Numéro
Rev. Phys. Appl. (Paris)
Volume 14, Numéro 3, mars 1979
Page(s) 491 - 508
DOI https://doi.org/10.1051/rphysap:01979001403049100
Rev. Phys. Appl. (Paris) 14, 491-508 (1979)
DOI: 10.1051/rphysap:01979001403049100

Mesures instantanées par pyrométrie infrarouge de températures de gaz de combustion. Application à la turbulence thermique

M. Charpenel

O.N.E.R.A.. 92320 Châtillon, France


Abstract
An optical infrared pyrometer, working in emission-absorption, has been developed with a view to measure instantaneous temperatures of combustion gases. This instrument uses the flame own emission due to water vapor and carbon dioxide, and allows temperature measurements down to 600 K. The measured temperature is an average that is only significant if the flame temperature is uniform enough. In case of low amplitude random fluctuations, it is shown that it is possible to uncouple the temperature and emissivity fluctuations by placing the instrument at the reversal point, but integration along the optical path entails a variance attenuation in a ratio equal to twice that of the turbulence integral scale relative to integration length. The study of correlations between measurements provided by two pyrometers on orthogonal, or even only crossed, paths permits one to know the integral scale and, from there, the local variance.


Résumé
Pour effectuer la mesure des températures instantanées de gaz de combustion il a été mis au point un pyromètre optique infrarouge à émission-absorption. Cet appareil utilise l'émission propre des flammes due à la vapeur d'eau et au gaz carbonique et permet la mesure de température aussi basse que 600 K. La température mesurée est une température moyenne qui n'a de signification claire que si la température de la flamme est uniforme. Dans le cas de fluctuations aléatoires de faible amplitude on montre qu'il est possible de découpler les fluctuations de température et d'émissivité en se plaçant au point de renversement, mais l'intégration sur le trajet optique a pour effet d'en atténuer la variance dans le rapport du double de l'échelle intégrale de la turbulence à la longueur d'intégration. L'étude des corrélations entre les mesures fournies par deux pyromètres sur deux trajets orthogonaux, ou simplement croisés, permet de connaître l'échelle intégrale et de remonter ainsi à la variance locale.

PACS
0720K - High temperature techniques and instrumentation: pyrometry.

Key words
pyrometers -- combustion gas flows -- instantaneous IR temperature measurement -- optical IR pyrometer