JP2000283859A - 物体の表面温度測定方法及び物体の表面温度測定装置 - Google Patents
物体の表面温度測定方法及び物体の表面温度測定装置Info
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- JP2000283859A JP2000283859A JP11088256A JP8825699A JP2000283859A JP 2000283859 A JP2000283859 A JP 2000283859A JP 11088256 A JP11088256 A JP 11088256A JP 8825699 A JP8825699 A JP 8825699A JP 2000283859 A JP2000283859 A JP 2000283859A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 リファレンスを別途測定することなく、簡易
に物体の表面温度の測定を行なうことが出来る測定方法
及び測定装置を提供する。 【解決手段】 蛍光物質で被覆した物体表面に対し励起
光のパルスを照射するパルス照射工程と、前記照射後で
あって蛍光の減衰期にある第一測定時刻に前記蛍光の強
度を測定する第一測定工程と、前記第一測定時刻経過後
であって前記蛍光が存在する第二測定時刻に前記蛍光の
強度を測定する第二測定工程と、前記第一測定時刻にお
いて測定された蛍光強度に対する第二測定時刻において
測定された蛍光強度の比率を算出する算出工程と、前記
第一測定時刻における蛍光強度に対する第二測定時刻に
おける蛍光強度の比率と温度の既知の関係に基づき前記
物体の表面温度を算出する表面温度算出工程を有する物
体の表面温度測定方法。
に物体の表面温度の測定を行なうことが出来る測定方法
及び測定装置を提供する。 【解決手段】 蛍光物質で被覆した物体表面に対し励起
光のパルスを照射するパルス照射工程と、前記照射後で
あって蛍光の減衰期にある第一測定時刻に前記蛍光の強
度を測定する第一測定工程と、前記第一測定時刻経過後
であって前記蛍光が存在する第二測定時刻に前記蛍光の
強度を測定する第二測定工程と、前記第一測定時刻にお
いて測定された蛍光強度に対する第二測定時刻において
測定された蛍光強度の比率を算出する算出工程と、前記
第一測定時刻における蛍光強度に対する第二測定時刻に
おける蛍光強度の比率と温度の既知の関係に基づき前記
物体の表面温度を算出する表面温度算出工程を有する物
体の表面温度測定方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、物体の表面温度を
測定する方法及び前記方法を用いた表面温度測定装置に
関し、特に、サーモグラフィックフォスファー法（ＴＰ
法）を利用した物体の表面温度測定方法及び表面温度測
定装置に関するものである。
測定する方法及び前記方法を用いた表面温度測定装置に
関し、特に、サーモグラフィックフォスファー法（ＴＰ
法）を利用した物体の表面温度測定方法及び表面温度測
定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＴＰ法とは、最大蛍光強度等の蛍光特性
が、強い温度依存性を示す特殊な蛍光物質を用いて、物
体の表面温度を測定する方法である。前記ＴＰ法を用い
て物体の表面温度を測定する場合には、表面温度を測定
する対象となる物体の表面に、使用目的に合わせて任意
に選択した前記蛍光物質とバインダとの混合物を塗布す
る。この蛍光物質は、最大蛍光強度と温度との相対的な
関係が明らかにされているので、ある温度（以下、「基
準温度」と言う。）における最大蛍光強度が明らかにな
れば、前記基準温度における最大蛍光強度をリファレン
スとして、前記最大蛍光強度と温度との相対的な関係式
を、前記測定対象の表面に塗布された状態における現実
の測定環境条件に適合した関係式に較正することが出来
る。そのため、前記リファレンスを得るために、従来、
前記測定対象を基準温度に保持した状態で、前記蛍光物
質を励起させる励起光を前記測定対象の蛍光物質塗布面
に照射し、前記蛍光物質から発せられた蛍光強度の最大
値を測定し、更に、測定条件における最大蛍光強度を測
定する必要がある。
が、強い温度依存性を示す特殊な蛍光物質を用いて、物
体の表面温度を測定する方法である。前記ＴＰ法を用い
て物体の表面温度を測定する場合には、表面温度を測定
する対象となる物体の表面に、使用目的に合わせて任意
に選択した前記蛍光物質とバインダとの混合物を塗布す
る。この蛍光物質は、最大蛍光強度と温度との相対的な
関係が明らかにされているので、ある温度（以下、「基
準温度」と言う。）における最大蛍光強度が明らかにな
れば、前記基準温度における最大蛍光強度をリファレン
スとして、前記最大蛍光強度と温度との相対的な関係式
を、前記測定対象の表面に塗布された状態における現実
の測定環境条件に適合した関係式に較正することが出来
る。そのため、前記リファレンスを得るために、従来、
前記測定対象を基準温度に保持した状態で、前記蛍光物
質を励起させる励起光を前記測定対象の蛍光物質塗布面
に照射し、前記蛍光物質から発せられた蛍光強度の最大
値を測定し、更に、測定条件における最大蛍光強度を測
定する必要がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記測定対象
が同一温度条件に暴露されていても、当然のことなが
ら、前記塗布面における単位面積当たりの前記蛍光物質
量に応じて、前記蛍光強度は変化するものである。ここ
で、上述した従来のＴＰ法によれば、前記蛍光物質とバ
インダとの混合物を調合する場合、その調合単位毎に両
者の混合比等が変化することによって、微妙に蛍光特性
が変化することとなる。又、前記測定対象の塗布面に塗
りむらが生じると、前記塗布面における前記蛍光物質の
分布が不均一となり、蛍光強度が変化することとなる。
従って、従来のＴＰ法においては、正確な表面温度測定
を期すために、サンプル毎、又は、二次元解析であれば
各測定点毎に、リファレンス(基準温度における最大蛍
光強度或いは 特定時刻における蛍光強度)を別途測定し
て較正を行なう必要があり、測定操作及びデータ 処理
が煩雑になるという問題点があった。
が同一温度条件に暴露されていても、当然のことなが
ら、前記塗布面における単位面積当たりの前記蛍光物質
量に応じて、前記蛍光強度は変化するものである。ここ
で、上述した従来のＴＰ法によれば、前記蛍光物質とバ
インダとの混合物を調合する場合、その調合単位毎に両
者の混合比等が変化することによって、微妙に蛍光特性
が変化することとなる。又、前記測定対象の塗布面に塗
りむらが生じると、前記塗布面における前記蛍光物質の
分布が不均一となり、蛍光強度が変化することとなる。
従って、従来のＴＰ法においては、正確な表面温度測定
を期すために、サンプル毎、又は、二次元解析であれば
各測定点毎に、リファレンス(基準温度における最大蛍
光強度或いは 特定時刻における蛍光強度)を別途測定し
て較正を行なう必要があり、測定操作及びデータ 処理
が煩雑になるという問題点があった。
【０００４】従って、本発明の目的は、上記欠点に鑑
み、リファレンスを別途測定することなく、簡易に物体
の表面温度の測定を行なうことが出来る物体の表面温度
測定方法及び物体の表面温度測定装置を提供することに
ある。
み、リファレンスを別途測定することなく、簡易に物体
の表面温度の測定を行なうことが出来る物体の表面温度
測定方法及び物体の表面温度測定装置を提供することに
ある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
の本発明に係る物体の表面温度測定方法の特徴構成は、
蛍光物質で被覆した物体表面に前記蛍光物質を励起する
励起光を照射して得られる蛍光の特性に基づいて、温度
を算出する物体の表面温度測定方法であって、請求項1
に記載されているように、前記蛍光物質で被覆した物体
表面に対して励起光のパ ルスを照射するパルス照射工
程と、前記照射後であって蛍光の減衰期にある第一測定
時刻に、前記蛍光の強度を測定する第一測定工程と、前
記第一測定時刻経過後であって前記蛍光が存在している
第二測定時刻に、前記蛍光の強度を測定する第二測定工
程と、前記第一測定時刻において測定された蛍光強度に
対する第二測定時刻において測定された蛍光強度の比率
を算出して、前記第一測定時刻における蛍光強度に対す
る第二測定時刻における蛍光強度の比率と温度の既知の
関係に基づいて、前記物体の表面温度を算出する演算工
程を有する点にあり、更に、この構成において請求項２
に記載されているように、前記パルス照射工程におい
て、前記励起光を二次元的に物体表面に照射し、前記第
一測定工程及び第二測定工程において、蛍光強度分布を
二次元的に測定し、前記演算工程において、前記第一測
定工程及び第二測定工程で求められた蛍光強度の比率に
基づいて、二次元面内で設定される所定領域毎に、各領
域の表面温度を算出しても良い。又、この目的を達成す
るための本発明に係る物体の表面温度測定装置の特徴構
成は、請求項３に記載されているように、蛍光物質で被
覆した物体表面に前記蛍光物質を励起する励起光を照射
して得られる蛍光の特性に基づいて、温度を算出する物
体の表面温度測定装置であって、前記蛍光物質で被覆し
た物体表面に対して励起光のパルスを照射する光源と、
前記蛍光の強度を測定する測定手段と、前記光源と前記
測定手段との動作を同期させて、前記照射後であって蛍
光の減衰期にある第一測定時刻及び前記第一測定時刻経
過後であって前記蛍光が存在している第二測定時刻に、
前記測定手段を作動させる同期手段と、前記第一測定時
刻において測定された蛍光強度に対する第二測定時刻に
おいて測定された蛍光強度の比率を算出すると共に、前
記第一測定時刻において測定された蛍光強度に対する第
二測定時刻において測定された蛍光強度の比率と温度の
既知の関係に基づいて、前記物体の表面温度を算出する
演算手段を有する点にある。更に、上記構成において、
請求項４に記載されているように、前記測定手段が、第
一測定手段と第二測定手段とを備えていると共に、前記
同期手段が、前記第一測定手段を前記第一測定時刻に作
動させ、第二測定手段を前記第二測定時刻に作動させて
も良く、更に、請求項５に記載されているように、前記
光源が、前記励起光を二次元的に物体表面に照射可能で
あり、前記測定手段が、前記蛍光強度の分布を、二次元
面内で設定される所定領域毎に測定可能であると共に、
前記演算手段が、前記所定領域毎に求められた蛍光強度
の比率に基づいて、各領域の表面温度を算出可能であっ
ても良い。そして、これらの作用効果は、以下の通りで
ある。
の本発明に係る物体の表面温度測定方法の特徴構成は、
蛍光物質で被覆した物体表面に前記蛍光物質を励起する
励起光を照射して得られる蛍光の特性に基づいて、温度
を算出する物体の表面温度測定方法であって、請求項1
に記載されているように、前記蛍光物質で被覆した物体
表面に対して励起光のパ ルスを照射するパルス照射工
程と、前記照射後であって蛍光の減衰期にある第一測定
時刻に、前記蛍光の強度を測定する第一測定工程と、前
記第一測定時刻経過後であって前記蛍光が存在している
第二測定時刻に、前記蛍光の強度を測定する第二測定工
程と、前記第一測定時刻において測定された蛍光強度に
対する第二測定時刻において測定された蛍光強度の比率
を算出して、前記第一測定時刻における蛍光強度に対す
る第二測定時刻における蛍光強度の比率と温度の既知の
関係に基づいて、前記物体の表面温度を算出する演算工
程を有する点にあり、更に、この構成において請求項２
に記載されているように、前記パルス照射工程におい
て、前記励起光を二次元的に物体表面に照射し、前記第
一測定工程及び第二測定工程において、蛍光強度分布を
二次元的に測定し、前記演算工程において、前記第一測
定工程及び第二測定工程で求められた蛍光強度の比率に
基づいて、二次元面内で設定される所定領域毎に、各領
域の表面温度を算出しても良い。又、この目的を達成す
るための本発明に係る物体の表面温度測定装置の特徴構
成は、請求項３に記載されているように、蛍光物質で被
覆した物体表面に前記蛍光物質を励起する励起光を照射
して得られる蛍光の特性に基づいて、温度を算出する物
体の表面温度測定装置であって、前記蛍光物質で被覆し
た物体表面に対して励起光のパルスを照射する光源と、
前記蛍光の強度を測定する測定手段と、前記光源と前記
測定手段との動作を同期させて、前記照射後であって蛍
光の減衰期にある第一測定時刻及び前記第一測定時刻経
過後であって前記蛍光が存在している第二測定時刻に、
前記測定手段を作動させる同期手段と、前記第一測定時
刻において測定された蛍光強度に対する第二測定時刻に
おいて測定された蛍光強度の比率を算出すると共に、前
記第一測定時刻において測定された蛍光強度に対する第
二測定時刻において測定された蛍光強度の比率と温度の
既知の関係に基づいて、前記物体の表面温度を算出する
演算手段を有する点にある。更に、上記構成において、
請求項４に記載されているように、前記測定手段が、第
一測定手段と第二測定手段とを備えていると共に、前記
同期手段が、前記第一測定手段を前記第一測定時刻に作
動させ、第二測定手段を前記第二測定時刻に作動させて
も良く、更に、請求項５に記載されているように、前記
光源が、前記励起光を二次元的に物体表面に照射可能で
あり、前記測定手段が、前記蛍光強度の分布を、二次元
面内で設定される所定領域毎に測定可能であると共に、
前記演算手段が、前記所定領域毎に求められた蛍光強度
の比率に基づいて、各領域の表面温度を算出可能であっ
ても良い。そして、これらの作用効果は、以下の通りで
ある。
【０００６】本発明に係る物体の表面温度測定方法は、
ＴＰ法に基づくものであって、温度に依存して蛍光の減
衰パターンが変化する蛍光物質で被覆した物体表面に、
前記蛍光物質を励起する励起光を照射して得られる蛍光
の特性に基づいて温度を算出する方法である。尚、前記
蛍光物質は、温度と蛍光減衰パターンの関係が既知であ
るものを用いる。前記蛍光物質から発せられる蛍光の減
衰のパターンは、同一温度においては、前記蛍光物質の
単位面積当たりの存在量に比例して蛍光強度が増減する
だけであって、前記励起光のパルス照射後であって蛍光
強度がそのピークを越えた減衰期にある第一測定時刻に
おける蛍光強度と、前記第一測定時刻経過後であって前
記蛍光が存在している第二測定時刻における蛍光強度の
比は、一定となる。そして、この蛍光強度の比の値は、
温度に依存して変化するものである。尚、前記第一測定
時刻と第二測定時刻の設定は、既知の蛍光減衰パターン
に基づいて、容易に行ない得る。ここで、前記蛍光強度
の比は、一度のパルス光照射によって定まるものであっ
て、測定条件下における減衰を代表する物理量であるた
め、例えば塗布量、混合比は見込まれており、較正のた
めに測定温度とは異なる基準温度においてリファレンス
を測定する必要はない。又、測定対象となる前記物体に
塗布された蛍光物質の密度が塗りむらによって変化し
て、同一温度条件であるにもかかわらず測定箇所によっ
て蛍光強度が変化するような場合であっても、前述の如
く、第一測定時刻における蛍光強度に対する第二測定時
刻における蛍光強度の比率は変化しないので、測定誤差
が生じ難い。従って、測定対象となる物体の表面に、前
記蛍光物質とバインダとの混合物を塗布した後に、前記
第一測定時刻において測定された蛍光強度に対する第二
測定時刻において測定された蛍光強度の比率を算出し、
前記比率と、既知の前記第一測定時刻における蛍光強度
に対する第二測定時刻における蛍光強度の比率と温度の
関係と比較することによって、前記物体の表面温度を算
出することが出来る。このようにして、本発明に係る物
体の表面温度測定方法では、一度の測定操作で温度を算
出することが出来るので、測定時間を短縮することが出
来る上に、データ処理を簡便に行なうことが出来る。
ＴＰ法に基づくものであって、温度に依存して蛍光の減
衰パターンが変化する蛍光物質で被覆した物体表面に、
前記蛍光物質を励起する励起光を照射して得られる蛍光
の特性に基づいて温度を算出する方法である。尚、前記
蛍光物質は、温度と蛍光減衰パターンの関係が既知であ
るものを用いる。前記蛍光物質から発せられる蛍光の減
衰のパターンは、同一温度においては、前記蛍光物質の
単位面積当たりの存在量に比例して蛍光強度が増減する
だけであって、前記励起光のパルス照射後であって蛍光
強度がそのピークを越えた減衰期にある第一測定時刻に
おける蛍光強度と、前記第一測定時刻経過後であって前
記蛍光が存在している第二測定時刻における蛍光強度の
比は、一定となる。そして、この蛍光強度の比の値は、
温度に依存して変化するものである。尚、前記第一測定
時刻と第二測定時刻の設定は、既知の蛍光減衰パターン
に基づいて、容易に行ない得る。ここで、前記蛍光強度
の比は、一度のパルス光照射によって定まるものであっ
て、測定条件下における減衰を代表する物理量であるた
め、例えば塗布量、混合比は見込まれており、較正のた
めに測定温度とは異なる基準温度においてリファレンス
を測定する必要はない。又、測定対象となる前記物体に
塗布された蛍光物質の密度が塗りむらによって変化し
て、同一温度条件であるにもかかわらず測定箇所によっ
て蛍光強度が変化するような場合であっても、前述の如
く、第一測定時刻における蛍光強度に対する第二測定時
刻における蛍光強度の比率は変化しないので、測定誤差
が生じ難い。従って、測定対象となる物体の表面に、前
記蛍光物質とバインダとの混合物を塗布した後に、前記
第一測定時刻において測定された蛍光強度に対する第二
測定時刻において測定された蛍光強度の比率を算出し、
前記比率と、既知の前記第一測定時刻における蛍光強度
に対する第二測定時刻における蛍光強度の比率と温度の
関係と比較することによって、前記物体の表面温度を算
出することが出来る。このようにして、本発明に係る物
体の表面温度測定方法では、一度の測定操作で温度を算
出することが出来るので、測定時間を短縮することが出
来る上に、データ処理を簡便に行なうことが出来る。
【０００７】そして、請求項３に記載したような装置構
成をとると、光源から前記蛍光物質で被覆した物体表面
に対して励起光のパルスを照射し、測定手段により前記
蛍光の強度を測定し、同期手段により前記光源と前記測
定手段との動作を同期させて、前記照射後であって蛍光
の減衰期にある第一測定時刻及び前記第一測定時刻経過
後であって前記蛍光が存在している第二測定時刻に、前
記測定手段を作動させ、演算手段が、前記第一測定時刻
において測定された蛍光強度に対する第二測定時刻にお
いて測定された蛍光強度の比率を算出すると共に、前記
第一測定時刻において測定された蛍光強度に対する第二
測定時刻において測定された蛍光強度の比率と温度の既
知の関係に基づいて、前記物体の表面温度を算出するも
のである。
成をとると、光源から前記蛍光物質で被覆した物体表面
に対して励起光のパルスを照射し、測定手段により前記
蛍光の強度を測定し、同期手段により前記光源と前記測
定手段との動作を同期させて、前記照射後であって蛍光
の減衰期にある第一測定時刻及び前記第一測定時刻経過
後であって前記蛍光が存在している第二測定時刻に、前
記測定手段を作動させ、演算手段が、前記第一測定時刻
において測定された蛍光強度に対する第二測定時刻にお
いて測定された蛍光強度の比率を算出すると共に、前記
第一測定時刻において測定された蛍光強度に対する第二
測定時刻において測定された蛍光強度の比率と温度の既
知の関係に基づいて、前記物体の表面温度を算出するも
のである。
【０００８】二次元的な測定を行なうにあたって、従来
手法によれば、演算量が比較的多くなるが、本願手法に
おいては、簡易に物体の表面温度の測定を行なうことが
出来るので、前記パルス照射時に、前記励起光を二次元
的に物体表面に照射して、前記第一測定時刻及び第二測
定時刻において、蛍光強度分布を二次元的に測定し、二
次元的に測定された前記蛍光強度の比率を、二次元面内
で設定される所定領域毎に求められた蛍光強度の比率に
基づいて、各領域毎の表面温度を算出することも容易に
行ない得るものである。
手法によれば、演算量が比較的多くなるが、本願手法に
おいては、簡易に物体の表面温度の測定を行なうことが
出来るので、前記パルス照射時に、前記励起光を二次元
的に物体表面に照射して、前記第一測定時刻及び第二測
定時刻において、蛍光強度分布を二次元的に測定し、二
次元的に測定された前記蛍光強度の比率を、二次元面内
で設定される所定領域毎に求められた蛍光強度の比率に
基づいて、各領域毎の表面温度を算出することも容易に
行ない得るものである。
【０００９】更に、請求項４に記載されている装置構成
によって、前記測定手段が、第一測定手段と第二測定手
段とを別個に備えていて、前記同期手段が、前記第一測
定手段を前記第一測定時刻に作動させ、第二測定手段を
前記第二測定時刻に作動させることによって、前記第一
測定時刻及び第二測定時刻の間隔が非常に短い場合で
も、確実に、前記蛍光強度を測定できる。
によって、前記測定手段が、第一測定手段と第二測定手
段とを別個に備えていて、前記同期手段が、前記第一測
定手段を前記第一測定時刻に作動させ、第二測定手段を
前記第二測定時刻に作動させることによって、前記第一
測定時刻及び第二測定時刻の間隔が非常に短い場合で
も、確実に、前記蛍光強度を測定できる。
【００１０】更に又、請求項５に記載されているよう
に、前記光源が、前記励起光を二次元的に物体表面に照
射可能であり、前記測定手段が、前記蛍光強度の分布
を、二次元面内で設定される所定領域毎に測定可能であ
ると共に、前記解析手段が、前記所定領域毎に求められ
た蛍光強度の比率に基づいて、各領域毎の表面温度を算
出出来るように構成することによって、前記測定対象の
表面温度を二次元的に解析することが出来る。
に、前記光源が、前記励起光を二次元的に物体表面に照
射可能であり、前記測定手段が、前記蛍光強度の分布
を、二次元面内で設定される所定領域毎に測定可能であ
ると共に、前記解析手段が、前記所定領域毎に求められ
た蛍光強度の比率に基づいて、各領域毎の表面温度を算
出出来るように構成することによって、前記測定対象の
表面温度を二次元的に解析することが出来る。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１に示す本発明に係る物体の表
面温度測定装置１は、蛍光物質で被覆した物体表面に前
記蛍光物質を励起する励起光を照射して得られる蛍光の
特性に基づいて、温度を算出する装置である。前記物体
の表面温度測定装置１は、前記蛍光物質とバインダとの
混合物６で被覆した物体５の表面に対して励起光のパル
スを照射する光源２と、前記蛍光物質から発せられた蛍
光の強度を測定できる２台の測定手段３ａ、３ｂ、同期
手段４１及び演算手段４２を備えている。ここで、前記
光源２と前記測定手段３ａ、３ｂは、同期手段４１によ
って同期制御されるものであって、前記光源２からパル
スが照射された後であって蛍光の減衰期にある第一測定
時刻に前記測定手段３ａが作動し、更に、前記第一測定
時刻経過後であって前記蛍光が存在している第二測定時
刻に前記測定手段３ｂが作動するように制御される。そ
して、前記測定手段３ａ、３ｂによって第一測定時刻及
び第二測定時刻に測定された蛍光強度に関する夫々のデ
ータが、前記演算手段４２に入力されると、前記演算手
段４２は、前記第一測定時刻に測定された蛍光強度に対
する前記第二測定時刻に測定された蛍光強度の比率を算
出し、前もってコンピュータ４に入力されている前記第
一測定時刻において測定された蛍光強度に対する第二測
定時刻において測定された蛍光強度の比率と温度の関係
に関するデータに基づいて、前記物体の表面温度を算出
して、この結果を出力する。
に基づいて説明する。図１に示す本発明に係る物体の表
面温度測定装置１は、蛍光物質で被覆した物体表面に前
記蛍光物質を励起する励起光を照射して得られる蛍光の
特性に基づいて、温度を算出する装置である。前記物体
の表面温度測定装置１は、前記蛍光物質とバインダとの
混合物６で被覆した物体５の表面に対して励起光のパル
スを照射する光源２と、前記蛍光物質から発せられた蛍
光の強度を測定できる２台の測定手段３ａ、３ｂ、同期
手段４１及び演算手段４２を備えている。ここで、前記
光源２と前記測定手段３ａ、３ｂは、同期手段４１によ
って同期制御されるものであって、前記光源２からパル
スが照射された後であって蛍光の減衰期にある第一測定
時刻に前記測定手段３ａが作動し、更に、前記第一測定
時刻経過後であって前記蛍光が存在している第二測定時
刻に前記測定手段３ｂが作動するように制御される。そ
して、前記測定手段３ａ、３ｂによって第一測定時刻及
び第二測定時刻に測定された蛍光強度に関する夫々のデ
ータが、前記演算手段４２に入力されると、前記演算手
段４２は、前記第一測定時刻に測定された蛍光強度に対
する前記第二測定時刻に測定された蛍光強度の比率を算
出し、前もってコンピュータ４に入力されている前記第
一測定時刻において測定された蛍光強度に対する第二測
定時刻において測定された蛍光強度の比率と温度の関係
に関するデータに基づいて、前記物体の表面温度を算出
して、この結果を出力する。
【００１２】以下、測定対象となる物体表面を二次元的
に解析可能な表面温度測定装置１を例に挙げて説明す
る。図１に示すように、前記光源２は、前記蛍光物質の
励起波長域でパルス光を出力可能なレーザ発生装置２１
と、前記レーザ発生装置２１から発せられたパルス光の
進行方向に設けられたレンズ２２とを備えてなる。又、
前記測定手段３ａ、３ｂとしては、デジタルカメラ等の
二次元で前記蛍光を捕捉可能な受光機器を採用すること
が可能である。そして、前記光源２及び前記測定手段３
ａ、３ｂは、前記同期手段４１及び演算手段４２として
機能するコンピュータ４と夫々接続されており、前記光
源２と前記コンピュータ４の間で同期信号の授受を行な
うと共に、前記測定手段３ａ、３ｂと前記コンピュータ
４の間で同期信号及び測定画像データの授受を行なう。
に解析可能な表面温度測定装置１を例に挙げて説明す
る。図１に示すように、前記光源２は、前記蛍光物質の
励起波長域でパルス光を出力可能なレーザ発生装置２１
と、前記レーザ発生装置２１から発せられたパルス光の
進行方向に設けられたレンズ２２とを備えてなる。又、
前記測定手段３ａ、３ｂとしては、デジタルカメラ等の
二次元で前記蛍光を捕捉可能な受光機器を採用すること
が可能である。そして、前記光源２及び前記測定手段３
ａ、３ｂは、前記同期手段４１及び演算手段４２として
機能するコンピュータ４と夫々接続されており、前記光
源２と前記コンピュータ４の間で同期信号の授受を行な
うと共に、前記測定手段３ａ、３ｂと前記コンピュータ
４の間で同期信号及び測定画像データの授受を行なう。
【００１３】前記表面温度測定装置１を用いて物体の表
面温度を測定する場合、前記コンピュータ４は、前記同
期手段４１を介して前記レーザ発生装置２１を作動させ
て、任意に選択したＴＰ法用蛍光物質とバインダの混合
物を塗布した測定対象物質５に対して、パルスを照射す
る。このとき、前記レーザ発生装置４１から発せられた
パルス光は、その進行方向に設置されたレンズ２２の働
きによって拡散して、前記測定蛍光物質が塗布された面
に、二次元的に入射する。そして、前記パルス照射から
一定時間が経過して前記第一測定時刻に達すると、前記
同期手段４１は、前記測定手段３ａを作動させて、前記
パルスによって励起された前記蛍光物質から発せられた
前記蛍光の強度の分布を、二次元面内で設定される所定
領域毎に記録する。又、同様に、前記第二測定時刻に達
すると、前記同期手段４１は、前記測定手段３ｂを作動
させて、前記パルスによって励起された前記蛍光物質か
ら発せられた前記蛍光の強度の分布を、二次元面内で設
定される所定領域毎に記録する。このようにして記録さ
れたデータは、夫々前記コンピュータ４に内蔵された演
算手段４２に転送される。ここで、前記演算手段４２
は、前記データに基づいて、前記第一測定時刻に測定さ
れた蛍光強度に対する前記第二測定時刻に測定された蛍
光強度の比率を前記領域の夫々について算出し、次い
で、前記コンピュータ４に入力されている前記第一測定
時刻において測定された蛍光強度に対する第二測定時刻
において測定された蛍光強度の比率と温度の関係に基づ
いて、前記所定領域毎に表面温度を算出する。そして、
これを二次元の温度分布としてディスプレイ等（図示省
略）に出力する。
面温度を測定する場合、前記コンピュータ４は、前記同
期手段４１を介して前記レーザ発生装置２１を作動させ
て、任意に選択したＴＰ法用蛍光物質とバインダの混合
物を塗布した測定対象物質５に対して、パルスを照射す
る。このとき、前記レーザ発生装置４１から発せられた
パルス光は、その進行方向に設置されたレンズ２２の働
きによって拡散して、前記測定蛍光物質が塗布された面
に、二次元的に入射する。そして、前記パルス照射から
一定時間が経過して前記第一測定時刻に達すると、前記
同期手段４１は、前記測定手段３ａを作動させて、前記
パルスによって励起された前記蛍光物質から発せられた
前記蛍光の強度の分布を、二次元面内で設定される所定
領域毎に記録する。又、同様に、前記第二測定時刻に達
すると、前記同期手段４１は、前記測定手段３ｂを作動
させて、前記パルスによって励起された前記蛍光物質か
ら発せられた前記蛍光の強度の分布を、二次元面内で設
定される所定領域毎に記録する。このようにして記録さ
れたデータは、夫々前記コンピュータ４に内蔵された演
算手段４２に転送される。ここで、前記演算手段４２
は、前記データに基づいて、前記第一測定時刻に測定さ
れた蛍光強度に対する前記第二測定時刻に測定された蛍
光強度の比率を前記領域の夫々について算出し、次い
で、前記コンピュータ４に入力されている前記第一測定
時刻において測定された蛍光強度に対する第二測定時刻
において測定された蛍光強度の比率と温度の関係に基づ
いて、前記所定領域毎に表面温度を算出する。そして、
これを二次元の温度分布としてディスプレイ等（図示省
略）に出力する。
【実施例】蛍光物質としてＬａ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕを用いて、
これとバインダであるビスフェノールＡ型エポキシ樹脂
との混合物を、銅板の表面に塗布し、前記銅板の表面温
度を測定した例を以下に示す。尚、前記Ｌａ2Ｏ2Ｓ：Ｅ
ｕを励起させる励起光の波長は、３５５ｎｍである。そ
して、前記Ｌａ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕから発せられた６１０〜６
４０ｎｍの波長を有する蛍光の強度を、前記波長の蛍光
のみを通過させるフィルタを設置した前記測定手段３
ａ、３ｂを用いて、励起光のパルス照射から１０μｓ後
の第一測定時刻及び３１０μｓ後の第二測定時刻に測定
した。
これとバインダであるビスフェノールＡ型エポキシ樹脂
との混合物を、銅板の表面に塗布し、前記銅板の表面温
度を測定した例を以下に示す。尚、前記Ｌａ2Ｏ2Ｓ：Ｅ
ｕを励起させる励起光の波長は、３５５ｎｍである。そ
して、前記Ｌａ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕから発せられた６１０〜６
４０ｎｍの波長を有する蛍光の強度を、前記波長の蛍光
のみを通過させるフィルタを設置した前記測定手段３
ａ、３ｂを用いて、励起光のパルス照射から１０μｓ後
の第一測定時刻及び３１０μｓ後の第二測定時刻に測定
した。
【００１４】 温度（℃） 第一測定時刻と第二測定時刻における蛍光強度比 １００ ０．４２ ２００ ０．２２ ２５０ ０．１５
【００１５】このように、前記第一測定時刻と前記第二
測定時刻における蛍光強度の比が、前記物体の表面温度
に依存して、固有の値を示すことは明らかである。よっ
て、単一パルスの励起光によって生じる蛍光の第一測定
時刻と前記第二測定時刻における強度の比を指標とし
て、前記物体の表面温度を測定する本発明に係る物体の
表面温度測定方法は、ＴＰ法において測定操作及び情報
処理を簡略化するものとして有用である。
測定時刻における蛍光強度の比が、前記物体の表面温度
に依存して、固有の値を示すことは明らかである。よっ
て、単一パルスの励起光によって生じる蛍光の第一測定
時刻と前記第二測定時刻における強度の比を指標とし
て、前記物体の表面温度を測定する本発明に係る物体の
表面温度測定方法は、ＴＰ法において測定操作及び情報
処理を簡略化するものとして有用である。
【００１６】〔別実施形態〕以下に別実施形態を説明す
る。前記表面温度測定装置１では、同期装置４１によっ
て、前記第一測定時刻に前記測定手段３ａを作動させる
と共に、前記第二測定時刻に３ｂを作動させて、データ
の測定を行なうように制御していたが、前記第一測定時
刻及び前記第二測定時刻の双方において、前記同期装置
４１が、１台の測定手段３を作動させてデータの測定を
行なうように制御する構成であっても良い。又、前記測
定手段３と演算手段４２の間は、有線でデータの授受が
可能なように接続されている必要はなく、フロッピーデ
ィスク等の記録媒体を介してデータの授受を行なう構成
であっても良い。
る。前記表面温度測定装置１では、同期装置４１によっ
て、前記第一測定時刻に前記測定手段３ａを作動させる
と共に、前記第二測定時刻に３ｂを作動させて、データ
の測定を行なうように制御していたが、前記第一測定時
刻及び前記第二測定時刻の双方において、前記同期装置
４１が、１台の測定手段３を作動させてデータの測定を
行なうように制御する構成であっても良い。又、前記測
定手段３と演算手段４２の間は、有線でデータの授受が
可能なように接続されている必要はなく、フロッピーデ
ィスク等の記録媒体を介してデータの授受を行なう構成
であっても良い。
【図１】図１は、本発明に係る物体の表面温度測定装置
の模式図。
の模式図。
１ 表面温度測定装置 ２ 光源 ３ 測定手段 ５ 測定対象物体 ６ 蛍光物質とバインダの混合物 ４１ 同期手段 ４２ 演算手段
Claims (5)
- 【請求項１】 蛍光物質で被覆した物体表面に前記蛍光
物質を励起する励起光を照射して得られる蛍光の特性に
基づいて、温度を算出する物体の表面温度測定方法であ
って、 前記蛍光物質で被覆した物体表面に対して励起光のパル
スを照射するパルス照射工程と、 前記照射後であって蛍光の減衰期にある第一測定時刻
に、前記蛍光の強度を測定する第一測定工程と、 前記第一測定時刻経過後であって前記蛍光が存在してい
る第二測定時刻に、前記蛍光の強度を測定する第二測定
工程と、 前記第一測定時刻において測定された蛍光強度に対する
第二測定時刻において測定された蛍光強度の比率を算出
して、前記第一測定時刻における蛍光強度に対する第二
測定時刻における蛍光強度の比率と温度の既知の関係に
基づいて、前記物体の表面温度を算出する演算工程を有
する物体の表面温度測定方法。 - 【請求項２】 前記パルス照射工程において、前記励起
光を二次元的に物体表面に照射し、 前記第一測定工程及び第二測定工程において、蛍光強度
分布を二次元的に測定し、 前記演算工程において、前記第一測定工程及び第二測定
工程で求められた蛍光強度の比率に基づいて、二次元面
内で設定される所定領域毎に、各領域の表面温度を算出
する請求項1 に記載の物体の表面温度測定方法。 - 【請求項３】 蛍光物質で被覆した物体表面に前記蛍光
物質を励起する励起光を照射して得られる蛍光の特性に
基づいて、温度を算出する物体の表面温度測定装置であ
って、 前記蛍光物質で被覆した物体表面に対して励起光のパル
スを照射する光源と、 前記蛍光の強度を測定する測定手段と、 前記光源と前記測定手段との動作を同期させて、前記照
射後であって蛍光の減衰期にある第一測定時刻及び前記
第一測定時刻経過後であって前記蛍光が存在している第
二測定時刻に、前記測定手段を作動させる同期手段と、 前記第一測定時刻において測定された蛍光強度に対する
第二測定時刻において測定された蛍光強度の比率を算出
すると共に、前記第一測定時刻において測定された蛍光
強度に対する第二測定時刻において測定された蛍光強度
の比率と温度の既知の関係に基づいて、前記物体の表面
温度を算出する演算手段を有する物体の表面温度測定装
置。 - 【請求項４】 前記測定手段が、第一測定手段と第二測
定手段とを備えていると共に、 前記同期手段が、前記第一測定手段を前記第一測定時刻
に作動させ、第二測定手段を前記第二測定時刻に作動さ
せる請求項３に記載の表面温度測定装置。 - 【請求項５】 前記光源が、前記励起光を二次元的に物
体表面に照射可能であり、 前記測定手段が、前記蛍光強度の分布を、二次元面内で
設定される所定領域毎に測定可能であると共に、 前記演算手段が、前記所定領域毎に求められた蛍光強度
の比率に基づいて、各領域の表面温度を算出可能である
請求項３又は４に記載の物体の表面温度測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11088256A JP2000283859A (ja) | 1999-03-30 | 1999-03-30 | 物体の表面温度測定方法及び物体の表面温度測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11088256A JP2000283859A (ja) | 1999-03-30 | 1999-03-30 | 物体の表面温度測定方法及び物体の表面温度測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000283859A true JP2000283859A (ja) | 2000-10-13 |
Family
ID=13937805
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11088256A Pending JP2000283859A (ja) | 1999-03-30 | 1999-03-30 | 物体の表面温度測定方法及び物体の表面温度測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000283859A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105547516A (zh) * | 2016-01-07 | 2016-05-04 | 复旦大学 | 激光泵浦上转换荧光测温系统 |
| KR101921547B1 (ko) * | 2017-04-19 | 2018-11-23 | 부산대학교 산학협력단 | 극저온 환경에서의 온도 추정 방법 |
-
1999
- 1999-03-30 JP JP11088256A patent/JP2000283859A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105547516A (zh) * | 2016-01-07 | 2016-05-04 | 复旦大学 | 激光泵浦上转换荧光测温系统 |
| CN105547516B (zh) * | 2016-01-07 | 2019-11-12 | 复旦大学 | 激光泵浦上转换荧光测温系统 |
| KR101921547B1 (ko) * | 2017-04-19 | 2018-11-23 | 부산대학교 산학협력단 | 극저온 환경에서의 온도 추정 방법 |
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