Mesure d'ensoleillement

[jim44130]

Bonjour.

Je dois actuellement calculer un ensoleillement dans le cadre de mon stage.

Nous avons des lampes de 1500W qui éclairent un produit et je dois mesurer l'ensoleillement sur le produit.
Le plus simple serait d'acheter un pyranomètre mais par forcément utile pour une mesure ponctuelle et plutôt cher.
Je pense utiliser une plaque d'alu dont je connais les caractéristiques ( conductivité thermique, épaisseur et surface ) pour calculer sa résistance thermique.

J'ai trouvé la formule suivante : DELTA température= R(résistance thermique du matériau) * F(flux lumineu)
Kelvin = Kelvin/Watt * Watt

Je souhaite donc éclairer mon panneau d'alu, mesurer la température des deux côtés, calculer préalablement le R de mon alu, afin de trouver le flux en W.
Je pourrai ensuite diviser par la surface en m² de mon panneau pour avoir la puissance d'éclairement en W/m².

La méthode semble être bonne ? La précision va surement être naze mais j'espère obtenir un ordre de grandeur correct.
-----

[LPFR]

Bonjour et bienvenu au forum.
Je pense que votre méthode n'est pas bonne, car vous n'avez pas tenu compte des pertes thermiques par rayonnement et par convection. Ni de la réflectivité du métal qui peut être différente pour et visible et l'IR.
Vous dites que vous voulez obtenir l'ensoleillement en W/m². Si votre lampe consomme 1500 W, elle émet aussi 1500 W (un peu moins car une partie est absorbé par le culot et le verre).
Donc, votre problème est plutôt de connaitre les "rendement" du luminaire dans lequel se trouve l'ampoule.
Pouvez-vous décrire un peut mieux les caractéristiques de l'ampoule et du luminaire ?
Au revoir.

[f6bes]

Bonjour à tous,supposer que TOUT le flux " énergétique" parviens en TOTALITE sur la cible.
Ce qui est loin d'etre certainement le cas, car une partie passe " à coté de...l'objectif".
Rien ne prouve que le "luminaire" concentre disons les 1500w sur la surface de l'objectif.
Une partie seulement a tteinds le "produit" le reste ce perds sur les....cotés.
Bonne journée

[LPFR]

Bonjour à tous,supposer que TOUT le flux " énergétique" parviens en TOTALITE sur la cible.
Ce qui est loin d'etre certainement le cas, car une partie passe " à coté de...l'objectif".
Rien ne prouve que le "luminaire" concentre disons les 1500w sur la surface de l'objectif.
Une partie seulement a tteinds le "produit" le reste ce perds sur les....cotés.
Bonne journée

Bonjour F6bes.
Je ne pense pas que quelqu'un ait eut cette idée idiote.
Néanmoins, si vous supposez que les 1500 W sont rayonnes de façon isotrope dans tout l'espace, il est simple de calculer la partie qui tome sur la cible (angle solide, etc.).
Au revoir

[A voir en vidéo sur Futura]

[Boumako]

Bonjour

Le plus simple serait d'acheter un convertisseur lumière/tension ou fréquence, par exemple un TSL235R (moins de 10 euros).

[jim44130]

Merci de vos réponses

L'objectif est de savoir l'ensoleillement que l'on a sur notre produit donc peut importe si tout n'est pas concentré sur la cible, et puis je ne veux qu'un ordre d'idée.
Nous avons aussi de la convection et conduction avec nos produits. Utiliser une plaque d'un autre matériau me permet juste en théorie de pouvoir calculer le flux puisque je connais les caractéristiques de ce matériau (alu pour le moment).

Les conditions sont les mêmes que d'habitude

[Boumako]

Cette piste me semble vouée à l’échec : Il y a bien trop d'incertitudes sur les valeurs mesurées, les caractéristiques des matériaux, la sensibilité de la mesure proprement dite etc.

[LPFR]

Re.
Je pense que vous auriez avantage à nous expliquer exactement la manip. Car si vous parlez en W/m² cela veut dire la puissance totale arrivant sur la surface (visible plus IR plus UV).
Or, les appareils qui ont cette gamme de mesure ce sont les bolomètres. Les pyromètres ou la sonde recommandée par Boumako, ont des réponses spectrales qui peuvent convenir pour certaines applications (peut-être aussi pour la votre, mais on ne la connait pas), mais pas à toutes. Et elles ne donnent pas toute la puissance qui arrive sur la cible.
A+

[jim44130]

La méthode est la suivante.

Je lance l'essai que nous lançons habituellement sur nos produit, ce qui nous mène a 100°C.
Je positionne juste à côté (en dessous des lampes) la plaque alu avec deux thermocouples un dessus et un dessous.
je peux avec ça trouver le flux en W que je diviserai par la surface.

J'ai aussi un problème à trouver la conductivité thermique de l'alu a 100°C, je ne la trouve qu'à 20°C.

Je termine en faisant donc Delta Températures = Résistance matériaux * flux en W

La méthode me semble bonne mais très imprécise quoi

[Boumako]

As tu calculé la différence de température entre les 2 cotés de la plaque ?

[jim44130]

ba non mais je vais le faire quand je lancerai l'ensoleillement.

Je pense maintenant utiliser un luxmètre (je ne pensais pas que la conversion en W/m² était possible, mais si).
Je suis entrain de voir vu que mes lampes envoient de 300nm à 20µm comment passer de lux en W/m².

les conversions sont différentes d'un site à l'autre.

Merci

[Boumako]

ba non mais je vais le faire quand je lancerai l'ensoleillement.

En admettant que 100W/m² arrivent sur ta plaque, qu'elle fasse 1cm d'épaisseur tu aura un delta d'environ 0.0005°C entre les 2 cotés. Tu penses vraiment pouvoir mesurer une différence aussi faible ?

[jim44130]

D'après mes calculs :

à 20 °C, ma plaque fait 20cm sur 20cm et 1.2cm d'épaisseur, pour un Lamda alu= 237
Soit un R=0.021
soit un Delta température=1.008 °C pour un ensoleillement de 1200W/m², ce que je fait.

Cependant, le 237 de l'alu n'est plus le même à haute température, qu'à 20°C, je deverai observer un delta température supérieur. Je ne trouve pas l'évolution du Lamda en fonction de la température sur le net.
Simplement je n'arrive pas a calculer le nouveau R pour cette température, faute du Lamda.

Mes thermocouples ont une précision de 0.1°C

[Boumako]

Avec 1200W/m² traversant la plaque et 1.2cm d'épaisseur tu as un Dt de 1200/237*0.012 = 0.06°C.
Etant donné que l'aluminium va renvoyer 90 à 95% du rayonnement tu aura encore 10 à 20x moins.

[jim44130]

Je ne vois pas d'où vient ton 0.012.
Je viens de lancer les mesures, j'ai pour le moment 0.8°C d'écart pour une température sur le dessu de ma plaque de 30°C.

J'essai de voir comment évolue la conductivité thermique de l'alu avec la température mais je ne trouve rien !
Je pense avoir un delta T qui va augmenter quand j'augmenterai la température, jusqu'à être à 100°C.

[calculair]

Bonjour,

Sil s'agit de mesurer les effets du soleil sur des matériaux, il faudrait nonseulement avoir une puissance de rayonnement par W/m2 identique, mais aussi une répartition spectrale identique;

les effets des UV ou des IR sont très différents des rayonnements visibles.


Les lampes d'éclairage sont faites en principe pour optimiser leur rayonnement dans le visible... donc il faut corriger ce rayonnement pour avoir quelque chose qui ressemble au rayonnement solaire

[Boumako]

Je ne vois pas d'où vient ton 0.012.
Je viens de lancer les mesures, j'ai pour le moment 0.8°C d'écart pour une température sur le dessu de ma plaque de 30°C.

J'essai de voir comment évolue la conductivité thermique de l'alu avec la température mais je ne trouve rien !
Je pense avoir un delta T qui va augmenter quand j'augmenterai la température, jusqu'à être à 100°C.

C'est l'épaisseur de la plaque, tu devrais lire ceci : http://fr.wikipedia.org/wiki/Conduct...3%A9_thermique
Tu mesures 0.8°C de différence pour une autre raison.