JPH05180698A

JPH05180698A - 温度計測器

Info

Publication number: JPH05180698A
Application number: JP3345783A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Yonetani; 豊米谷; Tatsuyuki Omote; 龍之表; Keiji Tanaka; 敬二田中; Masaki Takahashi; 正樹高橋; Tetsuo Wake; 哲郎和気; Takeshi Kido; 剛城戸
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Machinery and Engineering Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Machinery and Engineering Ltd
Priority date: 1991-12-27
Filing date: 1991-12-27
Publication date: 1993-07-23

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】赤外線センサの周囲温度変化による出力特性の
変化を自動的に補正する機能をもつ温度計測器を提供す
る。【構成】赤外線センサ１と出力信号を増幅させる増幅回
路２，赤外線センサ１の出力信号をビデオ信号へ変換す
るビデオアンプ４と、赤外線センサ１の周囲温度を検出
する温度センサ７から構成されるカメラヘッド部８にお
いて、カメラヘッド部８からの赤外線センサ１の出力信
号と温度センサ７の信号をホスト計算機５へ入力し、計
算機５の内に持つデータベースにより、赤外線センサ１
の周囲温度変化による出力特性変化を自動的に補正す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、赤外線センサの出力信
号をホスト計算機により自動的に補正するようにした温
度計測器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の赤外線センサ出力信号は基本的に
は、一般に直接法，増幅法及び比較法といわれる回路に
より処理される。直接法は、赤外線センサ出力信号を負
荷抵抗を介して直接受信計器に入力する方法である。増
幅法には、直流増幅法と交流増幅法があり、赤外線セン
サ出力信号を直流増幅又は交流増幅により増幅し、整流
器を介して受信計器に入力する方法である。比較法に
は、偏差法と平衡法がある。比較法は計器内部に参照用
放射源を設け、測定対象からの入射光と参照用放射源か
らの放射光を光チョッパを介して交互に赤外線センサに
導く。比較の方法に交流信号をそのまま増幅して、整流
器を介して受信計器に入力する偏差法と、参照用放射源
からの放射光量を制御して測定対象からの入射光量と一
致させて、制御信号から入射光量を求め受信計器に入力
する平衡法がある。

【０００３】また、一般に赤外線センサは、周囲温度の
変化により感度変化やドリフトを生じる。これを防止す
るための温度補償法には、赤外線センサを一定温度に保
持する方法，温度を検出して電気的に補償する方法及び
赤外線センサ出力信号を処理する比較法のように内部に
基準光源を設けて校正基準として、随時電気回路により
調節する方法がある。

【０００４】一般に、赤外線センサを用いた温度計測器
は、計測精度、分解能を高める目的から、前述のように
赤外線センサ周囲温度の変化による感度変化やドリフト
を防止する為の構成が必要となり、カメラヘッド部が大
型化する。逆に温度計測機能をもたない、赤外線センサ
を用いたビュアータイプの赤外線カメラでは、カメラヘ
ッド部の小型化が進められている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、赤外線センサ
を用いた温度計測器では、温度測定機能をもつには、前
述した赤外線センサ出力信号処理方法の複雑化や、前述
した赤外線センサ周囲温度の変化による出力信号のドリ
フト等の補償の為に構成が複雑，大型となり、カメラヘ
ッド部が大型となる。これに対し、カメラヘッド部の小
型な赤外線センサを用いた温度計測器では、温度測定は
不能であり、ビュアータイプとしての機能となる欠点が
あった。

【０００６】本発明の目的は、温度測定機能を持つカメ
ラヘッド部の小型な赤外線センサを用いた温度計測器を
提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、以下に
示す通りである。

【０００８】(1）カメラヘッド部からの出力信号と、赤
外線センサ周囲温度の測定温度をホスト計算機に入力す
ることで、カメラヘッド部からの出力信号を自動的に補
正する。

【０００９】(2）アレイ赤外線センサにおいて、複数個
のアレイセンサのそれぞれについて、出力特性のばらつ
きをホスト計算機によって自動的に補正する。

【００１０】(3）絞り機構と開度検出センサにより、測
定対象を常に計測機の最大分解能で温度測定を可能とす
る様に絞り開度をホスト計算機により自動的に処理す
る。

【００１１】

【作用】赤外線センサ周囲温度の変化による感度変化や
ドリフトを防止する機構が不要となり、温度測定の可能
な温度計測器のカメラヘッド部の小型化が図れる。

【００１２】

【実施例】以下、発明の実施例を図面を用いて説明す
る。

【００１３】図１は本発明の構成を示す。図１におい
て、赤外線センサ１の出力信号は直流増幅器２により増
幅され、整流器３を通りビデオアンプ４によりビデオ信
号に変換されホスト計算機５に入力され、処理される。
図２は、赤外線センサ１の出力信号をホスト計算機５に
より処理され輝度として得られたデータをプロットした
グラフである。グラフは横軸に対象物の設定温度をと
り、縦軸には設定温度に対する輝度を表わしている。こ
のグラフが赤外線センサ１の温度測定に関する基本特性
を示す。赤外線センサ１の周囲温度が２０℃程度の場合
の基本特性２０にくらべ、周囲温度が５０℃の時の特性
２１は全体に輝度が高くなるようにドリフトしている。
赤外線センサ１の周囲温度の変化による出力特性の変化
に対しては、カメラヘッド部８の内部に変化を補償する
機能は無く、赤外線センサ１の周囲温度の変化による出
力特性の変化を、あらかじめデータベースとしてホスト
計算機５にもち、温度センサ７により赤外線センサ１の
周囲温度を検出しホスト計算機５に入力し、データベー
スから検索することで出力特性の変化を自動的に補償す
る構成となっている。この様に、赤外線センサ１の周囲
温度の変化による出力特性の変化を自動的に補償する機
能を、カメラヘッド部８の内部に置かず、ホスト計算機
５で行うことで、温度測定機能をもたないビュアータイ
プの小型赤外線カメラを改造，流用することも可能とな
り、カメラヘッド部８が小型で温度測定が可能な温度計
測器とすることができる。

【００１４】また、赤外線センサ１に図３に示すリニア
アレイ赤外線センサ３３を用いた場合、複数個有るアレ
イセンサの個々について、前述した方法で出力特性の補
償を行い、センサ個々におけるばらつきを自動的に補正
する。図４に示す様に校正用発熱体４０を用い、定期的
にデータベース内のデータを更新することで、赤外線セ
ンサ１の経年変化にも対応可能な補正システムとして運
用できる。

【００１５】図５に示す様に、赤外線センサ１の前に絞
り機構４１と絞り開度検出センサ４２を設け、絞り開度
検出センサ４２により検出された絞り機構４１の開度を
ホスト計算機５へ入力し、自動的に絞り開度を調節可能
な構成とする。絞り機構４１の開度を調節することで、
図６に示すように赤外線センサ１で測定可能な温度範囲
を変化させることが可能である。図６に示すように絞り
機構４１の開度を５４の位置とすると、低温度の範囲に
おいて、温度分解能が高くなり精度の高い温度測定が可
能となる。このように、絞り機構４１の開度を５５，５
６，５７の位置へと変化させることにより、温度測定対
象に適切な温度範囲において、温度分解能が高くなるよ
うに出力特性を調節する。赤外線センサ１からの出力
と、絞り開度検出センサ４２からの出力をホスト計算機
５に入力し、温度測定対象に適した温度範囲に、温度分
解能が高くなるように自動的に調整することが可能とな
り、測定精度を向上させる効果がある。

【００１６】この実施例で、赤外線センサ１の出力信号
を増幅するための増幅回路には、直流増幅器２を使用し
ているが、図７に示すように赤外線センサ１の出力信号
を、電子チョッピング６０と増幅回路に交流増幅器６
１，２を使用するものであってもよい。

【００１７】

【発明の効果】本発明により、赤外線センサの周囲温度
による出力特性の変化を自動的に補正可能となる。

【００１８】また、複数個のアレイセンサを使用するア
レイ赤外線センサの場合にも、アレイセンサ個々につい
て出力特性を自動的に補正し、アレイセンサのばらつき
も自動的に補正可能となる。

【００１９】赤外線センサ前方に設けた絞り機構と絞り
開度検出センサにより温度測定対象の温度範囲に対する
温度分解能を最適となるように調整可能となり、精度の
高い温度測定ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本的な実施例のブロック図。

【図２】赤外線センサの周囲温度変化による出力特性の
変化例の説明図。

【図３】リニアアレイ赤外線センサを使用した温度計測
器の実施例の説明図。

【図４】校正用発熱体による赤外線センサ出力特性の校
正実施例のブロック図。

【図５】自動絞り機構と開度検出センサを設けた実施例
のブロック図。

【図６】絞り開度の変化による赤外線センサの出力特性
の変化例の説明図。

【図７】交流増幅回路を使用した実施例のブロック図。

【符号の説明】

１…赤外線センサ、２…増幅器、３…整流器、４…ビデ
オアンプ、５…ホスト計算機、７…温度センサ、２０…
２０℃雰囲気での赤外線センサ出力特性、２１…５０℃
雰囲気での赤外線センサ出力特性、４１…絞り機構、４
２…絞り開度検出センサ。

フロントページの続き (72)発明者表龍之茨城県日立市幸町三丁目１番１号株式会社日立製作所日立工場内 (72)発明者田中敬二茨城県日立市幸町三丁目１番１号株式会社日立製作所日立工場内 (72)発明者高橋正樹茨城県日立市幸町三丁目１番１号株式会社日立製作所日立工場内 (72)発明者和気哲郎茨城県日立市幸町三丁目１番１号株式会社日立製作所日立工場内 (72)発明者城戸剛神奈川県横須賀市船越町一丁目284番地の５日立機械エンジニアリング株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】赤外線センサと、前記赤外線センサの出力
信号を増幅させる増幅回路と、前記増幅回路により増幅
された信号をビデオ信号へ変換するビデオ回路と、前記
赤外線センサ及び電気回路をまとめたカメラヘッド部
と、前記カメラヘッド部からの出力信号を処理するホス
ト計算機からなる温度計測器において、前記赤外線セン
サの周囲温度を検出するための温度センサを設け、前記
増幅回路に直流回路を用い、前記ホスト計算機に、前記
温度センサの出力信号により前記カメラヘッド部からの
出力信号を自動的に補正し処理する機能を備えたことを
特徴とする温度計測器。
【請求項２】請求項１において、赤外線センサにアレイ
赤外線センサを用い、ホスト計算機において、複数個有
るアレイセンサの個々について特性のばらつきを自動的
に補正し処理する機能を備えた温度計測器。
【請求項３】請求１において、絞り機構と、前記絞り機
構に開度検出センサを用いることで、測定対象を常に計
測器の最大分解能で温度測定可能となるように絞りの開
度をホスト計算機において自動的に処理する機能を備え
た温度計測器。