JP2703326B2 - How to measure the transmittance of a substance - Google Patents

How to measure the transmittance of a substance

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JP2703326B2
JP2703326B2 JP8968189A JP8968189A JP2703326B2 JP 2703326 B2 JP2703326 B2 JP 2703326B2 JP 8968189 A JP8968189 A JP 8968189A JP 8968189 A JP8968189 A JP 8968189A JP 2703326 B2 JP2703326 B2 JP 2703326B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、光センサを用いて平板形状の物質の透過率
を測定する測定方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial application field) The present invention relates to a measurement method for measuring the transmittance of a plate-shaped substance using an optical sensor.

(従来の技術) 平板形状の物質の所定の波長に対する透過率測定は、
光センサを用いて被測定物を設置した場合の光センサの
出力強度と、被測定物を設置しない場合の出力強度との
比を求めることにより測定していた。
(Prior art) Measurement of transmittance of a plate-shaped substance at a predetermined wavelength is as follows.
The measurement is performed by obtaining a ratio between the output intensity of the optical sensor when the object to be measured is installed using the optical sensor and the output intensity when the object to be measured is not installed.

すなわち、第19図に示すように、白色光源50からの光
を集光ミラー51により集光して分光器52に入射し、当該
分光器52によって、ある波長の単色光に分光する。そし
て、この特定波長λの単色光に重畳した高調波をロング
パスフィルタ58によって除去した後に、再び集光ミラー
54によって集光し、被測定物56を透過させて光センサ55
に照射する。このとき、光センサ55より出力される出力
強度Aと、当該被測定物56に照射された光量P、光セン
サ55の分光感度R、及び求める被測定物56の透過率τと
の間には、 A=τ・R・P ……(2) の関係が成立する。
That is, as shown in FIG. 19, light from the white light source 50 is condensed by the condensing mirror 51 and is incident on the spectroscope 52, where the light is split into monochromatic light of a certain wavelength. Then, after removing the harmonics superimposed on the monochromatic light having the specific wavelength λ by the long-pass filter 58, the condensing mirror is returned again.
The light is condensed by 54, passes through the DUT 56, and is
Irradiation. At this time, between the output intensity A output from the optical sensor 55, the light amount P irradiated to the device under test 56, the spectral sensitivity R of the optical sensor 55, and the transmittance τ of the device under test 56 to be obtained. , A = τ · R · P (2).

また、第19図に示す測定光学系において被測定物56を
設置しない場合には、同様に、 A′=R・P ……(2′) の関係が成立する。これら(2)(2′)式より τ=A/A′ となり、光センサ55の出力強度の比を各波長毎に求める
ことにより被測定物56の透過率を求めることができる。
In the case where the object to be measured 56 is not installed in the measuring optical system shown in FIG. 19, the relationship of A ′ = R · P (2 ′) is similarly established. From these equations (2) and (2 ′), τ = A / A ′, and the transmittance of the device under test 56 can be determined by determining the ratio of the output intensity of the optical sensor 55 for each wavelength.

このような操作を波長λ毎に繰り返し、被測定物56の
透過率τを所定の波長領域で求めたのが第20図に示すグ
ラフである。本図にて示す被測定物(ゲルマニウム板)
は、波長が1〜22μmの領域で透過率が最大となること
から、この波長領域の光のみを透過させたい場合などに
使用して好適な物質であることが認められる。
This operation is repeated for each wavelength λ, and the transmittance τ of the device under test 56 is determined in a predetermined wavelength region, as shown in the graph of FIG. DUT (Germanium plate) shown in this figure
Has a maximum transmittance in a wavelength region of 1 to 22 μm, and thus is a suitable substance to be used when it is desired to transmit only light in this wavelength region.

(発明が解決しようとする課題) ところが、このような従来の透過率の測定方法によれ
ば、測定光学系の装置が大がかりになるという欠点があ
る。すなわち、従来装置には少なくとも、白色光源、複
数の集光ミラー、分光器、分光器を駆動するための駆動
装置、高調波の混入を防止するロングパスフィルタ、当
該ロングパスフィルタの切換え機構、光センサからの出
力を記録する記録装置等が必要となる。
(Problems to be Solved by the Invention) However, according to such a conventional method for measuring the transmittance, there is a disadvantage that the apparatus of the measuring optical system becomes large. That is, the conventional apparatus includes at least a white light source, a plurality of condenser mirrors, a spectroscope, a driving device for driving the spectroscope, a long-pass filter for preventing harmonics from being mixed, a switching mechanism of the long-pass filter, and an optical sensor. A recording device or the like for recording the output is required.

また、従来の測定装置には分光器が必須であるため、
白色光源からの光を単色光に分光する際に、分光される
光の波長領域によってはプリズムある意はグレーティン
グを変更しなければならないという非常に煩わしい操作
をともなってしまう。
In addition, since a spectroscope is indispensable for the conventional measuring device,
When the light from the white light source is split into monochromatic light, an extremely troublesome operation of changing the prism or the grating is required depending on the wavelength region of the split light.

本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなさ
れたものであり、簡便な装置で物質の透過率を測定する
ことができ、しかも、いずれの波長領域でも透過率の測
定ができる測定方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of such problems of the conventional technology, and can measure the transmittance of a substance with a simple device, and can measure the transmittance in any wavelength region. The aim is to provide a method.

[発明の構成] (課題を解決するための手段) 上記目的を達成するための本発明は、放射スペクトル
可変手段により少なくともn個の互いに独立した放射ス
ペクトルの波形が与えられる光源から、被測定物を透過
させて光センサに少なくとも前記n個の光をそれぞれ照
射し、このとき光センサから出力される少なくともn個
の出力強度により、n個に分割した前記光の波長領域の
それぞれにおける前記被測定物の透過率を測定する方法
であって、ある放射スペクトルをもつ光(添字jにて表
わす)の、ある分割された波長領域(添字jにて表わ
す)における前記光源の放射光量をPji、 ある放射スペクトルをもつ光を照射したときの前記光セ
ンサの出力強度をAj、 ある分割された波長領域における前記光センサの分光感
度をRi、 同波長領域において、前記被測定物に透過せずに直接前
記光センサに照射される放射光量をBi、同波長領域にお
いて、前記被測定物の透過率をτiとしたときに、 により与えられる(1)式から前記被測定物の透過率
(τi)を求めることを特徴とする物質の透過率の測定
方法である。
[Means for Solving the Problems] To achieve the above object, the present invention provides a device for measuring an object to be measured from a light source to which at least n independent radiation spectrum waveforms are given by radiation spectrum variable means. And irradiates the light sensor with at least the n light beams. At this time, at least n output intensities output from the light sensor cause the measured light to be measured in each of the n wavelength divided light regions. A method for measuring the transmittance of an object, wherein the amount of light emitted from the light source in a divided wavelength region (represented by a subscript j) of light having a certain radiation spectrum (represented by a subscript j) is represented by Pji, The output intensity of the optical sensor when irradiating light having a radiation spectrum is Aj, the spectral sensitivity of the optical sensor in a certain divided wavelength region is Ri, and the spectral sensitivity is in the same wavelength region. There are, radiation amount of irradiated the direct said light sensor without passing through the object to be measured Bi, in the same wavelength region, the transmittance of the measured object when the .tau.i, The transmittance (τi) of the object to be measured is obtained from the equation (1) given by the following formula (1).

(作用) このように構成した本発明であっては、以下の手順に
より被測定物の透過率を測定することができる。
(Operation) In the present invention configured as described above, the transmittance of an object to be measured can be measured by the following procedure.

まず、放射スペクトル可変手段の各制御パラメータに
対する光源の放射スペクトル、つまり波長に対する放射
光量あるいは放射輝度が予め測定された光源を用いる。
そして、ある制御パラメータ(添字jで表わす)におい
てこの光源から被測定物を透過させて光センサに光を照
射し、このとき、光センサから出力される出力強度Ajを
測定する。
First, a light source is used in which the emission spectrum of the light source for each control parameter of the emission spectrum varying means, that is, the amount of radiation or radiance with respect to wavelength is measured in advance.
Then, under a certain control parameter (represented by a subscript j), the object to be measured is transmitted from the light source to irradiate the optical sensor with light. At this time, the output intensity Aj output from the optical sensor is measured.

次に、波長領域を任意にn分割し、jなる制御パラメ
ータを設定した光源から放射される光のうち、ある波長
領域iにおける放射光量Pjiと、上記測定された出力強
度Aj、またある波長領域iにおける光センサの分光感度
Ri、同波長領域において被測定物を通過せずに光センサ
に照射された放射光量Bi、とを下記式、 に代入して得られる透過率τiについての連立方程式を
演算することにより、任意に分割した波長域における物
質の透過率τを求めることができる。
Next, the wavelength region is arbitrarily divided into n, and of the light emitted from the light source in which the control parameter j is set, the amount of radiation Pji in a certain wavelength region i, the measured output intensity Aj, and the certain wavelength region Spectral sensitivity of optical sensor at i
Ri, the amount of radiation Bi irradiated to the optical sensor without passing through the object to be measured in the same wavelength region, and By calculating the simultaneous equations for the transmittance τi obtained by substituting the values into, the transmittance τ of the substance in the arbitrarily divided wavelength region can be obtained.

(実施例) 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は、本発明の測定方法を用いて被測定物の透過
率を測定する装置を示す基本構成図、第2図は、光セン
サの検出視野が光源より小さい場合における同測定装置
の光源及び光センサ部分を示す構成図、第3〜7図は、
光センサの検出視野が光源より大きい場合における同測
定装置の光源、光センサ及び補正装置部分を示す構成
図、第8図は、同じく光センサの検出視野が光源より大
きい場合における他の実施例に係る同測定装置の光源及
び光センサ部分を示す構成図である。
FIG. 1 is a basic configuration diagram showing an apparatus for measuring the transmittance of an object to be measured using the measuring method of the present invention, and FIG. 2 is a light source of the same measuring apparatus when the detection field of view of the optical sensor is smaller than the light source. FIG.
FIG. 8 is a configuration diagram showing a light source, an optical sensor, and a correction device portion of the measuring device when the detection field of view of the optical sensor is larger than the light source. FIG. It is a lineblock diagram showing a light source and an optical sensor part of the same measuring device.

第1図に示す如く、本実施例の測定装置は、平板形状
に形成された被測定物30と、光センサ10と、当該光セン
サ10に特定の放射スペクトルを有する光を照射する白色
光源11と、この白色光源11の放射スペクトルの波形を変
更する放射スペクトル変更手段12と、種々の演算を行う
演算手段13とから構成されている。
As shown in FIG. 1, the measuring apparatus of the present embodiment includes a device under test 30 formed in a flat plate shape, an optical sensor 10, and a white light source 11 for irradiating the optical sensor 10 with light having a specific radiation spectrum. And emission spectrum changing means 12 for changing the waveform of the emission spectrum of the white light source 11, and operation means 13 for performing various operations.

前記白色光源11として本実施例は黒体炉を用いてい
る。この黒体炉11は、周知のように完全放射体であっ
て、るつぼ内に収容された円筒管からなる黒体と、るつ
ぼ内に前記黒体を包含するように充填された白金と、る
つぼ全体を埋め込んで熱絶縁を向上せしめるトリア粉な
どから構成され、るつぼ周囲に設けられた高周波加熱コ
イルなどからなる加熱手段によって白金を介して黒体を
加熱することにより白色光を発生させるようになってい
る。そして、この黒体炉11から発せられる白色光は、黒
体の加熱温度によりその放射スペクトル、すなわち、光
の波長λと放射輝度Meとの関係が独立して変化するとい
う特性を有している。換言すれば、黒体炉11の加熱温度
に対して特定の放射スペクトルを有する光を発生させる
特性を備えており、しかも、これらの光は互いに独立、
すなわち単に放射輝度Meが相似的に変化したものでな
く、波長λに対する放射輝度Meの波形がそれぞれ異なる
波形となるという特定を有している。したがって、本実
施例にあっては、放射スペクトル変更手段12を黒体炉11
の加熱温度Tとし、ある特定の加熱温度1つに対して、
独立した1つの放射スペクトルの波形を有する光を光源
11から発生させるようにしている。
In this embodiment, a black body furnace is used as the white light source 11. As is well known, the black body furnace 11 is a complete radiator, and includes a black body formed of a cylindrical tube housed in a crucible, platinum filled in the crucible so as to include the black body, and a crucible. It is composed of tria powder etc. which bury the whole to improve thermal insulation, and white light is generated by heating the black body via platinum by heating means consisting of high frequency heating coil etc. provided around the crucible. ing. The white light emitted from the black body furnace 11 has a characteristic that its emission spectrum, that is, the relationship between the wavelength λ of the light and the radiance Me independently changes according to the heating temperature of the black body. . In other words, it has a characteristic of generating light having a specific emission spectrum with respect to the heating temperature of the black body furnace 11, and these lights are independent of each other.
In other words, the radiance Me does not simply change in a similar manner, but has a specification that the waveforms of the radiance Me with respect to the wavelength λ have different waveforms. Therefore, in the present embodiment, the radiation spectrum changing means 12 is
And the heating temperature T, and for one specific heating temperature,
Light source having independent independent radiation spectrum waveform
I'm trying to generate from 11.

また、前記光センサ10は、前記光源から照射される光
の方向に対して対向する位置に設置され、さらにこれら
光源11と光センサ10との間には被測定物30が配設されて
いる。これら被測定物30、光源11及び光センサ10は、乾
燥した窒素ガスを充満した所定の密閉容器内に収容され
ている。これにより大気中の水蒸気あるいは二酸化炭素
等による光の吸収を防止することができる。
The optical sensor 10 is installed at a position facing the direction of light emitted from the light source, and a device under test 30 is provided between the light source 11 and the optical sensor 10. . The DUT 30, the light source 11, and the optical sensor 10 are housed in a predetermined closed container filled with dry nitrogen gas. Thereby, absorption of light by water vapor or carbon dioxide in the atmosphere can be prevented.

前記演算手段13は、光センサ10の出力強度Aを検出す
る検出部14と、予め必要なデータを格納しておく記憶部
15と、これら出力強度A及び必要なデータを入力して被
測定物40の透過率τを演算する演算部16とを有してお
り、マイクロコンピュータなどにより構成することがで
きる。本実施例にあっては、光センサ10の出力強度Aを
検出する検出部14として直流電圧計を用い、また記憶部
15には、黒体炉11の加熱温度Tに対する光源11の放射光
量Pのデータを格納している。
The calculation means 13 includes a detection unit 14 for detecting the output intensity A of the optical sensor 10 and a storage unit for storing necessary data in advance.
15 and an operation unit 16 which inputs the output intensity A and necessary data to calculate the transmittance τ of the device under test 40, and can be constituted by a microcomputer or the like. In the present embodiment, a DC voltmeter is used as the detection unit 14 for detecting the output intensity A of the optical sensor 10, and
15 stores data on the amount of radiation P of the light source 11 with respect to the heating temperature T of the blackbody furnace 11.

また、前記演算部16にて演算された被測定物30の波長
λに対する透過率τを記録する記録手段17を当該演算部
16に接続するように構成することもできる。
A recording unit 17 for recording the transmittance τ of the device under test 30 with respect to the wavelength λ calculated by the arithmetic unit 16 is provided by the arithmetic unit.
It can also be configured to connect to 16.

第2図に示すように、前記光センサ10の検出視野αが
前記光源11の大きさより小さい場合にあっては、上述し
た装置構成のみによって測定することができるが、第3
図に示すように、光センサ10の検出視野βが光源11の大
きさより大きい場合には、測定光学系に光源11以外から
の光が当該光センサ10に照射されることから、以下述べ
るような検出視野の補正装置を用いて測定を行なう。
As shown in FIG. 2, when the detection field α of the optical sensor 10 is smaller than the size of the light source 11, the measurement can be performed only by the above-described apparatus configuration.
As shown in the figure, when the detection field of view β of the optical sensor 10 is larger than the size of the light source 11, light from a source other than the light source 11 is applied to the optical sensor 10 to the measurement optical system. The measurement is performed using a detection field correction device.

この補正装置は、予め理論式によりその放射光量を算
出し得る部材(18)を用いることにより、実際の光源11
を当該光源と所定の関係を有する新たな光源とみなすこ
とができるように構成したものであって、実際の測定値
との誤差が生じることなく測定できるという特徴を備え
ている。
This correction device uses the member (18) for which the amount of radiation can be calculated in advance by a theoretical formula, thereby realizing the actual light source 11
Can be regarded as a new light source having a predetermined relationship with the light source, and has a feature that the measurement can be performed without an error from an actual measurement value.

すなわち、まず第4図に示すように、光センサ10の検
出視野βを光源11の大きさ以下に制限するために通孔19
が形成されたバッフル板18を被測定物30と光センサ10と
の間に配設し、さらにこのバッフル板18の表面を黒化す
ると共に室温と同一温度に温調した状態で、光センサ10
の出力強度Aを測定し、この測定値Aを後述する(3)
式に代入する。
That is, first, as shown in FIG. 4, a through hole 19 is formed to limit the detection field β of the optical sensor 10 to the size of the light source 11 or less.
The baffle plate 18 on which is formed is disposed between the DUT 30 and the optical sensor 10, and the surface of the baffle plate 18 is blackened and the optical sensor 10 is adjusted to the same temperature as room temperature.
Is measured, and the measured value A is described later (3).
Substitute in an expression.

このとき、光センサ10に照射される光量P1には、第7
図に示すように光源11から被測定物30を透過して放射さ
れた光量τPと、前記バッフル板18から放射された光
(主に赤外線である)による光量とが含まれている。後
者の光量は、表面を黒化された前記バッフル板18を室温
における黒体、すなわち完全放射体とみなすことができ
ることから、前記通孔19が形成された前記バッフル板18
(第4図)と同一位置に配設された通孔が形成されてい
ないバッフル板20(第5図)から放射される光量P0か
ら、前記通孔19が形成された前記バッフル板18(第4
図)と同一位置に配設された前記通孔と同一形状のバッ
フル板21(第6図)から放射される光量P2を減じた値
(P0−P2)となる。したがって、求める光量P1は、 P1=τP+(P0−P2) ……(5) となり、ここで、P,P0,P2のそれぞれの値は、プランク
の放射式を用いて精度良く、しかも容易に算出すること
ができる。つまり、光センサ10の検出視野が光源11の大
きさより大きい場合には、上述した検出視野の補正装置
を用いることにより、P1なる光量を放射する新たな光源
を備えた測定光学系とみなす訳である。
At this time, the light amount P1 applied to the optical sensor
As shown in the figure, the light amount τP transmitted from the light source 11 through the DUT 30 and the light amount (mainly infrared light) emitted from the baffle plate 18 are included. The latter amount of light can be regarded as a black body at room temperature, that is, a complete radiator, since the baffle plate 18 whose surface is blackened can be regarded as a complete radiator.
From the amount of light P0 radiated from the baffle plate 20 (FIG. 5), which is disposed at the same position as that of FIG. 4
(P0-P2) obtained by subtracting the amount of light P2 emitted from the baffle plate 21 (FIG. 6) having the same shape as the through hole disposed at the same position as that shown in FIG. Therefore, the light quantity P1 to be obtained is: P1 = τP + (P0−P2) (5) where the respective values of P, P0, and P2 are accurately and easily calculated using Planck's radiation equation. can do. In other words, when the detection field of view of the optical sensor 10 is larger than the size of the light source 11, by using the above-described correction device for the detection field, it is regarded as a measurement optical system including a new light source that emits the light amount P1. is there.

なお、光センサ10の検出視野が光源11の大きさより大
きい場合の測定は、前記バッフル板18に代えて、第8図
の実線にて示すように被測定物30と光センサ10との間、
あるいは一点鎖線にて示すように光源11と被測定物30と
の間にミラーあるいはレンズなどの光学素子22を設置し
て行なうこともできる。
When the detection field of view of the optical sensor 10 is larger than the size of the light source 11, the measurement is performed between the DUT 30 and the optical sensor 10 as shown by a solid line in FIG.
Alternatively, an optical element 22 such as a mirror or a lens may be provided between the light source 11 and the device under test 30, as indicated by a dashed line.

この場合には、光源11から被測定物30を透過して発せ
られる光の反射率が100%であるミラー22を用いること
が好ましく、反射率100%のミラー22の表面から放射さ
れる光量は0となることから、光センサ10に照射される
光量は光源11から被測定物30を透過した光量のみとな
る。したがって、この場合においても、ミラー22の光学
的特性、すなわちFメンバあるいは口径及び焦点距離、
光源11とミラー22の幾何学的配置等から、光源11から放
射される光量を算出することができ、これによって、前
述した第1図に示す測定光学系と同様に被測定物30の透
過率τを求めることができる。
In this case, it is preferable to use a mirror 22 having a reflectance of 100% for light emitted from the light source 11 through the device 30. The amount of light emitted from the surface of the mirror 22 having a reflectance of 100% is preferably used. Since it is 0, the amount of light applied to the optical sensor 10 is only the amount of light transmitted from the light source 11 through the DUT 30. Therefore, also in this case, the optical characteristics of the mirror 22, that is, the F member or the aperture and the focal length,
The amount of light radiated from the light source 11 can be calculated from the geometrical arrangement of the light source 11 and the mirror 22, and the transmittance of the DUT 30 can be calculated in the same manner as in the measurement optical system shown in FIG. τ can be obtained.

次に、本発明の測定方法における解析原理について説
明する。
Next, the analysis principle in the measurement method of the present invention will be described.

前述したように、黒体炉11は完全放射体であることか
ら、その放射スペクトル、すなわち、光の波長λに対す
る放射輝度Meの関係は、波長λと炉温Tとの関数で表さ
れたプランクの放射式によって求められる。
As described above, since the blackbody furnace 11 is a perfect radiator, its radiation spectrum, that is, the relationship of the radiance Me with respect to the wavelength λ of light, is a plank expressed as a function of the wavelength λ and the furnace temperature T. It is obtained by the radiation equation.

すなわち、黒体炉11からの放射輝度をMe[λ,T](W/
m3)、波長をλ(m)、炉温をT(K)とすると、この
放射スペクトルは、 Me[λ,T] =C1・λ-5{exp(C2/λT)−1} ……(6) で表される。ここで、C1,C2はプランク定数、ボルツマ
ン定数及び真空中の光速度から求まる定数であり、 C1=1.191×10-16[W・m2], C2=1.438×10-2[m・K] である。さらに、本黒体炉11から放射される波長λの光
のうち光センサに照射される光量LT(λ)は、黒体炉の
開口面積をA(m2)、黒体炉開口面から見込んだ光セン
サの受光面の立体角をΩ(ステラジアン)とすると、 LT(λ)=Me[λ,T]・A・Ω ……(6′) より与えられる。
That is, the radiance from the blackbody furnace 11 is expressed as Me [λ, T] (W /
m 3 ), the wavelength is λ (m), and the furnace temperature is T (K), this emission spectrum is expressed as Me [λ, T] = C 1 λ -5 {exp (C 2 / λT) -1} ... (6) Here, C 1 and C 2 are constants determined from Planck's constant, Boltzmann's constant, and the speed of light in a vacuum, and C 1 = 1.191 × 10 −16 [W · m 2 ] and C 2 = 1.438 × 10 −2 [ m · K]. Further, of the light of wavelength λ radiated from the main body 11, the light amount L T (λ) applied to the optical sensor is represented by A (m 2 ), the opening area of the main body, Assuming that the solid angle of the light receiving surface of the optical sensor is Ω (steradian), L T (λ) = Me [λ, T] · A · Ω (6 ′)

まず、被測定物30の透過率を求めようとする波長領域
(λS〜λE)を任意にn個に分割する。この分割は、等
分割である必要はなく、例えば、被測定物30の透過率領
域が予め予想されるならば、その高透過率領域の立ち上
がり部分において細分化すると、高精度の測定結果を得
ることができ本発明の活用上好ましいものとなる。
First, a wavelength region (λ S to λ E ) for which the transmittance of the device under test 30 is to be obtained is arbitrarily divided into n regions. This division does not need to be an equal division.For example, if the transmittance region of the device under test 30 is predicted in advance, subdividing it at the rising portion of the high transmittance region will provide a highly accurate measurement result. This is preferable for utilization of the present invention.

また、この波長領域(λS〜λE)を分割するに際し、
もし、被測定物である光センサ10の分光感度域の境界
値、すなわち、その光よりも短波長域、長波長域では、 (分光感度)=0 であるような値が、予め予想できる場合には、その境界
値を前述のλS、λEとする。
In dividing this wavelength region (λ S to λ E ),
If the boundary value of the spectral sensitivity range of the optical sensor 10 to be measured, that is, a value such that (spectral sensitivity) = 0 can be predicted in advance in a shorter wavelength range and a longer wavelength range than the light, , The boundary values are λ S and λ E described above.

もし、そのような予想ができなければ、波長域の短波
長側の境界値をλSとして0を、長波長側の境界値をλE
として∞を設定する。
If such a prediction cannot be made, the boundary value on the short wavelength side of the wavelength region is set to 0 as λ S , and the boundary value on the long wavelength side is set to λ E
Is set as ∞.

したがって、この波長分割は、 λS〜λ1〜λ2……λn-1〜λE となり、便宜上この波長領域を 12,…n-1n 及び i=[λi-1,λi] 但し、λ0=λS、λn=λE と表わす。Thus, this wavelength division, λ S ~λ 1 ~λ 2 ...... λ n-1 ~λ E , and the convenience of the wavelength regions 1, 2, ... n-1 , n and i = i-1, λ i ] where λ 0 = λ S and λ n = λ E.

次に、放射スペクトル可変手段により選択されたある
一つの放射スペクトルの光を光源11から光センサ10に照
射した際に、当該放射スペクトルのうち前述したある分
割波長領域[λi-1,λ1]による放射光量をP
i)、黒体炉11の温度がT(K)のとき光センサ10
に照射される光のうち波長領域[λi-1,λi]にある成
分の光量をLTi)とすると、 (i=1,2……,n) であることから、この放射光量Pをλに対して矩形近似
すれば、 P(λi) =LTi)・(λi−λi-1) ……(8) また、前述したように、光センサに照射される光量に
は、光源から放射され被測定物を透過した後に光センサ
に照射される光量τ(i)・P(i)と、途中の測定
光学系である前記バッフル板あるいは後述するチョッピ
ングブレードから発せられた光量B(i)とが含まれ
ている。したがって、光センサに照射される光量は、 τ(i)・P(i)+B(i) と表わすことができる。なお、測定装置の構成によって
は途中の測定光学系から光センサに照射される光が皆無
である場合も考えられ、この場合には、上記式におい
て、B(i)=0として取り扱えば良い。
Next, when light of a certain radiation spectrum selected by the radiation spectrum varying means is irradiated from the light source 11 to the optical sensor 10, the aforementioned divided wavelength regions [λ i-1 , λ 1 ] Is P
( I ) When the temperature of the black body furnace 11 is T (K), the light sensor 10
Let L T ( i ) be the light amount of the component in the wavelength region [λ i−1 , λ i ] of the light irradiated to (I = 1,2 ......, n) since it is, if a rectangular approximation to the emitted light amount P λ, P (λ i) = L T (i) · (λ i -λ i-1 ) (8) As described above, the amount of light applied to the optical sensor includes the amount of light τ ( i ) · P ( i ) emitted from the light source and transmitted through the device under test and then applied to the optical sensor. And the amount of light B ( i ) emitted from the baffle plate or the chopping blade described later, which is a measuring optical system in the middle. Therefore, the amount of light applied to the optical sensor can be expressed as τ ( i ) · P ( i ) + B ( i ). Note that, depending on the configuration of the measuring apparatus, there may be no case where there is no light emitted from the intermediate measuring optical system to the optical sensor. In this case, B ( i ) may be treated as B ( i ) = 0 in the above equation.

波長領域iにおいて光量τ(i)・P(i)+B
i)の光が光センサに照射されたとき、当該光セン
サ10は、 R(i){τ(i)P(i)+B(i)}の強度の
信号を出力する。ここで、この照射された光量と出力強
度との関係は、各波長領域で独立に成立することから、
全波長領域、すなわち[λS,λE]の光が照射されたと
きの光センサ10の出力強度は、各波長領域からの寄与成
分の総和として測定されていることになる。したがっ
て、測定された光センサの出力強度は、 で表わされる。なお、PTji)は、黒体炉11の温度が
Tjのときの波長領域i内における放射光量を表わす。
また、ATiは、黒体炉11の温度がTjのときの測定された
光センサの出力強度を表わす。ここで、上記(3)式を
変形すると、 となり、このとき上記左辺は測定により求められる測定
値であり、また右辺のPTji)及びR(i)は予め
知られた値である。
Light amount τ ( i ) · P ( i ) + B in wavelength region i
When the light of ( i ) is applied to the optical sensor, the optical sensor 10 outputs a signal having an intensity of R ( i ) {τ ( i ) P ( i ) + B ( i )}. Here, since the relationship between the irradiated light quantity and the output intensity is established independently in each wavelength region,
The output intensity of the optical sensor 10 when the light of the entire wavelength region, that is, the light of [λ S , λ E ] is irradiated, is measured as the sum of the contribution components from each wavelength region. Therefore, the measured output intensity of the optical sensor is: Is represented by Note that P Tj ( i ) is the temperature of the blackbody furnace 11.
It represents the amount of radiation in the wavelength region i at T j .
Also, A Ti represents the output intensity of the measured light sensor when the temperature of the blackbody furnace 11 is T j. Here, when the above equation (3) is modified, At this time, the left side is a measured value obtained by measurement, and P Tj ( i ) and R ( i ) on the right side are known values.

したがって、上記(3)式は、求めるべき未知数τ
1),τ(2),…τ(n)についてのn元1次
連立方程式となる。そして、PT1i),PT2i),
…PTni)が互いに独立した放射スペクトルを有する
光源を用いていることからも、第2図に示すように、光
センサ10の検出視野αが光源11の大きさより小さい場合
にあっては、前述した(6)(6′)(7)(8)式を
用いることにより、また、第3図に示すように、光セン
サ10の検出視野βが光源11の大きさより大きい場合にあ
っては、前述した(5)(6)(6′)(7)(8)式
を用いることにより、当該(3)式はτ(i)につい
て解けることになる。
Therefore, the above equation (3) gives the unknown τ to be obtained.
( 1 ), τ ( 2 ),... Τ ( n ) are n-ary linear equations. And P T1 ( i ), P T2 ( i ),
Since P Tn ( i ) uses light sources having emission spectra independent of each other, when the detection field α of the optical sensor 10 is smaller than the size of the light source 11, as shown in FIG. By using the equations (6), (6 '), (7), and (8), and as shown in FIG. 3, when the detection field β of the optical sensor 10 is larger than the size of the light source 11, By using the above equations (5), (6), (6 '), (7), and (8), the equation (3) can be solved for τ ( i ).

上述した実施例にあっては、黒体炉11の温度Tを変え
ることにより得られる光源11からの放射スペクトルの種
類が、分割波長領域の数nと等しい場合について説明し
たが、本発明はこの実施例に限定されることなく、放射
スペクトルの種類がn個以上であれば良い。この場合に
は、前記(1)式により得られる方程式の数が、求める
べき未知数の数より多くなることから、当該方程式は最
小2乗法により解けることになる。
In the above-described embodiment, the case where the type of the emission spectrum from the light source 11 obtained by changing the temperature T of the black body furnace 11 is equal to the number n of the divided wavelength regions has been described. The present invention is not limited to the embodiment, and it suffices that the number of types of radiation spectra is n or more. In this case, since the number of equations obtained by the above equation (1) is larger than the number of unknowns to be obtained, the equations can be solved by the least squares method.

次に、第9〜17図を参照して、本発明の他の実施例に
ついて説明する。上述した第1実施例は、照射される光
に対する光センサ10の直流的出力信号を測定することに
より被測定物30の透過率τを求めた一例であるが、以下
述べる第2実施例は、任意の周波数に変調された光源11
からの光に対する光センサ10の交流的出力信号を測定す
ることにより被測定物30の透過率τを求める具体例であ
る。
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The above-described first embodiment is an example in which the transmittance τ of the device under test 30 is obtained by measuring the DC output signal of the optical sensor 10 with respect to the irradiated light. Light source 11 modulated to an arbitrary frequency
This is a specific example in which the transmittance τ of the device under test 30 is determined by measuring an AC output signal of the optical sensor 10 with respect to light from the device.

第9図は、第2実施例に係る測定方法を用いて被測定
物の透過率を測定する装置を示す構成図、第10、11図
は、光センサの検出視野が光源より小さい場合における
同測定装置の光源及び光センサ部分を示す構成図、及び
光センサにより照射される光量と時間との関係を示すグ
ラフ、第12〜17図は、光センサの検出視野が光源より大
きい場合における同測定装置の光源、光センサ及び補正
装置部分を示す構成図、及び光センサにより照射される
光量と時間との関係を示すグラフである。
FIG. 9 is a block diagram showing an apparatus for measuring the transmittance of an object to be measured by using the measuring method according to the second embodiment. FIGS. 10 and 11 show the same when the detection field of view of the optical sensor is smaller than the light source. FIG. 12 is a configuration diagram showing a light source and an optical sensor portion of a measuring device, and a graph showing a relationship between the amount of light irradiated by the optical sensor and time. FIGS. 12 to 17 show the same measurement when the detection field of the optical sensor is larger than the light source. FIG. 2 is a configuration diagram illustrating a light source, an optical sensor, and a correction device portion of the device, and a graph illustrating a relationship between a light amount irradiated by the optical sensor and time.

第9図に示すように、本実施例の測定装置は、前述し
た第1実施例の構成部品である被測定物30と、光センサ
10と、当該光センサ10に特定の放射スペクトルを有する
光を照射する白色光源11と、この白色光源11の放射スペ
クトルの波形を変更する放射スペクトル変更手段12と、
種々の演算を行う演算手段13とに加え、前記被測定物30
と光センサ10との間に、当該光源11からの光を所定の周
波数の光に変調する周波数変調装置23を有している。ま
た、前記光センサ10の出力端子には、当該出力信号を増
幅させて信号強度を大きくするための増幅器24が接続さ
れ、さらにこの増幅された出力信号のうち、周波数変調
装置23により変調された交流波形を検出するロックイン
アンプ25が接続されている。なお、前記増幅器24は、光
センサ10からの出力信号が十分大きい場合には設ける必
要はなく、また前述した第1実施例にこの増幅器24を適
用しても良い。
As shown in FIG. 9, the measuring apparatus of the present embodiment includes an object to be measured 30 which is a component of the above-described first embodiment, and an optical sensor.
10, a white light source 11 that irradiates the light sensor 10 with light having a specific emission spectrum, and a radiation spectrum changing unit 12 that changes the waveform of the emission spectrum of the white light source 11.
In addition to the calculation means 13 for performing various calculations, the DUT 30
A frequency modulator 23 that modulates light from the light source 11 into light having a predetermined frequency is provided between the optical sensor 10 and the optical sensor 10. Further, an output terminal of the optical sensor 10 is connected to an amplifier 24 for amplifying the output signal to increase the signal strength, and of the amplified output signal, which is modulated by the frequency modulation device 23. A lock-in amplifier 25 for detecting an AC waveform is connected. Note that the amplifier 24 need not be provided when the output signal from the optical sensor 10 is sufficiently large, and the amplifier 24 may be applied to the first embodiment described above.

このような光センサの出力信号のうち、周波数変調装
置23により変調された交流部分のみを抽出する手段とし
ては、他にも種々考えられる。例えば、単に交流電圧計
を光センサの出力端子に接続して平均電圧を測定した
り、また、光センサの出力端子に直流変換器を接続し、
さらに直流電圧計を接続して、この直流電圧を測定する
こともできる。さらに、CRアクティブフィルタによって
光センサの出力信号の中心周波数を周波数変調装置23に
よる変調周波数に一致させ、これを交流電圧計によって
測定したり、あるいは直流変換器を介して直流電圧計に
よって測定したりすることも可能である。
There are various other means for extracting only the AC portion modulated by the frequency modulation device 23 from the output signal of the optical sensor. For example, simply connect an AC voltmeter to the output terminal of the optical sensor to measure the average voltage, or connect a DC converter to the output terminal of the optical sensor,
Further, a DC voltmeter can be connected to measure this DC voltage. Further, the center frequency of the output signal of the optical sensor is matched with the modulation frequency of the frequency modulation device 23 by the CR active filter, and this is measured by an AC voltmeter or measured by a DC voltmeter through a DC converter. It is also possible.

前記周波数変換装置23は、表面が黒化され、かつ室温
と同一温度に温調されると共に、光源11からの光を通過
させる通孔26が所定間隔をもって形成されたチョッピン
グブレード27を有し、このチョピングブレード27には、
当該チョッピングブレード27をある一定の速度にて回転
させる駆動部28が設けられている。前記通孔26は光セン
サ10の検出視野より大きく形成されている。また、周波
数変調装置23の駆動部28から出力されるリファレンス信
号は、前記ロックインアンプ25に入力されるように結線
されている。
The frequency conversion device 23 has a chopping blade 27 in which the surface is blackened, and the temperature is adjusted to the same temperature as room temperature, and the through holes 26 through which the light from the light source 11 passes are formed at predetermined intervals, In this chopping blade 27,
A drive unit 28 for rotating the chopping blade 27 at a certain speed is provided. The through hole 26 is formed to be larger than the detection visual field of the optical sensor 10. The reference signal output from the drive unit 28 of the frequency modulation device 23 is connected so as to be input to the lock-in amplifier 25.

前記演算手段13は、予め必要なデータを格納しておく
記憶部15と、前記ロックインアンプ25から送信された出
力強度A及び必要なデータを入力して被測定物30の透過
率τを演算する演算部16とを有しており、マイクロコン
ピュータなどにより構成することができる。本実施例に
あっても、記憶部15には、黒体炉11の加熱温度Tに対す
る光源11の放射光量Pのデータを格納している。
The calculating means 13 inputs the output intensity A and necessary data transmitted from the lock-in amplifier 25 and the storage section 15 for storing necessary data in advance, and calculates the transmittance τ of the DUT 30. And an arithmetic unit 16 which can be configured by a microcomputer or the like. Also in the present embodiment, the storage unit 15 stores data of the radiation light amount P of the light source 11 with respect to the heating temperature T of the black body furnace 11.

また、前記演算部16にて演算された被測定物30の透過
率τを記録する記録手段17を当該演算部16に接続するよ
うに構成することもできる。
In addition, a recording unit 17 for recording the transmittance τ of the DUT 30 calculated by the arithmetic unit 16 may be connected to the arithmetic unit 16.

このように構成した本実施例にあっては、被測定物30
と光センサ10との間に周波数変調装置23を設置している
ことから、当該光センサ10には変調装置23から発せられ
た光(主に赤外線)も照射されていることになる。した
がって、本実施例に係る測定装置は、第10図に示す測定
装置により光源11から被測定物30を透過して照射される
光量τPから、第13図に示す変調装置23のチョッピング
ブレード27から発せられる光量P3を減じた光量(τP−
P3)の新たな光源を有する測定光学系となっているとみ
なすことができる(第11図参照)。ここで、光量P及び
P3は、前記第1実施例と同様にして算出することができ
る。
In the present embodiment configured as above, the DUT 30
Since the frequency modulation device 23 is provided between the optical sensor 10 and the optical sensor 10, the light (mainly infrared light) emitted from the modulation device 23 is also applied to the optical sensor 10. Accordingly, the measuring device according to the present embodiment is configured such that the measuring device shown in FIG. 10 uses the measuring device shown in FIG. Light amount (τP-
It can be regarded as a measurement optical system having a new light source of P3) (see FIG. 11). Here, the light amount P and
P3 can be calculated in the same manner as in the first embodiment.

第10図に示すように、前記光センサ10の検出視野αが
前記光源11の大きさより小さい場合にあっては、上述し
た装置構成のみによって測定することができるが、第12
図に示すように、光センサ10の検出視野βが光源11の大
きさより大きい場合には、測定光学系に光源11以外から
の光が当該光センサ10に照射されることから、前述した
第1実施例と同様な検出視野の補正装置を用いて測定を
行なう。
As shown in FIG. 10, when the detection field α of the optical sensor 10 is smaller than the size of the light source 11, the measurement can be performed only by the above-described device configuration.
As shown in the figure, when the detection visual field β of the optical sensor 10 is larger than the size of the light source 11, light from other than the light source 11 is applied to the measuring optical system. The measurement is performed using the same detection field correction device as in the embodiment.

この補正装置は、予め理論式によりその放射光量を算
出し得る部材(29)を用いることにより、実際の光源11
を当該光源と所定の関係を有する新たな光源とみなすこ
とができるように構成したものであって、実際の測定値
との誤差が生じることなく測定できるという特徴を備え
ている。
This correction device uses the member (29) that can calculate the amount of radiation in advance by a theoretical formula, thereby realizing the actual light source 11
Can be regarded as a new light source having a predetermined relationship with the light source, and has a feature that the measurement can be performed without an error from an actual measurement value.

すなわち、まず第12図に示すように、光センサ10の検
出視野βを光源11の大きさ以下に制限するために通孔31
が形成されたバッフル板29を被測定物30と周波数変調装
置23との間に配設し、さらにこのバッフル板29の表面を
黒化すると共に室温と同一温度に温調した状態で、光セ
ンサ10の出力強度Aを測定し、この測定値Aを前述した
(3)式に代入する。
That is, first, as shown in FIG. 12, in order to limit the detection field β of the optical sensor 10 to the size of the light source 11 or less, the through hole 31 is used.
The baffle plate 29 on which is formed is disposed between the DUT 30 and the frequency modulation device 23, and the surface of the baffle plate 29 is blackened and the temperature is adjusted to the same temperature as the room temperature. The output intensity A of 10 is measured, and the measured value A is substituted into the above-mentioned equation (3).

このとき、第12図に示す光センサ10に照射される光量
P1は、第15図に示すように光源11から被測定物30を透過
して照射された光量τPと、第16図に示すように、前記
バッフル板29と同一位置に配設された通孔が形成されて
いないバッフル板32から放射される光量P0とを加算した
光量から、第14図に示すように、前記バッフル板29に形
成された通孔31に相当するバッフル板から放射される光
量P2と第13図に示すようにチョッピングプレート27が光
源11からの光を遮ったときの光センサ10によって検出さ
れる光量P3とを加算した光量を減じた光量、つまり、 P1=τP+P0−P2−P3 ……(9) となる。これらτP,P0,P1,P2,P3の関係は第16図に示す
通りである。
At this time, the amount of light applied to the optical sensor 10 shown in FIG.
P1 is a light amount τP transmitted from the light source 11 through the device under test 30 as shown in FIG. 15 and a through hole provided at the same position as the baffle plate 29 as shown in FIG. The amount of light radiated from the baffle plate corresponding to the through hole 31 formed in the baffle plate 29, as shown in FIG. As shown in FIG. 13, the light amount obtained by subtracting the light amount obtained by adding P2 and the light amount P3 detected by the optical sensor 10 when the chopping plate 27 blocks the light from the light source 11, that is, P1 = τP + P0−P2− P3 ... (9) The relationship among τP, P0, P1, P2, and P3 is as shown in FIG.

ここで、P,P0,P2,P3のそれぞれの値は、プランクの放
射式を用いて精度良く、しかも容易に算出することがで
きる。つまり、光センサ10の検出視野が光源11の大きさ
より大きい場合には、上述した検出視野の補正装置を用
いることにより、P1なる光量を放射する新たな光源を備
えた測定光学系とみなす訳である。
Here, the respective values of P, P0, P2, and P3 can be accurately and easily calculated using Planck's radiation formula. In other words, when the detection field of view of the optical sensor 10 is larger than the size of the light source 11, by using the above-described correction device for the detection field, it is regarded as a measurement optical system including a new light source that emits the light amount P1. is there.

このように構成した本実施例にあっても、前記第1実
施例にて詳述した(3)式により、被測定物の透過率τ
iについての連立方程式を得ることができ、これを前記
演算手段13にて解くことにより、任意に分割した波長領
域における透過率を得ることができる。
Even in the present embodiment having such a configuration, the transmittance τ of the object to be measured can be obtained by the expression (3) described in detail in the first embodiment.
A simultaneous equation for i can be obtained, and by solving the simultaneous equation by the calculating means 13, the transmittance in an arbitrarily divided wavelength region can be obtained.

なお、本発明は、前述した第1及び第2実施例のみに
限定されることなく、種々の変形例が考えられ、特に測
定装置の実施例は、本発明の要件を満たす限りにおいて
種々のものが適用できる。例えば、実施例にあっては、
光源として黒体炉を用いたが、フィラメント電流値によ
り互いに独立した放射スペクトルを発生させ得るランプ
も適用することができる。
It should be noted that the present invention is not limited to the first and second embodiments described above, and various modifications are conceivable. In particular, the embodiments of the measuring device may be various as long as the requirements of the present invention are satisfied. Can be applied. For example, in the embodiment,
Although a black body furnace was used as the light source, a lamp capable of generating an independent emission spectrum depending on the filament current value can also be applied.

次に、本発明の透過率測定方法について、さらに具体
的な実施例を挙げて説明する。
Next, the transmittance measuring method of the present invention will be described with reference to more specific examples.

本具体例は、第9図に示す装置構成にて測定を行な
い、その測定結果を第18図に示す。
In this specific example, measurement is performed with the device configuration shown in FIG. 9, and the measurement results are shown in FIG.

なお、本具体例においては、第9図における被測定物
30には厚さが2mmのゲルマニウム単結晶板を使用し、こ
の被測定物30は、黒体炉11から照射された光の進行方向
に対して45°の角度をもって配置されている。
In this specific example, the measured object in FIG.
A germanium single crystal plate having a thickness of 2 mm is used for 30, and the DUT 30 is arranged at an angle of 45 ° with respect to the traveling direction of the light emitted from the black body furnace 11.

一方、光源11として黒体炉を用いるとと共に、演算手
段13としてマイクロコンピュータを使用した。また、放
射スペクトル変更手段12としては、黒体炉の温度コント
ローラを用い、前記マイクロコンピュータによって当該
温度コントローラを制御した。ここで、黒体炉11、周波
数変調装置23、被測定物30及び光センサ10は、乾燥窒素
ガスを充満させた密閉容器内に収容し、大気中の水蒸気
及び二酸化炭素等の影響を除去するようにした。
On the other hand, a black body furnace was used as the light source 11, and a microcomputer was used as the calculating means 13. As the radiation spectrum changing means 12, a temperature controller of a black body furnace was used, and the microcomputer controlled the temperature controller. Here, the black body furnace 11, the frequency modulator 23, the device under test 30, and the optical sensor 10 are housed in an airtight container filled with dry nitrogen gas to remove the influence of water vapor and carbon dioxide in the atmosphere. I did it.

測定条件としては、周波数変調装置23における変調周
波数を8Hzとし、黒体炉11の温度は200〜1000℃(473〜1
273K)の間を100℃単位に測定して測定した。また、光
源の分割波長は、 0.2、1.0、4.0、7.0、10.0、13.0、16.0、19.0、22.0、
100.0μmの9区分とした。
As the measurement conditions, the modulation frequency in the frequency modulation device 23 is 8 Hz, and the temperature of the black body furnace 11 is 200 to 1000 ° C. (473 to 1
273K) in 100 ° C. units. The split wavelength of the light source is 0.2, 1.0, 4.0, 7.0, 10.0, 13.0, 16.0, 19.0, 22.0,
It was divided into 9 sections of 100.0 μm.

黒体炉からの放射光量は、各設定温度において、前述
したプランクの放射式によって求め、また、得られた連
立方程式(9元1次連立方程式)は、前記マイクロコン
ピュータを用いてガウスの消去法にて算出した。
At each set temperature, the amount of radiation from the blackbody furnace was determined by the Planck radiation equation described above, and the obtained simultaneous equations (ninth-order linear simultaneous equations) were obtained by Gaussian elimination using the microcomputer. Was calculated.

第18図には、上記測定結果(図中、実線にて示す)
と、その比較例として従来の測定方法により測定した透
過率(図中、破線にて示す)とを示したが、この結果か
らも本発明の測定方法の精度が優れたものであるかを理
解することができる。
FIG. 18 shows the measurement results (shown by solid lines in the figure).
And the transmittance (indicated by a broken line in the figure) measured by a conventional measuring method as a comparative example. From these results, it is understood whether the accuracy of the measuring method of the present invention is excellent. can do.

[発明の効果] 以上述べたように本発明によれば、極めて簡便な装置
構成により物質の透過率を測定することができ、しか
も、いずれの波長領域でも透過率を測定することができ
る。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the transmittance of a substance can be measured with an extremely simple apparatus configuration, and the transmittance can be measured in any wavelength region.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は、本発明の測定方法を用いて被測定物の透過率
を測定する装置を示す基本構成図、第2図は、光センサ
の検出視野が光源より小さい場合における同測定装置の
光源及び光センサ部分を示す構成図、第3〜7図は、光
センサの検出視野が光源より大きい場合における同測定
装置の光源、光センサ及び補正装置部分を示す構成図、
第8図は、同じく光センサの検出視野が光源より大きい
場合における他の実施例に係る同測定装置の光源及び光
センサ部分を示す構成図、第9図は、本発明の第2実施
例に係る測定方法を用いて被測定物の透過率を測定する
装置を示す構成図、第10,11図は、光センサの検出視野
が光源より小さい場合における同測定装置の光源及び光
センサ部分を示す構成図、及び光センサにより照射され
る光量と時間との関係を示すグラフ、第12〜17図は、光
センサの検出視野が光源より大きい場合における同測定
装置の光源、光センサ及び補正装置部分を示す構成図、
及び光センサにより照射される光量と時間との関係を示
すグラフ、第18図は、本発明の具体例による透過率の測
定結果を示すグラフ、第19〜20図は、従来の透過率測定
方法を用いた測定装置を示す構成図及び測定により得ら
れたデータを示すグラフである。 10…光センサ、11…光源、12…放射スペクトル変更手
段、13…演算手段、30…被測定物。
FIG. 1 is a basic configuration diagram showing an apparatus for measuring the transmittance of an object to be measured using the measuring method of the present invention, and FIG. 2 is a light source of the same measuring apparatus when the detection field of view of the optical sensor is smaller than the light source. And FIG. 3 to FIG. 7 are configuration diagrams illustrating a light source, an optical sensor, and a correction device portion of the measurement device when the detection field of view of the optical sensor is larger than the light source.
FIG. 8 is a configuration diagram showing a light source and a light sensor part of the measuring apparatus according to another embodiment when the detection field of view of the optical sensor is larger than the light source, and FIG. 9 is a second embodiment of the present invention. Configuration diagram showing an apparatus for measuring the transmittance of an object to be measured using such a measurement method, FIGS. 10 and 11 show a light source and an optical sensor portion of the same measurement apparatus when the detection field of view of the optical sensor is smaller than the light source. FIG. 12 is a configuration diagram, and FIG. 12 to FIG. 17 are graphs showing the relationship between the amount of light emitted by an optical sensor and time, and FIGS. 12 to 17 show a light source, an optical sensor, and a correction device of the same measuring device when the detection field of view of the optical sensor is larger than the light source. A configuration diagram showing
And a graph showing the relationship between the amount of light irradiated by the optical sensor and time, FIG. 18 is a graph showing a measurement result of transmittance according to a specific example of the present invention, and FIGS. 19 to 20 are conventional transmittance measurement methods. FIG. 1 is a configuration diagram showing a measuring device using a graph and a graph showing data obtained by measurement. Reference numeral 10 denotes an optical sensor, 11 denotes a light source, 12 denotes a radiation spectrum changing unit, 13 denotes a calculation unit, and 30 denotes an object to be measured.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】放射スペクトル可変手段により少なくとも
n個の互いに独立した放射スペクトルの波形が与えられ
る光源から、被測定物を透過させて光センサに少なくと
も前記n個の光をそれぞれ照射し、このとき光センサか
ら出力される少なくともn個の出力強度により、n個に
分割した前記光の波長領域のそれぞれにおける前記被測
定物の透過率を測定する方法であって、 ある放射スペクトルをもつ光(添字jにて表わす)の、
ある分割された波長領域(添字iにて表わす)における
前記光源の放射光量をPij、 ある放射スペクトルをもつ光を照射したときの前記光セ
ンサの出力強度をAj、 ある分割された波長領域における前記光センサの分光感
度をRi、 同波長領域において、前記被測定物に透過せずに直接前
記光センサに照射される放射光量をBi、同波長領域にお
いて、前記被測定物の透過率をτiとしたときに、 により与えられる(1)式から前記被測定物の透過率
(τi)を求めることを特徴とする物質の透過率の測定
方法。
At least n light beams are radiated from a light source provided with at least n independent radiation spectrum waveforms by a radiation spectrum varying means to an optical sensor through an object to be measured. A method of measuring the transmittance of the object under measurement in each of n wavelength regions of the light, based on at least n output intensities output from an optical sensor, the light having a certain radiation spectrum (subscript) j))
The amount of radiation of the light source in a certain divided wavelength range (represented by a subscript i) is Pij, the output intensity of the optical sensor when irradiating light having a certain radiation spectrum is Aj, The spectral sensitivity of the optical sensor is Ri, in the same wavelength region, the amount of radiation irradiated directly to the optical sensor without passing through the device under test is Bi, and in the same wavelength region, the transmittance of the device under test is τi. When you do A method for measuring the transmittance of a substance, wherein the transmittance (τi) of the object to be measured is obtained from Expression (1) given by:
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