JP7442743B2 - 温度測定装置、温度測定方法、及び電気機器 - Google Patents
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Description
本開示は、熱画像センサを用いた温度測定装置、温度測定方法、及び電気機器に関わる。
近年、物体の表面から放たれる赤外線放射を検知する赤外線カメラを用いて、非接触で温度を測定する技術、製品が提案されている。しかし、赤外線カメラは相対温度を測定するものであり、絶対温度を測定することは困難であった。
そこで、赤外線カメラで測定した相対温度を絶対温度に補正する技術が検討されている。例えば、特許文献1では、格納容器を監視する装置において、装置内に絶対温度測定が可能な黒体炉を設置し、この黒体炉の温度を測定することにより、赤外線カメラで取得した測定対象物の相対温度を絶対温度に補正して、非接触にて測定対象物の絶対温度測定を可能にしている。また特許文献2では、温度管理された赤外線検出器に面する側に鏡面加工したシャッターを設け、赤外線検出器自身が放射する赤外線をそのシャッターに反射させて基準熱源とし、これを用いて測定対象物の相対温度を絶対温度に補正することにより、非接触にて測定対象物の絶対温度測定を行っている。
しかしながら、装置内に黒体炉等の重量物を設置する場合、設置場所に制約があるという課題があった。また、装置内に鏡面加工したシャッター、シャッター駆動部等を設ける場合、装置が複雑になるという課題があった。
本開示は、上述した課題を解決するためになされたものであり、設置場所に制約を受けず、簡単な構成で実現できる温度測定装置を提供することを目的とする。また、この温度測定装置を用いた電気機器を提供することを目的とする。
本開示に係る温度測定装置は、上面、下面を有する空間において温度を測定する温度測定装置であって、前記空間内に相対温度を取得する熱画像センサと絶対温度を取得する温度センサとを備え、前記温度センサが設置された位置と異なる位置を基準点とし、前記温度センサの測定値と、前記温度センサの設置位置から前記基準点までの距離の鉛直成分と、前記上面から前記下面までの距離の鉛直成分と、前記空間の温度係数とから、前記基準点の絶対温度を推定する基準点温度推定部と、前記基準点温度推定部により推定された前記基準点の絶対温度と前記熱画像センサによる前記基準点の相対温度とから補正値を決定し、前記熱画像センサによる相対温度分布と前記補正値から絶対温度分布を生成する絶対温度分布生成部を備えたものである。
また、本開示に係る温度測定方法は、絶対温度を取得する温度センサが設置された位置と異なる位置を基準点とする基準点設定工程と、前記温度センサの測定値と、前記温度センサの設置位置から前記基準点までの距離の鉛直成分と、前記上面から前記下面までの距離の鉛直成分と、前記空間の温度係数とから、前記基準点の絶対温度を推定する基準点温度推定工程と、前記基準点温度推定工程により推定された前記基準点の絶対温度と前記熱画像センサによる前記基準点の相対温度とから補正値を決定し、前記熱画像センサによる相対温度分布と前記補正値から絶対温度分布を生成する絶対温度分布生成工程を備えたものである。
また、本開示に係る電気機器は、本開示に係る温度測定装置と、前記温度測定装置の絶対温度分布生成部が生成した絶対温度分布から選択した絶対温度に基づき、機能を制御するものである。
本開示によれば、設置場所に制約を受けず、簡単な構成により、非接触に測定対象物の絶対温度を測定することができる。
実施の形態1.
図1~図5を用いて実施の形態1における温度測定装置について説明する。
図1~図5を用いて実施の形態1における温度測定装置について説明する。
図1に示すように、温度測定装置100は、赤外線カメラ等の相対温度を取得する熱画像センサ1と、熱電対等により絶対温度を取得する温度センサ2と、例えば、マイクロプロセッサ、マイクロプロセッシングユニット等により構成される基準点温度推定部3と、絶対温度分布生成部4とが備えられている。
温度測定装置100は、例えば図2に示すように、天井を上面6、床面を下面5とした空間99に設置される。空間99は上面6、下面5、壁等の側面7により閉鎖され、この例においては、空間99の側面7には窓等の開口部8、熱源となる照明等の発光体9が設けられている。
そして図2における断面Aの一部を表す図3に示すように、温度センサ2の設置位置と異なる位置、例えば下面5上に基準点Sが設定され、この基準点Sと温度センサ2までの距離の鉛直成分、及び上面6から下面5までの距離の鉛直成分が、例えば設置時に設置情報として温度測定装置100に入力される。ここで、基準点Sと温度センサ2までの距離の鉛直成分とは、下面5から温度センサ2までの高さH1、上面6から下面5までの距離の鉛直成分とは、下面5から上面6までの高さHである。
図4を用いて、熱画像センサ1が取得する相対温度分布について説明する。熱画像センサ1は物体の表面から放たれる放射熱をセンサで捉える。熱画像センサ1は捉えた放射熱量を画像として濃淡で表示し、例えば図4に示すように、下面5、上面6、開口部8、発光体9、動かない熱源10、動く熱源11等の測定対象物を画像として表す。ここで、例えば下面5は床、上面6は天井、開口部8は窓、発光体9は照明、動かない熱源10は暖房器具、調理家電等、動く熱源11は人、ペットのような生き物である。窓から差し込む日差しにより温められた床や壁も表面温度が上がるため、熱源と同様に相対温度が高いものとして熱画像センサ1は捉える。図4の例では、色が濃い方が放射熱量は小さく、すなわち、表面温度が低く、色が白い方が放射熱量は大きい、すなわち、表面温度が高いことを示している。熱画像センサ1は空間99を俯瞰するように空間99内を撮像する。
図5を用いて、温度測定装置100における温度測定方法について説明する。
ステップS11において、熱画像センサ1に基準点Sの絶対温度を推定 する。そして、ステップS12において、温度センサ2の設置位置と異なる位置を基準点Sとする(基準点設定工程)。そして、ステップS13において、温度センサ2の設置位置から基準点Sまでの距離の鉛直成分と上面6から下面5までの距離の鉛直成分を取得する。そして、ステップS14において、温度センサ2から温度の計測値を取得する。そして、ステップS15において、温度センサ2の計測値、温度センサ2の設置位置から基準点Sまでの距離の鉛直成分、上面6から下面5までの距離の鉛直成分、温度係数から基準点Sの絶対温度を推定 する(基準点温度推定工程)。そして、ステップS16において、推定された基準点Sの絶対温度と熱画像センサ1による基準点Sの相対温度とから補正値を決定 する。そして、ステップS17において、熱画像センサ1による相対温度分布と補正値から相対温度分布を取得 する(絶対温度分布生成工程)。
ステップS11において、熱画像センサ1に基準点Sの絶対温度を推定 する。そして、ステップS12において、温度センサ2の設置位置と異なる位置を基準点Sとする(基準点設定工程)。そして、ステップS13において、温度センサ2の設置位置から基準点Sまでの距離の鉛直成分と上面6から下面5までの距離の鉛直成分を取得する。そして、ステップS14において、温度センサ2から温度の計測値を取得する。そして、ステップS15において、温度センサ2の計測値、温度センサ2の設置位置から基準点Sまでの距離の鉛直成分、上面6から下面5までの距離の鉛直成分、温度係数から基準点Sの絶対温度を推定 する(基準点温度推定工程)。そして、ステップS16において、推定された基準点Sの絶対温度と熱画像センサ1による基準点Sの相対温度とから補正値を決定 する。そして、ステップS17において、熱画像センサ1による相対温度分布と補正値から相対温度分布を取得 する(絶対温度分布生成工程)。
すなわち、絶対温度を取得する温度センサ2が設置された位置と異なる位置を基準点Sとする基準点設定工程と、温度センサ2の測定値と、温度センサ2の設置位置から基準点Sまでの距離の鉛直成分と、上面6から下面5までの距離の鉛直成分と、空間99の温度係数とから、基準点Sの絶対温度を推定する基準点温度推定工程と、基準点温度推定工程により推定された基準点Sの絶対温度と熱画像センサ1による基準点Sの相対温度とから補正値を決定し、熱画像センサ1による相対温度分布と補正値から絶対温度分布を生成する絶対温度分布生成工程により温度の測定を行う。
ここで、上面6から下面5までの距離の鉛直成分は基準点Sの位置が、床、天井のどちらの場合でも正の数値Hとなる。温度センサ2の設置位置から基準点Sまでの距離の鉛直成分は、基準点Sが温度センサ2より下の場合は正、基準点Sが温度センサ2より上の場合は負の数値となる。
ステップS15における温度係数は、例えば、ZEH(経済産業省、環境省によるネット・ゼロ・エネルギー・ハウス)の基準を満たした際の天井面と床面の温度差を断熱係数Dとして用いることができる。ZEH基準を満たす場合、天井面と床面の温度差が3.0℃以下になるよう、壁や床下に断熱材を入れる等して断熱性が維持されている。断熱係数Dが3.0℃の場合、高さあたりの温度変化は、D/Hとなるため、温度係数は、(断熱係数)/(上面6から下面5までの距離の鉛直成分)となる。
断熱係数Dは、温度測定装置100の記憶部等に予め入力しておけばよい。断熱係数Dのテーブルを作成し、空間99の条件により選択するようにしてもよい。
断熱係数Dは、温度測定装置100の記憶部等に予め入力しておけばよい。断熱係数Dのテーブルを作成し、空間99の条件により選択するようにしてもよい。
ステップS15における、基準点Sの絶対温度推定方法について説明する。
通常、床から天井までの温度分布はほぼ一様である。この特性を利用して、基準点Sの絶対温度を推定する。温度センサ2の測定値をTmとしたとき、基準点Sの絶対温度Tsは、次式(1)で求まる。
Ts=Tm-(D/H)×H1 (1)
通常、床から天井までの温度分布はほぼ一様である。この特性を利用して、基準点Sの絶対温度を推定する。温度センサ2の測定値をTmとしたとき、基準点Sの絶対温度Tsは、次式(1)で求まる。
Ts=Tm-(D/H)×H1 (1)
基準点Sは温度センサ2の設置位置と異なる位置であればよく、天井に基準点Sを設けてもよい。基準点Sが温度センサ2より上の場合は、負の数値H1を式(1)に入力することとなる。
ステップS17における、絶対温度分布の生成方法について説明する。
熱画像センサ1から入力された相対温度分布のうち、基準点Sの相対温度を基準点温度推定部3が算出した基準点温度とするとともに、補正値を、例えば基準点温度と熱画像センサ1による基準点Sの相対温度との温度差と決定する。基準点Sと異なる各位置の絶対温度は、熱画像センサ1による相対温度に補正値を例えば加算して算出し、各位置の絶対温度として、熱画像センサ1が撮像したエリア全体の絶対温度分布を生成する。一部のエリアの相対温度分布を生成してもよい。このようにして、空間99内に測定対象物があれば、生成された絶対温度分布から測定対象物の絶対温度を知ることができる。
熱画像センサ1から入力された相対温度分布のうち、基準点Sの相対温度を基準点温度推定部3が算出した基準点温度とするとともに、補正値を、例えば基準点温度と熱画像センサ1による基準点Sの相対温度との温度差と決定する。基準点Sと異なる各位置の絶対温度は、熱画像センサ1による相対温度に補正値を例えば加算して算出し、各位置の絶対温度として、熱画像センサ1が撮像したエリア全体の絶対温度分布を生成する。一部のエリアの相対温度分布を生成してもよい。このようにして、空間99内に測定対象物があれば、生成された絶対温度分布から測定対象物の絶対温度を知ることができる。
絶対温度は、熱画像センサ1による相対温度に補正値を減算して算出するようにしてもよい。
熱画像センサ1が取得する数値が温度換算されていない場合は、その数値を温度換算するように補正値を決めてもよい。補正値は定数でなくてもよい。例えば空間99内に重みづけをした式等の関数を用いたものであってもよい。
熱画像センサ1が取得する数値が温度換算されていない場合は、その数値を温度換算するように補正値を決めてもよい。補正値は定数でなくてもよい。例えば空間99内に重みづけをした式等の関数を用いたものであってもよい。
このように実施の形態1に係る温度測定装置100は、黒体炉等の重量物や、シャッター等の補助装置を設置せずに、非接触に測定対象物の絶対温度を測定することができる。したがって、設置場所に制約を受けず、簡単な構成により、非接触に測定対象物の絶対温度を測定することができる。
なお、上面6から下面5までの距離の鉛直成分H、基準点Sと温度センサ2までの距離の鉛直成分H1を初期に入力する例について説明したが、例えば温度測定装置100にレーザ変位計を備え、距離を測定するようにしてもよい。また、基準点Sを任意の位置とし、自動的に取得するようにしてもよい。この場合は、温度測定装置100に、図示しない距離測定部、基準点設定部等を設ければよい。
また、温度測定装置100の全体を空間99内に設置する例について説明したが、少なくとも温度センサ2が空間内99にあれば、温度測定装置100の一部が空間99の外にあってもよい。
また、温度測定装置100の全体を空間99内に設置する例について説明したが、少なくとも温度センサ2が空間内99にあれば、温度測定装置100の一部が空間99の外にあってもよい。
また、温度センサ2により温度測定するステップS14を、基準点Sの絶対温度を推定するステップS15の前に実施する例について説明したが、例えば、基準点Sの位置を決定するステップS12の後にする等順序を変更してもよい。つまりは、基準点温度推定工程までに、温度センサ2による温度測定を実施すればよい。
実施の形態2.
図6、図7を用いて実施の形態2における温度測定装置について説明する。
図6、図7を用いて実施の形態2における温度測定装置について説明する。
図6に示すように、温度測定装置100は、赤外線カメラ等の相対温度を取得する熱画像センサ1、熱電対等により絶対温度を取得する温度センサ2、例えば、マイクロプロセッサ、マイクロプロセッシングユニット等により構成される基準点温度推定部3、絶対温度分布生成部4、空間温度差データ取得部21、と空間温度差データ判断部22が備えられている。本実施の形態の温度測定装置100は、実施の形態1に示した温度測定装置100に、空間温度差データ取得部21、空間温度差データ判断部22がさらに備えられたものであり、その他の構成は同じである。
図7は、温度係数を決定する手順を示すフローチャートであり、例えば実施の形態1で述べた熱画像センサ1からの相対温度分布取得するステップS11と、絶対温度を取得する温度センサ2が設置された位置と異なる位置を基準点SとするステップS12との間で実施する。図7を用いて、温度係数を決定する手順について説明する。
ステップS21において、熱画像センサ1が取得した相対温度分布から、上面6の相対温度と下面5の相対温度を取得し、上面6の相対温度と下面5の相対温度の差である空間温度差を算出する。そして、ステップS22において、空間温度差が予め定められた第一の閾値Tth1を超えるか否かを判断する。例えば、第一の閾値Tth1を実施の形態1で示したZEH基準による断熱係数Dとし、空間温度差が断熱係数Dより大きくなると、空間温度差が第一の閾値Tth1を超えていると判断する。そして、ステップS22で空間温度差が第一の閾値Tth1を超えている(Yes)と判断された場合、空間温度差を上面6から下面5までの距離の鉛直成分で除した値を温度係数とする。そして、ステップS22で空間温度差が第一の閾値Tth1以下(No)と判断された場合は、温度係数は変更しない、または実施の形態1で説明した手順で求める。
すなわち、空間温度差データ取得部21において、熱画像センサ1が取得した相対温度分布から、上面6の相対温度と下面5の相対温度の差である空間温度差を取得し(空間温度差取得工程)、空間温度差データ判断部22において、空間温度差が第一の閾値Tth1を超えた場合は、空間温度差を上面6から下面5までの距離の鉛直成分で除した値を温度係数とする(空間温度差判断工程)。
このように実施の形態2に係る温度測定装置100は、空間99の上面6と下面5の温度差から高さあたりの温度変化を求めて温度係数とするため、基準点Sの絶対温度を、より正確に推定することでき、より正確に絶対温度を生成できる。
なお、温度係数を決定する手順を、熱画像センサ1からの相対温度分布取得するステップS11と、温度センサ2が設置された位置と異なる位置を基準点SとするステップS12との間で実施する例について説明したが、例えば、温度センサ2から温度の計測値を取得するステップS14の後にする等順序を変更してもよい。つまりは、基準点温度推定工程までに、温度係数を決定する手順を実施すればよい。
実施の形態3.
図8、図9を用いて実施の形態3における温度測定装置について説明する。
図8、図9を用いて実施の形態3における温度測定装置について説明する。
図8に示すように、温度測定装置100は、赤外線カメラ等の相対温度を取得する熱画像センサ1、熱電対等により絶対温度を取得する温度センサ2、例えば、マイクロプロセッサ、マイクロプロセッシングユニット等により構成される基準点温度推定部3、絶対温度分布生成部4、相対温度分布蓄積部31、基準点変更部32が備えられている。本実施の形態の温度測定装置100は、実施の形態1に示した温度測定装置100に、相対温度分布蓄積部31、基準点変更部32がさらに備えられたものであり、その他の構成は同じである。
図9は、基準点を決定する手順を示すフローチャートであり、例えば実施の形態1で述べた熱画像センサ1からの相対温度分布取得するステップS11と、絶対温度を取得する温度センサ2が設置された位置と異なる位置を基準点SとするステップS12との間で実施する。図9を用いて、基準点Sを決定する手順について説明する。
ステップS31において、熱画像センサ1が取得した相対温度分布を、予め定められた時間間隔Δtの間、相対温度分布蓄積部31に蓄積する。そして、ステップS32において時刻tと時刻(t+Δt)の相対温度差が、予め定められた第二の閾値Tth2を超えるか否か判断し、第二の閾値Tth2を超える範囲を特定する。
例えば、第二の閾値Tth2を5℃とし、時刻tと時刻(t+Δt)の相対温度差が5℃より大きくなると、相対温度差が第二の閾値Tth2を超えていると判断するとともに、例えば熱画像センサ1の相対温度分布を示す画像中の座標等を特定する。第二の閾値Tth2を負の値とし、相対温度差と第二の閾値Tth2との関係に基づき判断してもよい。
そして、ステップS32で時刻tと時刻(t+Δt)の相対温度差が第二の閾値Tth2を超えている(Yes)と判断された場合、ステップS33において、第二の閾値Tth2を超える範囲が基準点Sとされているか判断する。そして、ステップS33で第二の閾値Tth2を超える範囲が基準点Sとされている(Yes)と判断された場合、ステップS34において、第二の閾値Tth2を超える範囲を除いた空間99内の位置を基準点Sとする。例えば、ステップS32で特定された画像中の座標が基準点Sと一致するか、特定された範囲内に基準点Sが存在するかを判断し、一致または、特定された範囲内に基準点Sが存在すると判断された場合、基準点SのX、Y座標を、Δx、Δyだけずらし、特定された範囲外の座標が見つかるまでこのルーチンを繰り返し、基準点Sを移動させる。
そして、ステップS32において、時刻tと時刻(t+Δt)の相対温度差が第二の閾値Tth2を超えない(No)と判断された場合、及びステップS33において、第二の閾値Tth2を超える範囲が基準点とされていない(No)と判断された場合は、基準点Sを移動させることなく、実施の形態1で説明したステップ12に進む。
すなわち、相対温度分布蓄積部31において、熱画像センサ1が取得した相対温度分布を予め定められた時間間隔Δt分蓄積し(相対温度分布蓄積工程)、基準点変更部32において、相対温度分布蓄積部31に蓄積された相対温度分布のうち、時間間隔Δt内の温度差が第二の閾値Tth2を超える範囲が特定され、かつ第二の閾値Tth2を超える範囲が基準点Sとされた場合は、第二の閾値Tth2を超える範囲を除いた空間99内の位置を基準点Sとする(基準点変更工程)。
ステップS31において、熱画像センサ1が取得した相対温度分布を、予め定められた時間間隔Δtの間、相対温度分布蓄積部31に蓄積する。そして、ステップS32において時刻tと時刻(t+Δt)の相対温度差が、予め定められた第二の閾値Tth2を超えるか否か判断し、第二の閾値Tth2を超える範囲を特定する。
例えば、第二の閾値Tth2を5℃とし、時刻tと時刻(t+Δt)の相対温度差が5℃より大きくなると、相対温度差が第二の閾値Tth2を超えていると判断するとともに、例えば熱画像センサ1の相対温度分布を示す画像中の座標等を特定する。第二の閾値Tth2を負の値とし、相対温度差と第二の閾値Tth2との関係に基づき判断してもよい。
そして、ステップS32で時刻tと時刻(t+Δt)の相対温度差が第二の閾値Tth2を超えている(Yes)と判断された場合、ステップS33において、第二の閾値Tth2を超える範囲が基準点Sとされているか判断する。そして、ステップS33で第二の閾値Tth2を超える範囲が基準点Sとされている(Yes)と判断された場合、ステップS34において、第二の閾値Tth2を超える範囲を除いた空間99内の位置を基準点Sとする。例えば、ステップS32で特定された画像中の座標が基準点Sと一致するか、特定された範囲内に基準点Sが存在するかを判断し、一致または、特定された範囲内に基準点Sが存在すると判断された場合、基準点SのX、Y座標を、Δx、Δyだけずらし、特定された範囲外の座標が見つかるまでこのルーチンを繰り返し、基準点Sを移動させる。
そして、ステップS32において、時刻tと時刻(t+Δt)の相対温度差が第二の閾値Tth2を超えない(No)と判断された場合、及びステップS33において、第二の閾値Tth2を超える範囲が基準点とされていない(No)と判断された場合は、基準点Sを移動させることなく、実施の形態1で説明したステップ12に進む。
すなわち、相対温度分布蓄積部31において、熱画像センサ1が取得した相対温度分布を予め定められた時間間隔Δt分蓄積し(相対温度分布蓄積工程)、基準点変更部32において、相対温度分布蓄積部31に蓄積された相対温度分布のうち、時間間隔Δt内の温度差が第二の閾値Tth2を超える範囲が特定され、かつ第二の閾値Tth2を超える範囲が基準点Sとされた場合は、第二の閾値Tth2を超える範囲を除いた空間99内の位置を基準点Sとする(基準点変更工程)。
このように実施の形態3に係る温度測定装置100は、相対温度差が大きい位置を基準点Sから除外するため、基準点Sの絶対温度を、より正確に推定でき、より正確に絶対温度を生成できる。
なお、実施の形態1から3において、データを入出力するタイミングは、どこで行ってもよく、温度測定装置100に、熱画像センサ1が相対温度分布を取得するタイミングを制御するタイミング制御部を設けてもよい。
また、上面6、下面5を平面である天井、床とする例について説明したが、上面6、下面5は、曲面であってもよい。
また、上面6、下面5を平面である天井、床とする例について説明したが、上面6、下面5は、曲面であってもよい。
また、本開示の温度測定装置100は、設置場所に制約を受けず、簡単な構成により、非接触に測定対象物の絶対温度を測定することができるため、例えば図10に示すように、電気機器1000を制御する機器制御部40を設け種々の電気機器1000を高度に制御できる。
例えば、空調機に温度測定装置100を設け、室内における空間99の絶対温度分布から空調機の設定温度に満たない範囲を検知し、空調機の暖房機能を制御できる。空調機の設定温度を超過する範囲を検知し、冷房機能を制御してもよい。また、生成された絶対温度分布に基づき、測定対象物にあたる風の強さや温度を制御してもよい。
例えば、空調機に温度測定装置100を設け、室内における空間99の絶対温度分布から空調機の設定温度に満たない範囲を検知し、空調機の暖房機能を制御できる。空調機の設定温度を超過する範囲を検知し、冷房機能を制御してもよい。また、生成された絶対温度分布に基づき、測定対象物にあたる風の強さや温度を制御してもよい。
また、自動車、電車、飛行機、船等の乗り物の運転手をモニタするドライバーモニタリングシステムに温度測定装置100を設けてもよい。例えば、自動車のダッシュボードに温度測定装置100を設置し、絶対温度分布からドライバーの体表温度を検知し、所定の閾値を超える、もしくは下回る場合は警告したり、ブレーキを制御したりするようにしてもよい。
このように、温度測定装置100を用いて電気機器1000を構成すれば、絶対温度分布生成部4が生成した絶対温度分布から選択した絶対温度に基づき、電気機器1000の機能を高度に制御することができる。
また、上述以外にも、各実施の形態の自由な組み合わせ、各実施の形態の任意の構成要素の変形、または各実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。
1 熱画像センサ、2 温度センサ、3 基準点温度推定部、4 絶対温度分布生成部、5 下面、6 上面、7 側面、8 開口部、9 発光体、10 動かない熱源、11 動く熱源、21 空間温度差データ取得部、22 空間温度差データ判断部、31 相対温度分布蓄積部、32 基準点変更部、99 空間、100 温度測定装置、1000 電気機器
Claims (9)
- 上面、下面を有する空間において温度を測定する温度測定装置であって、
前記空間内の相対温度を取得する熱画像センサと絶対温度を取得する温度センサとを備え、前記空間内の前記温度センサが設置された位置と異なる位置を基準点とし、
前記温度センサの測定値と、前記温度センサの設置位置から前記基準点までの距離の鉛直成分と、前記上面から前記下面までの距離の鉛直成分と、前記空間の温度係数とから、前記基準点の絶対温度を推定する基準点温度推定部と、
前記基準点温度推定部により推定された前記基準点の絶対温度と前記熱画像センサによる前記基準点の相対温度とから補正値を決定し、前記熱画像センサによる相対温度分布と前記補正値とから絶対温度分布を生成する絶対温度分布生成部と、
を備えたことを特徴とする温度測定装置。 - 前記基準点は、前記上面又は前記下面上とすることを特徴とする請求項1に記載の温度測定装置。
- 前記温度係数は、前記空間における高さあたりの温度変化であることを特徴とする請求項1に記載の温度測定装置。
- 前記温度係数は、断熱係数D、前記上面から前記下面までの高さをHとしたとき、D/Hであって、前記基準点の絶対温度Tsは、前記温度センサの計測値をTm、前記下面から前記温度センサまでの高さをH1としたとき、
Ts=Tm-(D/H)×H1 (1)
で求められることを特徴とする請求項1に記載の温度測定装置。 - 前記補正値は、前記基準点温度推定部で推定された前記基準点の絶対温度と、前記熱画像センサから取得された前記相対温度分布のうちの、前記基準点の相対温度との温度差とし、
前記熱画像センサから取得された前記相対温度分布のうち、前記基準点の相対温度を、推定された前記基準点の絶対温度に置き換えるとともに、前記基準点と異なる位置の相対温度を、前記基準点と異なる位置の相対温度に前記補正値を加算、又は減算して、前記絶対温度分布を生成することを特徴とする請求項1に記載の温度測定装置。
- 前記熱画像センサが取得した相対温度分布から、前記上面の相対温度と前記下面の相対温度の差である空間温度差を取得する空間温度差データ取得部をさらに備え、
前記空間温度差が第一の閾値を超えた場合は、
前記空間温度差を前記上面から前記下面までの距離の鉛直成分で除した値を前記温度係数とする空間温度差データ判断部を備えたことを特徴とする請求項1に記載の温度測定装置。 - 前記熱画像センサが取得した相対温度分布を蓄積する相対温度分布蓄積部をさらに備え、
前記相対温度分布蓄積部に蓄積された前記相対温度分布のうち、時間間隔内の温度差が第二の閾値を超える範囲が特定され、かつ前記第二の閾値を超える範囲が基準点とされた場合は、前記第二の閾値を超える範囲と異なる前記空間内の位置を、前記基準点とする基準点変更部を備えたことを特徴とする請求項1に記載の温度測定装置。 - 上面、下面を有する空間において温度を測定する温度測定方法であって、
絶対温度を取得する温度センサが設置された位置と異なる位置を基準点とする基準点設定工程と、
前記温度センサの測定値と、前記温度センサの設置位置から前記基準点までの距離の鉛直成分と、前記上面から前記下面までの距離の鉛直成分と、前記空間の温度係数とから、前記基準点の絶対温度を推定する基準点温度推定工程と、
前記基準点温度推定工程により推定された前記基準点の絶対温度と前記空間内の相対温度を取得する熱画像センサによる前記基準点の相対温度とから補正値を決定し、前記熱画像センサによる相対温度分布と前記補正値から絶対温度分布を生成する絶対温度分布生成工程と、
を備えたことを特徴とする温度測定方法。 - 請求項1から請求項7のいずれかに記載の温度測定装置と、
前記温度測定装置の前記絶対温度分布生成部が生成した絶対温度分布から選択した絶対温度に基づき、機能を制御することを特徴とする電気機器。
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