible d’être incluse dans la mesure infrarouge.
Cette solution convient particulièrement lorsque :
● la cible est relativement petite ;
● la distance de mesure varie fréquemment ;
● les surfaces voisines présentent des températures très différentes ;
● il faut confirmer rapidement que la cible couvre toute la zone mesurée ;
● de nombreux points doivent être contrôlés pendant la maintenance industrielle.
L’intérêt principal du système multipoint n’est généralement pas d’améliorer la précision intrinsèque du capteur, mais de réduire les erreurs de visée et d’estimation de la zone de mesure.
Il permet ainsi de limiter le risque d’inclure simultanément la cible et l’arrière-plan dans le spot de mesure.
Davantage de points laser signifie-t-il une meilleure précision ?
Non.
La précision d’un thermomètre infrarouge dépend principalement du capteur, du système optique, de l’étalonnage, du réglage de l’émissivité, des conditions ambiantes et des caractéristiques de la surface mesurée.
Le laser répond surtout à la question « où mesure-t-on ? », et non « avec quelle précision l’appareil mesure-t-il ? ».
Ainsi, si un modèle à laser simple et un modèle multipoint affichent tous deux une précision de ±1,5 % et disposent de performances optiques et de capteurs comparables, le second n’est pas automatiquement plus précis.
L’avantage des lasers supplémentaires est surtout d’améliorer la visée.
Pourquoi le rapport D est-il plus important que le nombre de lasers ?
Le rapport D, ou rapport distance/diamètre du spot, est un paramètre essentiel pour déterminer la capacité d’un thermomètre infrarouge à mesurer de petites cibles à distance.
Un rapport D de 12:1 signifie, par exemple, que la distance de mesure correspond approximativement à douze fois le diamètre du spot selon la géométrie optique spécifiée. Lorsque la distance augmente, la zone dont le rayonnement est collecté augmente généralement également.
Par conséquent, même un appareil équipé de plusieurs lasers peut mesurer une partie de l’environnement autour de la cible si son rapport D n’est pas adapté.
À l’inverse, un thermomètre à laser simple avec un rapport D approprié peut fournir des mesures fiables si l’utilisateur tient compte de la taille réelle du spot.
Avant de choisir le système laser, il convient donc de déterminer :
● quelle est la taille de la cible ;
● à quelle distance elle sera généralement mesurée ;
● si des surfaces voisines présentent des températures différentes ;
● s’il est possible de s’approcher de la cible ;
● si une visualisation rapide de la zone mesurée est nécessaire.
Le système de visée peut ensuite être choisi en conséquence.
Quel système choisir selon l’application ?
Pour mesurer de grands équipements, murs, tuyauteries, bouches d’air ou carters de machines à relativement courte distance, un laser simple est généralement suffisant.
Pour les petits composants électriques ou mécaniques, un double laser peut être plus pratique lorsqu’une indication plus claire de la zone de mesure est souhaitée.
Dans un environnement complexe comportant des cibles rapprochées, de forts écarts de température ou des distances variables, un système multipoint permet une identification plus intuitive du spot.
En résumé :
● grande cible et courte distance : laser simple généralement suffisant ;
● cible plus petite et besoin de mieux visualiser la zone : double laser pratique ;
● zone complexe nécessitant une identification rapide : laser multipoint plus intuitif.
Le choix final doit néanmoins prendre en compte le rapport D, la précision, la plage de température et l’émissivité, et pas uniquement le nombre de lasers.
À quoi faut-il faire attention avec les petites cibles ?
Pour les bornes électriques, roulements, tubes fins ou petits composants électroniques, le problème le plus fréquent n’est pas un mauvais positionnement du laser, mais un spot infrarouge plus grand que la cible.
Lorsque le spot couvre simultanément la cible et son environnement, l’instrument reçoit le rayonnement provenant des deux surfaces, ce qui peut modifier la valeur affichée.
Pour mesurer de petites cibles :
● réduire autant que possible la distance de mesure ;
● s’assurer que la cible est nettement plus grande que le spot réel ;
● utiliser le rapport D pour déterminer une distance appropriée ;
● ne pas utiliser la taille du point laser comme indication de la taille du spot ;
● être particulièrement vigilant lorsque l’environnement présente une température très différente.
Dans ces situations, les systèmes à double laser ou multipoints permettent souvent de mieux repérer un dépassement de la zone de mesure.
Dans quels cas le nombre de lasers est-il moins important ?
Dans certaines applications, le système de visée laser est secondaire.
Lors de la mesure de grandes parois, de réservoirs, de grosses tuyauteries ou de surfaces chauffées étendues, la cible est largement plus grande que le spot. Un laser simple suffit alors généralement.
En plein soleil ou dans des environnements très lumineux, les points laser peuvent aussi devenir difficiles à distinguer. Ajouter davantage de points ne remplace ni un rapport D adapté ni une distance de mesure correcte.
Pour une sélection professionnelle, il est généralement préférable de procéder dans l’ordre suivant :
● vérifier la plage de température requise ;
● contrôler la précision et la répétabilité ;
● choisir un rapport D adapté à la taille de la cible ;
● déterminer si l’émissivité doit être fixe ou réglable ;
● sélectionner ensuite le système laser selon les besoins d’utilisation.
FAQ
Un thermomètre à laser simple mesure-t-il uniquement la surface correspondant au point laser ?
Non. Le laser sert uniquement à la visée. Le spot de mesure infrarouge réel est généralement plus grand que le point laser et augmente avec la distance.
La zone située entre les deux lasers correspond-elle toujours au spot réel ?
Pas nécessairement. Certains appareils utilisent ce principe, mais pas tous. Il faut se référer à la conception optique, au rapport D et au manuel du modèle concerné.
Un laser multipoint est-il toujours préférable à un double laser ?
Non. Il facilite surtout la visualisation du spot. Pour les grandes cibles à courte distance, un laser simple ou double peut être largement suffisant.
Pourquoi la mesure peut-elle être incorrecte alors que le laser est bien positionné ?
Le spot peut dépasser la cible. L’émissivité, les surfaces réfléchissantes, le rayonnement ambiant, la distance, l’environnement ou les performances de l’appareil peuvent également influencer le résultat.
Faut-il choisir davantage de lasers pour mesurer à plus grande distance ?
Pas nécessairement. Pour les mesures à distance, le rapport D est plus important. Pour une petite cible, un rapport D plus élevé est généralement plus utile qu’un plus grand nombre de points laser.
Le nombre de lasers influence-t-il le temps de réponse ?
En règle générale, non. Le temps de réponse dépend principalement du capteur infrarouge, de l’électronique et du traitement du signal.
Conclusion
Les thermomètres infrarouges à laser simple, double ou multipoint se distinguent principalement par la manière dont ils aident l’utilisateur à identifier la position et la zone approximative de mesure.
Un laser simple convient aux mesures courantes sur de grandes cibles à courte distance. Le double laser facilite l’évaluation de la zone mesurée. Le multipoint est particulièrement utile pour les petites cibles, les environnements complexes et les situations où la zone de mesure doit être identifiée rapidement.
Le nombre de lasers ne doit toutefois pas être considéré comme le principal critère de performance. Le rapport D, la plage de mesure, la précision, l’émissivité, la taille de la cible et la distance de mesure sont généralement plus déterminants.
Le choix doit donc commencer par trois questions : que faut-il mesurer, quelle est la taille de la cible et à quelle distance sera-t-elle mesurée ? Le système de visée peut ensuite être sélectionné selon les besoins opérationnels.
