JPH01202633A - 放射温度計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 崖１」≦１リ七を狂 本発明は放射温度計に関するものであり、特に放．耐重
が未知の場合の半透過性の被測定物の温度を計測するの
に有効な放射温度計に関する。

従米旦狡査 本件出願人は非透過な物体に対して２色以上の反射と放
射を用いて温度演算を行う放射温度計を既に特願昭６２
−　１４１７３８号で、また３色以上の反射と放射を用
いて温度演算を行う放射温度計を特願昭６２−　１４１
７３９号でそれぞれ提案している。

これらの先行技術の放射温度計は放射率の設定が不要で
あり、従って放射率が未知の物体に対して測温を行うこ
とができる。

■が　゛　しようと　る１ しかしながら、上記先行技術はあくまでも非透過性の物
体を測温することを前提としており、半透過性の物体の
測温には向けられていない．しかし、測温を要する物体
としては半導体ウェハやセラミック（セラミックは赤外
域で半透過性）等の半透過性のものも存在する訳で、こ
れらの半透過性物体の測温を実現できる放射温度計が望
まれる。

本発明はこのような点に鑑みなされたものであって、放
射率が未知の半透過性物体を測温できる放射温度計を提
供することを目的とする。

量　を”るための 上記目的を達成するため本発明の放射温度計は、波長の
異なる３以上の参照光を被測定物に向けて照射する照光
手段と、前記各波長の参照光を測光する参照光測光手段
と、前記被測定物により反射された前記各波長の参照光
の反射光を測光する反射光測光手段と、前記被測定物を
透過した前記各波長の参照光の透過光を測光する透過光
測光手段と、前記被測定物からの放射光を各波長別に測
光する放射光測光手段と、前記被測定物が周囲から受け
る放射光影響としての周囲物放射光値を供給する供給手
段と、放射率ε（λ）を ε（λ）＝１−ｒ（λ）／βｒ（λ）一ｔ（λ）／βｒ
（λ）（λは波長、ｒ（λ）は反射光測光値と参照光測
光値から求まる部分反射情報値、ｔ（λ）は透過光測光
値と参照光測光値とから求まる部分透過情報値、β１（
λ）とβｔ（λ）は未知数を含むλの関数）として、前
記各波長について、前記各測光手段で得られる測光値と
前記供給手段で得られる周囲物放射光値から前記被測定
物の温度を算出する演算手段とから構成される。

そして、上記演算手段の温度算出は、前記参照光に（ｎ
＋ｍ＋１）個の波長（但し、ｎ≧１，ｍ≧１，ｎ＋ｍ＋
１≧３）を使用する場合に、前記各測光手段で得られる
測光値と、βｒ（λ）とβｔ（λ）をそれぞれｎ個，ｍ
個の未知数を含む関数と仮定して得られる前記放射率と
、前記供給手段で得られる周囲物放射光値とから得られ
る（ｎ＋ｍ＋１）個の方程式、 ε（λｉ）ｘＤｏ（λｉ，Ｔ） ＋ｒ（λｉ）／βｔ（λｉ）ｘＩ）ｒ（λｉ）＋１（λ
ｉ）／βｔ（λｉ）ｘＤｉ，（λｉ）＝Ｄ（λｉ）ｉ＝
１．　２．　３．　　・・・、　　ｎ＋ｍ＋１但し、 Ｄｏ（λｉ、Ｔ）：温度Ｔの黒体の放射光測定値。

Ｄ（λｉ）：放射光測定値。

Ｄｒ（λｉ）：被測定物の表側周囲物放射光値。

Ｄｂ（λｉ）：被測定物の裏側周囲物放射光値。

を用いて、関数βＦ（λ）とβｔ（λ）中の（ｎ＋ｍ）
個の未知数と温度Ｔの計（ｎ＋ｍ＋１）個の未知数を求
めることにより行う。

また、これに代わって次のように算出することもできる
。即ち、前記各測光手段で得られる測光値と、前記放射
率と、前記供給手段で得られる周囲物放射光値とを用い
て得られる放射光推定値ε（λｉ）×Ｄ０（λｉ、Ｔ）
＋ｒ（λｉ）／βｒ（λｉ）ＸＤｒ（λｉ）ｆｔ（λｉ
）／βｒ（λｉ）×Ｄｂ（λｉ）と、前記放射光測光手
段で得られる放射光測光値Ｄ（λｉ）との偏差を評価す
る関数を定義し、その関数の値を最小とする温度Ｔを真
の温度として算出するようにしてもよい。

尚、前記供給手段は周囲物の上記各波長での放射光を測
光してその値を与えるように構成してもよいし、予め上
記各波長での放射光値が既知のときは、その既知の値を
与えるように構成してもよい。

立−里 このように構成された放射温度計では、波長の異なる３
以上の参照光の測光値と、その被測定物によって反射さ
れた参照光の反射光測光値と被測定物から放射されてい
る放射光を各波長別に測定した放射光測光値以外に、被
測定物が半透過性である場合に適応するように被測定物
を通過した各波長の参照光の透過光測光値をも得て演算
手段で温度を算出する。その際、周囲物故射光の影響も
考慮される。

そして、演算手段での温度算出は上記各測光値と、放射
率と、周囲物放射光値とから得られる（ｎ＋ｍ＋１）個
の方程式を解くことによって求まるが、その式に仮定を
入れる場合、その仮定に沿って解を求めることになる。

しかし、実際上どのように仮定しても誤差が含まれるの
で、予め誤差を考慮に入れて、放射光推定値と放射光測
光値との偏差の大きさを評価する関数を考え、この関数
を最小にするときの温度を求めるようにすると、仮定や
測定に誤差があっても正確度の高い温度が得られる。

裏ＪＪ１ 本発明の一実施例を図面と共に説明する。第１図は本発
明の一実施例の放射温度計の概略構成図である０本実施
例においては、異なる３つの波長λｉ．λ２．λ、の光
を測定するものとする。照光手段は、異なる３つの波長
λｉ．λ２．λ、の光を含む参照光を発生する光源りと
、光源りからの参照光を断続させるチョッパＣＰとを含
み、被測定物ＴＧに断続光を照射する。チョッパＣＰは
透光部と遮光部とを有する回転体を回転させることによ
り実現されている。まず、表側についてＬＳｒは、被測
定物ＴＧからの光を集光するレンズであり、集光された
光はファイバーＦ　Ｂ　ｙにより、３分岐される。ファ
イバーＦＢ、、、ＦＢ、、、ＦＢｔ、を透過した光は、
波長λ４．λ２．λ３の光を透過する光学フィルターＦ
ｆｌ＋　　ＦｆＺｒ　　Ｆｆ３を介して光検出器Ｓｆｌ
＋　　５ｔａｒ　　Ｓ１３にてそれぞれ受光される。光
検出器Ｓｒ＋、　　Ｓｔｔ＋　　Ｓｅ３では被測定物Ｔ
Ｇ自身が表側に放射している放射光の強度信号と、光源
りの光が被測定物ＴＧによって反射される反射光の強度
信号の両方が重畳されて検出される。

光検出器Ｓｆｌ＋　Ｓｆ！、ｓｒｓの出力信号のうち被
測定物ＴＧ自身が放射している放射光は一定であるから
、直流信号として検出され、その検出信号はＤＣアンプ
Ａｙ１．　　Ａｄｚ、　Ａｙ２にてそれぞれ増幅され、
波長λ３．λ３．λ、についての放射光測定値Ｄ（λ、
）、　Ｄ　（λｉ）、Ｄ（λ３）として出力する。

このＤＣアンプＡ　ｔ　Ｉ、　Ａ　ｔ　ｚ、　Ａ　ｔ　
３と、前記光学フィルターＦ　ｆｌ＋　Ｆ　ｆｔ、Ｆ　
１２及び光検出器Ｓ、、、　　Ｓ。＋Ｓｆ３により、３
波長光に対する放射光測光手段が構成されている。

光検出器Ｓｆｌ＋　　Ｓｒｔ＋　　Ｓｉ３の出力信号の
うち、光源りの光が被測定物ＴＧによって反射される反
射光は、光源りから被測定物ＴＧに照射される光がチョ
ッパＣＰによって断続光に変調されているから、直流分
カット用コンデンサを介して交流信号として検出され、
その検出信号はＡＣアンプＡ″ｆｌ＋　Ａ”ｆｔ、Ａ’
ｆ３にてそれぞれ増幅され、波長ハ。

λ２．λ３について反射光測定値Ｒ（λ、）、Ｒ（λｚ
＞、　　Ｒ（Ａ３）として出力される。このＡＣアンプ
Ａ’ｙ＋＋　Ａ’ｆ！＋　Ａ′ｒ３と、前記光学フィル
ターＦｆｌ、ＦｆＺ＋　　Ｆｔ３及び光検出器Ｓｆｌ＋
　　Ｓｆ！＋　　ｓｆ＋により、反射光測光手段が構成
されている。

被測定物ＴＧの裏側についても同様で、光検出器Ｓｂｌ
＋　　Ｓｂｔ＋　　Ｓｂ３では被測定物ＴＧ自身が裏側
に放射している放射光の強度信号と、光源りの光が被測
定物ＴＧを透過した透過光の強度信号の両方が重畳され
て検出される。

光検出器Ｓｂ＋＋　　Ｓｂｚ＋　　Ｓｂｓの出力信号の
うち、光源りの光が被測定物ＴＧを透過した透過光は、
光源りから被測定物ＴＧに照射される光がチョッパＣＰ
によって断続光に変調されているから、直流分カット用
コンデンサを介して交流信号として検出され、その検出
信号はＡＣアンプＡ’ｂｔ、　Ａ”、！。

Ａ′１３にてそれぞれ増幅され、波長λｉ．λ３．λ。

について透過光測定値Ｔ０（λ、）、Ｔ０（λｚＬ’ｒ
ｒ（λ、）として出力される。このＡＣアンプＡ’　ｂ
ｌ＋Ａ’、！、　Ａ”、３と、光学フィルターＦｋｌ＋
　　Ｆｂｔ＊　　Ｆｂ３及び光検出器Ｓｂｌ＋　　Ｓｂ
ｌ＊　　Ｓｂ３により、透過光測光手段が構成されてい
る。

ところで、反射率と透過率を算出するためには、波長λ
ｉ．λ２．λ３についての参照光の強度が必要なので、
光検出器Ｓ、、Ｓ、、Ｓ、が設けられている。光検出器
Ｓ、、Ｓ、、Ｓ、は波長λｉ゜λ２．λ、に対応する光
のみを透過する光学フィルターＦｉ　Ｆｔ、ｈを介して
光源りに向けられている。光源りは様々な波長の光を含
むものであるが、光検出器ＳＩはそのうち反射率と透過
率の算出に必要な波長λ、の成分の光強度を検出する。

また、光検出器Ｓ！、Ｓ、は同様に波長λ２．λ、の成
分の光強度を検出する。光検出器Ｓｌｌ　Ｓ！＋　３３
の検出出力は光源用のＤＣアンプＡ、、　Ａｔ、　Ａ２
にてそれぞれ増幅され、波長λｉ．λ２及び波長λ、に
ついての参照光測定値Ｐ（λ＋）、Ｐ　（Ａ２）。

Ｐ（λ、）として出力される。このＤＣアンプＡＩ＋Ａ
ｚ、Ａ３と光学フィルターＦＩ＋　Ｆｔ、　Ｆ３及び光
検出器Ｓ、、Ｓ、、　　Ｓ、により参照光測光手段が構
成されている。ＡＣアンプＡ’ｆｌ＋　Ａ’ｆ２＋　Ａ
′１．の出力信号Ｒ（λｌ）、　　Ｒ（λＲ＞、　　Ｒ
（λ、）とＤＣアンプＡＩ＋Ａｚ、Ａ３の出力信号Ｐ（
λｌ）、　　Ｐ（λｚ）＋　　Ｐ　（λ、）とは、部分
反射率演算手段ＲＣに入力されて、波長λｉにおける被
測定物ＴＧの部分反射率ｒ（Ａ１）＝Ｒ（ハ）／Ｐ（λ
Ｉ）と波長λ２．λ、における被測定物ＴＧの部分反射
率ｒ（λｚ）＝Ｒ（Ａ２）／Ｐ（Ａ２）、ｒ（λ：１）
＝Ｒ（λり／Ｐ（λ、）が演算される。同様にＡＣアン
プＡ　ｂ　＋　、　Ａ　ｂ　ｔ　ｒ　Ａ　ｂ　ｓの出力
信号Ｔ０（λ、）、Ｔ０（Ａ２）、Ｔバλ、）とＤＣア
ンプＡＩ＋＾２．Ａ、の出力信号Ｐ　（λｌ）、　　Ｐ
　　（λｚ）、Ｐ（λ、）とは、部分透過率演算手段Ｔ
、Ｃに入力されて、波長λ、における被測定物ＴＧの部
分透過率も（λ、）＝Ｔ０（λｌ）／Ｐ（Ａ１）と波長
λ２．λ、における被測定物ＴＧの部分透過率ｔ（λｚ
）＝ＴＦ（Ａ２）／Ｐ（Ａｔ）、ｔ（Ａ３）−Ｔ０（Ａ
３）／Ｐ　（Ａ３）が演算される。

ところで、放射光測定値Ｄ（λ、）、　Ｄ　（Ａｔ）。

Ｄ（λ、）の内には、表側周囲物の放射光が被測定物Ｔ
Ｇで反射した光と、裏側周囲物の放射光が被測定物ＴＧ
を透過した光が含まれる。被測定物の温度に比べて周囲
物の温度が低い場合ゆ、周囲物の放射光は無視してもよ
いが、無視できないような場合のために、周囲物放射光
測定手段と周囲物放射光入力手段が設けられている。周
囲物の放射光（又は、温度と放射率）の値が既知である
場合には、入力手段より入力する。既知でなければ測定
手段で測定すればよい、そのとき、温度と放射率は知る
必要がない。

部分反射率演算手段ＲＣの出力ｒ（λ、）、　ｒ（Ａ２
）。

ｒ（λ、）と部分透過率演算手段Ｔ、Ｃの出力ｔ（Ａ１
）。

ｔ（７ｇ）、ｔ（λ、）と、ＤＣアンプＡｒｔ、　　Ａ
Ｈ，Ａｔｓから得られた放射光測定値Ｄ（λＩ）、　Ｄ
（Ａ２）、Ｄ（λコ）と、周囲物放射光測定手段、又は
入力手段の出力、表側周囲物放射光値り０（λＩ）、Ｄ
ｆ（７ｇ）＋Ｄｆ（λ、）と裏側周囲物放射光値Ｄｂ（
λ＋）、Ｄｂ（Ａｔ）、　Ｄｂ（λ、）とは温度演算手
段ＴＣに入力されて、真温度が演算される。

以下、これらのデータから真温度を演算する方法につい
て説明する。

被測定物が温度Ｔの黒体の場合、被測定物から単位面積
当たり、単位立体周当たり、単位波長当たりに放射され
る光束、即ち分光放射輝度Ｌ（λ。

Ｔ）はブランクの公式によって与えられる。装置の光学
系が測定面積△Ａ、測定立体角△ωをもっているとする
と、放射光測定値Ｄ　ｏ　（λ、Ｔ）は極座標（ｒ、　
　θ、？）を使って次のように表すことができる。

Ｄｏ（λ、Ｔ）−ａ・△ｌ、ｔＳＬ、Ｓ（λ）・Ｌ（λ
、Ｔ）ＱＩＳθｉθｄθｄψｄλ・・・（１） ここで、はＳ（λ）は光検出器・光学フィルターの総合
的な分光感度、αは測定装置の変換定数で、具体的には
校正測定によって決められる定数である。従って、温度
Ｔの黒体を測定したときの放射光測定値Ｄｏ（λ、　Ｔ
）が準備できる。一般に被測定物の放射率をε（λ、　
Ｔ）とすると、その物体の温度Ｔにおける波長λの放射
光測定値Ｄ（λ、　Ｔ）は、次式で表される。

Ｄ（λ、Ｔ）＝ε（λ、Ｔ）ＸＤｏ’（λ、　　Ｔ）−
（２）次に、十分に薄い半透過の物体（厚さ方向の温度
分布は無視できる）を考える。入射した光はその物体で
反射、透過、吸収される。従って反射率をρ（λ）、透
過率をτ（λ）、吸収率をα（λ）とすると、 ρ（λ）＋τ（λ）＋α（λ）＝１・・・（３）となる
。

第２図のように単位光強度をもつ波長λの光が被測定物
ＴＧに入射し、その光が様々な角度（θ。

（Ｐ）　　に光強度１ｒ（θ、ψ、λ）をもって反射と
、光強度Ｉｔ（θ＋９’ｌ　　λ）をもって透過したと
すると、反射率ρ（λ）、透過率τ（λ）は次式で表さ
れる。

反射率ρ（λ）、透過率τ（λ）と前述の部分反射率ｒ
（λ）９部分透過率ｔ（λ）との間にはなる関係がある
。ここで、αｆとαｂは前述のαと同様で測定装置の変
換定数であり、β＋０（λ）とβ。

ｔ（λ）は被測定物の状態によって決まる反射光と透過
光の角度特性に関する係数である。具体的には０（６）
式で表される。

ここで、Δω、は表側の測定立体角、Δω、は裏側の測
定立体角である。つまり、βｌ０（λ）は様々な角度に
反射する全部の反射光に対する実際に測定できる反射光
の比であり、β’ｔ（λ）は透過光に関しての同様の係
数である。また、キルヒホッフの法則により α（λ）−ε（λ）・・・（７） であるので、βｒ（λ）＝α、・βｌ０（λ）、βｒ（
λ）＝α１β“０（λ）とお（と、 ε（λ）−１−ｒ（λ）／βｒ（λ）−ｔ（λ）／βｒ
（λ）・・・（８）が成り立つ。

以下に２種類の温度演算方法を説明する。

く第１の演算方法〉 βｒ（λ）をｎ個（ｎ≧１）の未知数を含む関数、βｔ
（λ）をｍ個（ｍ≧１）の未知数を含む関数として考え
ると、未知数は温度Ｔと合わせて計（ｎ＋＋ｍ＋　１　
）個である。

周囲物の放射光の影響が無視できない場合には、（２）
式を変形して次式が得られる。

ε（λ）ＸＤｏ（λ、Ｔ）＋ρ（λ）ＸＤｒ（λ）＋τ
（λ）×Ｄｂ（λ）＝Ｄ（λ）・・・（２）ｌ（２）“
式０（５）式０（８）式より （１−ｒ（λｉ）／βｒ（λｉ）−ｔ（λｉ）／βｔ（
λｉ））　×Ｄ０（λｉ、Ｔ）＋ｒ（λｉ）／βＦ（λ
ｉ）ＸＤｒ（λｉ）＋１（λｉ）／βバλｉ）ＸＤＩ（
λｉ）　＝　Ｄ　（λｉ）・・・（９）ｔ　＝Ｌ２＋・
・・ｎ　＋ｍ＋　１ 従って（ｎ＋ｍ＋１）色の波長を用いれば、未知数と条
件式の数が一致し解が求まる。

具体的な一例として、１／βｒ（λｉ）と１／βも（λ
ｉ）を次のように波長の二次式と仮定し、！ １／βｒ（λｉ）＝Σａｋλｒｋ ！ そのうち第１項目だけを取るものとする。未知数は３個
なので３波長を用いる。（９）式は次式になる。

（ｔ−ａ　ｏｒ（λｉ）　　ｂｏｔ（λｉ））　ｘｏｏ
（λｉ、Ｔ）＋　ａ　ｏｒ（λｉ）ＸＤｒ（λｉ） ＋ｂＯｔ（λｉ）×Ｄｂ（λｉ）　＝　Ｄ　（λｉ　）
　・・・００）ａｏとｂｏを消去すると、 但し、Ａｉ＝ｒ（λｉ）Ｘ（Ｉ　　Ｄｔ（λｉ）／Ｄｏ
（λｉ、Ｔ））Ｂｉ−ｔ（λｉ）Ｘ（Ｉ　　Ｄｂ（λｉ
）／Ｄｏ（λｉ、Ｔ））Ｃｉ＝Ｄ（λｉ）１００（λｉ
、Ｔ）−１ｉ＝１．２．３ この００式は解析的に解くことはできない。しかし、あ
る温度Ｔに対して、Ｄｏ（λｉ、Ｔ）は予め求めておく
ことが可能で、その他の測定値と合わせて（１０式の左
辺と右辺が求められる。この計算を幾つかのＴについて
繰り返し行い０１）式を満たすＴを探すことができる。

そして、そのときの温度Ｔが被測定物の温度であると考
えることができる。

〈第２の演算方法〉 第２の演算方法は最初から誤差を考慮に入れ温度演算す
る方法である。即ち０（８）式の中で、どのようにβバ
λ）とβｔ（λ）を仮定するかにより、算出温度の正確
度が決まるが、どのような関数を導入しても誤差を含む
可能性がある。また、実用上測定値には必ずといってよ
い程、測定誤差を含む。

そこで以下のような考え方により温度演算を行う。

関数ｈ　（Ｔ）を放射光推定値ε（λ）ＸＤｏ（λ）＋
ρ　（λ）×Ｄｆ（λ）＋τ　（λ）×Ｄｂ（λ）と放
射光測定値Ｄ（λ）との偏差の大きさを評価する関数と
定義する。このｈ　（Ｔ）を最小にするときの未知数の
組み合わせが解であり、そのときの温度Ｔが被測定物の
温度であると考えることができる。具体例としてＮ色（
Ｎ≧３）の波長を用い、１／βバλ）−ａｏ １／βｒ（λ）＝ｂ０ と仮定し、ｈ　（Ｔ）を放射光推定値と放射光測定値の
差の二乗の波長ごとの和と定義して温度演算する。

・・・０２） ０２）式は未知数ａ０とｂｏのそれぞれ二次式であるの
で、ある温度Ｔに対してのｈ　（Ｔ）を最小とするａ　
ｏ（＝　ａ　ｏｎ＋ｉｎ）とｂ　ｏ（＝　ｂ　ｏｍｉｎ
）はｈ　（Ｔ）が極値をとるときのａｏ、ｂａである。

従って、ａｈ　（Ｔ）／ａａ、−０とａ　ｈ　（Ｔ）　
／　ａ　ｂｅ　＝０より求めることができる。

このａ　、ｗｉｎとｔ）　０ａｋｉｎを縦行列で次式に
示す。

但し、 この０３）式で表されるＢ　６ａ＋ｉｎとｂ　ｏｌｌｉ
ｎをｒｍ式に代入してｈ　（Ｔ）を求める。

誤差論の立場から、波長の数Ｎに関係なく誤差評価を行
うため、前述のように求めたｈ　（Ｔ）から更に次式に
示すような平方根最小二乗誤差ｈ１（Ｔ）を計算する。

ｈ”（Ｔ）−ｒ訂汀バ・・・０４） 以上の計算をＴを換えて繰り返し行いｈ”（Ｔ）が最小
となるＴを探す。そして、このｈ”（Ｔ）を最小とする
温度が被測定物の温度であるとして出力する。

以上において、本発明を実施例に沿って説明したが、本
発明はこの実施例に限定されるものでなく、特許請求の
範囲に記載した発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の
変更、修正が可能であり、例えば評価関数ｈ　（Ｔ）を
０２１式では放射光推定値と放射光測定値Ｄ（λ）の差
の二乗の各波長ごとの和としたが、ｈ　（Ｔ）は放射光
推定値と放射光測定値の偏差を評価する関数であれば何
れでもよい０例えば放射光推定値と放射光測定値の差の
絶対値の各波長ごとの和としてもよい。尚、そのときは
、０４１式の代わりにｈ“（Ｔ）　＝　ｈ　（Ｔ）　／
Ｎとして誤差評価する。

第１図に示した実施例は三波長のものであるが、四波長
以上であってもよい。その場合、検出器や増幅部等の数
が変わるだけである。

また、第１図では光の三分岐に光ファイバーＦＢを用い
ているが、ハーフミラ−を使ったり機械的に３つのフィ
ルターを交互に出入させるようにしてもよい。光源に関
しても、ストロボのようなパルス光にしてチョバをなく
すこともできる。

光皿衆四来 以上の通り本発明の放射温度計によれば、放射率が未知
の物体に対して放った参照光の透過光をも測光してその
測光値を、参照光や反射光の測光値、及び被測定物から
の放射光の測光値、周囲物放射光値と共に温度算出のた
めのデータとして演算するので、被測定物が半透過性の
物体であっても、その温度を測光することができるとい
う効果がある。そして、その温度算出演算は上記各値等
から得られる（ｎ＋ｍ＋１）個の方程式を解くことによ
って得ることができる。

また、予め誤差が生じることを考慮に入れて放射光推定
値と放射測光値との偏差を評価する関数を最小にすると
きの温度を求めるようにすると、仮定や測定に誤差があ
っても正確度の高い測光温度を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

図はいずれも本発明の放射温度計に関するものであって
、第１図は全体の概略構成を示すブロック図であり、第
２図は反射率と透過率についての説明図である。 Ｌ・・・光源、　　　ＴＧ・・・被測定物。 ＣＰ・・・チョッパ。 Ｓｔｌ　　Ｓｔｌ　　Ｓｔｌ　　Ｓｔｌ、　　Ｓｒｚ、
　　Ｓｔｘ、　　Ｓｂｔ、　　Ｓｂ重、　　ｓｂｓ・・
・光検出器。 ＬＳｔ、　ｔ、ｓｂ・・・レンズ。 ＦＢｔ、ＦＢｘ、　　ＦＢｒｚ、　　ＦＢｔ３．　　Ｆ
Ｂｉ＝、　　ＦＢｂ＋、　　ＦＢｂｚ、ＦＢ、３・・・
ファイバー。 ＦＩ＋　Ｆ！＋　Ｆ３＋　　Ｆｆｌ＋　　Ｆｆ！、Ｆｏ
、Ｆｌ＋Ｉ＋　　ＦｂＺ＋Ｆｂ２・・・光学フィルター
。 Ａ、、　Ａｔ、　Ａ３＋　Ａｒｔ、　Ａｔｔ、　Ａｆ３
・・・ＤＣ増幅器。 Ａ”□、　Ａ’　ｔｚ、　Ａ’　ｔｓ・・・ＡＣ増幅器
。 ＲＣ・・・部分反射率演算手段。 ＴｒＣ・・・部分透過率演算手段。 ＴＣ・・・温度演算手段。 ＤＰ・・・表示部。 ＳＤＭ・・・周囲物故射光測定手段。 ＳＤＩ・・・周囲物放射光入力手段。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）波長の異なる３以上の参照光を被測定物に向けて
   照射する照光手段と、 前記各波長の参照光を測光する参照光測光手段と、 前記被測定物により反射された前記各波長の参照光の反
   射光を測光する反射光測光手段と、前記被測定物を透過
   した前記各波長の参照光の透過光を測光する透過光測光
   手段と、 前記被測定物からの放射光を各波長別に測光する放射光
   測光手段と、 前記被測定物が周囲から受ける放射光影響としての周囲
   物放射光値を供給する供給手段と、放射率ε（λ）を ε（λ）＝１−ｒ（λ）／β＿ｒ（λ）−ｔ（λ）／β
   ＿ｔ（λ）（λは波長、ｒ（λ）は反射光測光値と参照
   光測光値から求まる部分反射情報値、ｔ（λ）は透過光
   測光値と参照光測光値とから求まる部分透過情報値、β
   ＿ｒ（λ）とβ＿ｔ（λ）は未知数を含むλの関数）と
   して、前記各波長について、前記各測光手段で得られる
   測光値と前記供給手段で得られる周囲物放射光値から前
   記被測定物の温度を算出する演算手段と、 から成る放射温度計。
2. （２）前記演算手段が、前記参照光に〔ｎ＋ｍ＋１〕個
   の波長（但し、ｎ≧１、ｍ≧１、ｎ＋ｍ＋１≧３）を使
   用する場合に、前記各測光手段で得られる測光値と、β
   ＿ｒ（λ）とβ＿ｔ（λ）をそれぞれｎ個、ｍ個の未知
   数を含む関数と仮定して得られる前記放射率と、前記供
   給手段で得られる周囲物放射光値と、から得られる〔ｎ
   ＋ｍ＋１〕個の方程式、 ε（λ＿ｉ）×　Ｄ＿０（λ＿ｉ、Ｔ） ＋ｒ（λ＿ｉ）／β＿ｒ（λ＿ｉ）×Ｄ＿ｆ（λ＿ｉ）
   ＋ｔ（λ＿ｉ）／β＿ｔ（λ＿ｉ）×Ｄ＿ｂ（λ＿ｉ）
   −Ｄ（λ＿ｉ）ｉ＝１、２、３、…、ｎ＋ｍ＋１ 但し、 Ｄ＿０（λ＿ｉ、Ｔ）：温度Ｔの黒体の放射光測定値、
   Ｄ（λ＿ｉ）：放射光測定値、 Ｄ＿ｆ（λ＿ｉ）：被測定物の表側周囲物放射光値、Ｄ
   ＿ｂ（λ＿ｉ）：被測定物の裏側周囲物放射光値、を用
   いて、関数β＿ｒ（λ）とβ＿ｔ（λ）中の（ｎ＋ｍ）
   個の未知数と温度Ｔの計〔ｎ＋ｍ＋１〕個の未知数を求
   めることを特徴とする第１請求項に記載の放射温度計。
3. （３）前記演算手段が、前記各測光手段で得られる測光
   値と、前記放射率と、前記供給手段で得られる周囲物放
   射光値と、を用いて得られる放射光推定値ε（λ＿ｉ）
   ×Ｄ＿０（λ＿ｉ、Ｔ）＋ｒ（λ＿ｉ）／β＿ｒ（λ＿
   ｉ）×Ｄ＿ｆ（λ＿ｉ）＋ｔ（λ＿ｉ）／β＿ｔ（λ＿
   ｉ）×Ｄ＿ｂ（λ＿ｉ）と、前記放射光測光手段で得ら
   れる放射光測光値Ｄ（λ＿ｉ）との偏差を評価する関数
   を定義し、その関数の値を最小とする温度Ｔを真の温度
   として算出することを特徴とする第１請求項に記載の放
   射温度計。
4. （４）前記供給手段は周囲物の前記各波長での放射光測
   光手段であることを特徴とする第１請求項に記載の放射
   温度計。
5. （５）前記供給手段は周囲物の前記各波長での放射光が
   既知であるときに、その値を入力できる周囲物放射光入
   力手段であることを特徴とする第１請求項に記載の放射
   温度計。