JPH0469532A - 非接触温度計測装置 - Google Patents
非接触温度計測装置Info
- Publication number
- JPH0469532A JPH0469532A JP18104690A JP18104690A JPH0469532A JP H0469532 A JPH0469532 A JP H0469532A JP 18104690 A JP18104690 A JP 18104690A JP 18104690 A JP18104690 A JP 18104690A JP H0469532 A JPH0469532 A JP H0469532A
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- JP
- Japan
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- temperature measuring
- measuring device
- contact temperature
- frequency
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- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 6
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Landscapes
- Radiation Pyrometers (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は電気的デバイス等に非接触でその電気的デバイ
ス等の温度を計測する非接触温度計測装置に関するもの
である。
ス等の温度を計測する非接触温度計測装置に関するもの
である。
電気的デバイス装置の発熱は、その動作状態の監視、信
頼性評価等に重要な因子である。したがって、非接触的
に高精度で被測定デバイスあるいはそのなかでの特定発
熱点からの発熱量、位置などを計測することはデバイス
技術上要望されていた。
頼性評価等に重要な因子である。したがって、非接触的
に高精度で被測定デバイスあるいはそのなかでの特定発
熱点からの発熱量、位置などを計測することはデバイス
技術上要望されていた。
このため、デバイスの表面温度を計測する際に、非接触
的に測定するためには、遠赤外線の波長において輻射量
を受光して計量することがよい。従来この目的で、たと
えばサーモグラフィとして知られている技術がある。こ
のサーモグラフィにょれば遠赤外線による温度分布を画
像化することができる。
的に測定するためには、遠赤外線の波長において輻射量
を受光して計量することがよい。従来この目的で、たと
えばサーモグラフィとして知られている技術がある。こ
のサーモグラフィにょれば遠赤外線による温度分布を画
像化することができる。
しかしながら、上記のサーモグラフィにおいては、温度
、感度ないし位置の分解能は十分てなく、例えば、電気
的デバイスの微小部分の発熱点を詳細に計測して解析す
るためには満足なものではなかった。
、感度ないし位置の分解能は十分てなく、例えば、電気
的デバイスの微小部分の発熱点を詳細に計測して解析す
るためには満足なものではなかった。
本発明はこの要求に対応するべ〈発明されたものであっ
て、比較的安価な装置によって、さらに高い測定感度お
よび位置分解能を得ることができる装置を提供すること
を目的とする。この目的が達成されれば、工業上重要な
用途、たとえば半導体デバイス、プリント板、その他の
電気製品の検査に適用することかでき、その効果は大き
い。
て、比較的安価な装置によって、さらに高い測定感度お
よび位置分解能を得ることができる装置を提供すること
を目的とする。この目的が達成されれば、工業上重要な
用途、たとえば半導体デバイス、プリント板、その他の
電気製品の検査に適用することかでき、その効果は大き
い。
本発明はこのような課題を解消するためになされたもの
で、検査すべきデバイスに対してこれに接続すべき電源
のうち、少なくとも１つを低周波で変調する手段と、デ
バイスからの発熱温度上昇による赤外線発光を受光する
手段と、その受光出力を上記低周波と同じかまたはそれ
と関係づけられる周波数で同期検波して狭帯域周波数フ
ィルターを通過させる手段と、発光状態の強度や位置を
決定して記録する手段とを含むことを特徴とするもので
ある。もちろん、ここでいう発熱の測定とは、適当な遠
赤外線の波長たとえば４ないし１０μｍの輻射量を指す
ので、被測定体の温度とその面積、放射立体角、輻射能
等の情報を含み、ここでは、温度と表現するものである
。
で、検査すべきデバイスに対してこれに接続すべき電源
のうち、少なくとも１つを低周波で変調する手段と、デ
バイスからの発熱温度上昇による赤外線発光を受光する
手段と、その受光出力を上記低周波と同じかまたはそれ
と関係づけられる周波数で同期検波して狭帯域周波数フ
ィルターを通過させる手段と、発光状態の強度や位置を
決定して記録する手段とを含むことを特徴とするもので
ある。もちろん、ここでいう発熱の測定とは、適当な遠
赤外線の波長たとえば４ないし１０μｍの輻射量を指す
ので、被測定体の温度とその面積、放射立体角、輻射能
等の情報を含み、ここでは、温度と表現するものである
。
本願発明がその本質とするところは、単なる遠赤外線を
受光して撮像を行うのではなく、低周波で断続した画像
を作り、その信号の同期検波を行って画像化するもので
ある。
受光して撮像を行うのではなく、低周波で断続した画像
を作り、その信号の同期検波を行って画像化するもので
ある。
本発明の第１の特長とするところは、信号対雑音比を高
くするためになされた発明工夫である。
くするためになされた発明工夫である。
つまり、被測定デバイスに印加する電源を低周波で変調
ないし断続し、これによる発熱点からの熱輻射を受け、
出力電気信号を狭帯域で同期検波することによって信号
対雑音比を向上せしめる手段を持つことである。
ないし断続し、これによる発熱点からの熱輻射を受け、
出力電気信号を狭帯域で同期検波することによって信号
対雑音比を向上せしめる手段を持つことである。
これが有効となる理由は、発熱現象は被測定点の熱容量
、熱伝導度で定まる、おそい時定数を有するので、電源
の低周波変調を、たとえば１０Ｈｚのように低くできる
ため狭帯域化が可能であることであり、信号対雑音比を
著しく向上させることができる。この際、遠赤外域受光
器もそのような低周波でのみ動作すればよいので、簡単
な構成でも使用できる特長が生ずる。
、熱伝導度で定まる、おそい時定数を有するので、電源
の低周波変調を、たとえば１０Ｈｚのように低くできる
ため狭帯域化が可能であることであり、信号対雑音比を
著しく向上させることができる。この際、遠赤外域受光
器もそのような低周波でのみ動作すればよいので、簡単
な構成でも使用できる特長が生ずる。
さらに、このような受光器を１次元または２次元に配列
しておき、これからの出力から、被測定物上の発熱点の
空間的分布を再構成して画像化することができる。
しておき、これからの出力から、被測定物上の発熱点の
空間的分布を再構成して画像化することができる。
本発明の第２の特長は、該発熱点の分布を解析できる点
にある。即ち、上記同期検波の際に発熱点の発熱の変動
の位相を判定することができ、それによって被測定デバ
イスのタイミングを分析することができる。
にある。即ち、上記同期検波の際に発熱点の発熱の変動
の位相を判定することができ、それによって被測定デバ
イスのタイミングを分析することができる。
また、このとき、必要に応して、上記画像化された発熱
分布の最大点又は重心点をとって、拡がった発熱領域の
うち、実際の発熱点ないしその中間点を指示させる演算
を行えば、空間的分解能か向上して、実用上有用である
。
分布の最大点又は重心点をとって、拡がった発熱領域の
うち、実際の発熱点ないしその中間点を指示させる演算
を行えば、空間的分解能か向上して、実用上有用である
。
このようなことができるのは、被測定対象物の平面内方
向において比熱および熱伝導度が一定であることが必要
である。特に対象としている半導体、プリント基板等で
は一般に周辺部を除き、この要請は満たされている。も
ちろん特別の既知の補正を加えることで複雑な形状の解
析もできる。
向において比熱および熱伝導度が一定であることが必要
である。特に対象としている半導体、プリント基板等で
は一般に周辺部を除き、この要請は満たされている。も
ちろん特別の既知の補正を加えることで複雑な形状の解
析もできる。
このような空間的分析のときに、上記同期検波による位
相の識別が有用である。即ち、温度分布はしばしば拡大
して隣接する発熱点分布と重複する場合が多いが、位相
情報により時間差を利用して識別することができるから
である。
相の識別が有用である。即ち、温度分布はしばしば拡大
して隣接する発熱点分布と重複する場合が多いが、位相
情報により時間差を利用して識別することができるから
である。
本発明における第３の特長は、上記電源の断続方法を単
なるオン・オフではなく、特定のパターンに従う断続と
することができる点にある。このとき有用な方法は、擬
似ランダム雑音パターン（たとえばＭ系列信号）を作り
出し、この繰返しパターンに従う変調を加えることであ
る。擬似的にランダムな雑音パターンに伴う応答関数の
自己相関をとることによって、正確に、単一パルス応答
関数を再現することができることは知られている。この
ような処理の利点は、単一パルスに相当するエネルギー
を多数パルスに分散して加えているために、擬似ランダ
ムパルス繰返し数の平方根に相当するたけ信号対雑音比
の改善があることである。
なるオン・オフではなく、特定のパターンに従う断続と
することができる点にある。このとき有用な方法は、擬
似ランダム雑音パターン（たとえばＭ系列信号）を作り
出し、この繰返しパターンに従う変調を加えることであ
る。擬似的にランダムな雑音パターンに伴う応答関数の
自己相関をとることによって、正確に、単一パルス応答
関数を再現することができることは知られている。この
ような処理の利点は、単一パルスに相当するエネルギー
を多数パルスに分散して加えているために、擬似ランダ
ムパルス繰返し数の平方根に相当するたけ信号対雑音比
の改善があることである。
このような操作は通常デジタル演算によってなされるが
、本発明の対象となる発熱現象の場合には、極めて低周
波なので、デジタル変換および演算は容易に行うことが
でき雑音も少くてすむ。
、本発明の対象となる発熱現象の場合には、極めて低周
波なので、デジタル変換および演算は容易に行うことが
でき雑音も少くてすむ。
この方法の利点は、通常のオン・オフよりも等価的に大
きな変調信号を印加したことに相当する出力を得ること
ができる点である。もし実際にそのように大きな電源信
号を加えたとしたら、被測定デバイスは当然に正規の動
作をしなくなるのであるが、本発明によれば上記のよう
に、等価的に出力信号を大きくすることが可能である。
きな変調信号を印加したことに相当する出力を得ること
ができる点である。もし実際にそのように大きな電源信
号を加えたとしたら、被測定デバイスは当然に正規の動
作をしなくなるのであるが、本発明によれば上記のよう
に、等価的に出力信号を大きくすることが可能である。
同期検波と低周波狭帯域フィルターとの併用によって信
号対雑音比を改良する技術は公知であるが、以上説明し
たように本願発明では、特に、被測定対象デバイスに通
電発熱することによる発熱点分布を計測する手段と組合
わせるときにそれらのもつ特長とよく整合するために極
めて有利な発明となる。
号対雑音比を改良する技術は公知であるが、以上説明し
たように本願発明では、特に、被測定対象デバイスに通
電発熱することによる発熱点分布を計測する手段と組合
わせるときにそれらのもつ特長とよく整合するために極
めて有利な発明となる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、検査すべきデバイスに対して、これに接続すべき電
源のうち少なくとも１つを低周波で変調する手段と、デ
バイスからの発熱温度上昇による赤外線発光を受光する
手段と、その受光出力を上記低周波と同じかまたはそれ
と関係づけられる周波数で同期検波し狭帯域周波数フィ
ルターを通過させる手段と、発光状態の強度またはその
位置を決定して記録する手段とを含むことを特徴とする
非接触温度計測装置。 ２、請求項１において、走査手段が追加され、出力信号
が走査と同期して画像情報化され、温度分布画像として
表示される手段を含むことを特徴とする非接触温度計測
装置。 ３、請求項１において、受光手段が１次元ないし２次元
アレイ手段であって、それらの電気出力信号を画像化し
て温度分布画像を得ることを特徴とする非接触温度計測
装置。 ４、請求項１において、同期検波時に変調基本周波数に
関する位相情報を抽出する手段が追加され、発熱点の時
間差情報を表示しうることを特徴とする非接触温度計測
装置。 ５、請求項１において、発光強度を評価する際に、電源
を印加しない場合との出力の差をとる手段を含むことに
より、発熱前後の差を表示できるようになされたことを
特徴とする非接触温度計測装置。 ６、請求項１において、発光点の位置座標を決定する際
に、その輝度分布を演算することにより、輝度重心座標
ないし最輝度点を決定する手段を含むことを特徴とする
非接触温度計測装置。 ７、請求項１において、電源の変調手段に、擬似ランダ
ム信号発生手段と、それに従って変調する手段と、受光
信号の時系列パターンとの相関をとることによって印加
電圧変調波形を再現させる手段とを含むことにより、信
号対雑音比を向上させることを特徴とする非接触温度計
測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2181046A JPH0687037B2 (ja) | 1990-07-09 | 1990-07-09 | 非接触温度計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2181046A JPH0687037B2 (ja) | 1990-07-09 | 1990-07-09 | 非接触温度計測装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0469532A true JPH0469532A (ja) | 1992-03-04 |
| JPH0687037B2 JPH0687037B2 (ja) | 1994-11-02 |
Family
ID=16093826
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2181046A Expired - Fee Related JPH0687037B2 (ja) | 1990-07-09 | 1990-07-09 | 非接触温度計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0687037B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013019821A (ja) * | 2011-07-13 | 2013-01-31 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | 電気機器監視システム及び電気機器監視方法 |
| CN115127691A (zh) * | 2022-07-27 | 2022-09-30 | 西北核技术研究所 | 一种用于测量二级轻气炮高压锥段处温度的方法 |
| CN115127691B (zh) * | 2022-07-27 | 2024-06-07 | 西北核技术研究所 | 一种用于测量二级轻气炮高压锥段处温度的方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53121451U (ja) * | 1977-03-07 | 1978-09-27 | ||
| JPS60155950A (ja) * | 1984-01-19 | 1985-08-16 | Ichiro Hatta | 交流カロリメトリによる熱拡散率測定方法及び装置 |
-
1990
- 1990-07-09 JP JP2181046A patent/JPH0687037B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53121451U (ja) * | 1977-03-07 | 1978-09-27 | ||
| JPS60155950A (ja) * | 1984-01-19 | 1985-08-16 | Ichiro Hatta | 交流カロリメトリによる熱拡散率測定方法及び装置 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013019821A (ja) * | 2011-07-13 | 2013-01-31 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | 電気機器監視システム及び電気機器監視方法 |
| CN115127691A (zh) * | 2022-07-27 | 2022-09-30 | 西北核技术研究所 | 一种用于测量二级轻气炮高压锥段处温度的方法 |
| CN115127691B (zh) * | 2022-07-27 | 2024-06-07 | 西北核技术研究所 | 一种用于测量二级轻气炮高压锥段处温度的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0687037B2 (ja) | 1994-11-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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