JP2001004460A - 温度測定方法及び温度測定装置及び感温塗料 - Google Patents
温度測定方法及び温度測定装置及び感温塗料Info
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- JP2001004460A JP2001004460A JP11179829A JP17982999A JP2001004460A JP 2001004460 A JP2001004460 A JP 2001004460A JP 11179829 A JP11179829 A JP 11179829A JP 17982999 A JP17982999 A JP 17982999A JP 2001004460 A JP2001004460 A JP 2001004460A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、照射される励起光により蛍光を温
度に依存して発する蛍光物質を含有する感温塗料７を物
体６表面に被覆し、物体６表面に励起光を照射すると共
に、発生する蛍光の状態から物体６表面の温度を求める
温度測定装置１において、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技術を得
ることを目的とする。 【解決手段】 互いに異なった少なくとも２つの波長に
おいて、蛍光強度の温度依存性が互いに異なる蛍光を発
する少なくとも２種の蛍光物質を含有する感温塗料７を
物体６表面に被覆し、励起光を物体表面に照射する光源
２と、発生する蛍光を受光する受光手段３とを備え、受
光される少なくとも２つの波長の蛍光強度の関係から、
物体の表面温度を求める演算手段５を備えたことを特徴
とする。
度に依存して発する蛍光物質を含有する感温塗料７を物
体６表面に被覆し、物体６表面に励起光を照射すると共
に、発生する蛍光の状態から物体６表面の温度を求める
温度測定装置１において、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技術を得
ることを目的とする。 【解決手段】 互いに異なった少なくとも２つの波長に
おいて、蛍光強度の温度依存性が互いに異なる蛍光を発
する少なくとも２種の蛍光物質を含有する感温塗料７を
物体６表面に被覆し、励起光を物体表面に照射する光源
２と、発生する蛍光を受光する受光手段３とを備え、受
光される少なくとも２つの波長の蛍光強度の関係から、
物体の表面温度を求める演算手段５を備えたことを特徴
とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、物体の表面温度を
測定する技術に関し、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及びそれに利用される感温塗料に
関するものである。
測定する技術に関し、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及びそれに利用される感温塗料に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＴＰ法とは、蛍光強度等（例えば、最大
蛍光強度）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、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。）における蛍光強度
が明らかになれば、前記基準温度における蛍光強度をリ
ファレンスとして、前記蛍光強度と温度との相対的な関
係式を、前記物体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、
前記物体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物体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を測定する必
要が有り、このリファレンスを得た後に、測定条件にお
ける蛍光強度を測定する必要がある。
蛍光強度）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、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。）における蛍光強度
が明らかになれば、前記基準温度における蛍光強度をリ
ファレンスとして、前記蛍光強度と温度との相対的な関
係式を、前記物体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、
前記物体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物体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を測定する必
要が有り、このリファレンスを得た後に、測定条件にお
ける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、前記物体が同
一温度条件に暴露されていても、当然のことながら、前
記塗布面における蛍光物資の塗布厚が変化したり、前記
塗布面に塗りむらが生じると、蛍光強度が変化すること
となる。さらに、励起光の強度が変化すると、蛍光強度
も変化し、例えば、パルスごとに強度のばらつきが生じ
るレーザー光を利用する場合、このレーザー光自信の強
度も規格化する必要があった。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。
一温度条件に暴露されていても、当然のことながら、前
記塗布面における蛍光物資の塗布厚が変化したり、前記
塗布面に塗りむらが生じると、蛍光強度が変化すること
となる。さらに、励起光の強度が変化すると、蛍光強度
も変化し、例えば、パルスごとに強度のばらつきが生じ
るレーザー光を利用する場合、このレーザー光自信の強
度も規格化する必要があった。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技術を得ることを目的とす
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技術を得ることを目的とす
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は、照射
される励起光により、蛍光を温度に依存して発する蛍光
物質を含有する感温塗料を、物体表面に被覆し、前記物
体表面に前記励起光を照射すると共に、発生する蛍光の
状態から物体表面の温度を求める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、互いに異なった
少なくとも２つの波長において、蛍光強度の温度依存性
が互いに異なる蛍光を発する少なくとも２種の蛍光物質
を含有する感温塗料を前記物体表面に被覆し、前記少な
くとも２つの波長の蛍光強度の関係から、前記物体の表
面温度を求める。また、請求項２に記載されているよう
に、前記少なくとも２つの波長の蛍光強度の比率を算出
して、前記比率と温度の既知の関係に基づいて、前記物
体の表面温度を求めることが好ましい。更に、このよう
な物体の表面温度測定方法において、請求項３に記載さ
れているように、前記物体表面において二次元面内で設
定される所定領域毎に、前記少なくとも２つの波長の蛍
光強度の関係から、前記所定領域の温度を求め、前記物
体表面の表面の二次元的な温度分布を求めることもでき
る。
の本発明に係る物体の表面温度測定方法の特徴は、照射
される励起光により、蛍光を温度に依存して発する蛍光
物質を含有する感温塗料を、物体表面に被覆し、前記物
体表面に前記励起光を照射すると共に、発生する蛍光の
状態から物体表面の温度を求める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、互いに異なった
少なくとも２つの波長において、蛍光強度の温度依存性
が互いに異なる蛍光を発する少なくとも２種の蛍光物質
を含有する感温塗料を前記物体表面に被覆し、前記少な
くとも２つの波長の蛍光強度の関係から、前記物体の表
面温度を求める。また、請求項２に記載されているよう
に、前記少なくとも２つの波長の蛍光強度の比率を算出
して、前記比率と温度の既知の関係に基づいて、前記物
体の表面温度を求めることが好ましい。更に、このよう
な物体の表面温度測定方法において、請求項３に記載さ
れているように、前記物体表面において二次元面内で設
定される所定領域毎に、前記少なくとも２つの波長の蛍
光強度の関係から、前記所定領域の温度を求め、前記物
体表面の表面の二次元的な温度分布を求めることもでき
る。
【０００６】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４に記
載されているように、互いに異なった少なくとも２つの
波長において、蛍光強度の温度依存性が互いに異なる蛍
光を発する少なくとも２種の蛍光物質を含有する感温塗
料を前記物体表面に被覆し、前記励起光を前記物体表面
に照射する光源と、前記発生する蛍光を受光する受光手
段とを備え、前記受光される前記少なくとも２つの波長
の蛍光強度の関係から、前記物体の表面温度を求める演
算手段を備える。また、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
射するものであり、前記受光手段が、前記各蛍光物質か
ら発せられる蛍光を二次元的に受光するものであり、前
記演算手段が、前記物体表面において二次元面内で設定
される所定領域毎に、前記少なくとも２つの波長の蛍光
強度の関係から、前記所定領域の温度を求め、前記物体
表面の表面の二次元的な温度分布を求める手段であるこ
とができる。更に、上記構成において、請求項６に記載
されているように、前記各蛍光物質から発せられる蛍光
を分光する分光手段を備えことができる。
る物体の表面温度測定装置の特徴構成は、請求項４に記
載されているように、互いに異なった少なくとも２つの
波長において、蛍光強度の温度依存性が互いに異なる蛍
光を発する少なくとも２種の蛍光物質を含有する感温塗
料を前記物体表面に被覆し、前記励起光を前記物体表面
に照射する光源と、前記発生する蛍光を受光する受光手
段とを備え、前記受光される前記少なくとも２つの波長
の蛍光強度の関係から、前記物体の表面温度を求める演
算手段を備える。また、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
射するものであり、前記受光手段が、前記各蛍光物質か
ら発せられる蛍光を二次元的に受光するものであり、前
記演算手段が、前記物体表面において二次元面内で設定
される所定領域毎に、前記少なくとも２つの波長の蛍光
強度の関係から、前記所定領域の温度を求め、前記物体
表面の表面の二次元的な温度分布を求める手段であるこ
とができる。更に、上記構成において、請求項６に記載
されているように、前記各蛍光物質から発せられる蛍光
を分光する分光手段を備えことができる。
【０００７】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に利用される感温塗料は、請求
項７に記載されているように、照射される励起光によ
り、蛍光を温度に依存して発する蛍光物質を含有する感
温塗料であって、互いに異なった少なくとも２つの波長
において、蛍光強度の温度依存性が互いに異なる蛍光を
発する少なくとも２種の蛍光物質を含有している。そし
て、これらの作用効果は、以下の通りである。
係る物体の表面温度測定に利用される感温塗料は、請求
項７に記載されているように、照射される励起光によ
り、蛍光を温度に依存して発する蛍光物質を含有する感
温塗料であって、互いに異なった少なくとも２つの波長
において、蛍光強度の温度依存性が互いに異なる蛍光を
発する少なくとも２種の蛍光物質を含有している。そし
て、これらの作用効果は、以下の通りである。
【０００８】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強
度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。前記蛍光物質から
発せられる蛍光の蛍光強度は、同一温度においては、照
射する励起光の強度に比例して蛍光強度が増減する。し
かし、本発明においては、物体表面に塗布する感温塗料
として、互いに異なった少なくとも２つの波長におい
て、蛍光強度の温度依存性が互いに異なる蛍光を発する
少なくとも２種の蛍光物質を含有したものを使用してお
り、少なくとも２つの波長の蛍光強度の関係は、励起光
の強度や感温塗料の塗布状態等に依存すること無く、温
度のみに依存するものとなるので、コンピュータ等の演
算手段によって、簡単に物体の表面温度を求めることが
でき、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。また、前記少な
くとも２つの波長の蛍光強度は、受光される蛍光をスペ
クトル分析によって、それぞれ求めることができるが、
分光器やフィルタ等を用いて、別々に受光して蛍光強度
を求めることもできる。
ＴＰ法に基づくものであって、温度に依存して蛍光の強
度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。前記蛍光物質から
発せられる蛍光の蛍光強度は、同一温度においては、照
射する励起光の強度に比例して蛍光強度が増減する。し
かし、本発明においては、物体表面に塗布する感温塗料
として、互いに異なった少なくとも２つの波長におい
て、蛍光強度の温度依存性が互いに異なる蛍光を発する
少なくとも２種の蛍光物質を含有したものを使用してお
り、少なくとも２つの波長の蛍光強度の関係は、励起光
の強度や感温塗料の塗布状態等に依存すること無く、温
度のみに依存するものとなるので、コンピュータ等の演
算手段によって、簡単に物体の表面温度を求めることが
でき、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。また、前記少な
くとも２つの波長の蛍光強度は、受光される蛍光をスペ
クトル分析によって、それぞれ求めることができるが、
分光器やフィルタ等を用いて、別々に受光して蛍光強度
を求めることもできる。
【０００９】また、このような物体の表面温度測定方法
は、前記少なくとも２つの波長の蛍光強度の比率を算出
して、こ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ことで容易に行える。ここで、
前記少なくとも２つの波長の蛍光強度の比率と温度の関
係は、上記の２種以上の蛍光物質を調合して感温塗料を
作成した際に予め求めることができ、この感温塗料を物
体に塗布する際の塗布厚や塗り斑等に依存することが無
く、測定の際に、基準温度におけるリファレンスを測定
する必要が無い。従って、測定対象となる物体の表面
に、前記２種以上の蛍光物質とバインダとの混合物の感
温塗料を塗布した後に、異なる波長の蛍光における蛍光
強度の比率を算出し、前記比率と、既知の比率と温度の
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。
は、前記少なくとも２つの波長の蛍光強度の比率を算出
して、こ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ことで容易に行える。ここで、
前記少なくとも２つの波長の蛍光強度の比率と温度の関
係は、上記の２種以上の蛍光物質を調合して感温塗料を
作成した際に予め求めることができ、この感温塗料を物
体に塗布する際の塗布厚や塗り斑等に依存することが無
く、測定の際に、基準温度におけるリファレンスを測定
する必要が無い。従って、測定対象となる物体の表面
に、前記２種以上の蛍光物質とバインダとの混合物の感
温塗料を塗布した後に、異なる波長の蛍光における蛍光
強度の比率を算出し、前記比率と、既知の比率と温度の
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。
【００１０】そして、本発明の温度測定装置において
は、光源から、本発明の特徴である前記感温塗料で被覆
した物体表面に対して、レーザー光等の励起光を照射
し、受光手段によって、少なくとも２つの波長におい
て、蛍光強度の温度依存性が互いに異なる蛍光を得るこ
とができ、演算手段によって、前記それぞれの波長の蛍
光強度の関係に基づいて、物体の表面温度を測定するこ
とができ、基準温度条件でのリファレンスの測定を必要
としない表面温度測定装置を構成することができる。
は、光源から、本発明の特徴である前記感温塗料で被覆
した物体表面に対して、レーザー光等の励起光を照射
し、受光手段によって、少なくとも２つの波長におい
て、蛍光強度の温度依存性が互いに異なる蛍光を得るこ
とができ、演算手段によって、前記それぞれの波長の蛍
光強度の関係に基づいて、物体の表面温度を測定するこ
とができ、基準温度条件でのリファレンスの測定を必要
としない表面温度測定装置を構成することができる。
【００１１】また、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。前記励起光を二次元的に物体表面に照
射して、前記各蛍光物質から発せられる蛍光を二次元的
に受光し、前記受光した各蛍光の蛍光強度の分布をそれ
ぞれ二次元的に測定し、二次元面内で設定される所定領
域毎に表面温度を求め、物体の表面温度の分布を二次元
的に測定できる。この場合においては、受光手段とし
て、色を識別して計測するカラー画像検出器を用いるこ
とで、波長が異なる各蛍光の蛍光強度の分布を検出する
ことができる。また、光源としては、紫外線ランプやレ
ーザー光を拡大光学系により広げて物体表面に照射する
ことができ、均一に感温塗料を励起することができる。
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。前記励起光を二次元的に物体表面に照
射して、前記各蛍光物質から発せられる蛍光を二次元的
に受光し、前記受光した各蛍光の蛍光強度の分布をそれ
ぞれ二次元的に測定し、二次元面内で設定される所定領
域毎に表面温度を求め、物体の表面温度の分布を二次元
的に測定できる。この場合においては、受光手段とし
て、色を識別して計測するカラー画像検出器を用いるこ
とで、波長が異なる各蛍光の蛍光強度の分布を検出する
ことができる。また、光源としては、紫外線ランプやレ
ーザー光を拡大光学系により広げて物体表面に照射する
ことができ、均一に感温塗料を励起することができる。
【００１２】また、物体表面から発せられる異なる波長
の蛍光を、前記少なくとも２つの波長ごと分光して受光
することができ、スペクトル分析等を行うこと無く、簡
単に前記蛍光強度の関係に基づいて、物体の表面温度を
求めることができる。このような分光手段としては、カ
ラーフィルタや分光器等を用いることができる。
の蛍光を、前記少なくとも２つの波長ごと分光して受光
することができ、スペクトル分析等を行うこと無く、簡
単に前記蛍光強度の関係に基づいて、物体の表面温度を
求めることができる。このような分光手段としては、カ
ラーフィルタや分光器等を用いることができる。
【００１３】そして、請求項７に記載した感温塗料を使
用することで、本願手法によって、物体の表面温度測定
を実現することができる。
用することで、本願手法によって、物体の表面温度測定
を実現することができる。
【００１４】
【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、照射される励起光により、蛍光を
温度に依存して発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、温度を算出する装置である。前記物体
６の表面温度測定装置１は、前記蛍光物質とバインダと
の混合物である感温塗料７で被覆した物体６の表面に対
して、波長が３５５ｎｍのレーザー光を励起光として照
射する光源２と、感温塗料７から発せられ、レンズ３１
によって集光された蛍光を受光する受光手段３とを備え
ており、その受光される蛍光強度に基づいて物体６の表
面温度を算出する演算手段５を有すコンピュータ２０を
備えている。
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、照射される励起光により、蛍光を
温度に依存して発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、温度を算出する装置である。前記物体
６の表面温度測定装置１は、前記蛍光物質とバインダと
の混合物である感温塗料７で被覆した物体６の表面に対
して、波長が３５５ｎｍのレーザー光を励起光として照
射する光源２と、感温塗料７から発せられ、レンズ３１
によって集光された蛍光を受光する受光手段３とを備え
ており、その受光される蛍光強度に基づいて物体６の表
面温度を算出する演算手段５を有すコンピュータ２０を
備えている。
【００１５】ここで、感温塗料７は、互いに異なった波
長において、蛍光強度の温度依存性が互いに異なる蛍光
を発する２種の蛍光物質として、上記の波長が３５５ｎ
ｍのレーザー光照射時に、図２（イ）に示すように、波
長が４４５ｎｍ付近の青色の蛍光を発し、その蛍光強度
が温度によって変化するＳｒ10（ＰＯ4）6Ｃｌ2：Ｅｕ
（以下、青色蛍光物質と称す）と、図２（ロ）に示すよ
うに、波長が６２６ｎｍ付近の赤色の蛍光を発し、その
蛍光強度が温度によって変化するＹ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ（以
下、赤色蛍光物質と称す）とを含有している。
長において、蛍光強度の温度依存性が互いに異なる蛍光
を発する２種の蛍光物質として、上記の波長が３５５ｎ
ｍのレーザー光照射時に、図２（イ）に示すように、波
長が４４５ｎｍ付近の青色の蛍光を発し、その蛍光強度
が温度によって変化するＳｒ10（ＰＯ4）6Ｃｌ2：Ｅｕ
（以下、青色蛍光物質と称す）と、図２（ロ）に示すよ
うに、波長が６２６ｎｍ付近の赤色の蛍光を発し、その
蛍光強度が温度によって変化するＹ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ（以
下、赤色蛍光物質と称す）とを含有している。
【００１６】即ち、このような感温塗料７に、光源２か
ら波長が３５５ｎｍのレーザー光を照射すると、図２に
示す、青色蛍光物質が発する蛍光と赤色蛍光物質が発す
る蛍光を受光手段３によって受光し、コンピュータ２０
によってスペクトル分析を行い、それぞれの波長の蛍光
強度を測定することができる。
ら波長が３５５ｎｍのレーザー光を照射すると、図２に
示す、青色蛍光物質が発する蛍光と赤色蛍光物質が発す
る蛍光を受光手段３によって受光し、コンピュータ２０
によってスペクトル分析を行い、それぞれの波長の蛍光
強度を測定することができる。
【００１７】このそれぞれの蛍光強度の値は、光学系の
環境、例えば、レーザー光の強度や、照射状態によって
変化する。しかし、本発明者らは、この２つの波長の蛍
光強度の比率はそれらの光学系の環境に依存すること無
く、図３に示すように、一定の関係を示すことを見出し
た。この異なる２波長の蛍光強度の比率と温度の既知の
関係に基づいて、物体６の表面温度を測定する方法を発
明した。即ち、実験等で、予め、図３に示すような、蛍
光強度の比率と物体表面温度の関係を求めて、コンピュ
ータに記憶させ、コンピュータ２０によって得られたそ
れぞれの蛍光の強度の比率を演算手段５において求め、
例えば、その比率が０．１のときに、図３により、物体
の表面温度が２２１℃となり、上記のあらかじめ記憶し
ている関係に基づいて、物体６の表面温度を求めるので
ある。
環境、例えば、レーザー光の強度や、照射状態によって
変化する。しかし、本発明者らは、この２つの波長の蛍
光強度の比率はそれらの光学系の環境に依存すること無
く、図３に示すように、一定の関係を示すことを見出し
た。この異なる２波長の蛍光強度の比率と温度の既知の
関係に基づいて、物体６の表面温度を測定する方法を発
明した。即ち、実験等で、予め、図３に示すような、蛍
光強度の比率と物体表面温度の関係を求めて、コンピュ
ータに記憶させ、コンピュータ２０によって得られたそ
れぞれの蛍光の強度の比率を演算手段５において求め、
例えば、その比率が０．１のときに、図３により、物体
の表面温度が２２１℃となり、上記のあらかじめ記憶し
ている関係に基づいて、物体６の表面温度を求めるので
ある。
【００１８】このようにして、物体の表面温度を求める
ことによって、レーザー光の強度の変化等に伴った蛍光
強度の変化を補正すべく、基準温度条件におけるリファ
レンスを採取する必要が無くなり、感温塗料７に含有し
ている異なる波長の蛍光強度の温度依存性が互いに異な
る蛍光を発する少なくとも２種類の蛍光物質が発するそ
れぞれの蛍光の強度比率と、温度の関係を予め求めてお
くことで、測定時において、この関係と、測定した比率
を比較することで物体の表面の温度を測定することがで
きる。
ことによって、レーザー光の強度の変化等に伴った蛍光
強度の変化を補正すべく、基準温度条件におけるリファ
レンスを採取する必要が無くなり、感温塗料７に含有し
ている異なる波長の蛍光強度の温度依存性が互いに異な
る蛍光を発する少なくとも２種類の蛍光物質が発するそ
れぞれの蛍光の強度比率と、温度の関係を予め求めてお
くことで、測定時において、この関係と、測定した比率
を比較することで物体の表面の温度を測定することがで
きる。
【００１９】〔別実施の形態〕以下、別実施の形態とし
て、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４に示す、
表面温度測定装置１は光源２から放射されるレーザー光
を感温塗料７の表面に二次元的に広げて照射するための
凹レンズ２１を備え、感温塗料７の照射部から発せられ
る蛍光を検出する為に、デジタルカメラ等の画像検出器
３１を備えている。この画像検出器３１は、上記照射部
を二次元的に画像データーとしてコンピュータ２０に検
出することができ。コンピュータ２０によって、その画
像データから、上記青色の蛍光の強度と赤色の蛍光強度
をそれぞれ二次元的に測定することができる。このそれ
ぞれの蛍光強度の二次元データの、例えば最小検出画素
ごとの比率を演算手段５において測定し、上記の実施例
に示したように、図４に示す比率と表面温度の関係に基
づいて、物体表面温度を算出することができ、この算出
された温度を二次元的な温度分布の画像データとしてデ
ィスプレイ等（図示省略）に出力する。
て、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４に示す、
表面温度測定装置１は光源２から放射されるレーザー光
を感温塗料７の表面に二次元的に広げて照射するための
凹レンズ２１を備え、感温塗料７の照射部から発せられ
る蛍光を検出する為に、デジタルカメラ等の画像検出器
３１を備えている。この画像検出器３１は、上記照射部
を二次元的に画像データーとしてコンピュータ２０に検
出することができ。コンピュータ２０によって、その画
像データから、上記青色の蛍光の強度と赤色の蛍光強度
をそれぞれ二次元的に測定することができる。このそれ
ぞれの蛍光強度の二次元データの、例えば最小検出画素
ごとの比率を演算手段５において測定し、上記の実施例
に示したように、図４に示す比率と表面温度の関係に基
づいて、物体表面温度を算出することができ、この算出
された温度を二次元的な温度分布の画像データとしてデ
ィスプレイ等（図示省略）に出力する。
【００２０】〔別実施形態〕以下に別実施形態を説明す
る。上記の実施の形態において、感温塗料７に含有され
る蛍光物質の組み合わせとして、その蛍光強度に温度依
存性を有す青色の蛍光を発するＳｒ10（ＰＯ4）6Ｃ
ｌ2：Ｅｕ（以下、青色蛍光物質と称す）と、その蛍光
強度に温度依存性を有す赤色の蛍光を発するＹ2Ｏ2Ｓ：
Ｅｕ（以下、赤色蛍光物質と称す）との場合を説明した
が、この組み合わせとは別に、上記青色蛍光物質とペリ
レン、上記青色蛍光物質とＬａ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ、上記青色
蛍光物質とローダミンＢ等の蛍光物質の組み合わせにお
いて、感温塗料を構成することができ、本願の目的であ
る、リファレンスの測定を必要としない表面温度測定が
可能となる。
る。上記の実施の形態において、感温塗料７に含有され
る蛍光物質の組み合わせとして、その蛍光強度に温度依
存性を有す青色の蛍光を発するＳｒ10（ＰＯ4）6Ｃ
ｌ2：Ｅｕ（以下、青色蛍光物質と称す）と、その蛍光
強度に温度依存性を有す赤色の蛍光を発するＹ2Ｏ2Ｓ：
Ｅｕ（以下、赤色蛍光物質と称す）との場合を説明した
が、この組み合わせとは別に、上記青色蛍光物質とペリ
レン、上記青色蛍光物質とＬａ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ、上記青色
蛍光物質とローダミンＢ等の蛍光物質の組み合わせにお
いて、感温塗料を構成することができ、本願の目的であ
る、リファレンスの測定を必要としない表面温度測定が
可能となる。
【００２１】また、上記の実施の形態において、コンピ
ュータ２０によって、蛍光のスペクトル分析を行い、そ
れぞれの蛍光の強度を測定する構成を示したが、別に、
感温塗料から発せられる蛍光をカラーフィルタや分光器
によって分光し、それぞれの蛍光を別々に受光し、それ
ぞれの蛍光強度を測定することができる。
ュータ２０によって、蛍光のスペクトル分析を行い、そ
れぞれの蛍光の強度を測定する構成を示したが、別に、
感温塗料から発せられる蛍光をカラーフィルタや分光器
によって分光し、それぞれの蛍光を別々に受光し、それ
ぞれの蛍光強度を測定することができる。
【００２２】上記の実施の形態において、それぞれの蛍
光物質の蛍光強度を測定するに、それぞれの蛍光物質
が、最高蛍光強度に温度依存性を有するので、その最高
蛍光強度を測定したが、別に、温度依存性を有する波長
帯の任意の波長において、蛍光の強度を測定すれば良
く、測定されたそれぞれの蛍光の強度の関係に基づい
て、物体の表面温度を測定することができる。
光物質の蛍光強度を測定するに、それぞれの蛍光物質
が、最高蛍光強度に温度依存性を有するので、その最高
蛍光強度を測定したが、別に、温度依存性を有する波長
帯の任意の波長において、蛍光の強度を測定すれば良
く、測定されたそれぞれの蛍光の強度の関係に基づい
て、物体の表面温度を測定することができる。
【図１】本発明に係る物体の表面温度測定装置の概要を
示す図
示す図
【図２】蛍光物質が発する蛍光の蛍光強度の温度依存性
を示す図
を示す図
【図３】蛍光強度比率と温度の関係を示す図
【図４】本発明に係る物体の表面温度測定装置の別実施
の形態を示す図
の形態を示す図
１ 表面温度測定装置 ２ 光源 ３ 受光手段 ５ 演算手段 ６ 物体 ７ 感温塗料
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０９Ｋ 11/73 ＣＰＸ Ｃ０９Ｋ 11/73 ＣＰＸ 11/84 ＣＰＤ 11/84 ＣＰＤ
Claims (7)
- 【請求項１】 照射される励起光により、蛍光を温度に
依存して発する蛍光物質を含有する感温塗料を、物体表
面に被覆し、前記物体表面に前記励起光を照射すると共
に、発生する蛍光の状態から物体表面の温度を求める温
度測定方法であって、 互いに異なった少なくとも２つの波長において、蛍光強
度の温度依存性が互いに異なる蛍光を発する少なくとも
２種の蛍光物質を含有する感温塗料を前記物体表面に被
覆し、 前記少なくとも２つの波長の蛍光強度の関係から、前記
物体の表面温度を求める温度測定方法。 - 【請求項２】 前記少なくとも２つの波長の蛍光強度の
比率を算出して、前記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求める請求項１に記載の温度
測定方法。 - 【請求項３】 前記物体表面において二次元面内で設定
される所定領域毎に、前記少なくとも２つの波長の蛍光
強度の関係から、前記所定領域の温度を求め、前記物体
表面の表面の二次元的な温度分布を求める請求項１又は
２に記載の物体の表面温度測定方法。 - 【請求項４】 照射される励起光により、蛍光を温度に
依存して発する蛍光物質を含有する感温塗料を、物体表
面に被覆し、前記物体表面に前記励起光を照射すると共
に、発生する蛍光の状態から物体表面の温度を求める温
度測定装置であって、 互いに異なった少なくとも２つの波長において、蛍光強
度の温度依存性が互いに異なる蛍光を発する少なくとも
２種の蛍光物質を含有する感温塗料を前記物体表面に被
覆し、 前記励起光を前記物体表面に照射する光源と、 前記発生する蛍光を受光する受光手段とを備え、 前記受光される前記少なくとも２つの波長の蛍光強度の
関係から、前記物体の表面温度を求める演算手段を備え
た温度測定装置。 - 【請求項５】 前記光源が、前記励起光を二次元的に物
体表面に照射するものであり、 前記受光手段が、前記各蛍光物質から発せられる蛍光を
二次元的に受光するものであり、 前記演算手段が、前記物体表面において二次元面内で設
定される所定領域毎に、前記少なくとも２つの波長の蛍
光強度の関係から、前記所定領域の温度を求め、前記物
体表面の表面の二次元的な温度分布を求める手段である
請求項４に記載の温度測定装置。 - 【請求項６】 前記各蛍光物質から発せられる蛍光を分
光する分光手段を備えた請求項４から５の何れか１項に
記載の物体の表面温度測定装置。 - 【請求項７】 照射される励起光により、蛍光を温度に
依存して発する蛍光物質を含有する感温塗料であって、 互いに異なった少なくとも２つの波長において、蛍光強
度の温度依存性が互いに異なる蛍光を発する少なくとも
２種の蛍光物質を含有した感温塗料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11179829A JP2001004460A (ja) | 1999-06-25 | 1999-06-25 | 温度測定方法及び温度測定装置及び感温塗料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11179829A JP2001004460A (ja) | 1999-06-25 | 1999-06-25 | 温度測定方法及び温度測定装置及び感温塗料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001004460A true JP2001004460A (ja) | 2001-01-12 |
Family
ID=16072630
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11179829A Pending JP2001004460A (ja) | 1999-06-25 | 1999-06-25 | 温度測定方法及び温度測定装置及び感温塗料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001004460A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006126014A (ja) * | 2004-10-28 | 2006-05-18 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 感温蛍光材料、温度測定方法及び温度分布測定方法 |
| JP2007071714A (ja) * | 2005-09-07 | 2007-03-22 | Japan Aerospace Exploration Agency | 感温センサ及び感温塗料 |
| US7326365B2 (en) | 2001-02-09 | 2008-02-05 | Massachusetts Institute Of Technology | Composite material including nanocrystals and methods of making |
| JP2010004037A (ja) * | 2008-06-16 | 2010-01-07 | Asml Netherlands Bv | リソグラフィ装置、メトロロジー装置及び当該装置の使用方法 |
| JP2011195708A (ja) * | 2010-03-19 | 2011-10-06 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 示温性材料 |
| WO2014007154A1 (ja) | 2012-07-06 | 2014-01-09 | 三井化学株式会社 | 重合体粒子およびその用途 |
| CN103776611A (zh) * | 2013-12-19 | 2014-05-07 | 中国航天空气动力技术研究院 | 脉冲风洞热流测量系统、方法及其标定系统、方法 |
| RU2607225C2 (ru) * | 2015-04-23 | 2017-01-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича Сибирского отделения Российской академии наук (ИТПМ СО РАН) | Способ измерения полей температуры на поверхности исследуемого объекта с помощью люминесцентных преобразователей температуры (ЛПТ) |
-
1999
- 1999-06-25 JP JP11179829A patent/JP2001004460A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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