JP2010223682A - Noncontact type temperature sensor - Google Patents

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JP2010223682A JP2009069760A JP2009069760A JP2010223682A JP 2010223682 A JP2010223682 A JP 2010223682A JP 2009069760 A JP2009069760 A JP 2009069760A JP 2009069760 A JP2009069760 A JP 2009069760A JP 2010223682 A JP2010223682 A JP 2010223682A
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Ichiro Yamagishi
一郎 山岸
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a noncontact type temperature sensor with which temperature can be correctly detect even when direct sunlight shines on, by a simple constitution. <P>SOLUTION: The noncontact type temperature sensor 10 is composed of a far-infrared ray receiving part 11 which is disposed inside a transparent plate material and detects far-infrared rays radiated from the transparent plate material, and an operation circuit 13 which computes a detected temperature, based on a detection signal from the far-infrared ray receiving part. The noncontact type temperature sensor 10 is so constituted that it includes a solar radiation sensor 12 which is disposed adjacently to the far-infrared ray receiving part and has almost the same directional characteristics as the receiving part, an amplifying circuit 14 which computes the amount of solar radiation, based on a detection signal from the solar radiation sensor, and a control circuit 15 which outputs a corrected temperature, based on the detected temperature from the operation circuit and the amount of solar radiation from the amplifying circuit. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、ガラス等の透明板材の温度を検出する非接触式温度センサに関するものである。   The present invention relates to a non-contact temperature sensor that detects the temperature of a transparent plate such as glass.

従来、自動車のフロントガラス等のガラスの温度を検出する方法としては、接触式温度センサや非接触式温度センサが知られている。
接触式温度センサは、例えば特許文献1による湿度検出装置及び車両用空調装置における温度センサのように、温度センサ自体が温度を検出すべきガラスに対して直接に取り付けられている。
このため、ガラスの外側から温度センサが見えてしまい、外観見栄えが悪くなる。また、ガラスに直接に温度センサが取り付けられていることから、温度センサに応力が作用することになる。
Conventionally, a contact temperature sensor and a non-contact temperature sensor are known as methods for detecting the temperature of a glass such as a windshield of an automobile.
The contact-type temperature sensor is directly attached to the glass whose temperature is to be detected, such as a humidity sensor according to Patent Document 1 and a temperature sensor in a vehicle air conditioner.
For this reason, the temperature sensor can be seen from the outside of the glass, and the appearance looks worse. Further, since the temperature sensor is directly attached to the glass, stress acts on the temperature sensor.

これに対して、ガラスに影響を与えない温度センサとしての非接触式温度センサ1は、例えば図8に示すように構成されている。
図8において、非接触式温度センサ1は、温度を検出すべきガラス2の内側に配置された遠赤外線センサとして構成されている。
即ち、非接触式温度センサ1は、より詳細には、ガラス2の内側に配置された遠赤外線受光部3と、演算回路4と、から構成されている。
これらの遠赤外線受光部3及び演算回路4は、回路基板5上に実装されている。
On the other hand, the non-contact type temperature sensor 1 as a temperature sensor that does not affect the glass is configured as shown in FIG. 8, for example.
In FIG. 8, the non-contact temperature sensor 1 is configured as a far-infrared sensor arranged inside the glass 2 whose temperature is to be detected.
That is, the non-contact temperature sensor 1 is composed of a far-infrared light receiving unit 3 disposed inside the glass 2 and an arithmetic circuit 4 in more detail.
The far-infrared light receiving unit 3 and the arithmetic circuit 4 are mounted on a circuit board 5.

上記遠赤外線受光部3は、公知の構成であって、ガラス2から放射される遠赤外線を検出して、検出信号を出力する。
上記演算回路4は、同様に公知の構成であって、上記遠赤外線受光部3からの検出信号に基づいて演算を行なって、検出温度Toを算出して出力する。
The far-infrared light receiving unit 3 has a known configuration, detects far-infrared rays emitted from the glass 2, and outputs a detection signal.
Similarly, the arithmetic circuit 4 has a known configuration, performs an operation based on the detection signal from the far-infrared light receiving unit 3, and calculates and outputs a detected temperature To.

このような構成の非接触式温度センサ1は、以下のように動作する。
まず、ガラス2の温度に対応してガラス2から放射される遠赤外線L1が上記遠赤外線受光部3に入射する。
これにより、上記遠赤外線受光部3は、この遠赤外線の強度に対応した検出信号を上記演算回路4に出力する。
The non-contact temperature sensor 1 having such a configuration operates as follows.
First, the far-infrared ray L1 radiated from the glass 2 corresponding to the temperature of the glass 2 enters the far-infrared light receiving unit 3.
As a result, the far-infrared light receiving unit 3 outputs a detection signal corresponding to the intensity of the far-infrared light to the arithmetic circuit 4.

これを受けて、上記演算回路4は、上記演算回路4からの検出信号に基づいて演算を行ない、温度、即ち上記遠赤外線受光部3の温度、そしてガラス2の測定温度を算出し、検出温度Toとして出力する。
これにより、ガラス2の温度を検出することができる。
In response to this, the arithmetic circuit 4 performs an operation based on the detection signal from the arithmetic circuit 4, calculates the temperature, that is, the temperature of the far-infrared light receiving unit 3, and the measured temperature of the glass 2, and detects the detected temperature. Output as To.
Thereby, the temperature of the glass 2 can be detected.

また、特許文献2においては、遠赤外線検知器及び近赤外線検知器と、これらの検知器の検出信号により監視領域内の人体を検知するCPUと、周囲の環境温度を検出する温度センサと、CPUに対して基準設定温度を与える温度設定部とを備え、CPUが温度センサで検出された環境温度が基準温度以下の場合に両検知器の検出信号を有効として動作し、環境温度が基準温度を超えている場合には近赤外線検知器からの検出信号のみを有効として動作する、赤外線人体検知装置が開示されている。
このような赤外線人体検知装置によれば、監視領域の温度に影響されることなく、即ち夏場での検出不良がなく、また降雪や積雪及びその他の外乱光等により誤検知することがなく、人体を正確に検知することができる。
In Patent Document 2, a far-infrared detector and a near-infrared detector, a CPU that detects a human body in a monitoring area based on detection signals from these detectors, a temperature sensor that detects an ambient environmental temperature, and a CPU And a temperature setting unit that gives a reference set temperature to the CPU, the CPU operates with the detection signals of both detectors valid when the environmental temperature detected by the temperature sensor is lower than the reference temperature, and the environmental temperature becomes the reference temperature. An infrared human body detection device is disclosed that operates with only the detection signal from the near-infrared detector being valid if it exceeds the limit.
According to such an infrared human body detection device, the human body is not affected by the temperature of the monitoring area, that is, there is no detection failure in summer, and it is not erroneously detected due to snowfall, snow accumulation, or other disturbance light. Can be detected accurately.

特開2008−094380号公報JP 2008-094380 A 特開平10−239450号公報JP-A-10-239450

ところで、上述した非接触式温度センサ1においては、自動車のフロントガラスや住宅の窓等の屋外に面したガラスの温度を検出する場合、遠赤外線センサの受光部に直接に太陽光が当たると、測定温度Toが高めに誤差を含むことになる。
即ち、太陽光Lに含まれる遠赤外線の多くはガラスを透過する際に反射または吸収されるが、一部の遠赤外線L2は透過して、遠赤外線センサに入射する。
By the way, in non-contact type temperature sensor 1 mentioned above, when detecting the temperature of the glass which faced the outdoors, such as the windshield of a car, and the window of a house, when sunlight hits the light-receiving part of a far-infrared sensor directly, The measurement temperature To includes a high error.
That is, most of the far infrared rays contained in the sunlight L are reflected or absorbed when passing through the glass, but a part of the far infrared rays L2 are transmitted and enter the far infrared sensor.

従って、遠赤外線センサには、温度測定すべきガラスから放射される遠赤外線L1に加えて、上述したガラスを透過する遠赤外線L2が入射する。これにより、遠赤外線センサへの遠赤外線の入射光量(L1+L2)が多くなる。
このため、演算回路4により算出される検出温度Toが高めとなり、ガラスを透過する遠赤外線L2の入射光量分だけ、高めの誤差が発生する。
Therefore, in addition to the far infrared ray L1 radiated from the glass whose temperature is to be measured, the far infrared ray L2 that passes through the glass is incident on the far infrared sensor. Thereby, the incident light quantity (L1 + L2) of the far infrared rays to the far infrared sensor increases.
For this reason, the detection temperature To calculated by the arithmetic circuit 4 becomes higher, and a higher error is generated by the amount of incident light of the far infrared ray L2 that passes through the glass.

これに対して、特許文献2による赤外線人体検知装置においては、環境温度が基準温度を超えている場合には、遠赤外線検知器からの検出信号を無効にすることにより、近赤外線検知器からの検出信号のみで人体を検出するようになっている。
ここで、例えば直射日光が当たっているような周囲温度が高い場合に、近赤外線検知器からの検出信号のみによって、即ち近赤外線の変化により人体を検出している。従って、近赤外線の検出により人体を容易に且つ確実に検知することができるが、遠赤外線に関しては全く検出していないので、例えば温度を検出するには不適である。
On the other hand, in the infrared human body detection device according to Patent Document 2, when the environmental temperature exceeds the reference temperature, the detection signal from the far infrared detector is invalidated, thereby canceling the detection signal from the near infrared detector. A human body is detected only by the detection signal.
Here, for example, when the ambient temperature is high such as being exposed to direct sunlight, the human body is detected only by the detection signal from the near-infrared detector, that is, by the change of the near-infrared ray. Therefore, the human body can be detected easily and reliably by detecting near infrared rays, but far infrared rays are not detected at all, and therefore, it is unsuitable for detecting temperature, for example.

本発明は、以上の点から、簡単な構成により、直射日光が当たったとしても、正確に温度を検出することができるようにした非接触式温度センサを提供することを目的としている。   In view of the above, an object of the present invention is to provide a non-contact temperature sensor that can accurately detect a temperature even when exposed to direct sunlight with a simple configuration.

上記目的は、本発明の第一の態様によれば、透明板材の内側に配置され且つ上記透明板材から放射される遠赤外線を検出する遠赤外線受光部と、上記遠赤外線受光部からの検出信号に基づいて、検出温度を演算する演算回路と、から成る非接触式温度センサであって、上記遠赤外線受光部に隣接して配置され且つ上記遠赤外線受光部とほぼ同じ指向特性を備えた日射センサと、この日射センサからの検出信号を増幅して日射量を生成する増幅回路と、上記演算回路からの検出温度及び上記増幅回路からの日射量に基づいて、補正温度を算出して出力する制御回路と、を備えていることを特徴とする、非接触式温度センサにより、達成される。   According to the first aspect of the present invention, the object is to provide a far-infrared light receiving unit that is disposed inside the transparent plate and detects far-infrared rays emitted from the transparent plate, and a detection signal from the far-infrared light receiving unit. And a non-contact temperature sensor comprising a calculation circuit for calculating a detected temperature, and being arranged adjacent to the far-infrared light receiving unit and having substantially the same directivity as the far-infrared light receiving unit A correction temperature is calculated and output based on a sensor, an amplification circuit that amplifies a detection signal from the solar radiation sensor to generate a solar radiation amount, a detected temperature from the arithmetic circuit, and a solar radiation amount from the amplifier circuit And a non-contact temperature sensor characterized in that it comprises a control circuit.

この第一の態様では、ガラス等の透明板材の内側に配置された遠赤外線受光部が、この透明板材から放射される遠赤外線を検出する。そして、この遠赤外線受光部からの検出信号に基づいて、上記演算回路が検出温度を演算する。
ここで、上記透明板材を介して遠赤外線受光部に直射日光が当たると、上記日射センサが日光を検出する。そして、この日射センサからの検出信号に基づいて、上記増幅回路が日射量を生成する。
これにより、上記制御回路は、上記増幅回路からの日射量を参照して、上記演算回路からの検出温度を補正し、補正温度として出力する。
In the first aspect, a far infrared ray receiving unit disposed inside a transparent plate material such as glass detects far infrared rays emitted from the transparent plate material. And based on the detection signal from this far-infrared light-receiving part, the said arithmetic circuit calculates detected temperature.
Here, when the direct infrared light hits the far-infrared light receiving part through the transparent plate material, the solar radiation sensor detects the sunlight. And based on the detection signal from this solar radiation sensor, the said amplifier circuit produces | generates the solar radiation amount.
Accordingly, the control circuit refers to the amount of solar radiation from the amplifier circuit, corrects the detected temperature from the arithmetic circuit, and outputs the corrected temperature as a corrected temperature.

従って、上記透明板材を介して上記遠赤外線受光部に直射日光が当たって、上記遠赤外線受光部が直射日光による遠赤外線をも検出したとしても、その直射日光による遠赤外線の上乗せ分が、上記日射量に基づいて修正される。
これにより、上記透明板材を介して上記遠赤外線受光部に直射日光が当たったとしても、上記制御回路が、直射日光の影響を受けない真の検出温度を演算して、出力する。
このようにして、本発明による非接触式温度センサによれば、遠赤外線受光部に直射日光が当たったとしても、透明板材から放射される遠赤外線によって、上記透明板材の温度を正確に測定することができる。
Therefore, even if the far-infrared light receiving unit is exposed to direct sunlight through the transparent plate material and the far-infrared light receiving unit also detects far-infrared light by direct sunlight, the addition of far-infrared light by the direct sunlight is It is corrected based on the amount of solar radiation.
As a result, even if the far-infrared light receiving unit is exposed to direct sunlight through the transparent plate material, the control circuit calculates and outputs a true detected temperature that is not affected by direct sunlight.
Thus, according to the non-contact temperature sensor according to the present invention, even if the far-infrared light receiving unit is exposed to direct sunlight, the temperature of the transparent plate material is accurately measured by the far infrared rays radiated from the transparent plate material. be able to.

本発明の第二の態様による非接触式温度センサは、前記第一の態様による非接触式温度センサにおいて、上記制御回路が、上記増幅回路からの日射量に対応して、上記演算回路からの検出温度を補正して、補正温度を生成することを特徴とする。
この第二の態様では、直射日光の日射量に対応して、検出温度が補正されることによって、正確な検出温度(補正温度)が得られる。
The non-contact type temperature sensor according to the second aspect of the present invention is the non-contact type temperature sensor according to the first aspect, wherein the control circuit corresponds to the amount of solar radiation from the amplifier circuit, The correction temperature is generated by correcting the detected temperature.
In the second aspect, the detected temperature is corrected in accordance with the amount of solar radiation of direct sunlight, whereby an accurate detected temperature (corrected temperature) is obtained.

本発明の第三の態様による非接触式温度センサは、前記第一または第二の態様による非接触式温度センサにおいて、上記日射センサが、近赤外線センサであることを特徴とする。
この第三の態様では、上記日射センサが直射日光のうち近赤外線成分を受光することによって、日射量に対応した検出信号を出力する。ここで、この近赤外線成分は、上記透明板材から放射される遠赤外線とは波長が異なる。従って、正確な日射量を演算することが可能となり、さらに検出温度の補正が高精度で行なわれて、より正確な検出温度(補正温度)が得られる。
The non-contact temperature sensor according to a third aspect of the present invention is the non-contact temperature sensor according to the first or second aspect, wherein the solar radiation sensor is a near infrared sensor.
In this third aspect, the solar radiation sensor outputs a detection signal corresponding to the amount of solar radiation by receiving a near infrared component in direct sunlight. Here, the wavelength of this near infrared ray component is different from that of the far infrared ray emitted from the transparent plate material. Accordingly, it is possible to calculate an accurate amount of solar radiation, and furthermore, the detected temperature is corrected with high accuracy, and a more accurate detected temperature (corrected temperature) can be obtained.

このようにして、本発明による非接触式温度センサによれば、上記遠赤外線受光部に透明板材を介して直射日光が当たったとしても、この直射日光による日射量のみが日射センサ及び増幅回路により生成される。
これにより、上記制御回路が、この日射量に基づいて、上記遠赤外線受光部及び演算回路により演算された検出温度を補正する。従って、直射日光の影響を排除して、正確な検出温度(補正温度)を生成することができるので、直射日光が当たっても、上記透明板材の正確な温度を測定することができる。
Thus, according to the non-contact temperature sensor of the present invention, even if the far-infrared light receiving unit is exposed to direct sunlight through the transparent plate material, only the amount of solar radiation by this direct sunlight is obtained by the solar sensor and the amplification circuit. Generated.
Thereby, the said control circuit correct | amends the detection temperature calculated by the said far-infrared light-receiving part and the calculating circuit based on this solar radiation amount. Therefore, since the influence of direct sunlight can be eliminated and an accurate detected temperature (corrected temperature) can be generated, the exact temperature of the transparent plate can be measured even when exposed to direct sunlight.

以上のように、本発明によれば、簡単な構成により、直射日光が当たったとしても、正確に温度を検出することができるようにした非接触式温度センサが提供され得ることになる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide a non-contact temperature sensor with a simple configuration that can accurately detect a temperature even when exposed to direct sunlight.

本発明による非接触式温度センサの一実施形態の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of one Embodiment of the non-contact-type temperature sensor by this invention. 図1の非接触式温度センサにおける遠赤外線受光部及び日射センサを示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the far-infrared light-receiving part and solar radiation sensor in the non-contact-type temperature sensor of FIG. 図2の遠赤外線受光部及び日射センサの自動車のフロントガラス内側への設置例を示す概略図である。It is the schematic which shows the example of the installation of the far-infrared light-receiving part and solar radiation sensor of FIG. フロントガラスからの遠赤外線の放射エネルギー特性及び図2の日射センサによる受光感度特性を示すグラフである。It is a graph which shows the radiant energy characteristic of the far infrared rays from a windshield, and the light reception sensitivity characteristic by the solar radiation sensor of FIG. 図2の遠赤外線受光部による温度別の温度検出誤差を示すグラフである。It is a graph which shows the temperature detection error according to temperature by the far infrared rays light-receiving part of FIG. 図5の温度別の温度検出誤差における近似的な傾きを示すグラフである。It is a graph which shows the approximate inclination in the temperature detection error according to temperature of FIG. 図1の非接触式温度センサにおける制御回路による補正後の温度別の温度検出誤差を示すグラフである。It is a graph which shows the temperature detection error according to temperature after correction | amendment by the control circuit in the non-contact-type temperature sensor of FIG. 従来の非接触式温度センサの一例の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of an example of the conventional non-contact-type temperature sensor.

以下、この発明の好適な実施形態を図1乃至図7を参照しながら、詳細に説明する。
尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 7.
The embodiments described below are preferable specific examples of the present invention, and thus various technically preferable limitations are given. However, the scope of the present invention particularly limits the present invention in the following description. As long as there is no description of the effect, it is not restricted to these aspects.

図1は、本発明による非接触式温度センサの一実施形態の構成を示している。
図1において、非接触式温度センサ10は、遠赤外線受光部11と、日射センサ12と、演算回路13と、増幅回路14と、制御回路15と、から構成されている。
FIG. 1 shows a configuration of an embodiment of a non-contact temperature sensor according to the present invention.
In FIG. 1, the non-contact temperature sensor 10 includes a far-infrared light receiving unit 11, a solar radiation sensor 12, an arithmetic circuit 13, an amplifier circuit 14, and a control circuit 15.

遠赤外線受光部11は、図8に示した従来の非接触式温度センサ1における遠赤外線受光部3と同様に、例えば公知の構成の遠赤外線センサから構成されており、温度を検出すべき自動車のフロントガラス(後述)の内側に配置される。
これにより、遠赤外線受光部11は、フロントガラスから放射される遠赤外線L1を受光し、その光量に応じた検出信号を出力する。
The far-infrared light receiving unit 11 is composed of, for example, a far-infrared sensor having a known configuration, like the far-infrared light receiving unit 3 in the conventional non-contact temperature sensor 1 shown in FIG. It is arrange | positioned inside the windshield (after-mentioned).
Thereby, the far-infrared light-receiving part 11 receives the far-infrared L1 radiated | emitted from a windshield, and outputs the detection signal according to the light quantity.

上記日射センサ12は、上記遠赤外線受光部11とほぼ同じ指向特性を有する近赤外線センサ、例えばフォトダイオードから構成されている。
そして、上記日射センサ12は、上述した遠赤外線受光部11に隣接して配置されている。
これにより、上記日射センサ12は、ガラスから放射される遠赤外線L1に対しては感度が低く、ガラスを透過して入射する直射日光に対して高い感度を有するようになっている。
The solar radiation sensor 12 is composed of a near-infrared sensor having substantially the same directivity as the far-infrared light receiving unit 11, for example, a photodiode.
And the said solar radiation sensor 12 is arrange | positioned adjacent to the far-infrared light-receiving part 11 mentioned above.
Thereby, the said solar radiation sensor 12 has a low sensitivity with respect to the far infrared rays L1 radiated | emitted from glass, and has a high sensitivity with respect to the direct sunlight which permeate | transmits and injects through glass.

上記遠赤外線受光部11及び日射センサ12は、図2に示すように、受光ユニット16として一体に構成されている。
そして、この受光ユニット16即ち上記遠赤外線受光部11及び日射センサ12は、例えば図3に示すように、自動車20のフロントガラス21の内側に、図示の場合には上記フロントガラス21の近傍でインストルメントパネル22上に配置されている。
As shown in FIG. 2, the far-infrared light receiving unit 11 and the solar radiation sensor 12 are integrally configured as a light receiving unit 16.
The light receiving unit 16, that is, the far-infrared light receiving unit 11 and the solar radiation sensor 12 are installed inside the windshield 21 of the automobile 20, for example, in the vicinity of the windshield 21 in the illustrated case, as shown in FIG. It is arranged on the ment panel 22.

ここで、フロントガラス21の放射エネルギー特性及び日射センサ12の受光感度特性は、図4のグラフに示すようになっている。
即ち、フロントガラス21の放射エネルギー特性は、図4において、符号A1(ガラス温度−20℃),符号A2(ガラス温度0℃),符号A3(ガラス温度20℃),符号A4(ガラス温度40℃),符号A5(ガラス温度60℃),符号A6(ガラス温度80℃),符号A7(ガラス温度100℃),符号A8(ガラス温度120℃)で示すように、遠赤外線領域で高いエネルギー値を有し、ガラス温度に対応したエネルギー値を有していることが分かる。
Here, the radiant energy characteristic of the windshield 21 and the light receiving sensitivity characteristic of the solar radiation sensor 12 are as shown in the graph of FIG.
That is, the radiant energy characteristics of the windshield 21 in FIG. 4 are indicated by reference sign A1 (glass temperature −20 ° C.), reference sign A2 (glass temperature 0 ° C.), reference sign A3 (glass temperature 20 ° C.), reference sign A4 (glass temperature 40 ° C.). ), A5 (glass temperature 60 ° C.), A6 (glass temperature 80 ° C.), A7 (glass temperature 100 ° C.), A8 (glass temperature 120 ° C.), a high energy value in the far infrared region. It can be seen that it has an energy value corresponding to the glass temperature.

また、日射センサ12の受光感度特性は、図4において、符号Bで示すように、近赤外線領域に感度を有しており、フロントガラス21の放射エネルギー特性とは完全に波長が異なっている。
これにより、日射センサ12は、フロントガラス21から放射される遠赤外線の影響を受けることなく、直射日光(太陽光)のみを検出することができる。
In addition, the light reception sensitivity characteristic of the solar radiation sensor 12 has sensitivity in the near infrared region as indicated by a symbol B in FIG. 4, and the wavelength is completely different from the radiant energy characteristic of the windshield 21.
Thereby, the solar radiation sensor 12 can detect only the direct sunlight (sunlight) without being affected by the far infrared rays emitted from the windshield 21.

上記演算回路13は、図8に示した従来の非接触式温度センサ1における演算回路4と同様に、上記遠赤外線受光部11からの検出信号に基づいて演算を行なって、検出温度Toを算出する。   Similar to the arithmetic circuit 4 in the conventional non-contact temperature sensor 1 shown in FIG. 8, the arithmetic circuit 13 calculates based on the detection signal from the far-infrared light receiving unit 11 to calculate the detected temperature To. To do.

上記増幅回路14は、上記日射センサ12からの検出信号を増幅することにより、日射量Isを生成する。   The amplification circuit 14 amplifies the detection signal from the solar radiation sensor 12 to generate the solar radiation amount Is.

上記制御回路15は、上記演算回路13からの検出温度To及び増幅回路14からの日射量Isに基づいて、直射日光の影響を排除した補正温度Dt2即ちガラス温度Tgを演算して、出力する。   Based on the detected temperature To from the arithmetic circuit 13 and the amount of solar radiation Is from the amplifier circuit 14, the control circuit 15 calculates and outputs a correction temperature Dt2 that eliminates the influence of direct sunlight, that is, the glass temperature Tg.

この制御回路15による検出温度Toの補正演算について、以下に説明する。
即ち、一般に、黒体の放射エネルギーEと熱力学温度Tの間には、
(数1) E=σT (シュテファン−ボルツマンの放射法則)
が成り立つ。
従って、温度測定すべきフロントガラス21から放射されるエネルギーをEg,誤差となるフロントガラス21を透過する遠赤外光のエネルギーをEsとし、真のガラス温度をTg,太陽光による温度検出誤差をTsとすると、
(数2) Eg+Es=σ(Tg+Ts)
となる。
この式を温度検出誤差Tsについて解くと、
(数3) Ts={(Eg+Es)/σ}-4−Tg
となる。
この式により、ガラス温度Tgが−20℃,0℃,20℃,40℃,60℃,80℃,100℃の場合について、それぞれ図5のグラフにおいて符号A1,A2,A3,A4,A5,A6,A7で示すように表わされる。
図5のグラフから、各温度別の温度検出誤差Tsの傾きを求めると、図6に示すように、ガラス温度Tgが低いほど、温度検出誤差Tsが大きいことが分かる。
The correction calculation of the detected temperature To by the control circuit 15 will be described below.
That is, in general, between the radiant energy E of the black body and the thermodynamic temperature T,
(Equation 1) E = σT 4 (Stephan-Boltzmann radiation law)
Holds.
Therefore, the energy radiated from the windshield 21 to be temperature-measured is Eg, the far-infrared light energy passing through the windshield 21 that is an error is Es, the true glass temperature is Tg, and the temperature detection error due to sunlight is If Ts,
(Equation 2) Eg + Es = σ (Tg + Ts) 4
It becomes.
Solving this equation for the temperature detection error Ts,
(Equation 3) Ts = {(Eg + Es) / σ} −4 −Tg
It becomes.
According to this formula, when the glass temperature Tg is −20 ° C., 0 ° C., 20 ° C., 40 ° C., 60 ° C., 80 ° C., 100 ° C., the signs A1, A2, A3, A4, A5 in the graph of FIG. It is expressed as shown by A6 and A7.
When the slope of the temperature detection error Ts for each temperature is obtained from the graph of FIG. 5, it can be seen that the temperature detection error Ts is larger as the glass temperature Tg is lower, as shown in FIG.

図6のグラフを一次近似化するために、温度検出誤差Tsの補正のための補正係数βは、
(数4) β=aTo−bTo+c(Toは検出温度、a,b,cは定数)
により求められる。
従って、この補正係数βを使用して、遠赤外線受光部11及び演算回路13から得られた検出温度Toから、真のガラス温度Tgは、
(数5) Tg=To−β×Is(Isは日射量)
により得られる。
In order to linearly approximate the graph of FIG. 6, the correction coefficient β for correcting the temperature detection error Ts is:
(Equation 4) β = aTo 2 −bTo + c (To is the detected temperature, a, b, c are constants)
Is required.
Therefore, using this correction coefficient β, from the detected temperature To obtained from the far-infrared light receiving unit 11 and the arithmetic circuit 13, the true glass temperature Tg is
(Equation 5) Tg = To−β × Is (Is is the amount of solar radiation)
Is obtained.

本発明による非接触式温度センサ10は、以上のように構成されており、以下のように動作する。
即ち、自動車20のフロントガラス21の内側に配置された遠赤外線受光部11が、フロントガラス21から放射される遠赤外線を受光して、検出信号を演算回路13に出力する。
他方、上記日射センサ12が、フロントガラス21を透過して入射する直射日光を受光して、検出信号を増幅回路14に出力する。
The non-contact temperature sensor 10 according to the present invention is configured as described above and operates as follows.
That is, the far-infrared light receiving unit 11 disposed inside the windshield 21 of the automobile 20 receives far-infrared radiation emitted from the windshield 21 and outputs a detection signal to the arithmetic circuit 13.
On the other hand, the solar radiation sensor 12 receives direct sunlight that is transmitted through the windshield 21 and outputs a detection signal to the amplifier circuit 14.

これにより、演算回路13は、遠赤外線受光部11からの検出信号に基づいて検出温度Toを算出し、また増幅回路14は、日射センサ12からの検出信号を増幅して、日射量Isを生成する。   Thereby, the arithmetic circuit 13 calculates the detection temperature To based on the detection signal from the far-infrared light receiving unit 11, and the amplification circuit 14 amplifies the detection signal from the solar sensor 12 to generate the solar radiation amount Is. To do.

そして、上記制御回路15は、演算回路13からのガラス温度To及び増幅回路14からの日射量Isに基づいて、上記式5による演算を行なって、真のガラス温度(補正温度)Tgを算出する。   Then, the control circuit 15 calculates the true glass temperature (corrected temperature) Tg by performing the calculation according to the above formula 5 based on the glass temperature To from the calculation circuit 13 and the solar radiation amount Is from the amplification circuit 14. .

このようにして、上記制御回路15が出力する真の補正温度Tgについて、各温度における温度検出誤差Tsに関して、図7のグラフにて符号Aで示すように、直射日光による影響がほぼ完全に排除されることになる。
従って、本発明による非接触式温度センサ10によれば、遠赤外線受光部11に対して自動車20のフロントガラス21を介して直射日光が当たっていたとしても、直射日光の影響を受けることなく、真のガラス温度(即ち補正温度)Tgを測定することが可能となる。
In this way, with respect to the true correction temperature Tg output from the control circuit 15, the influence of direct sunlight is almost completely eliminated with respect to the temperature detection error Ts at each temperature, as indicated by the symbol A in the graph of FIG. Will be.
Therefore, according to the non-contact temperature sensor 10 according to the present invention, even if the far-infrared light receiving unit 11 is exposed to direct sunlight through the windshield 21 of the automobile 20, it is not affected by the direct sunlight. It becomes possible to measure the true glass temperature (that is, the correction temperature) Tg.

このようにして、本発明によれば、簡単な構成により、直射日光が当たったとしても、正確に温度を検出することができるようにした、極めて優れた非接触式温度センサを提供することができる。   Thus, according to the present invention, it is possible to provide an extremely excellent non-contact type temperature sensor that can accurately detect the temperature even with direct sunlight by a simple configuration. it can.

上述した実施形態においては、日射センサ12を構成する近赤外線センサとして、フォトダイオードが使用されているが、これに限らず、フロントガラス21から放射される遠赤外線の領域に感度を持たず、直射日光のみに対してのみ感度を有する近赤外線センサが使用されてもよいことは明らかである。   In the above-described embodiment, a photodiode is used as the near-infrared sensor that constitutes the solar radiation sensor 12. However, the present invention is not limited to this. Obviously, a near-infrared sensor having sensitivity only to sunlight may be used.

また、上述した実施形態においては、温度を検出すべき透明板材として、自動車20のフロントガラス21の場合について説明したが、これに限らず、屋外で使用するガラス等の透明板材であれば、建物の窓ガラス等の温度を測定するための非接触式温度センサであってもよい。   Moreover, in embodiment mentioned above, although the case of the windshield 21 of the motor vehicle 20 was demonstrated as a transparent board | plate material which should detect temperature, if it is transparent board | plate materials, such as not only this but glass used outdoors, a building It may be a non-contact temperature sensor for measuring the temperature of the window glass or the like.

さらに、上述した実施形態においては、温度を検出すべき透明板材として、ガラスの場合について説明したが、これに限らず、ガラス以外の例えばプラスチック等の透明板材の温度を測定するための非接触式温度センサであってもよい。   Furthermore, in the above-described embodiment, the case of glass has been described as the transparent plate material whose temperature is to be detected. However, the present invention is not limited thereto, and is not a contact type for measuring the temperature of a transparent plate material such as plastic other than glass. It may be a temperature sensor.

10 非接触式温度センサ
11 遠赤外線受光部
12 日射センサ
13 演算回路
14 増幅回路
15 制御回路
16 受光ユニット
20 自動車
21 フロントガラス
22 インストルメントパネル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Non-contact-type temperature sensor 11 Far-infrared light-receiving part 12 Solar radiation sensor 13 Arithmetic circuit 14 Amplification circuit 15 Control circuit 16 Light-receiving unit 20 Car 21 Windshield 22 Instrument panel

Claims (3)

透明板材の内側に配置され且つ上記透明板材から放射される遠赤外線を検出する遠赤外線受光部と、上記遠赤外線受光部からの検出信号に基づいて、検出温度を演算する演算回路と、から成る非接触式温度センサであって、
さらに、上記遠赤外線受光部に隣接して配置され且つ上記遠赤外線受光部とほぼ同じ指向特性を備えた日射センサと、この日射センサからの検出信号を増幅して日射量を生成する増幅回路と、上記演算回路からの検出温度及び上記増幅回路からの日射量に基づいて、補正温度を算出して出力する制御回路と、を備えていることを特徴とする、非接触式温度センサ。
A far-infrared light receiving unit that is disposed inside the transparent plate and detects far-infrared rays emitted from the transparent plate, and an arithmetic circuit that calculates a detection temperature based on a detection signal from the far-infrared light receiving unit. A non-contact temperature sensor,
Furthermore, a solar radiation sensor that is arranged adjacent to the far-infrared light receiving section and has substantially the same directivity as the far-infrared light receiving section, and an amplification circuit that amplifies a detection signal from the solar radiation sensor and generates a solar radiation amount And a control circuit that calculates and outputs a correction temperature based on the detected temperature from the arithmetic circuit and the amount of solar radiation from the amplifier circuit.
上記制御回路が、上記増幅回路からの日射量に対応して、上記演算回路からの検出温度を補正して、補正温度を生成することを特徴とする、請求項1に記載の非接触式温度センサ。   2. The non-contact temperature according to claim 1, wherein the control circuit generates a corrected temperature by correcting the detected temperature from the arithmetic circuit in accordance with the amount of solar radiation from the amplifier circuit. Sensor. 上記日射センサが、近赤外線センサであることを特徴とする、請求項1または2に記載の非接触式温度センサ。
The non-contact type temperature sensor according to claim 1, wherein the solar radiation sensor is a near infrared sensor.
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