JPH04113234A - 屋外赤外放射測定方法及びその放射計 - Google Patents
屋外赤外放射測定方法及びその放射計Info
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- JPH04113234A JPH04113234A JP23381790A JP23381790A JPH04113234A JP H04113234 A JPH04113234 A JP H04113234A JP 23381790 A JP23381790 A JP 23381790A JP 23381790 A JP23381790 A JP 23381790A JP H04113234 A JPH04113234 A JP H04113234A
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- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の利用分野コ
本発明は屋外の放射の中、長波赤外線のみを計測する方
法及びこの方法による赤外放射計に係る。
法及びこの方法による赤外放射計に係る。
ここで言う屋外における赤外放射とは波長３μ〜４０μ
間の長波放射をさし日射量を短波放射量（０，３〜３．
０μ）と呼称することと対比して使用する。自然界にお
ける長波放射は下向きには、雲、天空、大気よりの放射
、上向きには地表面温度に相当する黒体放射がある。こ
のバランスは今、話題となっている温室効果による気温
上昇に大ぎな影響を与えるので長波赤外線用の放射測定
が近年重要になって来た。
間の長波放射をさし日射量を短波放射量（０，３〜３．
０μ）と呼称することと対比して使用する。自然界にお
ける長波放射は下向きには、雲、天空、大気よりの放射
、上向きには地表面温度に相当する黒体放射がある。こ
のバランスは今、話題となっている温室効果による気温
上昇に大ぎな影響を与えるので長波赤外線用の放射測定
が近年重要になって来た。
［従来の技術］
屋外赤外線計測の原理は屋外に設置した赤外放射計によ
り屋外に共存する長波放射量と短波放射量との合計値を
測りこれより短波放射量（日射量）を差引く事にある。
り屋外に共存する長波放射量と短波放射量との合計値を
測りこれより短波放射量（日射量）を差引く事にある。
第５図はこの原理による従来型の構造を示し、屋外に存
在する短波放射１のほとんどの部分（約９０％）はシリ
コン又はゲルマニウム製のドーム４自体に吸収される。
在する短波放射１のほとんどの部分（約９０％）はシリ
コン又はゲルマニウム製のドーム４自体に吸収される。
ドーム４の内面にコートされる干渉膜５は、１．２〜３
．０ μ間の短波放射がドーム内に入らない様にするた
めに施したものである。又、ドーム４が厚いため長波放
射２の５０％も吸収されドーム４自体の温度上昇をもた
らし、ドームよりの長波長の二次放射３がセンサー６に
入る。センサー６の表面は黒色塗装で表面処理されてお
り二次放射３と長波放射２を合計して検出する。この二
次放射３は短波放射（日射）１の変動、風速等の外的要
因によっても変わり、測らんとする長波放射２の測定値
を乱す原因となる。そこでこの原因を除去する方式とし
てドーム４の内面中央にサーミスター１０を配備しドー
ム４の温度を直接計測し、二次放射３の成分を消去する
か、又はドーム４の外表面を空冷し、少しでもこの原因
を減らす方式がとられていた。
．０ μ間の短波放射がドーム内に入らない様にするた
めに施したものである。又、ドーム４が厚いため長波放
射２の５０％も吸収されドーム４自体の温度上昇をもた
らし、ドームよりの長波長の二次放射３がセンサー６に
入る。センサー６の表面は黒色塗装で表面処理されてお
り二次放射３と長波放射２を合計して検出する。この二
次放射３は短波放射（日射）１の変動、風速等の外的要
因によっても変わり、測らんとする長波放射２の測定値
を乱す原因となる。そこでこの原因を除去する方式とし
てドーム４の内面中央にサーミスター１０を配備しドー
ム４の温度を直接計測し、二次放射３の成分を消去する
か、又はドーム４の外表面を空冷し、少しでもこの原因
を減らす方式がとられていた。
［発明が解決しようとする課題］
然しこの従来型では正確に長波放射が測定されるとは云
えない。この主な理由は第５図の構造図で示す通り、長
波放射と共に共存する短波放射量（日射量）による影響
を完全に除去し得ないからである。従来型においては短
波放射量（日射量）は内面に干渉膜を施したシリコン又
はケルマニュームドーム４により全部吸収又は表面で反
射され、センサーには短波放射が到達しないものとして
理想化しているが実際にはドームに吸収された短波放射
量（日射量）は熱的にドーム全体の温度上昇をもたらし
この温度上昇分に相当する長波放射量がセンサーに到達
しドームを通過する自然の長波放射以外の放射量を検出
することになる。又、ドームの温度上昇分に相当する余
分の放射量は風速によっても影響され、−様に補正する
ことは不可能であり、ドーム周囲をブロアーにより通風
しドームを冷却する方法や、ドームの温度を直接測定し
ドーム自体の放射量を計算し補正する方法がとられてい
てもブロアー使用による電源線をひく等の不便がある。
えない。この主な理由は第５図の構造図で示す通り、長
波放射と共に共存する短波放射量（日射量）による影響
を完全に除去し得ないからである。従来型においては短
波放射量（日射量）は内面に干渉膜を施したシリコン又
はケルマニュームドーム４により全部吸収又は表面で反
射され、センサーには短波放射が到達しないものとして
理想化しているが実際にはドームに吸収された短波放射
量（日射量）は熱的にドーム全体の温度上昇をもたらし
この温度上昇分に相当する長波放射量がセンサーに到達
しドームを通過する自然の長波放射以外の放射量を検出
することになる。又、ドームの温度上昇分に相当する余
分の放射量は風速によっても影響され、−様に補正する
ことは不可能であり、ドーム周囲をブロアーにより通風
しドームを冷却する方法や、ドームの温度を直接測定し
ドーム自体の放射量を計算し補正する方法がとられてい
てもブロアー使用による電源線をひく等の不便がある。
又ドーム４の温度を計測する温度センサー１０は、入射
し透過する長波放射２の一部分を遮蔽し誤差の原因とな
る。又、ドーム４全体の温度を十分代表す・るものでは
ない。
し透過する長波放射２の一部分を遮蔽し誤差の原因とな
る。又、ドーム４全体の温度を十分代表す・るものでは
ない。
［課題を解決するための手段］
本発明に於いては、
■ ドームとして薄いポリエチレンシート等を使用し短
波、長波放射の吸収によるドーム自体の温度上昇を防ぎ
、 ■ センサー表面に白色塗料を塗布し主に長波放射のみ
を吸収させ、短波放射を主に反射させ、 ■ センサーが吸収したわずかな短波放射を別の短波放
射センサーにより検出し、この出力により短波放射成分
を消去することを特徴とする。
波、長波放射の吸収によるドーム自体の温度上昇を防ぎ
、 ■ センサー表面に白色塗料を塗布し主に長波放射のみ
を吸収させ、短波放射を主に反射させ、 ■ センサーが吸収したわずかな短波放射を別の短波放
射センサーにより検出し、この出力により短波放射成分
を消去することを特徴とする。
［実 施 例］
第１図に本発明実施による屋外赤外放射計の縦断面を略
図的に示す。本図に於いては第５図に示す従来型赤外放
射計の各部品と共通する部品は共通の番号を用いて示し
それらの説明は省略し本発明実施例に於ける差異点につ
いて説明する。
図的に示す。本図に於いては第５図に示す従来型赤外放
射計の各部品と共通する部品は共通の番号を用いて示し
それらの説明は省略し本発明実施例に於ける差異点につ
いて説明する。
本発明における第−点の特徴は、ドーム４の材質をポリ
エチレンの薄いシートとし短波放射１と長波放射２を共
に透過する方式としたことである。この結果、短波放射
１及び長波放射２の９０％を透過するのでドーム４によ
る吸収は殆ど０となった。その結果ドーム４の温度上昇
は殆ど完全に防止することができる。そのかわりセンサ
ー６には短波放射１、長波放射２が到達する。本発明の
第二点の特徴はセンサー表面６に白色塗装を施す事にあ
る。こうすることにより第２図に示すごとく、白色塗装
の吸収特性により長波放射２は殆ど吸収され、短波放射
１の殆どが反射される。センサー６の表面で反射した短
波放射は再びドーム４を透過して外部に放出される（１
゛ で示す）。従ってセンーサー６に吸収されるのは主
に長波放射２のみとなる。
エチレンの薄いシートとし短波放射１と長波放射２を共
に透過する方式としたことである。この結果、短波放射
１及び長波放射２の９０％を透過するのでドーム４によ
る吸収は殆ど０となった。その結果ドーム４の温度上昇
は殆ど完全に防止することができる。そのかわりセンサ
ー６には短波放射１、長波放射２が到達する。本発明の
第二点の特徴はセンサー表面６に白色塗装を施す事にあ
る。こうすることにより第２図に示すごとく、白色塗装
の吸収特性により長波放射２は殆ど吸収され、短波放射
１の殆どが反射される。センサー６の表面で反射した短
波放射は再びドーム４を透過して外部に放出される（１
゛ で示す）。従ってセンーサー６に吸収されるのは主
に長波放射２のみとなる。
しかしながら白色塗装しておいても第２図に示す通り短
波放射１のごく一部分はセンサー６に吸収される。そこ
で本発明の第三点の特徴として、センサー６の中央部に
短波放射にのみ感するシリコンダイオード等の短波放射
検知センサー９を備える。このセンサーとしてシリコン
ダイオードを使用した場合は０．３〜１．１ μの短波
放射のみを検知する。短波放射検知センサー９は通常の
全天日射計の如き高精度を必要としない。何故なら白色
塗装の短波放射量の吸収率は低い為、補正量としては少
ないからである。
波放射１のごく一部分はセンサー６に吸収される。そこ
で本発明の第三点の特徴として、センサー６の中央部に
短波放射にのみ感するシリコンダイオード等の短波放射
検知センサー９を備える。このセンサーとしてシリコン
ダイオードを使用した場合は０．３〜１．１ μの短波
放射のみを検知する。短波放射検知センサー９は通常の
全天日射計の如き高精度を必要としない。何故なら白色
塗装の短波放射量の吸収率は低い為、補正量としては少
ないからである。
従って安価なシリコンセンサー等を使用することができ
る。センサー９で測った短波放射成分をセンサー６に於
ける長波放射２の成分と先に吸収された一部の短波放射
１の成分との合計よりさし引いてやれば対象とする長波
放射２のみを計測することができる。これを式で表現す
ると下記の通りとなる。測らんとする長波放射２の量を
ＩＬとし、短波放射１の量を工、とする時、センサー６
により検出される量は下記で示される。
る。センサー９で測った短波放射成分をセンサー６に於
ける長波放射２の成分と先に吸収された一部の短波放射
１の成分との合計よりさし引いてやれば対象とする長波
放射２のみを計測することができる。これを式で表現す
ると下記の通りとなる。測らんとする長波放射２の量を
ＩＬとし、短波放射１の量を工、とする時、センサー６
により検出される量は下記で示される。
１、＝ Ｋ、Ｅ ＋ ａ Ｔ’ −ＫｓＩｓここで
ＫＬは赤外放射計の長波放射２に対する感度常数、ＫＳ
は短波放射１に対する補正係数、Ｔはセンサー６の温度
である。又、ａＴ’はその温度に相応する放射量を示し
、Ｅはセンサー６の出力である。
ＫＬは赤外放射計の長波放射２に対する感度常数、ＫＳ
は短波放射１に対する補正係数、Ｔはセンサー６の温度
である。又、ａＴ’はその温度に相応する放射量を示し
、Ｅはセンサー６の出力である。
この式の意味する所は常数ＫＬ ＋ ＫＳをあらかじめ
適当な長波、短波の放射源を使い決定しておき、短波放
射成分、は前記短波放射検知センサー９により計測され
得るのでセンサー６の出力Ｅと実測した温度Ｔより長波
放射量２のミニ、を求めることができると云うことであ
る。
適当な長波、短波の放射源を使い決定しておき、短波放
射成分、は前記短波放射検知センサー９により計測され
得るのでセンサー６の出力Ｅと実測した温度Ｔより長波
放射量２のミニ、を求めることができると云うことであ
る。
この計算を実現する電気回路を第３図に示す。電池Ｂよ
り供給される電流によりサーミスター８の温度による抵
抗変化を検出する。サーミスター８に並列に入った抵抗
Ｒ１及び直列抵抗Ｒ２によりサーミスター８の非直線性
を利用して温度の４乗に比例する放射量σＴ４を回路的
に出力することができる。センサー６で感知した長波放
射による熱の流れを起電力として検出するサーモバイル
７の出力は可変抵抗ＲＶＩによりＫＬを設定し長波放射
量に相当し・た電圧出力となる。短波放射検知用センサ
ー９は第１図のドーム４を通過する短波放射１を計測す
るもので直接電圧として出力される。この電圧を可変抵
抗ＲＶ２によりに、を設定し第１図のセンサー６に吸収
される短波放射量に相当する電圧出力を得る。第３図の
回路接続によればその出力端子からは測定対象とする長
波放射量が電圧として与えられる。
り供給される電流によりサーミスター８の温度による抵
抗変化を検出する。サーミスター８に並列に入った抵抗
Ｒ１及び直列抵抗Ｒ２によりサーミスター８の非直線性
を利用して温度の４乗に比例する放射量σＴ４を回路的
に出力することができる。センサー６で感知した長波放
射による熱の流れを起電力として検出するサーモバイル
７の出力は可変抵抗ＲＶＩによりＫＬを設定し長波放射
量に相当し・た電圧出力となる。短波放射検知用センサ
ー９は第１図のドーム４を通過する短波放射１を計測す
るもので直接電圧として出力される。この電圧を可変抵
抗ＲＶ２によりに、を設定し第１図のセンサー６に吸収
される短波放射量に相当する電圧出力を得る。第３図の
回路接続によればその出力端子からは測定対象とする長
波放射量が電圧として与えられる。
［効 果コ
第２図は本発明と従来方式を対比させる為に白色塗装し
た第１図実施例と黒色塗装した第５図従来例の塗装２に
よる吸収率の差異を示したものである。本発明に使用し
た白色塗料は実線で示し、短波放射は主に反射し長波放
射は吸収する。ただし長波放射に対する吸収率は黒色塗
装の方が若干よい。黒色塗装の吸収は点線で示す。
た第１図実施例と黒色塗装した第５図従来例の塗装２に
よる吸収率の差異を示したものである。本発明に使用し
た白色塗料は実線で示し、短波放射は主に反射し長波放
射は吸収する。ただし長波放射に対する吸収率は黒色塗
装の方が若干よい。黒色塗装の吸収は点線で示す。
第４図は本発明実施例の赤外放射計の実測データを示す
。縦軸は測らんとする下向き長波放射量を示し横軸は時
間を示す。第５図に示す従来型の計測結果は点線で示さ
れているが、点さ線で示す日射に連動して長波放射量が
太きくなっている。これに対し本発明による赤外放射計
の測定結果（実線）は基準量（点線）と比較し昼夜を通
じ同じ様な変化をしており、日射に連動しては変化しな
い。尚、基準量は全波長放射計より短波放射量（日射）
をさし引いて得たものである。
。縦軸は測らんとする下向き長波放射量を示し横軸は時
間を示す。第５図に示す従来型の計測結果は点線で示さ
れているが、点さ線で示す日射に連動して長波放射量が
太きくなっている。これに対し本発明による赤外放射計
の測定結果（実線）は基準量（点線）と比較し昼夜を通
じ同じ様な変化をしており、日射に連動しては変化しな
い。尚、基準量は全波長放射計より短波放射量（日射）
をさし引いて得たものである。
第１図は本発明実施による屋外赤外放射計の縦断面略図
、第２図は第１図実施例に使用した白色塗装と従来例に
於ける黒色塗装の各場合を屋外放射の各波長について吸
収率を比較実験した結果を示すグラフ、第３図は第１図
実施例赤外放射計に適用する電気回路図、第４図は第１
図に示す本発明赤外放射計と第５図に示す従来型赤外放
射計の性能比較実測グラフである。 １・・・短波放射 ２・・・長波放射３・・・
二次放射 ４・・・ドーム５・・・干渉膜
６・・・セン、サーフ・・・サーモパイル
８・・・温度センサー９・・・短波放射検知センサー ０・・・ドーム温度測定センサー 他４名 第 図 第５ 図 ９鍾研に ャ堪 十−ナベ −一
、第２図は第１図実施例に使用した白色塗装と従来例に
於ける黒色塗装の各場合を屋外放射の各波長について吸
収率を比較実験した結果を示すグラフ、第３図は第１図
実施例赤外放射計に適用する電気回路図、第４図は第１
図に示す本発明赤外放射計と第５図に示す従来型赤外放
射計の性能比較実測グラフである。 １・・・短波放射 ２・・・長波放射３・・・
二次放射 ４・・・ドーム５・・・干渉膜
６・・・セン、サーフ・・・サーモパイル
８・・・温度センサー９・・・短波放射検知センサー ０・・・ドーム温度測定センサー 他４名 第 図 第５ 図 ９鍾研に ャ堪 十−ナベ −一
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、屋外放射の中、短波放射を除去して長波放射量のみ
を計測する赤外放射測定方法にお いて、赤外放射計のドームを薄くして短 波・長波両放射共透過せしめてドームの温 度上昇を防ぎ、ドーム内に設置したセン サー表面に白色塗料を塗布しこれに主とし て長波放射を吸収させ且つ短波放射を主に 反射させて上記ドーム外に放出させ、ドー ム内に残る短波放射を上記センサーに隣接 配置した別の短波放射センサーにより検出 しこの検出出力を上記最初に述べたセン サーによる検出出力より差引き長波放射の みを得る事を特徴とする屋外赤外放射測定 方法。 ２、屋外放射の中、短波放射を除去して長波放射量を計
測する赤外放射計に於いて、 計測ドームを短波・長波両放射共実質上完 全に透過出来る程度に薄くし、 該計測ドーム内に配置したセンサー表面に 白色塗料を施こし、 該センサー近傍に短波長に感する短波放射 センサーを更に配置した 事を特徴とする屋外赤外放射計。 ３、上記短波放射センサーはシリコンダイオードである
事を特徴とする前記請求項２記載の屋外赤外放射計。 ４、上記計測ドームはポリエチレンフィルムより作られ
る事を特徴とする前記請求項３記載の屋外赤外放射計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23381790A JP3163093B2 (ja) | 1990-09-04 | 1990-09-04 | 屋外赤外放射測定方法及びその放射計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23381790A JP3163093B2 (ja) | 1990-09-04 | 1990-09-04 | 屋外赤外放射測定方法及びその放射計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04113234A true JPH04113234A (ja) | 1992-04-14 |
| JP3163093B2 JP3163093B2 (ja) | 2001-05-08 |
Family
ID=16961038
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23381790A Expired - Fee Related JP3163093B2 (ja) | 1990-09-04 | 1990-09-04 | 屋外赤外放射測定方法及びその放射計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3163093B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015144696A (ja) * | 2014-02-03 | 2015-08-13 | オルゴ株式会社 | 保冷、保温用飲料容器 |
-
1990
- 1990-09-04 JP JP23381790A patent/JP3163093B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3163093B2 (ja) | 2001-05-08 |
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Legal Events
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