JPH05296848A - 放射温度計 - Google Patents
放射温度計Info
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- JPH05296848A JPH05296848A JP10462492A JP10462492A JPH05296848A JP H05296848 A JPH05296848 A JP H05296848A JP 10462492 A JP10462492 A JP 10462492A JP 10462492 A JP10462492 A JP 10462492A JP H05296848 A JPH05296848 A JP H05296848A
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- Japan
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- temperature
- radiation thermometer
- ratio
- photodetectors
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 簡素な方法で温度計測を行う。
【構成】 この放射温度計は、筐体１０１内に光検出器
１０４ａ，ｂ及び信号処理部１０５を有し、また、測定
対象からの光を光検出器１０４ａ，ｂへ導く光学系とし
てレンズ１０２，ビームスプリッタ（ハーフミラー）１
０３を有する。光検出器１０４ａ，ｂは、互いに異なっ
た波長特性をもつ同じ実効波長λ0 の検出器である。信
号処理部１０５は、光検出器１０４ａ，ｂの検出出力Ｒ
A ，ＲB からそれらの比ｒを算出し、予め設定されたパ
ラメータＸA ，ＸB とその比から測定対象の温度Ｔを求
めるものである。
１０４ａ，ｂ及び信号処理部１０５を有し、また、測定
対象からの光を光検出器１０４ａ，ｂへ導く光学系とし
てレンズ１０２，ビームスプリッタ（ハーフミラー）１
０３を有する。光検出器１０４ａ，ｂは、互いに異なっ
た波長特性をもつ同じ実効波長λ0 の検出器である。信
号処理部１０５は、光検出器１０４ａ，ｂの検出出力Ｒ
A ，ＲB からそれらの比ｒを算出し、予め設定されたパ
ラメータＸA ，ＸB とその比から測定対象の温度Ｔを求
めるものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、測定対象からの放射光
から表面温度を測定する放射温度計測技術に関する。
から表面温度を測定する放射温度計測技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】温度を測定するための技術は様々なもの
があるが、そのうち放射温度計測技術は非接触で物体の
表面を測定するもので、放射温度計として実用化されて
いる。放射温度計にはその光電変換素子にシリコン，ゲ
ルマニウム，ＰｂＳ（硫化鉛）などが用いられる（これ
らはそれぞれ異なった波長に感度中心を持つ）。そし
て、放射温度計では、その光電変換素子又は光学系に光
学フィルタを挿入して複数の波長帯で測定対象の輻射エ
ネルギーを観測し、輻射エネルギー値をもとに温度に変
換して出力する。このような放射温度計には、単一の波
長で測定する「単色放射温度計」、２波長で測定する
「２波長式放射温度計（２色放射温度計）」、さらに多
くの波長を用いた「多波長式放射温度計（多色放射温度
計）」がある。
があるが、そのうち放射温度計測技術は非接触で物体の
表面を測定するもので、放射温度計として実用化されて
いる。放射温度計にはその光電変換素子にシリコン，ゲ
ルマニウム，ＰｂＳ（硫化鉛）などが用いられる（これ
らはそれぞれ異なった波長に感度中心を持つ）。そし
て、放射温度計では、その光電変換素子又は光学系に光
学フィルタを挿入して複数の波長帯で測定対象の輻射エ
ネルギーを観測し、輻射エネルギー値をもとに温度に変
換して出力する。このような放射温度計には、単一の波
長で測定する「単色放射温度計」、２波長で測定する
「２波長式放射温度計（２色放射温度計）」、さらに多
くの波長を用いた「多波長式放射温度計（多色放射温度
計）」がある。
【０００３】測定対象からの輻射エネルギーは、測定対
象の放射率によって異なったものになるため、放射温度
計で温度を測定する際には測定対象の放射率εの値が必
要となる。単色放射温度計では、放射率εを予め測定し
ておき、その放射率εを用いて温度を測定している。２
波長式放射温度計では、２波長での放射率εの比を予め
測定して設定しておくか、近接した２波長では放射率ε
が等しいと仮定して温度測定を行う。しかし、放射率ε
は測定対象の状態によって変化するものであり、特に、
測定対象の放射率εが時間的に変化する場合、温度測定
誤差は大きいものになる。例えば、測定対象がその表面
において酸化進行中又は合金化進行中の金属の場合であ
る。
象の放射率によって異なったものになるため、放射温度
計で温度を測定する際には測定対象の放射率εの値が必
要となる。単色放射温度計では、放射率εを予め測定し
ておき、その放射率εを用いて温度を測定している。２
波長式放射温度計では、２波長での放射率εの比を予め
測定して設定しておくか、近接した２波長では放射率ε
が等しいと仮定して温度測定を行う。しかし、放射率ε
は測定対象の状態によって変化するものであり、特に、
測定対象の放射率εが時間的に変化する場合、温度測定
誤差は大きいものになる。例えば、測定対象がその表面
において酸化進行中又は合金化進行中の金属の場合であ
る。
【０００４】２波長式放射温度計、多波長式放射温度計
では、この問題を解決するために様々な提案がなされて
いる。例えば、「特公平３−４８５５」、「特開平２−
８５７３０」、「特開平２−２３８３３３」、「J.L.ga
rdner,T.P.Jones and R.Davis,"A six-wavelength radi
ation pyrometer",High Temp-High pressure,vol.13,N
o.5,p.459-466(1981)」などがある。これらにおいて
は、実験による測定データから得た実験式または分光放
射率の理論式を用いて、一種の検量線を作るか、また
は、関係式（実験式、理論式）を満たすような分光放射
率の組み合わせ解を検索決定する、という方法で放射率
εを動的に補正している。このようにして得た放射率ε
にてより正確な温度測定を行うようにしている。
では、この問題を解決するために様々な提案がなされて
いる。例えば、「特公平３−４８５５」、「特開平２−
８５７３０」、「特開平２−２３８３３３」、「J.L.ga
rdner,T.P.Jones and R.Davis,"A six-wavelength radi
ation pyrometer",High Temp-High pressure,vol.13,N
o.5,p.459-466(1981)」などがある。これらにおいて
は、実験による測定データから得た実験式または分光放
射率の理論式を用いて、一種の検量線を作るか、また
は、関係式（実験式、理論式）を満たすような分光放射
率の組み合わせ解を検索決定する、という方法で放射率
εを動的に補正している。このようにして得た放射率ε
にてより正確な温度測定を行うようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前述の提案において
は、放射率εに係る組み合わせ解を求める際、放射率ε
の実際値に対して小さな誤差を持つ初期値を与え繰り返
し計算を行って解を決定する、という演算が行われる。
この演算が放射温度計の精度を決定することになる。そ
のため、高精度の放射温度計を構成するには、良い精度
の関係式（実験式、理論式）を必要とする。特に関係式
として実験式を用いる場合、実験式を決めるための実験
に多くの時間と手間が掛かることになる。また、組み合
わせ解を求めるためのソフトウエア，ハードウェアが必
要であり、特に、繰り返し計算は時間の掛かるものであ
るため、応答性を上げるには高速のものが要求される。
また、前述したように放射率εが時間的に変化する場
合、繰り返し計算が必ず放射率εの実際値に収束すると
いう保証はない。このように、前述の提案においては、
放射率εに係る組み合わせ解を求めることに起因する問
題がある。
は、放射率εに係る組み合わせ解を求める際、放射率ε
の実際値に対して小さな誤差を持つ初期値を与え繰り返
し計算を行って解を決定する、という演算が行われる。
この演算が放射温度計の精度を決定することになる。そ
のため、高精度の放射温度計を構成するには、良い精度
の関係式（実験式、理論式）を必要とする。特に関係式
として実験式を用いる場合、実験式を決めるための実験
に多くの時間と手間が掛かることになる。また、組み合
わせ解を求めるためのソフトウエア，ハードウェアが必
要であり、特に、繰り返し計算は時間の掛かるものであ
るため、応答性を上げるには高速のものが要求される。
また、前述したように放射率εが時間的に変化する場
合、繰り返し計算が必ず放射率εの実際値に収束すると
いう保証はない。このように、前述の提案においては、
放射率εに係る組み合わせ解を求めることに起因する問
題がある。
【０００６】本発明は、前述の問題点に鑑み、放射率ε
に依存しない簡素な方法によって放射温度計測を行う方
法，装置を提供することをその目的とする。
に依存しない簡素な方法によって放射温度計測を行う方
法，装置を提供することをその目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の放射温度計は、測定対象からの光を略等し
い実効波長にて異なった波長特性で検出する第１の手段
と、異なった波長特性での光の検出出力からそれらの比
を算出し、その比から測定対象の温度を求める第２の手
段とを備えたことを特徴とする。
に、本発明の放射温度計は、測定対象からの光を略等し
い実効波長にて異なった波長特性で検出する第１の手段
と、異なった波長特性での光の検出出力からそれらの比
を算出し、その比から測定対象の温度を求める第２の手
段とを備えたことを特徴とする。
【０００８】第１の手段は、略等しい実効波長で異なっ
た波長特性を有する光検出器を含んで構成されているこ
とを特徴としても良い。また、第１の手段は、略等しい
実効波長であるが異なった波長特性をもつ複数のフィル
タと、フィルタを透過する測定対象からの光を検出する
検出器とを含んで構成されていることを特徴としても良
い。
た波長特性を有する光検出器を含んで構成されているこ
とを特徴としても良い。また、第１の手段は、略等しい
実効波長であるが異なった波長特性をもつ複数のフィル
タと、フィルタを透過する測定対象からの光を検出する
検出器とを含んで構成されていることを特徴としても良
い。
【０００９】第２の手段は、その比と測定対象の温度と
の関係式に基づいてその比から測定対象の温度を求める
ことを特徴としても良い。また、第２の手段は、予め決
められたその比と測定対象の温度との相関を用いてその
比から測定対象の温度を求めることを特徴としても良
い。
の関係式に基づいてその比から測定対象の温度を求める
ことを特徴としても良い。また、第２の手段は、予め決
められたその比と測定対象の温度との相関を用いてその
比から測定対象の温度を求めることを特徴としても良
い。
【００１０】
【作用】本発明の放射温度計では、測定対象からの光が
略等しい実効波長にて異なった波長特性でそれぞれ第１
の手段で検出される。そして、それらの検出出力からそ
れらの比が算出される。その比と測定対象の温度とは近
似的に一定の関係式で示される相関を有しており、測定
対象の温度で変化する放射率に依存しない関係となって
いる。その関係式若しくは相関を利用して測定対象の温
度が第２の手段で求められる。
略等しい実効波長にて異なった波長特性でそれぞれ第１
の手段で検出される。そして、それらの検出出力からそ
れらの比が算出される。その比と測定対象の温度とは近
似的に一定の関係式で示される相関を有しており、測定
対象の温度で変化する放射率に依存しない関係となって
いる。その関係式若しくは相関を利用して測定対象の温
度が第２の手段で求められる。
【００１１】上記の異なった波長特性の検出出力は、略
等しい実効波長で異なった波長特性を有する光検出器で
得ることが可能である。また、異なった波長特性をもつ
フィルタを透過した測定対象からの光を検出することで
も得ることが可能である。
等しい実効波長で異なった波長特性を有する光検出器で
得ることが可能である。また、異なった波長特性をもつ
フィルタを透過した測定対象からの光を検出することで
も得ることが可能である。
【００１２】
【実施例】本発明の実施例を図面を参照して説明する。
図１には、本発明の一実施例に係る放射温度計の全体構
成が示されている。本発明の放射温度計は、図示しない
測定対象からの光を異なった波長特性（但し、それらの
実効波長λ0 は略等しい）にてで検出し、それら異なっ
た波長特性での光の検出出力からそれらの比から測定対
象の温度を求める、という方法で放射温度計測を行うも
のである。
図１には、本発明の一実施例に係る放射温度計の全体構
成が示されている。本発明の放射温度計は、図示しない
測定対象からの光を異なった波長特性（但し、それらの
実効波長λ0 は略等しい）にてで検出し、それら異なっ
た波長特性での光の検出出力からそれらの比から測定対
象の温度を求める、という方法で放射温度計測を行うも
のである。
【００１３】この図１の放射温度計は、筐体１０１内に
光検出器１０４ａ，ｂ及び信号処理部１０５を有し、ま
た、測定対象からの光を光検出器１０４ａ，ｂへ導く光
学系としてレンズ１０２，ビームスプリッタ（ハーフミ
ラー）１０３を有する。
光検出器１０４ａ，ｂ及び信号処理部１０５を有し、ま
た、測定対象からの光を光検出器１０４ａ，ｂへ導く光
学系としてレンズ１０２，ビームスプリッタ（ハーフミ
ラー）１０３を有する。
【００１４】光検出器１０４ａ，ｂは、図２に示すよう
に、互いに異なった波長特性をもつ同じ実効波長λ0 の
検出器である。図２の曲線Ａは光検出器１０４ａの波長
特性即ち応答関数φ（λ）−波長λの関係を示し、曲線
Ｂは光検出器１０４ｂの応答関数φ（λ）−波長λの関
係を示している。光検出器１０４ａ，ｂは、例えば、前
述した光電変換素子及び波長特性の異なる光学フィルタ
を用いて構成される。
に、互いに異なった波長特性をもつ同じ実効波長λ0 の
検出器である。図２の曲線Ａは光検出器１０４ａの波長
特性即ち応答関数φ（λ）−波長λの関係を示し、曲線
Ｂは光検出器１０４ｂの応答関数φ（λ）−波長λの関
係を示している。光検出器１０４ａ，ｂは、例えば、前
述した光電変換素子及び波長特性の異なる光学フィルタ
を用いて構成される。
【００１５】信号処理部１０５は、光検出器１０４ａ，
ｂの検出出力ＲA ，ＲB からそれらの比ｒを算出し、そ
の比から測定対象の温度Ｔを求めるもので、そのプロセ
スの一例が図３に示されている。図３のプロセスは、比
ｒと温度Ｔの関係式から温度Ｔを求めるもので、外部か
らの入力により予め設定されたパラメータＸA ，ＸBと
比ｒとを用いた演算にて温度Ｔを求める。このプロセス
の構成及び比ｒと温度Ｔの関係式については後述する。
信号処理部１０５は、いわゆるワンチップマイコンで構
成されており、Ａ／Ｄコンバータ内蔵タイプのものを用
いるとより小型なものになる。
ｂの検出出力ＲA ，ＲB からそれらの比ｒを算出し、そ
の比から測定対象の温度Ｔを求めるもので、そのプロセ
スの一例が図３に示されている。図３のプロセスは、比
ｒと温度Ｔの関係式から温度Ｔを求めるもので、外部か
らの入力により予め設定されたパラメータＸA ，ＸBと
比ｒとを用いた演算にて温度Ｔを求める。このプロセス
の構成及び比ｒと温度Ｔの関係式については後述する。
信号処理部１０５は、いわゆるワンチップマイコンで構
成されており、Ａ／Ｄコンバータ内蔵タイプのものを用
いるとより小型なものになる。
【００１６】レンズ１０２は測定対象からの光を集光
し、ハーフミラー１０３は集光された光を光検出器１０
４ａ，ｂへ与えるもので、放射温度計の所定の方向にあ
るものを測定対象としている。
し、ハーフミラー１０３は集光された光を光検出器１０
４ａ，ｂへ与えるもので、放射温度計の所定の方向にあ
るものを測定対象としている。
【００１７】つぎに、比ｒと温度Ｔの関係について説明
する。
する。
【００１８】入射光が所定の分布を持つ場合、光検出器
（光電変換素子＋光学フィルタ）の応答Ｒ（検出出力）
は、波長λ近傍において、光検出器の応答関数φ
（λ），実効波長λ0 及び入射光の分光光強度（輻射入
力ｉ（λ））を用いて次の式（１）で示されることが知
られている。
（光電変換素子＋光学フィルタ）の応答Ｒ（検出出力）
は、波長λ近傍において、光検出器の応答関数φ
（λ），実効波長λ0 及び入射光の分光光強度（輻射入
力ｉ（λ））を用いて次の式（１）で示されることが知
られている。
【００１９】
【数１】
【００２０】また、実効波長λ0 は次の式（１）で示さ
れることが知られている。
れることが知られている。
【００２１】
【数２】
【００２２】検出出力Ｒの２次の近似を得るために応答
関数φ（λ）の波長λ0 まわりの０次モーメントＭ0 ，
１次モーメントＭ1 ，２次モーメントＭ2 を式（３ａ）
〜（３ｃ）に定義する。ここで、１次モーメントＭ1 は
上記式（２）から「０」である。
関数φ（λ）の波長λ0 まわりの０次モーメントＭ0 ，
１次モーメントＭ1 ，２次モーメントＭ2 を式（３ａ）
〜（３ｃ）に定義する。ここで、１次モーメントＭ1 は
上記式（２）から「０」である。
【００２３】
【数３】
【００２４】輻射入力ｉ（λ）についてテーラー展開
し、２次の近似までとればつぎの式（４）で示される。
し、２次の近似までとればつぎの式（４）で示される。
【００２５】
【数４】
【００２６】式（１）を式（２）〜（４）を用いて書き
直せば、検出出力Ｒはつぎの式（５）で示される。
直せば、検出出力Ｒはつぎの式（５）で示される。
【００２７】
【数５】
【００２８】これらの式（１）〜（５）で示される関係
は、例えば、文献「O.Norton(Mississipi State Uni
v.),"An Analysis of Error in Two color Pyrometry",
AIAA/ASME 5thjoint mThermophysics and Heart Transf
er Conf.AIAA90-1715(1990)」に示され、知られている
関係である。
は、例えば、文献「O.Norton(Mississipi State Uni
v.),"An Analysis of Error in Two color Pyrometry",
AIAA/ASME 5thjoint mThermophysics and Heart Transf
er Conf.AIAA90-1715(1990)」に示され、知られている
関係である。
【００２９】さて、図１の放射温度計においては、光検
出器１０４ａ，ｂの検出出力ＲA ，ＲB は式（５）から
つぎの式（６ａ），（６ｂ）で示される。
出器１０４ａ，ｂの検出出力ＲA ，ＲB は式（５）から
つぎの式（６ａ），（６ｂ）で示される。
【００３０】
【数６】
【００３１】これより、検出出力ＲA ，ＲB の比ｒと温
度Ｔの関係はつぎの式（７）で示される。
度Ｔの関係はつぎの式（７）で示される。
【００３２】
【数７】
【００３３】この式（７）のままでも温度Ｔを求めるこ
とは可能であるが、つぎの式（８）で演算することで信
号処理部１０５での処理をより簡素なものとなる（式
（８）において添字Ａ，Ｂはそれぞれ検出出力ＲA ，Ｒ
B に対応するものであることを示す）。
とは可能であるが、つぎの式（８）で演算することで信
号処理部１０５での処理をより簡素なものとなる（式
（８）において添字Ａ，Ｂはそれぞれ検出出力ＲA ，Ｒ
B に対応するものであることを示す）。
【００３４】
【数８】
【００３５】検出出力ＲA についてのモーメントＭ0A，
Ｍ2Aは、式（３ａ），（３ｃ）を用いて光検出器１０４
ａの波長特性（図２の曲線Ａ即ち応答関数φ（λ））か
ら得られる。また、検出出力ＲB についてのモーメント
Ｍ0B，Ｍ2Bも、式（３ａ），（３ｃ）を用いて光検出器
１０４ｂの波長特性（図２の曲線Ｂ）から得られる定数
である。実効波長λ0 も光検出器１０４ａの波長特性か
ら決まるため、パラメータＸA ，ＸB は光検出器１０４
ａ，ｂによって決まる一定の値である（式（１０ａ），
（１０ｂ））。
Ｍ2Aは、式（３ａ），（３ｃ）を用いて光検出器１０４
ａの波長特性（図２の曲線Ａ即ち応答関数φ（λ））か
ら得られる。また、検出出力ＲB についてのモーメント
Ｍ0B，Ｍ2Bも、式（３ａ），（３ｃ）を用いて光検出器
１０４ｂの波長特性（図２の曲線Ｂ）から得られる定数
である。実効波長λ0 も光検出器１０４ａの波長特性か
ら決まるため、パラメータＸA ，ＸB は光検出器１０４
ａ，ｂによって決まる一定の値である（式（１０ａ），
（１０ｂ））。
【００３６】信号処理部１０５は、検出出力ＲA ，ＲB
から比ｒを演算するブロック１０５ａ，比ｒとパラメー
タＸA ，ＸB とから式９を用いて内部パラメータＺを求
めるブロック１０５ｂ，内部パラメータＺから温度Ｔを
求めるブロック１０５ｃとで構成される（図３）。パラ
メータＸA ，ＸB の設定については、その値をそのまま
入力しても、モーメントＭ0A，Ｍ2A，Ｍ0B，Ｍ2B及び波
長λ0 を入力することでも設定される。後者の場合は、
式（１０ａ），（１０ｂ）の演算によりパラメータ
ＸA ，ＸB の設定が行われる。
から比ｒを演算するブロック１０５ａ，比ｒとパラメー
タＸA ，ＸB とから式９を用いて内部パラメータＺを求
めるブロック１０５ｂ，内部パラメータＺから温度Ｔを
求めるブロック１０５ｃとで構成される（図３）。パラ
メータＸA ，ＸB の設定については、その値をそのまま
入力しても、モーメントＭ0A，Ｍ2A，Ｍ0B，Ｍ2B及び波
長λ0 を入力することでも設定される。後者の場合は、
式（１０ａ），（１０ｂ）の演算によりパラメータ
ＸA ，ＸB の設定が行われる。
【００３７】つぎに、図１の放射温度計の動作について
説明する。
説明する。
【００３８】まず、モーメントＭ0A，Ｍ2A，Ｍ0B，Ｍ2B
及び波長λ0 について、例えば、表１の値を設定してお
くか、又は、表１に対応するパラメータＸA ，ＸB を設
定しておく。
及び波長λ0 について、例えば、表１の値を設定してお
くか、又は、表１に対応するパラメータＸA ，ＸB を設
定しておく。
【００３９】
【表１】
【００４０】放射温度計を測定対象の方に向け、測定対
象からの光を放射温度計内部に入射させる。測定対象か
らの光は、レンズ１０２にて集光され、ハーフミラー１
０３で分岐されてそれぞれ光検出器１０４ａ，ｂで検出
される。光検出器１０４ａ，ｂの検出出力ＲA ，Ｒ
B は、信号処理部１０５へ入力され、それらの比ｒが算
出される。信号処理部１０５では、式（９），（８）の
演算がなされ、比ｒから内部パラメータＺが求められて
温度Ｔが求められ、この温度Ｔが外部に出力される。セ
氏４００〜１０００度において、比ｒと温度Ｔは図４の
ような関係になる。
象からの光を放射温度計内部に入射させる。測定対象か
らの光は、レンズ１０２にて集光され、ハーフミラー１
０３で分岐されてそれぞれ光検出器１０４ａ，ｂで検出
される。光検出器１０４ａ，ｂの検出出力ＲA ，Ｒ
B は、信号処理部１０５へ入力され、それらの比ｒが算
出される。信号処理部１０５では、式（９），（８）の
演算がなされ、比ｒから内部パラメータＺが求められて
温度Ｔが求められ、この温度Ｔが外部に出力される。セ
氏４００〜１０００度において、比ｒと温度Ｔは図４の
ような関係になる。
【００４１】この放射温度計では、式（９），（８）の
ような放射率εに依存しない演算で温度Ｔを求めてい
る。そのため、前述の従来例のように繰り返し計算を行
う必要がないので、信号処理部１０５の応答が早い。ま
た、式（９），（８）のような簡単な演算であるため、
その処理は小さなハードウェアで実現することができ、
信号処理部１０５は、簡素なものになる。この放射温度
計は、リアルタイムの温度計測を行うことが要求される
システムに好適であり、また、簡素なものであるため、
開発期間が短く、低い製造コストで製作することができ
る。
ような放射率εに依存しない演算で温度Ｔを求めてい
る。そのため、前述の従来例のように繰り返し計算を行
う必要がないので、信号処理部１０５の応答が早い。ま
た、式（９），（８）のような簡単な演算であるため、
その処理は小さなハードウェアで実現することができ、
信号処理部１０５は、簡素なものになる。この放射温度
計は、リアルタイムの温度計測を行うことが要求される
システムに好適であり、また、簡素なものであるため、
開発期間が短く、低い製造コストで製作することができ
る。
【００４２】つぎに、第２の実施例について説明する。
【００４３】前述の実施例は、信号処理部１０５を式
（９），（８）の演算を行うものとした場合について説
明したが、信号処理部１０５を比ｒから温度Ｔへの変換
テーブルを持つ構成にしても良い。図５は、この場合の
信号処理部１０５の構成を示したものである。この信号
処理部１０５は、ブロック１０５ｂ，ｃにかえて変換テ
ーブル１０５ｄとしたものである。変換テーブル１０５
ｄは、前述の表１に対応するものとする場合は、図４の
相関を与えておく。この場合の動作は、式（９），
（８）の演算にかえて、変換テーブルで比ｒから対応す
る温度Ｔを検索して求める点が異なるがそのほかについ
てはほぼ同様である。
（９），（８）の演算を行うものとした場合について説
明したが、信号処理部１０５を比ｒから温度Ｔへの変換
テーブルを持つ構成にしても良い。図５は、この場合の
信号処理部１０５の構成を示したものである。この信号
処理部１０５は、ブロック１０５ｂ，ｃにかえて変換テ
ーブル１０５ｄとしたものである。変換テーブル１０５
ｄは、前述の表１に対応するものとする場合は、図４の
相関を与えておく。この場合の動作は、式（９），
（８）の演算にかえて、変換テーブルで比ｒから対応す
る温度Ｔを検索して求める点が異なるがそのほかについ
てはほぼ同様である。
【００４４】比ｒと温度Ｔの関係が簡単なものである場
合、変換テーブル１０５ｄも簡単なものになる。そのた
め、比ｒから対応する温度Ｔを検索する時間が短いもの
になる。温度Ｔの精度は変換テーブル１０５ｄの大きさ
に比例し、高精度を要求されると大きな変換テーブル１
０５ｄが必要になる。
合、変換テーブル１０５ｄも簡単なものになる。そのた
め、比ｒから対応する温度Ｔを検索する時間が短いもの
になる。温度Ｔの精度は変換テーブル１０５ｄの大きさ
に比例し、高精度を要求されると大きな変換テーブル１
０５ｄが必要になる。
【００４５】つぎに、第３の実施例について説明する。
【００４６】前述の実施例は、複数の光検出器を用いた
例を示したが、１つの検出器をもちいても実現可能であ
る。図６は、この場合の構成を示したものである。
例を示したが、１つの検出器をもちいても実現可能であ
る。図６は、この場合の構成を示したものである。
【００４７】この図６の放射温度計は、光検出器１０４
ａ，ｂにかえて光検出器１０８の一つとし、フィルタモ
ジュール１０７で光検出器１０８への光の分光分布を変
えている点に特徴を有する。フィルタモジュール１０７
は、２種のフィルタ１０７ａ，ｂを有し、モータＭによ
り回転するようになっている。端部にはセンサ（フォト
カプラ）１０６が設けられ、このセンサ１０６は、どの
フィルタが光検出器１０８の位置にあるかを検出し、信
号処理部１１５へ出力する。
ａ，ｂにかえて光検出器１０８の一つとし、フィルタモ
ジュール１０７で光検出器１０８への光の分光分布を変
えている点に特徴を有する。フィルタモジュール１０７
は、２種のフィルタ１０７ａ，ｂを有し、モータＭによ
り回転するようになっている。端部にはセンサ（フォト
カプラ）１０６が設けられ、このセンサ１０６は、どの
フィルタが光検出器１０８の位置にあるかを検出し、信
号処理部１１５へ出力する。
【００４８】光検出器１０８は、図８のような特性を持
ち、フィルタ１０７ａ，ｂの特性（図９）とあわせた総
合特性は前述の実施例と同等の特性（図２）としてい
る。信号処理部１１５は、図３または図６に示した温度
Ｔを求めるプロセスに加えて、センサ１０６からの信号
によりどのフィルタが光検出器１０８の位置にきている
かで光検出器１０８の検出出力が前述の検出出力ＲA ，
ＲB に対応するかを判別する。またモータＭの回転の制
御も行う。
ち、フィルタ１０７ａ，ｂの特性（図９）とあわせた総
合特性は前述の実施例と同等の特性（図２）としてい
る。信号処理部１１５は、図３または図６に示した温度
Ｔを求めるプロセスに加えて、センサ１０６からの信号
によりどのフィルタが光検出器１０８の位置にきている
かで光検出器１０８の検出出力が前述の検出出力ＲA ，
ＲB に対応するかを判別する。またモータＭの回転の制
御も行う。
【００４９】この放射温度計の動作においては、信号処
理部１１５の制御によりモータＭにより回転し、フィル
タ１０７ａ，ｂが切り替えられる。光検出器１０８とフ
ィルタ１０７ａ，ｂとあわせた総合特性が変化し、光検
出器１０８からは、フィルタ１０７ａが光検出器１０８
の位置にあるのがフィルタ１０７ａであると検出出力Ｒ
A が、フィルタ１０７ｂであると検出出力ＲB が出力さ
れる。信号処理部１１５では、センサ１０６からの信号
により検出出力ＲA ，ＲB に対応するかを判別され、比
ｒが求められる。これより後は前述の実施例と同様にし
て温度Ｔが求められる。
理部１１５の制御によりモータＭにより回転し、フィル
タ１０７ａ，ｂが切り替えられる。光検出器１０８とフ
ィルタ１０７ａ，ｂとあわせた総合特性が変化し、光検
出器１０８からは、フィルタ１０７ａが光検出器１０８
の位置にあるのがフィルタ１０７ａであると検出出力Ｒ
A が、フィルタ１０７ｂであると検出出力ＲB が出力さ
れる。信号処理部１１５では、センサ１０６からの信号
により検出出力ＲA ，ＲB に対応するかを判別され、比
ｒが求められる。これより後は前述の実施例と同様にし
て温度Ｔが求められる。
【００５０】この放射温度計は、光検出器が１つである
ため光学系が簡素化し、光検出器１００８からシーケン
シャルに信号処理部１１５に出力されるため配線を若干
簡単しうる点はあるが、処理速度が若干遅くなるという
欠点もある。このほかについては、前述の実施例と同様
である。
ため光学系が簡素化し、光検出器１００８からシーケン
シャルに信号処理部１１５に出力されるため配線を若干
簡単しうる点はあるが、処理速度が若干遅くなるという
欠点もある。このほかについては、前述の実施例と同様
である。
【００５１】本発明は前述の実施例に限らず様々な変形
が可能である。
が可能である。
【００５２】例えば、第１実施例において信号処理部は
パラメータＸA ，ＸB を設定しておくようにして温度Ｔ
を求めたが、検出出力ＲA ，ＲB を入力するごとにモー
メントＭ0A，Ｍ2A，Ｍ0B，Ｍ2B及び波長λ0 を用いて温
度Ｔを求めるようにしてもよい。
パラメータＸA ，ＸB を設定しておくようにして温度Ｔ
を求めたが、検出出力ＲA ，ＲB を入力するごとにモー
メントＭ0A，Ｍ2A，Ｍ0B，Ｍ2B及び波長λ0 を用いて温
度Ｔを求めるようにしてもよい。
【００５３】また、光検出器を２つのもの、或いは、フ
ィルタモジュールが２種のフィルタを持つものに付いて
示したが複数であっても良い。
ィルタモジュールが２種のフィルタを持つものに付いて
示したが複数であっても良い。
【００５４】さらに、信号処理部での演算又は変換テー
ブルは、理論式によるものを示したが、実験式、実験デ
ータなどによるものでも良い。
ブルは、理論式によるものを示したが、実験式、実験デ
ータなどによるものでも良い。
【００５５】
【発明の効果】以上の通り本発明の放射温度計によれ
ば、実効波長での異なった波長特性の検出出力の比から
測定対象の温度を求めており、それらの関係は放射率の
変化に依存しないため、放射率の変化の補正などをする
のが不要になって簡素な構成で測定対象の温度を得るこ
とができる。
ば、実効波長での異なった波長特性の検出出力の比から
測定対象の温度を求めており、それらの関係は放射率の
変化に依存しないため、放射率の変化の補正などをする
のが不要になって簡素な構成で測定対象の温度を得るこ
とができる。
【図１】本発明の第１の実施例に係る放射温度計の全体
構成図。
構成図。
【図２】光検出器の特性図。
【図３】信号処理部のプロセスの一例を示す図。
【図４】比と温度の関係を示す図。
【図５】第２実施例に係る信号処理部のプロセスの一例
を示す図。
を示す図。
【図６】本発明の第３の実施例に係る放射温度計の全体
構成図。
構成図。
【図７】フィルタモジュールの構成図。
【図８】第３の実施例に係る光検出器の特性図。
【図９】フィルタモジュールのフィルタの特性図。
１０４ａ，ｂ，１０８…光検出器、１０５…信号処理
部、１０７ａ，ｂ…フィルタ、ＲA ，ＲB …検出出力、
Ｔ…温度
部、１０７ａ，ｂ…フィルタ、ＲA ，ＲB …検出出力、
Ｔ…温度
Claims (5)
- 【請求項１】 測定対象からの光を、略等しい実効波長
にて異なった波長特性で検出する第１の手段と、 前記異なった波長特性での前記光の検出出力からそれら
の比を算出し、前記比から前記測定対象の温度を求める
第２の手段とを備えたことを特徴とする放射温度計。 - 【請求項２】 前記第１の手段は、略等しい実効波長で
異なった波長特性を有する光検出器を含んで構成されて
いることを特徴とする請求項１記載の放射温度計。 - 【請求項３】 前記第１の手段は、 略等しい実効波長であるが異なった波長特性をもつ複数
のフィルタと、 前記フィルタを透過する測定対象からの光を検出する検
出器とを含んで構成されていることを特徴とする請求項
１記載の放射温度計。 - 【請求項４】 前記第２の手段は、前記比と前記測定対
象の温度との関係式に基づいて前記比から前記測定対象
の温度を求めることを特徴とする請求項１記載の放射温
度計。 - 【請求項５】 前記第２の手段は、予め決められた前記
比と前記測定対象の温度との相関を用いて前記比から前
記測定対象の温度を求めることを特徴とする請求項１記
載の放射温度計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10462492A JPH05296848A (ja) | 1992-04-23 | 1992-04-23 | 放射温度計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10462492A JPH05296848A (ja) | 1992-04-23 | 1992-04-23 | 放射温度計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05296848A true JPH05296848A (ja) | 1993-11-12 |
Family
ID=14385600
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10462492A Pending JPH05296848A (ja) | 1992-04-23 | 1992-04-23 | 放射温度計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05296848A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008185482A (ja) * | 2007-01-30 | 2008-08-14 | Hamamatsu Photonics Kk | 温度計測装置 |
-
1992
- 1992-04-23 JP JP10462492A patent/JPH05296848A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008185482A (ja) * | 2007-01-30 | 2008-08-14 | Hamamatsu Photonics Kk | 温度計測装置 |
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