JPH04122336U - 放射温度計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 被測定物15から放射されて光学フイルタ６を
透過した赤外線を赤外線センサ５で検出して、被測定物
15の温度を測定する放射温度計において、ＳｉまたはＧ
ｅからなる基板にＧｅとＺｎＳとの薄膜を多層に形成し
てなり８μｍ程度以上の赤外線を透過し、それ以下の赤
外線をカットする多層膜干渉フイルタで前記光学フイル
タ６が構成されている。 【効果】 光学フイルタ６がカットする８μｍ程度以下
の赤外線はＨ₂ Ｏで吸収されるが、光学フイルタ６を透
過して赤外線センサ５に入射される８μｍ程度以上の赤
外線は、Ｈ₂ Ｏによる吸収がほとんどない。したがっ
て、温度測定時の雰囲気湿度が高くても、赤外線センサ
５が検出する赤外線は、前記湿度による影響をほとんど
受けていないから、指示のドリフトがなく、常に精度よ
く温度を測定することが可能である。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、被測定物から放射される赤外線を検出し、その赤外線量に基づいて 被測定物の温度を測定する放射温度計において、その赤外線センサの前方に置か れて使用される多層膜干渉フイルタに関する。

【０００２】

【従来の技術】

被測定物から放射される赤外線に基づいて、被測定物の温度を測定する放射温 度計において、５００℃程度以下の比較的低温域を測定するものは、いわゆる大 気の窓（８〜１４μｍ）を利用している。そして、太陽光などの外乱光の影響を なくするために、放射温度計に入射する赤外線を選択する検出器の光学フイルタ として、６μｍ程度以上の赤外線を透過し、それ以下を遮断する多層膜干渉フイ ルタ、いわゆる６μｍカットオンフイルタ（Cuton Filter）を使用している。そ して、被測定物から放射されて前記光学フイルタを透過した赤外線を検出器で検 出し、その検出した赤外線量に基づいて被測定物の温度を測定する。

【０００３】 前記従来の放射温度計による温度測定において、雰囲気の湿度が普通状態であ れば特別な問題はほぼ発生しない。しかし、極端に乾燥したときや雰囲気の湿度 がかなり高い状態になると指示がドリフトする課題がある。この指示のドリフト は、例えば、測定対象温度が１００℃付近で２℃程度、３００℃付近では４℃程 度に及ぶものであり、この指示がドリフトする課題を解決することが求められて いる。

【０００４】 前記高湿度時における指示のドリフトの原因について種々考察し、Ｈ₂ Ｏの赤 外吸収スぺクトルを調査したところ、その結果は図４のとおりであった。また、 図４において、Ｂは光学フイルタとして使用されている前記６μｍカットオンフ イルタの分光スペクトルである。この図４からＨ₂ Ｏの赤外吸収が６〜８μｍに おいてかなり存在することが判明し、かつこの吸収帯域は、６μｍカットオンフ イルタの赤外透過帯域の一部と重複するものである。したがって、前記指示のド リフトは雰囲気の湿度が高くなると、被測定物が放射した赤外線の一部をＨ₂ Ｏ が吸収することに起因するものと考えられる。

【０００５】 本考案は、上記の課題を解決するものであって、湿度が高い状態でも指示のド リフトが生じない放射温度計をうることを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案の放射温度計の第１考案は、被測定物から放射されて光学フイルタを透 過した赤外線を赤外線センサで検出して、被測定物の温度を測定する放射温度計 において、ＳｉまたはＧｅからなる基板にＧｅとＺｎＳとの薄膜を多層に形成し てなり８μｍ程度以上の赤外線を透過し、それ以下の赤外線をカットする多層膜 干渉フイルタで、前記光学フイルタが構成されたことを特徴とする。

【０００７】 第２考案は、前記光学フイルタを構成する８μｍ程度以上の赤外線を透過し、 それ以下の赤外線をカットする多層膜干渉フイルタの立上がり波数が１３３０〜 １２７０cm^-1であることを特徴とする。

【０００８】

【作用】

本考案の前記放射温度計は、被測定物から放射された赤外線において、光学フ イルタを透過した赤外線を赤外線センサで検出して、その赤外線量に基づいて被 測定物の温度を測定する。そして、前記光学フイルタは、８μｍ程度以下の赤外 線、すなわち、Ｈ₂ Ｏで吸収される赤外線の波長帯域を遮断して、それが赤外線 センサに入射することを阻止し、Ｈ₂ Ｏで影響されない８μｍ程度以上の赤外線 を透過して前記赤外線センサに入射する。したがって、被測定物から放射された 赤外線の一部を雰囲気のＨ₂ Ｏが吸収することに起因する指示のドリフトがなく なる。

【０００９】

【実施例】 本考案の放射温度計の実施例を図面について説明する。

【００１０】 図において、１は筒状のケース、２はケース１内に同軸に配置された鏡筒、３ は被測定物から放射された赤外線を集光する集光レンズで、これは鏡筒２の端部 内に取付けられている。４は集光レンズ３と間隔をおいて鏡筒２内に配置された パイプ状のセンサホルダで、その内側において、前記集光レンズ３を透過した赤 外線の結像位置にサーモパイルからなる赤外線センサ５（図２参照）が配置され ている。前記集光レンズ３としては、赤外線を透過させるＳｉ、Ｇｅ、ＢａＦ₂ などからなるものを使用する。

【００１１】 ６は集光レンズ３と赤外線センサ５との間で、センサホルダ４内に配置された 光学フイルタ（図２参照）であって、これは、例えば、光学膜厚を所要の透過中 心波長の１／４としたＧｅからなる高屈折率材料薄膜と、ＺｎＳからなる低屈折 率材料薄膜とを交互に多層に、Ｓｉで形成した基板に形成してなる多層膜干渉フ イルタで構成されている。そして、この光学フイルタ６としての多層膜干渉フイ ルタは、立上がり波数が１３３０〜１２７０cm^-1に設定されて、８μｍ程度以上 の赤外線を透過し、それ以下の赤外線を遮断するものである。７はセンサホルダ ４内に設けられた基準温度センサである。

【００１２】 ８は赤外線センサ５の受光面と反対側において、集光レンズ３の光軸上に配置 されたＬＥＤからなる照準光源で、ホルダ９に取付けられている。10,11 は鏡筒 ２の外側両端部に配置されたリング状で非球面（双曲面）の照準レンズで、それ らの光軸を前記集光レンズ３の光軸に一致させて、前記照準光源８から射出され た可視光である照準光を、測定点12に結像させるように構成されている。13は照 準光源８が射出した照準光の光路、14は前記測定点12に位置した被測定物から放 射された測定赤外線の光路、15は被測定物である。図４において、Ａは光学フイ ルタ６としての前記多層膜干渉フイルタの分光スペクトルである。

【００１３】 この放射温度計は、照準光源８が射出した可視光からなる照準光を、被測定物 15の測定位置に結像させる。すると、被測定物15から放射された赤外線を、集光 レンズ３が集光し、かつ光学フイルタ６を透過させて赤外線センサ５に結像させ るから、赤外線センサ５が検出した赤外線の量に基づいて、被測定物15の前記測 定位置の温度を測定するものである。

【００１４】 そして、前記光学フイルタ６は、立上がり波数が１３３０〜１２７０cm^-1に設 定されて８μｍ程度以上の赤外線を透過し、それ以下の赤外線を遮断する多層膜 干渉フイルタで構成されている。したがって、前記光学フイルタ６は、図４から 明らかなように、Ｈ₂ Ｏにほとんど吸収されない８μｍ程度以上の波長帯域を透 過して、それを赤外線センサ５に入射させるが、Ｈ₂ Ｏに吸収される８μｍ程度 以下の赤外線は遮断して、それが赤外線センサ５に入射することを阻止する。こ のため、温度測定時における雰囲気の湿度が高くなって、被測定物15から放射さ れた赤外線の一部がＨ₂ Ｏで吸収されても、その影響を受けることなく被測定物 15の温度を測定することが可能であって、指示がドリフトするおそれがなく、雰 囲気の湿度に関係なく、常に精度よく被測定物15の温度を測定することが可能で ある。

【００１５】 なお、赤外線センサ５として、サーモパイルを使用しているが、これはチョッ パと併用したパイロセンサなどの任意の赤外線センサを使用することが可能であ る。そして、被測定物15から放射された赤外線を赤外線センサ５に入射させる測 定光学系、及び被測定物の測定位置を示す照準器光学系の各構成は任意にするこ とが可能である。さらに、光学フイルタ６は、測定対象物と赤外線センサ５との 中間にあればよく、例えば、赤外線センサ５の窓として一体に用いてもよいし、 また別体にしてもよいのはもちろんである。

【００１６】

【考案の効果】

本考案の放射温度計は、上記のように、８μｍ程度以上の赤外線を透過し、そ れ以下の赤外線をカットする多層膜干渉フイルタで構成した光学フイルタを透過 した赤外線を赤外線センサに入射させる。したがって、前記光学フイルタは、Ｈ ₂ Ｏにほとんど吸収されない８μｍ程度以上の波長帯域の赤外線を透過させて、 それを赤外線センサに入射させるが、Ｈ₂ Ｏに吸収される８μｍ程度以下の赤外 線は遮断し、それが赤外線センサに入射することを阻止する。このため、温度測 定時における雰囲気の湿度が高くて、被測定物から放射された赤外線の一部がＨ ₂ Ｏで吸収されても、その影響を受けることなく被測定物の温度を測定すること が可能であって、指示がドリフトするおそれがなく、雰囲気の湿度に関係なく、 常に精度よく被測定物の温度を測定することが可能である。

【００１７】 そして、前記光学フイルタは、ＳｉまたはＧｅからなる基板にＧｅとＺｎＳと の薄膜を多層に形成してなる多層膜干渉フイルタで構成しており、これは耐久性 にすぐれているから長期間にわたって使用することが可能である。

【００１８】 また、請求項２の放射温度計は、前記光学フイルタとしての多層膜干渉フイル タの立上がり波数が１３３０〜１２７０cm^-1に設定されているから、Ｈ₂ Ｏで吸 収される赤外線の前記波長帯域を十分にカットして、雰囲気の湿度に影響される ことなく高精度で温度を測定することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例を示す断面図である。

【図２】センサホルダの拡大断面図である。

【図３】センサホルダの拡大側面図である。

【図４】Ｈ₂ Ｏと光学フイルタの分光スペクトル図であ
る。

【符号の説明】

５ 赤外線センサ ６ 光学フイルタ

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 被測定物から放射されて光学フイルタを
   透過した赤外線を赤外線センサで検出して、被測定物の
   温度を測定する放射温度計において、ＳｉまたはＧｅか
   らなる基板にＧｅとＺｎＳとの薄膜を多層に形成してな
   り８μｍ程度以上の赤外線を透過し、それ以下の赤外線
   をカットする多層膜干渉フイルタで、前記光学フイルタ
   が構成されたことを特徴とする放射温度計。
2. 【請求項２】 ８μｍ程度以上の赤外線を透過し、それ
   以下の赤外線をカットする多層膜干渉フイルタの立上が
   り波数が１３３０〜１２７０cm^-1であることを特徴とす
   る請求項１記載の放射温度計。