JPH0783761A - 放射温度検出装置 - Google Patents
放射温度検出装置Info
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- JPH0783761A JPH0783761A JP5232926A JP23292693A JPH0783761A JP H0783761 A JPH0783761 A JP H0783761A JP 5232926 A JP5232926 A JP 5232926A JP 23292693 A JP23292693 A JP 23292693A JP H0783761 A JPH0783761 A JP H0783761A
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- radiant heat
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 対象物から放射される熱を検出する放射温度
検出装置に関し、対象物の温度あるいは基準温度が変動
した場合にも、その変化に対応して測温すべき対象物の
温度を簡単に精度よく測定することを目的とする。 【構成】 輻射熱検出手段２からの出力信号または基準
温度検出手段３からの出力信号が変動した場合にこれら
出力信号の変化率に応じて出力信号を変換する変換手段
６を備えたので、測温すべき対象物１の温度を常に精度
よく測定することができる。
検出装置に関し、対象物の温度あるいは基準温度が変動
した場合にも、その変化に対応して測温すべき対象物の
温度を簡単に精度よく測定することを目的とする。 【構成】 輻射熱検出手段２からの出力信号または基準
温度検出手段３からの出力信号が変動した場合にこれら
出力信号の変化率に応じて出力信号を変換する変換手段
６を備えたので、測温すべき対象物１の温度を常に精度
よく測定することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は対象物から放射される熱
を非接触で検出することで対象物の表面温度を測定する
サーモパイル型などの放射温度検出装置に関する。
を非接触で検出することで対象物の表面温度を測定する
サーモパイル型などの放射温度検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種の放射温度検出装置は例え
ば図７のように示される。１は測温したい対象物であ
り、２は対象物１から放射される熱を非接触で検出する
サーモパイル型の輻射熱検出手段である。輻射熱検出手
段２のうち２ａは集光レンズ、２ｂは熱伝導性に優れた
アルミニウムからなるレンズホルダー、２ｃはサーモパ
イル素子、２ｄは信号増幅部である。サーモパイル素子
２ｃは赤外線透過窓２ｃａ及び金属缶２ｃｂで覆われ、
レンズホルダー２ｂに密着され、対象物１からの輻射熱
を検出する。サーモパイル素子２ｃのはゼーベック効果
を利用したもので内部はビスマス−アンチモンといった
異種金属材料を数十対から数百対にわたり接合された熱
電対を備え、この熱電対の温接点と冷接点間に生じた温
度差に対応した電位差を取り出すしくみとなっている。
接合部の温接点は光軸の中心付近に配置され、赤外線透
過窓２ｃａを介し対象物１からの輻射熱だけを受けやす
くするよう金黒と呼ばれる吸熱材を塗布する。一方接合
部の冷接点はヒートシンクを介し熱伝導率の高い外側の
金属缶２ｃｂに熱結合している。また温接点の温度は変
わりやすく冷接点の温度は変わりにくくするため、温接
点の熱容量は冷接点の熱容量に比して小さくなるように
構成している。
ば図７のように示される。１は測温したい対象物であ
り、２は対象物１から放射される熱を非接触で検出する
サーモパイル型の輻射熱検出手段である。輻射熱検出手
段２のうち２ａは集光レンズ、２ｂは熱伝導性に優れた
アルミニウムからなるレンズホルダー、２ｃはサーモパ
イル素子、２ｄは信号増幅部である。サーモパイル素子
２ｃは赤外線透過窓２ｃａ及び金属缶２ｃｂで覆われ、
レンズホルダー２ｂに密着され、対象物１からの輻射熱
を検出する。サーモパイル素子２ｃのはゼーベック効果
を利用したもので内部はビスマス−アンチモンといった
異種金属材料を数十対から数百対にわたり接合された熱
電対を備え、この熱電対の温接点と冷接点間に生じた温
度差に対応した電位差を取り出すしくみとなっている。
接合部の温接点は光軸の中心付近に配置され、赤外線透
過窓２ｃａを介し対象物１からの輻射熱だけを受けやす
くするよう金黒と呼ばれる吸熱材を塗布する。一方接合
部の冷接点はヒートシンクを介し熱伝導率の高い外側の
金属缶２ｃｂに熱結合している。また温接点の温度は変
わりやすく冷接点の温度は変わりにくくするため、温接
点の熱容量は冷接点の熱容量に比して小さくなるように
構成している。
【０００３】いま対象物１からレンズ２ａ、赤外線透過
窓２ｃａを介してサーモパイル素子２ｃに対し輻射熱エ
ネルギーが入射した場合、温接点は冷接点に比べわずか
に温度上昇を生じる。前述した異種金属材料のゼーベッ
ク効果により発生した温度差に応じた起電力が発生す
る。さらにこの起電力を信号増幅部２ｄで例えば１００
０倍に増幅し、電圧Ｖ1（Ｖ）として出力する。つまり
電圧Ｖ1（Ｖ）は温接点温度と冷接点温度との差温に対
応していると言える。
窓２ｃａを介してサーモパイル素子２ｃに対し輻射熱エ
ネルギーが入射した場合、温接点は冷接点に比べわずか
に温度上昇を生じる。前述した異種金属材料のゼーベッ
ク効果により発生した温度差に応じた起電力が発生す
る。さらにこの起電力を信号増幅部２ｄで例えば１００
０倍に増幅し、電圧Ｖ1（Ｖ）として出力する。つまり
電圧Ｖ1（Ｖ）は温接点温度と冷接点温度との差温に対
応していると言える。
【０００４】３はサーモパイル素子２ｃの近傍に設けら
れている基準温度検出手段である。基準温度検出手段３
はサーモパイル素子２ｃの基準温度Ｔ2（Ｋ）を冷接点
の温度と見なして検出し、この基準温度Ｔ2（Ｋ）に相
当する信号を常時電圧Ｖ2（Ｖ）として出力する。４は
輻射熱検出手段２から出力される電圧信号Ｖ1（Ｖ）と
基準温度検出手段３から出力される電圧信号Ｖ2（Ｖ）
を合成し対象物１の温度に換算し、温度表示する温度算
出手段である。
れている基準温度検出手段である。基準温度検出手段３
はサーモパイル素子２ｃの基準温度Ｔ2（Ｋ）を冷接点
の温度と見なして検出し、この基準温度Ｔ2（Ｋ）に相
当する信号を常時電圧Ｖ2（Ｖ）として出力する。４は
輻射熱検出手段２から出力される電圧信号Ｖ1（Ｖ）と
基準温度検出手段３から出力される電圧信号Ｖ2（Ｖ）
を合成し対象物１の温度に換算し、温度表示する温度算
出手段である。
【０００５】一般に輻射熱検出手段２から出力される電
圧Ｖ1（Ｖ）は対象物１からの入射エネルギーに比例
し、 Ｔ1（Ｋ）：対象物１の温度 Ｔ2（Ｋ）：基準温度 η：対象物１の放射率 ｋ：定数（ステファン−ボルツマン定数＊センサ感度＊
増幅率） とすると、ステファン−ボルツマンの法則に基づき Ｖ1＝Ｋ＊（η＊Ｔ14−Ｔ24）・・・・・・・・・・・（式１） で表すことができる。ここで対象物１の放射率ηを一
定、また電圧Ｖ2（Ｖ）はＴ2（Ｋ）に比例しているとす
れば（式１）は、ほぼ Ｔ1＝ｋ1＊Ｖ11/4＋ｋ2＊Ｖ2＋ｋ3・・・・・・・・・（式２） ｋ1、ｋ2、ｋ3はそれぞれ定数Ｋによって定まる値 に変形近似できる。つまりＶ1（Ｖ）及びＶ2（Ｖ）から
測温したい対象物１の温度Ｔ1（Ｋ）を算出できること
になる。実際には例えば集光レンズ２ａが透過する赤外
線量が波長すなわち輻射温度によって異なるなどの理由
により、基本となる（式１）に完全には合致しない。
圧Ｖ1（Ｖ）は対象物１からの入射エネルギーに比例
し、 Ｔ1（Ｋ）：対象物１の温度 Ｔ2（Ｋ）：基準温度 η：対象物１の放射率 ｋ：定数（ステファン−ボルツマン定数＊センサ感度＊
増幅率） とすると、ステファン−ボルツマンの法則に基づき Ｖ1＝Ｋ＊（η＊Ｔ14−Ｔ24）・・・・・・・・・・・（式１） で表すことができる。ここで対象物１の放射率ηを一
定、また電圧Ｖ2（Ｖ）はＴ2（Ｋ）に比例しているとす
れば（式１）は、ほぼ Ｔ1＝ｋ1＊Ｖ11/4＋ｋ2＊Ｖ2＋ｋ3・・・・・・・・・（式２） ｋ1、ｋ2、ｋ3はそれぞれ定数Ｋによって定まる値 に変形近似できる。つまりＶ1（Ｖ）及びＶ2（Ｖ）から
測温したい対象物１の温度Ｔ1（Ｋ）を算出できること
になる。実際には例えば集光レンズ２ａが透過する赤外
線量が波長すなわち輻射温度によって異なるなどの理由
により、基本となる（式１）に完全には合致しない。
【０００６】特に限定された狭い温度帯の測定なら Ｔ1＝ｋ1＊Ｖ1＋ｋ2＊Ｖ2＋ｋ3・・・・・・・・・・・（式３） ｋ1、ｋ2、ｋ3：定数Ｋによって定まる値 といった１次式で温度換算してよい。あるいは温度帯ご
とに異なる１次式を用い、折れ線近似させてもよい。
とに異なる１次式を用い、折れ線近似させてもよい。
【０００７】５は輻射熱検出手段２の近傍温度Ｔ2
（Ｋ）が対象物１の温度Ｔ1（Ｋ）や本装置外部の雰囲
気温度Ｔ0（Ｋ）の変動によって受ける影響を抑えるた
めの輻射熱検出手段２との間に中空部を設けた断熱カバ
ーである。あるいは断熱カバー５はレンズホルダー２ｂ
と一体化し、熱伝導性に優れた材質よりなるものもあ
る。（例えば実開昭６３−１４５１３５号公報）
（Ｋ）が対象物１の温度Ｔ1（Ｋ）や本装置外部の雰囲
気温度Ｔ0（Ｋ）の変動によって受ける影響を抑えるた
めの輻射熱検出手段２との間に中空部を設けた断熱カバ
ーである。あるいは断熱カバー５はレンズホルダー２ｂ
と一体化し、熱伝導性に優れた材質よりなるものもあ
る。（例えば実開昭６３−１４５１３５号公報）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では対象物の温度あるいは基準温度が変動した場
合、輻射熱検出手段から出力される信号がその変化に追
従できない。結果として温接点と冷接点との温度差がほ
ぼ一定に落ちつくまでの過渡状態において温度誤差が大
きく発生するという課題があった。
の構成では対象物の温度あるいは基準温度が変動した場
合、輻射熱検出手段から出力される信号がその変化に追
従できない。結果として温接点と冷接点との温度差がほ
ぼ一定に落ちつくまでの過渡状態において温度誤差が大
きく発生するという課題があった。
【０００９】またこの温度誤差を小さくするために断熱
カバーないしレンズホルダーの熱容量を大きくする、本
装置内部での発熱を抑える、レンズ開口部を小さくする
など本装置内部の温度変動を小さくする事や、冷接点と
金属缶ないし基準温度検出手段との熱伝導を良くする、
レンズを薄く成形し熱容量を小さくするとともにレンズ
ホルダーの熱伝導を良くするなど冷接点の温度と本装置
内部の温度を出来るだけ同一にする事などが考えられて
いるが、これら断熱または熱伝導のための構成を実現す
るには多くの高価な材料を使用したり複雑となるので非
常に割高になる。あるいは断熱カバーが重くなるので可
搬性が悪くなる、輻射熱検出手段の構造が精密で複雑に
なるため加工しにくくなるなどの課題もあった。
カバーないしレンズホルダーの熱容量を大きくする、本
装置内部での発熱を抑える、レンズ開口部を小さくする
など本装置内部の温度変動を小さくする事や、冷接点と
金属缶ないし基準温度検出手段との熱伝導を良くする、
レンズを薄く成形し熱容量を小さくするとともにレンズ
ホルダーの熱伝導を良くするなど冷接点の温度と本装置
内部の温度を出来るだけ同一にする事などが考えられて
いるが、これら断熱または熱伝導のための構成を実現す
るには多くの高価な材料を使用したり複雑となるので非
常に割高になる。あるいは断熱カバーが重くなるので可
搬性が悪くなる、輻射熱検出手段の構造が精密で複雑に
なるため加工しにくくなるなどの課題もあった。
【００１０】本発明は上記課題を解決するもので、対象
物の温度あるいは基準温度が変動した場合にも、その変
化に対応して測温すべき対象物の温度を簡単に精度よく
測定することを目的としている。
物の温度あるいは基準温度が変動した場合にも、その変
化に対応して測温すべき対象物の温度を簡単に精度よく
測定することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、対象物からの輻射熱を非接触で検出する輻
射熱検出手段と、この輻射熱検出手段近傍の温度を検出
する基準温度検出手段と、輻射熱検出手段の有する応答
おくれを補償する変換手段と、並びに輻射熱検出手段か
らの出力、前記基準温度検出手段からの出力及び変換手
段からの出力を合成し対象物の表面温度に換算する温度
算出手段とを備えたものである。
に本発明は、対象物からの輻射熱を非接触で検出する輻
射熱検出手段と、この輻射熱検出手段近傍の温度を検出
する基準温度検出手段と、輻射熱検出手段の有する応答
おくれを補償する変換手段と、並びに輻射熱検出手段か
らの出力、前記基準温度検出手段からの出力及び変換手
段からの出力を合成し対象物の表面温度に換算する温度
算出手段とを備えたものである。
【００１２】特に変換手段は、輻射熱検出手段からの出
力を時間微分する微分器を備えたものである。
力を時間微分する微分器を備えたものである。
【００１３】あるいは対象物からの輻射熱を非接触で検
出する輻射熱検出手段と、この輻射熱検出手段近傍の温
度を検出する基準温度検出手段と、基準温度検出手段の
有する応答おくれを補償する変換手段と、並びに輻射熱
検出手段からの出力、基準温度検出手段からの出力及び
変換手段からの出力を合成し対象物の表面温度に換算す
る温度算出手段とを備えたものである。
出する輻射熱検出手段と、この輻射熱検出手段近傍の温
度を検出する基準温度検出手段と、基準温度検出手段の
有する応答おくれを補償する変換手段と、並びに輻射熱
検出手段からの出力、基準温度検出手段からの出力及び
変換手段からの出力を合成し対象物の表面温度に換算す
る温度算出手段とを備えたものである。
【００１４】特に変換手段は、基準温度検出手段からの
出力を時間微分する微分器を備えたものである。
出力を時間微分する微分器を備えたものである。
【００１５】
【作用】本発明は上記構成によって、変換手段は輻射熱
検出手段からの出力信号の変化率に応じて輻射熱検出手
段からの出力信号を変換し、さらに温度算出手段で知り
たい対象物の表面温度を補正する。これまで対象物の温
度が急変するなど輻射熱検出手段からの出力が不安定な
状態において発生していた熱のアンバランスによる温度
誤差を消去することになる。
検出手段からの出力信号の変化率に応じて輻射熱検出手
段からの出力信号を変換し、さらに温度算出手段で知り
たい対象物の表面温度を補正する。これまで対象物の温
度が急変するなど輻射熱検出手段からの出力が不安定な
状態において発生していた熱のアンバランスによる温度
誤差を消去することになる。
【００１６】あるいは変換手段は基準温度検出手段から
の出力信号の変化率に応じて基準温度検出手段からの出
力信号を変換し、さらに温度算出手段で知りたい対象物
の表面温度を補正する。これまで輻射熱検出手段近傍の
雰囲気温度が変動するなど基準温度検出手段からの出力
が不安定な状態において発生していた熱のアンバランス
による温度誤差を消去することになる。
の出力信号の変化率に応じて基準温度検出手段からの出
力信号を変換し、さらに温度算出手段で知りたい対象物
の表面温度を補正する。これまで輻射熱検出手段近傍の
雰囲気温度が変動するなど基準温度検出手段からの出力
が不安定な状態において発生していた熱のアンバランス
による温度誤差を消去することになる。
【００１７】
【実施例】以下、本発明の第１の実施例を図１、図２及
び図３を用いて説明する。
び図３を用いて説明する。
【００１８】図１において、従来例で示したものと同一
機能を持つブロックには同一番号を付与し説明を省略す
る。従来例と異なるのは、輻射熱検出手段２と温度算出
手段４との間に変換手段６を設けた点にある。変換手段
６は図２に示すように輻射熱検出手段２から出力される
電圧信号Ｖ1（Ｖ）からｄＶ1／ｄｔ（Ｖ／秒）を生成す
る微分器６ａ、これをＫ倍するかけ算器６ｂ、このかけ
算器６ｂからの出力Ｋ＊（ｄＶ1／ｄｔ）（Ｖ）とＶ1
（Ｖ）を加算してＶ1t（Ｖ）なる電圧を出力する加算器
６ｃからなる。つまり変換手段６はＶ1（Ｖ）を Ｖ1t＝Ｖ1＋Ｋ＊（ｄＶ1／ｄｔ）・・・・・・・・・・・・・・（式４ ） なるＶ1t（Ｖ）に変換して出力するものである。これは
輻射熱検出手段２の有する応答特性（伝達関数）のうち
１次おくれ要素が支配的であり、変換手段６によってそ
の逆特性を有する伝達関数を構成し温度補償させること
を意味している。
機能を持つブロックには同一番号を付与し説明を省略す
る。従来例と異なるのは、輻射熱検出手段２と温度算出
手段４との間に変換手段６を設けた点にある。変換手段
６は図２に示すように輻射熱検出手段２から出力される
電圧信号Ｖ1（Ｖ）からｄＶ1／ｄｔ（Ｖ／秒）を生成す
る微分器６ａ、これをＫ倍するかけ算器６ｂ、このかけ
算器６ｂからの出力Ｋ＊（ｄＶ1／ｄｔ）（Ｖ）とＶ1
（Ｖ）を加算してＶ1t（Ｖ）なる電圧を出力する加算器
６ｃからなる。つまり変換手段６はＶ1（Ｖ）を Ｖ1t＝Ｖ1＋Ｋ＊（ｄＶ1／ｄｔ）・・・・・・・・・・・・・・（式４ ） なるＶ1t（Ｖ）に変換して出力するものである。これは
輻射熱検出手段２の有する応答特性（伝達関数）のうち
１次おくれ要素が支配的であり、変換手段６によってそ
の逆特性を有する伝達関数を構成し温度補償させること
を意味している。
【００１９】対象物１の温度が急変した場合の動作を図
３に示す。（ａ）に示すように対象物１の温度Ｔ1
（Ｋ）が急変した場合、輻射熱検出手段２から出力され
る電圧信号Ｖ1（Ｖ）は（ｂ）のようになる。このカー
ブは本装置の構成によって大きく左右されるが、これは
前述したように一時的に温接点と冷接点間の温度にアン
バランスが生じているためであり、斜線を引いた部分が
従来生じていた温度誤差に相当する。
３に示す。（ａ）に示すように対象物１の温度Ｔ1
（Ｋ）が急変した場合、輻射熱検出手段２から出力され
る電圧信号Ｖ1（Ｖ）は（ｂ）のようになる。このカー
ブは本装置の構成によって大きく左右されるが、これは
前述したように一時的に温接点と冷接点間の温度にアン
バランスが生じているためであり、斜線を引いた部分が
従来生じていた温度誤差に相当する。
【００２０】（ｃ）でこのＶ1（Ｖ）からｄＶ1／ｄｔ
（Ｖ／秒）を求め、さらに（式４）に基づきＶ1t（Ｖ）
に変換するとＶ1t（Ｖ）は対象物１の温度Ｔ1（Ｋ）の
急変直後でも温度誤差をほとんど生じないで、Ｔ1
（Ｋ）に比例する電圧信号を出力する。
（Ｖ／秒）を求め、さらに（式４）に基づきＶ1t（Ｖ）
に変換するとＶ1t（Ｖ）は対象物１の温度Ｔ1（Ｋ）の
急変直後でも温度誤差をほとんど生じないで、Ｔ1
（Ｋ）に比例する電圧信号を出力する。
【００２１】対象物１の温度Ｔ1（Ｋ）急変に伴うＶ1
（Ｖ）の応答特性は本装置（特に輻射熱検出手段２と断
熱ケース５）の構成によって大きく左右されるが、同一
構成ならば過渡特性はほぼ一定である。ここで変換手段
６は、時間微分を用いてＶ1（Ｖ）をＶ1t（Ｖ）に補正
する構成としたが、高次の時間おくれ要素にも対応する
ように２階以上の微分や積分を用いても構わない。また
逐次算術演算を行うのでなく、あらかじめ用意された表
を参照する構成でも構わない。変換手段６と温度算出手
段４を一体化し、マイクロコンピュータで実現しても構
わない。
（Ｖ）の応答特性は本装置（特に輻射熱検出手段２と断
熱ケース５）の構成によって大きく左右されるが、同一
構成ならば過渡特性はほぼ一定である。ここで変換手段
６は、時間微分を用いてＶ1（Ｖ）をＶ1t（Ｖ）に補正
する構成としたが、高次の時間おくれ要素にも対応する
ように２階以上の微分や積分を用いても構わない。また
逐次算術演算を行うのでなく、あらかじめ用意された表
を参照する構成でも構わない。変換手段６と温度算出手
段４を一体化し、マイクロコンピュータで実現しても構
わない。
【００２２】上記構成において、変換手段６は輻射熱検
出手段２から出力される電圧信号Ｖ1（Ｖ）が持つ過渡
特性の逆特性を有するフィルタとして作用し、発生する
誤差を相殺する。よって対象物１の温度が変動した場合
にも、その変化に対応して測温すべき対象物１の温度Ｔ
1（Ｋ）を簡単に精度よく測定することができる。
出手段２から出力される電圧信号Ｖ1（Ｖ）が持つ過渡
特性の逆特性を有するフィルタとして作用し、発生する
誤差を相殺する。よって対象物１の温度が変動した場合
にも、その変化に対応して測温すべき対象物１の温度Ｔ
1（Ｋ）を簡単に精度よく測定することができる。
【００２３】次に本発明の第２の実施例を図４、図５及
び図６を用いて説明する。図４において、従来例で示し
たものと同一機能を持つブロックには同一番号を付与し
説明を省略する。従来例と異なるのは、基準温度検出手
段３と温度算出手段４との間に変換手段７を設けた点に
ある。変換手段７は図５に示すように基準温度検出手段
３から出力される電圧信号Ｖ2（Ｖ）からｄＶ2／ｄｔ
（Ｖ／秒）を生成する微分器７ａ、これをＫ倍するかけ
算器７ｂ、このかけ算器７ｂからの出力Ｋ＊（ｄＶ2／
ｄｔ）（Ｖ）とＶ2（Ｖ）を加算してＶ2t（Ｖ）なる電
圧を出力する加算器７ｃからなる。つまり変換手段７は
Ｖ2（Ｖ）を Ｖ2t＝Ｖ2＋Ｋ＊（ｄＶ2／ｄｔ）・・・・・・・・・・・・・・（式５ ） なるＶ2t（Ｖ）に変換して出力するものである。これは
基準温度検出手段３の有する応答特性（伝達関数）のう
ち１次おくれ要素が支配的であり、変換手段７によって
その逆特性を有する伝達関数を構成し温度補償させるこ
とを意味している。
び図６を用いて説明する。図４において、従来例で示し
たものと同一機能を持つブロックには同一番号を付与し
説明を省略する。従来例と異なるのは、基準温度検出手
段３と温度算出手段４との間に変換手段７を設けた点に
ある。変換手段７は図５に示すように基準温度検出手段
３から出力される電圧信号Ｖ2（Ｖ）からｄＶ2／ｄｔ
（Ｖ／秒）を生成する微分器７ａ、これをＫ倍するかけ
算器７ｂ、このかけ算器７ｂからの出力Ｋ＊（ｄＶ2／
ｄｔ）（Ｖ）とＶ2（Ｖ）を加算してＶ2t（Ｖ）なる電
圧を出力する加算器７ｃからなる。つまり変換手段７は
Ｖ2（Ｖ）を Ｖ2t＝Ｖ2＋Ｋ＊（ｄＶ2／ｄｔ）・・・・・・・・・・・・・・（式５ ） なるＶ2t（Ｖ）に変換して出力するものである。これは
基準温度検出手段３の有する応答特性（伝達関数）のう
ち１次おくれ要素が支配的であり、変換手段７によって
その逆特性を有する伝達関数を構成し温度補償させるこ
とを意味している。
【００２４】本装置外部の雰囲気温度Ｔ0（Ｋ）が変動
した場合の動作を図６に示す。本装置外部の雰囲気温度
Ｔ0（Ｋ）が変動した場合断熱ケース５によって変動が
弱められるとはいえ、本装置内部の基準温度Ｔ2（Ｋ）
もこの影響を受け（ａ）に示すような変動を余儀なくさ
れる。しかしながら基準温度検出手段３から出力される
電圧信号Ｖ2（Ｖ）は、例えば実際の基準温度Ｔ2（Ｋ）
の動きに追従できず（ｂ）のようになる。このカーブは
本装置の構成によって大きく左右されるが、これは前述
したように一時的に温接点と冷接点間の温度にアンバラ
ンスが生じているためであり、斜線を引いた部分が従来
生じていた温度誤差に相当する。（ｃ）でこのＶ2
（Ｖ）からｄＶ2／ｄｔ（Ｖ／秒）を求め、さらに（式
５）に基づきＶ2t（Ｖ）に変換するとＶ2t（Ｖ）は基準
温度Ｔ2（Ｋ）が変動している場合でも温度誤差をほと
んど生じないで、Ｔ2（Ｋ）に比例する電圧信号を出力
する。
した場合の動作を図６に示す。本装置外部の雰囲気温度
Ｔ0（Ｋ）が変動した場合断熱ケース５によって変動が
弱められるとはいえ、本装置内部の基準温度Ｔ2（Ｋ）
もこの影響を受け（ａ）に示すような変動を余儀なくさ
れる。しかしながら基準温度検出手段３から出力される
電圧信号Ｖ2（Ｖ）は、例えば実際の基準温度Ｔ2（Ｋ）
の動きに追従できず（ｂ）のようになる。このカーブは
本装置の構成によって大きく左右されるが、これは前述
したように一時的に温接点と冷接点間の温度にアンバラ
ンスが生じているためであり、斜線を引いた部分が従来
生じていた温度誤差に相当する。（ｃ）でこのＶ2
（Ｖ）からｄＶ2／ｄｔ（Ｖ／秒）を求め、さらに（式
５）に基づきＶ2t（Ｖ）に変換するとＶ2t（Ｖ）は基準
温度Ｔ2（Ｋ）が変動している場合でも温度誤差をほと
んど生じないで、Ｔ2（Ｋ）に比例する電圧信号を出力
する。
【００２５】本装置外部の雰囲気温度Ｔ0（Ｋ）ないし
は本装置内部の基準温度Ｔ2（Ｋ）の変動に伴うＶ2
（Ｖ）の応答特性は本装置（特に輻射熱検出手段２と断
熱ケース５）の構成によって大きく左右されるが、同一
構成ならば過渡特性はほぼ一定である。ここで変換手段
７は、時間微分を用いてＶ2（Ｖ）をＶ2t（Ｖ）に補正
する構成としたが、高次の時間おくれ要素にも対応する
ように２階以上の微分や積分を用いても構わない。また
逐次算術演算を行うのでなく、あらかじめ用意された表
を参照する構成でも構わない。変換手段７と温度算出手
段４を一体化し、マイクロコンピュータで実現しても構
わない。さらに本発明の第１の実施例と組み合わせ、測
定精度を高めてよいことは言うまでもない。
は本装置内部の基準温度Ｔ2（Ｋ）の変動に伴うＶ2
（Ｖ）の応答特性は本装置（特に輻射熱検出手段２と断
熱ケース５）の構成によって大きく左右されるが、同一
構成ならば過渡特性はほぼ一定である。ここで変換手段
７は、時間微分を用いてＶ2（Ｖ）をＶ2t（Ｖ）に補正
する構成としたが、高次の時間おくれ要素にも対応する
ように２階以上の微分や積分を用いても構わない。また
逐次算術演算を行うのでなく、あらかじめ用意された表
を参照する構成でも構わない。変換手段７と温度算出手
段４を一体化し、マイクロコンピュータで実現しても構
わない。さらに本発明の第１の実施例と組み合わせ、測
定精度を高めてよいことは言うまでもない。
【００２６】上記構成において、変換手段７は基準温度
検出手段３から出力される電圧信号Ｖ2（Ｖ）が持つ過
渡特性の逆特性を有するフィルタとして作用し、発生す
る誤差を相殺する。よって本装置外部の雰囲気温度Ｔ0
（Ｋ）ないしは本装置内部の基準温度Ｔ2（Ｋ）が変動
した場合にも、その変化に対応して測温すべき対象物１
の温度Ｔ1（Ｋ）を簡単に精度よく測定することができ
る。本装置外部の雰囲気温度Ｔ0（Ｋ）の変動を抑える
ために設けた断熱ケース５における断熱構造も簡略化で
きるので加工性、可搬性に富み、小型計量化も図れる。
検出手段３から出力される電圧信号Ｖ2（Ｖ）が持つ過
渡特性の逆特性を有するフィルタとして作用し、発生す
る誤差を相殺する。よって本装置外部の雰囲気温度Ｔ0
（Ｋ）ないしは本装置内部の基準温度Ｔ2（Ｋ）が変動
した場合にも、その変化に対応して測温すべき対象物１
の温度Ｔ1（Ｋ）を簡単に精度よく測定することができ
る。本装置外部の雰囲気温度Ｔ0（Ｋ）の変動を抑える
ために設けた断熱ケース５における断熱構造も簡略化で
きるので加工性、可搬性に富み、小型計量化も図れる。
【００２７】なお、この放射温度検出装置の構成はサー
モパイルに限るものではない。
モパイルに限るものではない。
【００２８】
【発明の効果】以上のように本発明の放射温度検出装置
によれば、次のような効果がある。
によれば、次のような効果がある。
【００２９】（１）対象物の温度が変動した場合に、そ
の変化に対応して測温すべき対象物の温度を常に精度よ
く測定することができる。
の変化に対応して測温すべき対象物の温度を常に精度よ
く測定することができる。
【００３０】（２）変換手段は簡単な構成なので非常に
安価に実現できる。特に長時間にわたる対象物の連続温
度監視、不安定な温度環境下での測定、対象物や本装置
を動かしながらの測定、各種装置に組み込んでの測定に
大きな効果がある。
安価に実現できる。特に長時間にわたる対象物の連続温
度監視、不安定な温度環境下での測定、対象物や本装置
を動かしながらの測定、各種装置に組み込んでの測定に
大きな効果がある。
【００３１】（３）本装置外部の雰囲気温度ないしは本
装置内部の基準温度が変動した場合にも、その変化に対
応して測温すべき対象物の温度を常に精度よく測定する
ことができる。
装置内部の基準温度が変動した場合にも、その変化に対
応して測温すべき対象物の温度を常に精度よく測定する
ことができる。
【００３２】（４）加工性、可搬性に富む。断熱構造を
簡略化できるので小型計量化も図れる。
簡略化できるので小型計量化も図れる。
【図１】本発明の第１の実施例における放射温度検出装
置のブロック図
置のブロック図
【図２】同実施例における変換手段のブロック図
【図３】同実施例における変換手段の動作を説明する図
【図４】本発明の第２の実施例における放射温度検出装
置のブロック図
置のブロック図
【図５】同実施例における変換手段のブロック図
【図６】同実施例における変換手段の動作を説明する図
【図７】従来の実施例における放射温度検出装置のブロ
ック図
ック図
１ 対象物 ２ 輻射熱検出手段 ３ 基準温度検出手段 ４ 温度算出手段 ６ 変換手段 ６ａ 微分器 ７ 変換手段 ７ａ 微分器
Claims (4)
- 【請求項１】対象物からの輻射熱を非接触で検出する輻
射熱検出手段と、前記輻射熱検出手段近傍の温度を検出
する基準温度検出手段と、前記輻射熱検出手段の有する
応答おくれを補償する変換手段と、並びに前記輻射熱検
出手段からの出力、前記基準温度検出手段からの出力及
び前記変換手段からの出力を合成し前記対象物の表面温
度に換算する温度算出手段とを備えた放射温度検出装
置。 - 【請求項２】変換手段は、前記輻射熱検出手段からの出
力を時間微分する微分器を備えた請求項１記載の放射温
度検出装置。 - 【請求項３】対象物からの輻射熱を非接触で検出する輻
射熱検出手段と、前記輻射熱検出手段近傍の温度を検出
する基準温度検出手段と、前記基準温度検出手段の有す
る応答おくれを補償する変換手段と、並びに前記輻射熱
検出手段からの出力、前記基準温度検出手段からの出力
及び前記変換手段からの出力を合成し前記対象物の表面
温度に換算する温度算出手段とを備えた放射温度検出装
置。 - 【請求項４】変換手段は、前記基準温度検出手段からの
出力を時間微分する微分器を備えた請求項３記載の放射
温度検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5232926A JPH0783761A (ja) | 1993-09-20 | 1993-09-20 | 放射温度検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5232926A JPH0783761A (ja) | 1993-09-20 | 1993-09-20 | 放射温度検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0783761A true JPH0783761A (ja) | 1995-03-31 |
Family
ID=16947010
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5232926A Pending JPH0783761A (ja) | 1993-09-20 | 1993-09-20 | 放射温度検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0783761A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6386757B1 (en) | 1997-07-16 | 2002-05-14 | Terumo Kabushiki Kaisha | Ear type clinical thermometer |
| JP2003070750A (ja) * | 2001-08-31 | 2003-03-11 | Advanced Medical Kk | 耳式体温計の温度補正装置 |
| JP2007198745A (ja) * | 2006-01-23 | 2007-08-09 | Seiko Npc Corp | 温度検出装置及び温度検出方法 |
| JP2015519542A (ja) * | 2012-03-22 | 2015-07-09 | 日本テキサス・インスツルメンツ株式会社 | 熱センサ補正 |
-
1993
- 1993-09-20 JP JP5232926A patent/JPH0783761A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6386757B1 (en) | 1997-07-16 | 2002-05-14 | Terumo Kabushiki Kaisha | Ear type clinical thermometer |
| JP2003070750A (ja) * | 2001-08-31 | 2003-03-11 | Advanced Medical Kk | 耳式体温計の温度補正装置 |
| JP2007198745A (ja) * | 2006-01-23 | 2007-08-09 | Seiko Npc Corp | 温度検出装置及び温度検出方法 |
| JP2015519542A (ja) * | 2012-03-22 | 2015-07-09 | 日本テキサス・インスツルメンツ株式会社 | 熱センサ補正 |
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