INSTRUCTION POUR L’EMPLOI DU PYROMÈTRE SIEMENS

(pyromètre calorimétrique)

Les figuies 111 et 11:2 montrent le pyromètre; la figure 111 est une section verticale, la figure 112 une section horizontale de l’appareil. Il se compose d’un Yase cylindrique en cuivre a qui peut contenir environ 500 centimètres cubes d’eau, efficacement protégé contre la radiation au moyen d’un double compartiment, dont l’un, le compartiment interne, est rempli de feutre. Un bon thermomeli e à meicure b y est fixe et est pourvu, outre l’échelle usuelle, d’une I petite échelle mobile c, graduée et numérotée par divisions de 50 degrés pour chaque degié de 1 échelle du thermomètre. Avec chaque pyromètre on fournit en outie un ceitain nombre de petits cylindres de cuivre dont les dimensions i sont calculées de telle sorte que la capacité calorifique de chacun soit égale à 1/50 de celle d’une pinte d’eau.

Pour faire usage du pyromètre, versez d’abord environ 500 centimètres cubes (pinte anglaise = 0k,5G8)d eau dans le vase de cuivre fl; faites glisser l’échelle

mobile de façon que son zéro corresponde au degré de la température de l’eau

indiqué par le thermomètre b ; prenez ensuite un petit cylindre de cuivre d et exposez-le pendant environ deux minutes au courant d’air chaud dont vous voulez mesurer la température ; retirez vivement le cylindre lorsqu’il est suffisamment

chauffé et jetez-le immédiatement dans l’eau contenue dans le vase en cuivre: il élèvera la température de l’eau d’autant de fois 1 degré que sa température contient de fois 50 degrés. On peut voir, au moyen de la petite échelle mobile,

quelle est la température du cylindre, et si, à ce chiffre, on ajoute la température de l’eau avant l’expérience, on obtient la température exacte que l’on a cherchée.

Lorsqu’il s’agit de températures très élevées, on peut employer des cylindres de platine au lieu de cuivre.

Ces résultats n’ont encore rien d’absolu.

Ce sont des renseignements approximatifs qui cependant dans certains cas peuvent rendre des services.

M. Hirn a construit un thermomètre différentiel à air et l’a appliqué à la physique expérimentale industrielle. M. Hirn a, du reste, donné liii-même la description de cet instrument dans un Mémoire sur les propriétés optiques de la flamme des corps en combustion et sur la température du soleil (1).

Celte description a été donnée dans les Annales de chimie et de physique , t. XXX, 1873 ; elle établit la relation entre la température et la hauteur lue directement sur l’instrument décrit. Ces indications ont un certain intérêt scientilique, mais elles ne répondent pas encore à ce que demande l’industrie qui nous occupe.

Spectro-pyromètre de M. Crova. — L’étude spectrométrique des radiations lumineuses émises par les corps incandescents a conduit M. A. Crova à un nouveau mode de détermination des hautes températures, par l’analyse de la lumière qu’ils émettent.

Les considérations théoriques exposées dans des travaux récemment publiés ont déjà permis de classer par ordre de températures croissantes, les diverses sources lumineuses soumises à l’analyse spectrométrique. Il est facile d’en déduire une méthode purement optique, pour la détermination des hautes ; températures.

« Prenant, en effet, dans les spectres continus de la lumière émise par deux sources incandescentes, l’une de température connue T, l’autre de température inconnue x , deux radiations simples, de longueurs d’onde très différentes). et X', auxquelles nous rapporterons toutes nos mesures; déterminons, au moyen d’un

spectrophotomètre, les rapports - et — des intensités des deux radiations ‘/et )/

, dans les deux spectres

» Le quotient de ces deux rapports représente le rapport des intensités de la radiation V dans les deux spectres, lorsque le plus intense a été affaibli de manière à donner la même intensité à la radiation X dans les deux spectres ! considérés.

» Deux corps incandescents, ayant même pouvoir d’irradiation, ont même température, lorsque les intensités de toutes les radiations simples de leurs spectres continus sont entre elles dans un rapport constant, c’est-à-dire sont rigoureusement égales entre elles, lorsqu’on a affaibli le plus intense (au moyen de deux niçois), de manière à rendre égales les intensités de deux radiations quelconques, de même longueur d’onde, dans les deux spectres considérés.

(1) Voy. aussi Comptes rendus de l'Académie des sciences, 21 mars 1870 ; Bulletin de Ut Société industrielle de Mulhouse, septembre 1874.

» Prenant comme terme de comparaison la lumière d’une lampe modérateur, et soit 1000 sa température dans l’échelle optique, nécessairement arbitraire, des températures. Mesurant, au moyen d’un spectrophotomètre, le rapport des intensités de deux radiations, V dans le vert et l dans le rouge, prises dans la source de température inconnue et dans la flamme de la lampe. Le quotient de ces deux rapports sera un nombre supérieur ou inférieur à 1000, selon que la température de la source considérée sera supérieure ou inférieure à celle de la flamme de la lampe. Si la température de la source lumineuse varie d’une manière continue, les nombres obtenus constitueront une échelle optique arbitraire, dont le degré dépendra de la température de la flamme de la lampe et d’une certaine fonction des longueurs d’onde 1 et V.

» On a établi la correspondance de cette échelle avec celle des températures d’un thermomètre à air dont le réservoir en porcelaine, porté à divers degrés d’incandescence, est pris comme source de radiations.

ï> La température de la flamme de la lampe s’obtient en élevant celle du thermomètre à air au degré où les deux spectres sont identiques dans toute leur étendue.

» La table étant ainsi dressée, il suffira d’une simple mesure spectrométrique pour mesurer exactement la température d’un corps incandescent; je m’occupe de dresser une table de ce genre, en prenant comme radiations fixes celles dont les longueurs d’onde sont 670 et 523. Voici quelques nombres qui représentent, dans cette échelle arbitraire, les degrés optiques de diverses sources lumineuses :

Lame de platine chauffée au rouge dans

une lampe à gaz . 524

Lame de platine chauffée au rouge blanc

par un chalumeau à gaz . 810

Lampe modérateur alimentée par l’huile de

colza . . J 000

bougie stéarique . 1162

Gaz de l’éclairage (bec d’Argand) . 1373

Lumière oxvhydrique (oxygène et gaz de

l’éclairage sur la chaux) . 1806

Lumière électrique (60 éléments Bunsen). 3060 Lumière solaire . 4049

» Le carbone, la chaux et le platine incandescents ont même pouvoir d’irradiation ;M. E. Becquerel a démontré, en effet, cette identité pour la porcelaine, le platine, le carbone et la magnésie.

» Celle nouvelle méthode permettra d’étendre l’échelle des températures au delà de celles que peut mesurer le thermomètre à air, et qui ne peuvent dépasser celle où la porcelaine commence à se ramollir. Au delà de cette limite, elle sera arbitraire, mais toujours comparable à elle-même et fournira des points de repère rigoureux; on pourra l'étendre aux limites où la chaleur est assez forte pour vaporiser les corps les plus réfractaires ; on peut même espérer l’étendre au delà de ce point, en appliquant la méthode à la comparaison des intensités des radiations simples émises par les vapeurs incandescentes, pourvu que leui spectre ait plus d’une raie lumineuse.

HKiN RIVAUX. — LE VERRE. 205

» Cette méthode permettra de régler et de surveiller l’allure de la tempéi ature dans les foyers industriels, en disposant à poste fixe un spectrophotomètre

i 06 1 Un reg.ard Pral»que dans le fourneau. On obtiendra sa température en degres centigrades, au moyen d’une table, tant qu’elle sera inférieure à celle du ramollissement de la porcelaine. Au delà de ce point, il faudra se borner à ,a « es d?res opines de température, jusqu’à ce que le développement le la thermodynamique permette d'établir une relation mathématique entre

unission lumineuse, a une température donnée et la force vive du mouvement calorifique correspondant. »

MM. Tremeschini et Lion se servent de la chaleur rayonnante pour évaluer la

(18781 T» 708 )U"ü 7raU : 'eï': SyStè”e CSt ‘lécrit <lans !es breïets “"gl™

( 8, n . 708). Un tube recourbe en argile réfractaire est placé dans le four et

on extremite ouverte laisse entrer l’air chaud, qui passe ensuite dans un appendice tubulaire en cuivre, placé contre un thermomètre métallique sensible qu on peut éloignée ou rapprocher à volonté; quand le thermomètre se main-

l^em'p^alm’e PeralUre l'elenmnée’ *'écar‘eraent est proportionnel au carré de

M. Mac Donald relie un tube en métal ou en porcelaine rempli d’azote sec avec un manomètre de Bourdon, qui est muni d'un échelle indiquant les temperatures ; cet appareil est décrit dans les brevets anglais (1877, n° 1716).

W> ^aier, d’Ulm, a construit un pyromètre qui se compose d’un tube en tei dans 1 axe duquel se meut aisément un arbre. Autour de cet arbre est enroulée une spirale métallique, dont une extrémité est fixée au tube et l’autre à 1 arbre. En s échauffant ou en se refroidissant, cette spirale s’enroule ou se déroulé et détermine ainsi un mouvement de rotation de l’arbre qui est rendu Msi e sur un cadran au moyen d’une aiguille sans aucune transmission. Le métal employé dans le pyromètre Maier ne subit aucun allongement permanent jusqu a 450 degres ; mais, si même cet allongement se produisait, le pvromètre se réglerait encore très aisément. M. Fischer est cependant d’avis que les spirales métalliques ne donnent pas des résultats satisfaisants pour l’estimation des températures élevées.

Le pyrometre de MM. Zabel et O, à Quedlinburg, est basé sur la différence en re les dilatations de deux métaux.Dans une’enveloppe fermée a, vissée dans la lubuIure b> ,se tro»ve un tube c, qui est en laiton ou en cuivre pour les temicratures elevées, jusqu’à 900 degrés; ce tube est fixé dans la tubulure et porle i son extrémité supérieure la plaque d’appui d’un système de levier. Dans le

C, SR trmiVA lin Cûnnml J A ^ * i, i • .

! vi un pleine uu levier, uans le

Ube c se trouve un second tube d , de même métal, qui porte à son extrémité nferieure un tube en acier e et est relié à son extrémité supérieure avec le leier- Ce tube e est vissé à sa partie inférieure sur le tube de laiton c. Quand on longe la partie inférieure de l’instrument dans le liquide ou dans le gaz du >yer dont on veut mesurer la température, les tubes c et d s’échauffent et se •latent également, parce qu’ils sont formés du même métal; mais le tube acier e se dilate moins et cette différence de dilatation est transmise par le ■vier à l’aiguille, qui indique la température sur le cadran.

Afin que l’air chaud puisse circuler et sortir des tubes pour les échauffer nformément, la tubulure b est munie de deux ouvertures à chacune desquelles

est fixé un appareil filtrant f, formé de deux tamis en fil métallique avec une éponge entre les deux, afin que l’instrument puisse également être employé dans les endroits humides ou renfermant de la poussière. Le réglage du cadran a lieu au moyen du disque g , après avoir dévissé les pièces f.

Un autre pyromètre a été imaginé par MM. Steinle et Hartung, à Quedlin-