JPH07103831A - 温度測定方法 - Google Patents
温度測定方法Info
- Publication number
- JPH07103831A JPH07103831A JP26335791A JP26335791A JPH07103831A JP H07103831 A JPH07103831 A JP H07103831A JP 26335791 A JP26335791 A JP 26335791A JP 26335791 A JP26335791 A JP 26335791A JP H07103831 A JPH07103831 A JP H07103831A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cell
- light
- temperature
- absorption
- laser light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Landscapes
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 高温でも測定でき、しかも配線が不要で短絡
の心配がなく、雑音も拾わないような高い温度の測定を
可能にする。 【構成】 半導体レーザ１から波長が順次変化するレー
ザ光を発射し、このレーザ光をヒータで加熱されたセル
３内に収容されたガスに照射してこの中を透過させ、受
光器４で検出された光の変化量をレコーダ６に記録して
レーザ光の吸収に基づくセル透過光の波長のプロファイ
ルを観察し、レーザ光の吸収量に基づく吸収幅からガス
の温度を測定する。
の心配がなく、雑音も拾わないような高い温度の測定を
可能にする。 【構成】 半導体レーザ１から波長が順次変化するレー
ザ光を発射し、このレーザ光をヒータで加熱されたセル
３内に収容されたガスに照射してこの中を透過させ、受
光器４で検出された光の変化量をレコーダ６に記録して
レーザ光の吸収に基づくセル透過光の波長のプロファイ
ルを観察し、レーザ光の吸収量に基づく吸収幅からガス
の温度を測定する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、気体の熱運動による
スペクトル線幅広がり現象を利用した、特に高温の温度
測定方法に関するものである。
スペクトル線幅広がり現象を利用した、特に高温の温度
測定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、高温の測定方法としては、黒体か
ら放射される放射線（輻射線）を検出して温度測定する
方法がある。しかし、この方法では、被測定物の放射率
が既知でないと測定できず、また、既知であっても放射
率が変動して測定精度を上げることが困難であるという
問題があった。
ら放射される放射線（輻射線）を検出して温度測定する
方法がある。しかし、この方法では、被測定物の放射率
が既知でないと測定できず、また、既知であっても放射
率が変動して測定精度を上げることが困難であるという
問題があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このため、熱電対を利
用して測定加熱部を加熱することにより発生する起電力
を測定し、この電気信号から加熱部の温度を測定する方
法が実用されている。しかしながら、この方法では、あ
る程度以上の高い温度になると、熱電対の加熱部の材料
が溶解してしまうので、測定できる温度範囲に限界があ
る。また、熱電対の加熱部と測定部との間を配線する必
要があり、この配線が短絡するという事故も考えられて
危険であり、かつ、配線に雑音を拾い測定精度に悪影響
を及ぼすという問題もあった。
用して測定加熱部を加熱することにより発生する起電力
を測定し、この電気信号から加熱部の温度を測定する方
法が実用されている。しかしながら、この方法では、あ
る程度以上の高い温度になると、熱電対の加熱部の材料
が溶解してしまうので、測定できる温度範囲に限界があ
る。また、熱電対の加熱部と測定部との間を配線する必
要があり、この配線が短絡するという事故も考えられて
危険であり、かつ、配線に雑音を拾い測定精度に悪影響
を及ぼすという問題もあった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、波長が順次変
化するレーザ光を発射し、このレーザ光を加熱されたガ
スが収容されているセルに照射してこの中を通過させ、
レーザ光の吸収に基づくセル透過光の波長のプロファイ
ルを観察し、レーザ光の吸収量に基づく吸収幅からガス
の温度を測定するものである。
化するレーザ光を発射し、このレーザ光を加熱されたガ
スが収容されているセルに照射してこの中を通過させ、
レーザ光の吸収に基づくセル透過光の波長のプロファイ
ルを観察し、レーザ光の吸収量に基づく吸収幅からガス
の温度を測定するものである。
【０００５】
【作用】ガスの種類に対応した波長で光の吸収が起こ
り、この部分の光透過量が減衰したプロファイルが得ら
れる。ガスの温度が上昇すると分子運動が盛んになって
吸収量が増加する。このプロファイルの吸収による減衰
波形の幅の広がりは温度に対応するので、この幅からセ
ル内のガスの温度を測定することができる。
り、この部分の光透過量が減衰したプロファイルが得ら
れる。ガスの温度が上昇すると分子運動が盛んになって
吸収量が増加する。このプロファイルの吸収による減衰
波形の幅の広がりは温度に対応するので、この幅からセ
ル内のガスの温度を測定することができる。
【０００７】
【実施例】以下、本発明に係る温度測定方法を詳細に説
明する。図１は、本発明の一実施例を実施するための装
置の構成図である。半導体レーザ１で発光されたレーザ
光は、レンズ２を経てセル３の入射側透過窓３ａに入射
され、セル３内を透過して出射側透過窓３ｂから出射さ
れて、フォトダイオードからなる受光器４に入射され
る。セル３は、センサ物質として作用するアルカリ金属
であるＲｂを封入してあり、ヒータ５によって加熱され
てＲｂガスになっている。
明する。図１は、本発明の一実施例を実施するための装
置の構成図である。半導体レーザ１で発光されたレーザ
光は、レンズ２を経てセル３の入射側透過窓３ａに入射
され、セル３内を透過して出射側透過窓３ｂから出射さ
れて、フォトダイオードからなる受光器４に入射され
る。セル３は、センサ物質として作用するアルカリ金属
であるＲｂを封入してあり、ヒータ５によって加熱され
てＲｂガスになっている。
【０００８】このＲｂのＤ２線を用いてセル３内を透過
する光の吸収線プロファイルを観察して温度測定を行う
ものである。受光器４で受光された光は電気信号に変換
されてＸ−Ｙレコーダ６に供給される。また、駆動装置
７は、半導体レーザ１の駆動電流を制御するもので、半
導体レーザ１の注入電流を変化させてその発振波長を変
化させている。同時に、この駆動電流に応じた制御信号
がＸ−Ｙレコーダ６に供給されている。
する光の吸収線プロファイルを観察して温度測定を行う
ものである。受光器４で受光された光は電気信号に変換
されてＸ−Ｙレコーダ６に供給される。また、駆動装置
７は、半導体レーザ１の駆動電流を制御するもので、半
導体レーザ１の注入電流を変化させてその発振波長を変
化させている。同時に、この駆動電流に応じた制御信号
がＸ−Ｙレコーダ６に供給されている。
【０００９】図２は、Ｘ−Ｙレコーダ６に記録された特
性を示す図であり、横軸は半導体レーザ１の駆動電流、
縦軸はレーザ光のセル３内における透過量を示してい
る。駆動装置７によって半導体レーザ１の駆動電流を増
加させ発振光の波長を順次変化させる。駆動電流の増加
によって発振光の強さも増加するので、図では駆動電流
の増加に応じて透過量も増加している。しかし、温度が
低い範囲（５０℃以下）では、波長による透過量は一定
なので、レーザ光は波長が変化しても特性は凹凸がなく
直線的である（図２（ａ））。
性を示す図であり、横軸は半導体レーザ１の駆動電流、
縦軸はレーザ光のセル３内における透過量を示してい
る。駆動装置７によって半導体レーザ１の駆動電流を増
加させ発振光の波長を順次変化させる。駆動電流の増加
によって発振光の強さも増加するので、図では駆動電流
の増加に応じて透過量も増加している。しかし、温度が
低い範囲（５０℃以下）では、波長による透過量は一定
なので、レーザ光は波長が変化しても特性は凹凸がなく
直線的である（図２（ａ））。
【００１０】しかし、ヒータ５の加熱によりセル３内の
ガスの温度が上昇すると、Ｒｂの気化量が増え同時に分
子運動が盛んになるため、レーザ光の吸収量が増加する
とともに吸収線の幅が広がる。図２（ｂ）はセル内の温
度が１５０℃の時の特性であり、図２（ｃ）はセル内の
温度が２００℃の時の特性である。図２の（ｄ），
（ｅ）はそれぞれ図２の（ｂ），（ｃ）の吸収線部分を
拡大した図である。吸収線の吸収量のピーク値の半分に
なる部分の幅である半幅値ΔＩ１，ΔＩ２は、セル１内
の温度に対応しているので、この半幅値を測定すること
によりセル１内の温度測定ができる。
ガスの温度が上昇すると、Ｒｂの気化量が増え同時に分
子運動が盛んになるため、レーザ光の吸収量が増加する
とともに吸収線の幅が広がる。図２（ｂ）はセル内の温
度が１５０℃の時の特性であり、図２（ｃ）はセル内の
温度が２００℃の時の特性である。図２の（ｄ），
（ｅ）はそれぞれ図２の（ｂ），（ｃ）の吸収線部分を
拡大した図である。吸収線の吸収量のピーク値の半分に
なる部分の幅である半幅値ΔＩ１，ΔＩ２は、セル１内
の温度に対応しているので、この半幅値を測定すること
によりセル１内の温度測定ができる。
【００１１】以上の実施例は、半導体レーザ１の駆動電
流によって発振光の波長が変化するとともに光の強度も
変化したが、発振光の波長だけ変化して強度は一定の場
合は、図３のような特性になる。横軸は波長（駆動電
流）、縦軸は透過量である。この場合は、透過量が平坦
なので、吸収線の幅Δλの測定が容易となる。図４は、
図３の吸収線部分を拡大した図である。セル１内の温度
が上昇すると、吸収線の半幅値がΔλ１からΔλ２に増
加する。この半幅値を読むことにより温度を測定するこ
とができる。
流によって発振光の波長が変化するとともに光の強度も
変化したが、発振光の波長だけ変化して強度は一定の場
合は、図３のような特性になる。横軸は波長（駆動電
流）、縦軸は透過量である。この場合は、透過量が平坦
なので、吸収線の幅Δλの測定が容易となる。図４は、
図３の吸収線部分を拡大した図である。セル１内の温度
が上昇すると、吸収線の半幅値がΔλ１からΔλ２に増
加する。この半幅値を読むことにより温度を測定するこ
とができる。
【００１２】図５は、他の実施例のセルの正面図であ
る。レーザ光がセル３で吸収される際に、ガス内で発生
する別の光を観察して温度を測定するものである。通常
の測定時ではレーザ光は、Ａに示すようにセル３内の中
心を透過するが、この例ではレーザ光の吸収で発生した
光がセルの外部に出てくるまでに減衰してしまうので、
Ｂに示すようにセル３の周辺部を透過させるようにして
いる。これにより、レーザ光の吸収で発生した光は、Ｃ
に示すように直にセル外部に放射される。この光Ｃを観
察すると、駆動電流や発振波長に応じてその強さが変化
する図２，３，４と同様なプロファイルが得られる。
る。レーザ光がセル３で吸収される際に、ガス内で発生
する別の光を観察して温度を測定するものである。通常
の測定時ではレーザ光は、Ａに示すようにセル３内の中
心を透過するが、この例ではレーザ光の吸収で発生した
光がセルの外部に出てくるまでに減衰してしまうので、
Ｂに示すようにセル３の周辺部を透過させるようにして
いる。これにより、レーザ光の吸収で発生した光は、Ｃ
に示すように直にセル外部に放射される。この光Ｃを観
察すると、駆動電流や発振波長に応じてその強さが変化
する図２，３，４と同様なプロファイルが得られる。
【００１３】
【発明の効果】本発明によると、高温のガスが収容され
たセル内にレーザ光を透過させ、光の吸収線のプロファ
イルを観察することにより、温度測定を行うので、透過
レーザ光を光の強度でなくて波長（周波数）領域で測定
しているので、受光強度の影響を受けることなく、安定
かつ高精度の測定ができる。また、セル内のガスがセン
サ物質として作用するので、測定温度の上限がなく、高
い温度を精度良く測定することができる。
たセル内にレーザ光を透過させ、光の吸収線のプロファ
イルを観察することにより、温度測定を行うので、透過
レーザ光を光の強度でなくて波長（周波数）領域で測定
しているので、受光強度の影響を受けることなく、安定
かつ高精度の測定ができる。また、セル内のガスがセン
サ物質として作用するので、測定温度の上限がなく、高
い温度を精度良く測定することができる。
【図１】本発明の一実施例を行うための装置の構成図で
ある。
ある。
【図２】セル内の温度によりレーザ光の透過量がどのよ
うに変化するかを示す特性図である。
うに変化するかを示す特性図である。
【図３】駆動電流を増加しても発振光の強さが変化しな
いレーザ発振器を用いた場合の図２と同様な特性図であ
る。
いレーザ発振器を用いた場合の図２と同様な特性図であ
る。
【図４】図３の吸収線の部分の拡大図である。
【図５】他の実施例に使用するセルの正面図である。
１ 半導体レーザ ２ レンズ ３ セル ４ 受光器 ５ ヒータ ６ Ｘ−Ｙレコーダ ７ 駆動装置
Claims (1)
- 【請求項１】 波長が順次変化するレーザ光を発射し、
このレーザ光を加熱されたガスが収容されているセルに
照射してこの中を通過させ、レーザ光の吸収に基づくセ
ル透過光の波長のプロファイルを観察し、レーザ光の吸
収量に基づく吸収幅からガスの温度を測定する温度測定
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26335791A JPH07103831A (ja) | 1991-07-08 | 1991-07-08 | 温度測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26335791A JPH07103831A (ja) | 1991-07-08 | 1991-07-08 | 温度測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07103831A true JPH07103831A (ja) | 1995-04-21 |
Family
ID=17388365
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26335791A Pending JPH07103831A (ja) | 1991-07-08 | 1991-07-08 | 温度測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07103831A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016050793A (ja) * | 2014-08-29 | 2016-04-11 | 株式会社島津製作所 | ガス分析装置 |
-
1991
- 1991-07-08 JP JP26335791A patent/JPH07103831A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016050793A (ja) * | 2014-08-29 | 2016-04-11 | 株式会社島津製作所 | ガス分析装置 |
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