JPH0476060B2 - - Google Patents
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- JPH0476060B2 JPH0476060B2 JP59025697A JP2569784A JPH0476060B2 JP H0476060 B2 JPH0476060 B2 JP H0476060B2 JP 59025697 A JP59025697 A JP 59025697A JP 2569784 A JP2569784 A JP 2569784A JP H0476060 B2 JPH0476060 B2 JP H0476060B2
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- Japan
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/0003—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry for sensing the radiant heat transfer of samples, e.g. emittance meter
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は改良された簡易放射率計、さらに詳し
くいえば、放射率１の標準としてセンサと同口径
の低温黒体炉を利用しうる、精度の高い簡易放射
率計に関するものである。
くいえば、放射率１の標準としてセンサと同口径
の低温黒体炉を利用しうる、精度の高い簡易放射
率計に関するものである。
近年、太陽エネルギーの利用や省エネルギーな
どの観点から、各機器や物体の放射率が注目され
ている。例えば、太陽集熱器における集熱板の放
射率は、集熱器の性能を決定する重要な因子の一
つであり、また住宅における壁などの塗装面、暖
房パネル、ラジエーシヨンシール、熱線反射ガラ
スなどの放射率は、それぞれの性能や省エネルギ
ー能力を決定する重要なパラメータである。
どの観点から、各機器や物体の放射率が注目され
ている。例えば、太陽集熱器における集熱板の放
射率は、集熱器の性能を決定する重要な因子の一
つであり、また住宅における壁などの塗装面、暖
房パネル、ラジエーシヨンシール、熱線反射ガラ
スなどの放射率は、それぞれの性能や省エネルギ
ー能力を決定する重要なパラメータである。
従来、これらの放射率は、例えば高価な分光反
射率計を用いて求められた赤外線の反射率から、
複雑な計算を経て求められたり、あるいは高真空
装置を用いる高価なカロリメータ方式の放射率計
を用い、しかも長時間を費やして測定されてき
た。このため最近数種の簡易放射率計が開発され
ている。
射率計を用いて求められた赤外線の反射率から、
複雑な計算を経て求められたり、あるいは高真空
装置を用いる高価なカロリメータ方式の放射率計
を用い、しかも長時間を費やして測定されてき
た。このため最近数種の簡易放射率計が開発され
ている。
この簡易放射率計の代表的なものとして、加熱
されたセンサの中央部に高放射率の面と低放射率
の面とから成る熱線の検知部をもち、このセンサ
を低温の被測定試料上数mmの位置に置いたとき
に、高温のセンサから放射された熱線が試料によ
り反射されて該センサの検知部に入射し、その結
果該検知部の高放射率の部分と低放射率の部分と
の間に温度差が生じ、この温度差を熱電対列によ
り電圧に変換して出力する仕組のものを挙げるこ
とができる。このような方式のセンサは、通常セ
ンサと試料との空間に冷い空気が侵入するのを防
ぎ、センサを保温するために、低熱伝導性の材料
から成る円筒に取り付けられている。被測定試料
板の放射率は、低放射率側の標準試料として研摩
アルミニウム板や各種高反射率金属の蒸着鏡を、
高放射率側の標準試料として黒色塗装板を用い、
該センサからの出力を比較することによる相対的
な測定法によつて求められている。
されたセンサの中央部に高放射率の面と低放射率
の面とから成る熱線の検知部をもち、このセンサ
を低温の被測定試料上数mmの位置に置いたとき
に、高温のセンサから放射された熱線が試料によ
り反射されて該センサの検知部に入射し、その結
果該検知部の高放射率の部分と低放射率の部分と
の間に温度差が生じ、この温度差を熱電対列によ
り電圧に変換して出力する仕組のものを挙げるこ
とができる。このような方式のセンサは、通常セ
ンサと試料との空間に冷い空気が侵入するのを防
ぎ、センサを保温するために、低熱伝導性の材料
から成る円筒に取り付けられている。被測定試料
板の放射率は、低放射率側の標準試料として研摩
アルミニウム板や各種高反射率金属の蒸着鏡を、
高放射率側の標準試料として黒色塗装板を用い、
該センサからの出力を比較することによる相対的
な測定法によつて求められている。
しかしながら、前記の低放射率側の標準試料と
して用いる物体については、その放射率は高精度
の分光反射率計などを用いて正確に求めることが
でき、また文献値も極めて多いものの、高放射率
側の標準試料として用いる黒色塗装板について
は、その放射率の絶対値を高精度で測定すること
が難しく、しかも塗膜の厚さや水分の吸着量によ
り放射率が変化するなどの欠点がある。
して用いる物体については、その放射率は高精度
の分光反射率計などを用いて正確に求めることが
でき、また文献値も極めて多いものの、高放射率
側の標準試料として用いる黒色塗装板について
は、その放射率の絶対値を高精度で測定すること
が難しく、しかも塗膜の厚さや水分の吸着量によ
り放射率が変化するなどの欠点がある。
ところで、高放射率体としては、黒体炉方式の
ものがもつとも信頼性が高いことが知られてい
る。しかしながら、前記センサと同じ口径の低温
黒体炉を作成し、該センサをその上においても、
そのセンサの検知部が空気の熱伝導により失う熱
量は、通常の試料板上に該センサを置く場合に失
う熱量と大きく異なつて、検知部の温度が大幅に
変化し、その結果、黒体炉に対する該センサの出
力と黒色塗装板に対する出力が全く異なるという
問題がある。
ものがもつとも信頼性が高いことが知られてい
る。しかしながら、前記センサと同じ口径の低温
黒体炉を作成し、該センサをその上においても、
そのセンサの検知部が空気の熱伝導により失う熱
量は、通常の試料板上に該センサを置く場合に失
う熱量と大きく異なつて、検知部の温度が大幅に
変化し、その結果、黒体炉に対する該センサの出
力と黒色塗装板に対する出力が全く異なるという
問題がある。
このような問題を解決するために、前記したよ
うな空気の熱伝導による熱伝達量の大幅な変化を
減少させるのに、単純にセンサ面と被測定試料と
の距離を大きくする改造を行うのみでは、該セン
サと試料との間の低熱伝導物質で作られた円筒が
放射する低温の熱線が試料に多く入射するように
なり正確な測定が難しくなるか、又は該センサの
口径を極めて大きくする必要があり、実用的でな
くなる。
うな空気の熱伝導による熱伝達量の大幅な変化を
減少させるのに、単純にセンサ面と被測定試料と
の距離を大きくする改造を行うのみでは、該セン
サと試料との間の低熱伝導物質で作られた円筒が
放射する低温の熱線が試料に多く入射するように
なり正確な測定が難しくなるか、又は該センサの
口径を極めて大きくする必要があり、実用的でな
くなる。
本発明者らは、このような従来の簡易放射率計
における重大な欠点を改良し、高放射率側の標準
試料として信頼性の極めて高い低温黒体炉を使用
しうる、より高精度な簡易放射率計を提供すべく
鋭気研究を重ねた結果、センサの周辺部に、高熱
伝導性材料から成りかつその内側が高放射率の塗
料で塗装された円筒を取り付けることにより、加
熱された該センサを被測定試料上に置いた場合、
その試料上に上半球面からほぼ一様に熱線が入射
し、しかも該センサの検知部が空気の熱伝導によ
り失う熱量は熱放射により失う熱量に比べて無視
でき、その結果、被測定試料と同じ温度でかつ該
センサと同じ口径の黒体炉上に該センサを置いた
ときの検知部の温度が、黒色塗装板上に該センサ
を置いたときの検知部の温度とほぼ等しくなるこ
とを見出し、この知見に基づいて本発明を完成す
るに至つた。
における重大な欠点を改良し、高放射率側の標準
試料として信頼性の極めて高い低温黒体炉を使用
しうる、より高精度な簡易放射率計を提供すべく
鋭気研究を重ねた結果、センサの周辺部に、高熱
伝導性材料から成りかつその内側が高放射率の塗
料で塗装された円筒を取り付けることにより、加
熱された該センサを被測定試料上に置いた場合、
その試料上に上半球面からほぼ一様に熱線が入射
し、しかも該センサの検知部が空気の熱伝導によ
り失う熱量は熱放射により失う熱量に比べて無視
でき、その結果、被測定試料と同じ温度でかつ該
センサと同じ口径の黒体炉上に該センサを置いた
ときの検知部の温度が、黒色塗装板上に該センサ
を置いたときの検知部の温度とほぼ等しくなるこ
とを見出し、この知見に基づいて本発明を完成す
るに至つた。
すなわち、本発明は、一定温度に加熱され、そ
の中央部に高放射率の面と低放射率の面とから構
成された検知部をもつセンサにより被測定体の放
射率を測定する簡易放射率計において、該センサ
の周辺部に、高熱伝導性の金属材料から成りかつ
その内側が高放射率の塗料で塗装された円筒を取
り付けたことを特徴とする簡易放射率計を提供す
るものである。
の中央部に高放射率の面と低放射率の面とから構
成された検知部をもつセンサにより被測定体の放
射率を測定する簡易放射率計において、該センサ
の周辺部に、高熱伝導性の金属材料から成りかつ
その内側が高放射率の塗料で塗装された円筒を取
り付けたことを特徴とする簡易放射率計を提供す
るものである。
次に、本発明の実施態様の１例を添付図面に従
つて説明すると、第１図は本発明の簡易放射率計
におけるセンサの１例の断面図であり、第２図は
該センサを下から見た図であつて、センサの本体
を成す伝熱体１は、黒色塗装された伝熱体表面２
の温度を一様にするためにアルミニウムや銅など
の高熱伝導性の金属材料で作られており、その重
量は測定時においてセンサ温度が急激に変化しな
いような十分な大きさの熱容量をもつ値である。
この伝熱体を加熱するための電気ヒーター３は、
該伝熱体への熱伝達を良好にするためにその中に
埋め込まれており、該ヒーター近傍の伝熱体の温
度を符号４で示される熱電対、側温抵抗体、サー
ミスタなどの温度センサで測定して該ヒーターの
出力を制御し、センサ温度が一定となるようにな
されている。センサの熱線検知部５は、センサ表
面をリング状に削つてできた穴６内に取り付けら
れ、該穴の表面は検知部と伝熱体との間の放射に
よる熱伝達を大きくするために黒色塗装を行つて
いる。前記の伝熱体と検知部の熱伝達係数につい
ては、低温の黒色塗装板上に該センサを置いた場
合、伝熱体表面と検知部の高放射率面との温度差
が伝熱体の表面と黒色塗装板との温度差の数％以
下となり、しかも検知部の高放射率面と低放射率
面との温度差が１℃以上になるように設計するこ
とが、測定精度を向上させるために望ましい。検
知部５は、第２図における符号１０で示されるア
ルミニウムや銅などの高熱伝導性金属の板の表面
を高放射率の黒色塗料で塗装した小片と、符号１
１で示される高熱伝導性金属の板の表面をアルミ
ニウムや金などの低放射率高耐候性の金属で蒸着
した小片とを、符号１２で示される低熱伝導性の
耐熱合成樹脂製のマウントに取り付けた構造を有
し、前記の放射率の異なる小片の間に熱電対列が
取り付けられ、両者の温度差は電圧の形で出力さ
れる。
つて説明すると、第１図は本発明の簡易放射率計
におけるセンサの１例の断面図であり、第２図は
該センサを下から見た図であつて、センサの本体
を成す伝熱体１は、黒色塗装された伝熱体表面２
の温度を一様にするためにアルミニウムや銅など
の高熱伝導性の金属材料で作られており、その重
量は測定時においてセンサ温度が急激に変化しな
いような十分な大きさの熱容量をもつ値である。
この伝熱体を加熱するための電気ヒーター３は、
該伝熱体への熱伝達を良好にするためにその中に
埋め込まれており、該ヒーター近傍の伝熱体の温
度を符号４で示される熱電対、側温抵抗体、サー
ミスタなどの温度センサで測定して該ヒーターの
出力を制御し、センサ温度が一定となるようにな
されている。センサの熱線検知部５は、センサ表
面をリング状に削つてできた穴６内に取り付けら
れ、該穴の表面は検知部と伝熱体との間の放射に
よる熱伝達を大きくするために黒色塗装を行つて
いる。前記の伝熱体と検知部の熱伝達係数につい
ては、低温の黒色塗装板上に該センサを置いた場
合、伝熱体表面と検知部の高放射率面との温度差
が伝熱体の表面と黒色塗装板との温度差の数％以
下となり、しかも検知部の高放射率面と低放射率
面との温度差が１℃以上になるように設計するこ
とが、測定精度を向上させるために望ましい。検
知部５は、第２図における符号１０で示されるア
ルミニウムや銅などの高熱伝導性金属の板の表面
を高放射率の黒色塗料で塗装した小片と、符号１
１で示される高熱伝導性金属の板の表面をアルミ
ニウムや金などの低放射率高耐候性の金属で蒸着
した小片とを、符号１２で示される低熱伝導性の
耐熱合成樹脂製のマウントに取り付けた構造を有
し、前記の放射率の異なる小片の間に熱電対列が
取り付けられ、両者の温度差は電圧の形で出力さ
れる。
該センサの周辺部には、高熱伝導性の金属材料
から成る円筒７が取り付けられ、この円筒の内側
の面は放射率を高めるために高放射率の黒色塗料
が塗装されている。また、伝熱体からこの円筒へ
の熱伝達を良くするために、伝熱体とこの円筒を
一体成形することが望ましい。この金属製円筒７
の長さは、試料への熱線の入射を一様にし、かつ
センサの検知部と試料の形態係数を十分に大きく
するためにセンサの口径の４割以下とし、センサ
の検知部が空気の熱伝導により失う熱量を小さく
するために10数mm以上とすることが望ましい。ま
た、測定時にセンサと試料との空間に冷い空気が
流れ込まないように、符号８で示される耐熱性合
成樹脂から成る円筒が、前記金属性円筒７の外側
に数mm程度離して取り付けられている。この合成
樹脂製円筒８の長さは、高温の金属製円筒７が低
温の試料に直接触れずに１mm程度の間隔をもつこ
とができる値とする。さらに、センサ全体は符号
９で示されるやや耐熱性の高い合成樹脂製のケー
シングで覆われ保温されている。このエーシング
９については、断熱性を高めるためにその取り付
け部分を除き、センサとの間隔を数mm程度とする
か、又はセンサとケーシングとの間に断熱材を入
れることが望ましい。
から成る円筒７が取り付けられ、この円筒の内側
の面は放射率を高めるために高放射率の黒色塗料
が塗装されている。また、伝熱体からこの円筒へ
の熱伝達を良くするために、伝熱体とこの円筒を
一体成形することが望ましい。この金属製円筒７
の長さは、試料への熱線の入射を一様にし、かつ
センサの検知部と試料の形態係数を十分に大きく
するためにセンサの口径の４割以下とし、センサ
の検知部が空気の熱伝導により失う熱量を小さく
するために10数mm以上とすることが望ましい。ま
た、測定時にセンサと試料との空間に冷い空気が
流れ込まないように、符号８で示される耐熱性合
成樹脂から成る円筒が、前記金属性円筒７の外側
に数mm程度離して取り付けられている。この合成
樹脂製円筒８の長さは、高温の金属製円筒７が低
温の試料に直接触れずに１mm程度の間隔をもつこ
とができる値とする。さらに、センサ全体は符号
９で示されるやや耐熱性の高い合成樹脂製のケー
シングで覆われ保温されている。このエーシング
９については、断熱性を高めるためにその取り付
け部分を除き、センサとの間隔を数mm程度とする
か、又はセンサとケーシングとの間に断熱材を入
れることが望ましい。
このような放射率センサを加熱して常温程度の
被測定試料板の上に置いた場合、その試料上には
上半球面からほぼ一様に熱線が入射するが、該セ
ンサに金属製の円筒が取り付けられていない場合
には、低温の合成樹脂製円筒からの放射が該試料
に入射するようになつて、試料放射率を正確に測
定することが困難となる。また、例えば100℃に
加熱されたセンサを30℃の試料上に置いた場合に
おける該センサの検知部の直下の空気の温度勾配
は、金属製円筒を取り付けない場合における温度
勾配の1/3程度となる。このように該センサは検
知部が空気の熱伝導により失う熱量を大幅に減少
させる効果を有している。さらに、該センサを黒
色塗装板上に置いたとき、空気の熱伝導により検
知部が失う熱量は、放射により検知部が失う熱量
の1/10以下となり、その結果100℃のセンサを30
℃の黒色炉と30℃の黒色塗装板の上に置いた場合
における検知部の温度の差を0.1℃程度とするこ
とが可能となつて、検知部が放射する熱線の量が
ほとんど変化しなくなる。したがつて、本発明の
簡易放射率計においては、高放射率側の標準試料
として黒色炉を使用することができるようにな
る。
被測定試料板の上に置いた場合、その試料上には
上半球面からほぼ一様に熱線が入射するが、該セ
ンサに金属製の円筒が取り付けられていない場合
には、低温の合成樹脂製円筒からの放射が該試料
に入射するようになつて、試料放射率を正確に測
定することが困難となる。また、例えば100℃に
加熱されたセンサを30℃の試料上に置いた場合に
おける該センサの検知部の直下の空気の温度勾配
は、金属製円筒を取り付けない場合における温度
勾配の1/3程度となる。このように該センサは検
知部が空気の熱伝導により失う熱量を大幅に減少
させる効果を有している。さらに、該センサを黒
色塗装板上に置いたとき、空気の熱伝導により検
知部が失う熱量は、放射により検知部が失う熱量
の1/10以下となり、その結果100℃のセンサを30
℃の黒色炉と30℃の黒色塗装板の上に置いた場合
における検知部の温度の差を0.1℃程度とするこ
とが可能となつて、検知部が放射する熱線の量が
ほとんど変化しなくなる。したがつて、本発明の
簡易放射率計においては、高放射率側の標準試料
として黒色炉を使用することができるようにな
る。
本発明の簡易放射率計は、センサの周辺部に、
高熱伝導性の金属材料から成りかつその内側が高
放射率の塗料で塗装された円筒を取り付けたもの
であつて、被測定試料上に上半球面からほぼ一様
に熱線が入射し、かつセンサの検知部が空気の熱
伝導により失う熱量を大幅に減少させることがで
き、その結果黒体炉上に該センサを置いた場合で
も、また黒色塗装板上に該センサを置いた場合で
も検知部の温度がほとんど変化しない。したがつ
て、本発明の簡易放射率計においては、放射率１
の標準としてセンサと同口径の低温黒体炉を利用
することができ、測定された放射率の絶対値の精
度を大幅に向上させることができる。
高熱伝導性の金属材料から成りかつその内側が高
放射率の塗料で塗装された円筒を取り付けたもの
であつて、被測定試料上に上半球面からほぼ一様
に熱線が入射し、かつセンサの検知部が空気の熱
伝導により失う熱量を大幅に減少させることがで
き、その結果黒体炉上に該センサを置いた場合で
も、また黒色塗装板上に該センサを置いた場合で
も検知部の温度がほとんど変化しない。したがつ
て、本発明の簡易放射率計においては、放射率１
の標準としてセンサと同口径の低温黒体炉を利用
することができ、測定された放射率の絶対値の精
度を大幅に向上させることができる。
第１図は本発明の簡易放射率計におけるセンサ
の１例の断面図、第２図はそのセンサの底面図で
ある。 図中符号１は伝熱体、２は伝熱体表面、３は電
気ヒーター、４は温度センサ、５は熱線検知部、
６は検知部取付穴、７は金属製円筒、８は合成樹
脂製円筒、９は合成樹脂製ケーシング、１０は高
放射率片、１１は低放射率片及び１２は合成樹脂
製マウンテイングである。
の１例の断面図、第２図はそのセンサの底面図で
ある。 図中符号１は伝熱体、２は伝熱体表面、３は電
気ヒーター、４は温度センサ、５は熱線検知部、
６は検知部取付穴、７は金属製円筒、８は合成樹
脂製円筒、９は合成樹脂製ケーシング、１０は高
放射率片、１１は低放射率片及び１２は合成樹脂
製マウンテイングである。
Claims (1)
- １ 一定温度に加熱され、その中央部に高放射率
の面と低放射率の面とから構成され、これらの面
の間に発生する温度差を熱電対列により電圧に変
換し出力する検知部をもつセンサにより被測定体
の放射率を測定する簡易放射率計において、高熱
伝導性の金属材料から成りかつその内側が高放射
率の塗料で塗装された円筒を、被測定体を覆う形
で該センサの周辺部に取り付けたことを特徴とす
る簡易放射率計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59025697A JPS60169727A (ja) | 1984-02-13 | 1984-02-13 | 簡易放射率計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59025697A JPS60169727A (ja) | 1984-02-13 | 1984-02-13 | 簡易放射率計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60169727A JPS60169727A (ja) | 1985-09-03 |
| JPH0476060B2 true JPH0476060B2 (ja) | 1992-12-02 |
Family
ID=12172980
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59025697A Granted JPS60169727A (ja) | 1984-02-13 | 1984-02-13 | 簡易放射率計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60169727A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102010051072B4 (de) | 2010-11-12 | 2012-11-08 | Kautex Textron Gmbh & Co. Kg | Flüssigkeitsbehälter, insbesondere für eine wässrige Harnstofflösung |
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-
1984
- 1984-02-13 JP JP59025697A patent/JPS60169727A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60169727A (ja) | 1985-09-03 |
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