JP2015166743A - 迷放射線遮蔽体を有する非接触医療用温度計 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】物体の表面から温度を計測する非接触赤外線(IR)温度計は、発熱体12に取り付けられるセンサ7と、高出力を有するセンサの視野内に位置する内表面を有する熱遮蔽体10とを備える。発熱体12を制御する電子回路14は、物体の予想表面温度に略近いセンサ7及び遮蔽体10の温度を維持する。センサ7は、さらに基準温度センサ30と熱的に結合されている。遮蔽体10の前側に位置する光学システムが物体からの熱放射をセンサ7の表面に集中させ、一方、遮蔽体10は迷放射線がセンサ7に到達することを防止する。IR及び基準センサ30からの信号は、物体の表面温度を計算するのに用いられる。
【選択図】図1
Description
Φ=κεbεsσ(Tb 4−Ts 4) (1)
ここで、εb及びεsはそれぞれ物体及び測定要素の表面放射率であり、σはステファン・ボルツマン定数であり、κはIR温度計の較正における測定によって決定できる光学定数である。
Φ≒4κεbεsσTs 3(Tb−Ts) (2)
Tbc=Ts+Φ/4κεbεsσTs 3 (3)
∂Φ/∂εb=4κεsσTs 3(Tb−Ts) (4)
Claims (22)
- 物体の表面温度を測定する熱放射線温度計において、
熱放射線を受ける開口を有するセンサ筐体を備えた熱放射線センサと、
物体によって放射される熱放射線を受け、熱放射線を熱放射線センサのセンサ筐体に集中させるように構成された光学装置と、
熱放射線センサに熱的に結合される基準温度センサと、
外表面、熱吸収塗料膜で被覆された内表面及び熱放射線センサを収める内部空洞を有し、熱放射線センサに接触して熱的に接続される熱遮蔽体と、
熱放射線センサ及び熱遮蔽体に熱的に結合される発熱体と、
発熱体、熱放射線センサ及び基準温度センサに電気的に結合され、熱放射線センサ及び基準温度センサにより生成された信号を処理して物体の表面温度を計算するように構成されるとともに、熱放射線センサ及び熱遮蔽体の温度が互いに略近くなり、物体の予想表面温度に近くなるように、基準温度センサにより生成された信号を処理して発熱体に供給されるエネルギー量を制御するように構成される電子回路と、
熱放射線センサ、光学装置、及び熱遮蔽体を囲うとともに、互いの位置を固定的に合わせる装置筐体と、を備え、
熱遮蔽体の内部空洞が熱放射線センサの視野内にあり、
熱遮蔽体は、さらに、装置筐体の内側表面から放射する迷放射線がセンサ筐体の開口に入ることを略防止するように装置筐体内に構成されることを特徴とする熱放射線温度計。 - 発熱体は熱遮蔽体の外表面上にあることを特徴とする請求項1に記載の熱放射線温度計。
- 熱放射線センサは、
開口で受けた熱放射線を検出するように位置する検出要素を有し、装置筐体内にある内部空洞をさらに備え、
熱検出要素は、基準温度センサに熱的に結合されることを特徴とする請求項1に記載の熱放射線温度計。 - 光学装置は、熱放射線センサのセンサ筐体の開口内に位置するレンズを備えることを特徴とする請求項3に記載の熱放射線温度計。
- レンズは、フレネルレンズであることを特徴とする請求項4に記載の熱放射線温度計。
- 光学装置は、光学装置の焦点距離とほぼ等しい熱放射線センサからの距離における視野内に位置することを特徴とする請求項1に記載の熱放射線温度計。
- 光学装置は、レンズを備えることを特徴とする請求項6に記載の熱放射線温度計。
- レンズは、高密度ポリエチレン(HDPE)からなることを特徴とする請求項7に記載の熱放射線温度計。
- 光学装置はミラーを備えることを特徴とする請求項6に記載の熱放射線温度計。
- ミラーは、物体によって放射される熱放射線に対して熱遮蔽体の内部空洞を閉鎖する閉鎖位置と、物体から放射される熱放射線に対して熱遮蔽体の内部空洞を開放する開放位置との間で回転可能であることを特徴とする請求項9に記載の熱放射線温度計。
- ミラーは、放物線反射面を有し、放物線反射面は、カーブミラーが開放位置にあるときに、熱放射線を熱放射線センサに向けることを特徴とする請求項9に記載の熱放射線温度計。
- 物体の表面上の視野の少なくとも一部を略照明する発光体をさらに備え、
ミラーは、カーブミラーが閉鎖位置にあるときに発光体の光線を物体の表面に向ける角度の付いた反射面を有することを特徴とする請求項9に記載の熱放射線温度計。 - 物体の表面の視野の少なくとも一部を略照明する発光体をさらに備えたことを特徴とする請求項1に記載の熱放射線温度計。
- 視野の内側及び外側を移動可能な内面を有するシャッターと、
視野の内側及び外側で内面を移動させるシャッター制御装置と、をさらに備え、
内面は、前記シャッターが視野の内側にあるときに、内部空洞の隣に位置することを特徴とする請求項1に記載の熱放射線温度計。 - シャッターは、物体によって放射される熱放射線に対して熱遮蔽体の内部空洞を閉鎖する閉鎖位置と、物体によって放射される熱放射線に対して熱遮蔽体の内部空洞を開放する開放位置との間で回転可能であることを特徴とする請求項14に記載の熱放射線温度計。
- シャッターの内面は、4−15μmのスペクトラル範囲内の波長を有する赤外線で反射性をほぼ有することを特徴とする請求項14に記載の熱放射線温度計。
- 外表面に隣接した断熱材をさらに備えたことを特徴とする請求項1に記載の熱放射線温度計。
- 熱遮蔽体の内表面は、4−15μmのスペクトラル範囲内の波長を有する赤外線で反射性をほぼ有しないことを特徴とする請求項1に記載の熱放射線温度計。
- 装置筐体に固定される保護窓をさらに備え、保護窓は、物体によって放射される熱放射線を受け、熱放射線を光学装置に伝えることを特徴とする請求項1に記載の熱放射線温度計。
- 物体の表面温度を測定する熱放射線温度計において、
熱放射線を受ける開口を有するセンサ筐体を備えた熱放射線センサと、
物体によって放射される熱放射線を受け、熱放射線を熱放射線センサのセンサ筐体に集中させるように構成されたレンズと、
熱吸収塗料膜で被覆された内表面を有し、さらに、熱放射線センサに接触して熱的に接続される熱遮蔽体と、
熱放射線センサに熱的に結合される基準温度センサと、
熱放射線センサ及び熱遮蔽体に熱的に結合される発熱体と、
視野の内側及び外側を移動可能な内面を有するシャッターと、
視野の内側及び外側で内面を移動させるシャッター制御装置と、
発熱体、熱放射線センサ及び基準温度センサに電気的に結合されるとともに、熱放射線センサ及び熱遮蔽体の温度が互いに略近くなり、物体の予想表面温度に近くなるように、基準温度センサにより生成された信号を処理して発熱体に供給されるエネルギー量を制御し、移動可能なシャッターを動作させるように構成された電子回路と、
熱放射線センサ、レンズ、熱遮蔽体、基準温度センサ、発熱体、及び電子回路を囲うとともに位置付ける装置筐体と、を備え、
熱遮蔽体は、熱遮蔽体の内部空洞が熱放射線センサの視野内にあるように、熱放射線センサを囲うように構成され、
熱遮蔽体は、さらに、装置筐体の内側表面から放射する迷放射線がセンサ筐体の開口に入ることを略防止するように装置筐体内に構成されることを特徴とする熱放射線温度計。 - 物体の表面温度を測定する熱放射線温度計において、
熱放射線を受ける開口を有するセンサ筐体を備えた熱放射線センサと、
物体によって放射される熱放射線を受け、熱放射線を熱放射線センサのセンサ筐体に集中させるミラーと、
熱吸収塗料膜で被覆された内表面を有し、さらに、熱放射線センサに接触して熱的に接続される熱遮蔽体と、
熱放射線センサに熱的に結合される基準温度センサと、
熱放射線センサ及び熱遮蔽体に熱的に結合される発熱体と、
発熱体、熱放射線センサ及び基準温度センサに電気的に結合されるとともに、熱放射線センサ及び熱遮蔽体の温度が互いに略近くなり、物体の予想表面温度に近くなるように、基準温度センサにより生成された信号を処理して発熱体に供給されるエネルギー量を制御し、移動可能なシャッターを動作させるように構成された電子回路と、
熱放射線センサ、レンズ、熱遮蔽体、基準温度センサ、発熱体、及び電子回路を囲うとともに位置付ける装置筐体と、を備え、
熱遮蔽体は、熱遮蔽体の内部空洞が熱放射線センサの視野内にあるように、熱放射線センサを囲うように構成され、
熱遮蔽体は、さらに、装置筐体の内側表面から放射する迷放射線がセンサ筐体の開口に入ることを略防止するように装置筐体内に構成されることを特徴とする熱放射線温度計。 - 熱放射線センサを備える熱放射線温度計により物体の表面温度を離れて測定する方法において、
熱放射線センサのセンサ筐体に接触して熱的に接続され、熱吸収塗料膜で被覆されるとともに熱放射線センサの視野内にある内表面を有し、熱放射線温度計の装置筐体の内側表面から放射される迷熱放射線がセンサ筐体の開口に入ることを略防止するように構成された熱遮蔽体に熱放射線センサを設ける行程と、
熱放射センサ及び熱遮蔽体を加熱して、物体の予想表面温度に近い温度に到達させる工程と、
物体から放射される熱放射線を熱放射線センサのセンサ筐体に集中させる行程と、
熱放射線センサの出力信号に応じて、物体から放射される熱放射線の熱流束を決定する行程と、
物体の表面温度を熱流束及びセンサ温度の関数として計算する行程と
熱放射線温度計の表示部に物体の計算された温度を表示する行程と、
を備えることを特徴とする方法。
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