JPH1183630A - 接触型温度計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 測定対象物の物質の種類や測定部位の表面状
態に応じて放射率を設定し直す面倒をなくし、短い応答
時間で温度を正確に測定できるようにする。 【解決手段】 プローブ(4) の先端の接触感温部(2) を
測定対象物の任意の測定部位に接触させると、測定対象
物の熱が接触感温部(2) に伝わり、接触感温部(2) の背
面からプローブ(4) 内を通って赤外線が放射される。こ
れを赤外線センサ(11)で検出して温度測定しているの
で、接触感温部(2) と測定対象物が熱平衡状態にあれ
ば、測定された温度は測定対象物の温度となる。このと
き、測定対象物と接触感温部(2) 間でのみ熱伝導を生
じ、接触感温部(2) と赤外線センサ(11)との間では熱伝
導を生じないので、タイムラグがほとんどなく短時間で
測定対象物の温度測定を行うことができる。また、接触
感温部(2) の放射率を予め設定しておけば、測定対象物
の物質の種類等に応じて測定するたびに放射率を設定し
直す面倒もない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、温度を測定しよう
とする測定対象物の測定部位に当接させる接触感温部が
先端に形成されたプローブを有する接触型温度計に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】例えば、測定対象物となる食肉等の内部
温度を測定する場合、先端に接触感温部が形成されたプ
ローブを有する接触型温度計を用いている。図３はこの
ような従来の接触型温度計３１を示すもので、先端に接
触感温部３２が形成されると共に後端にグリップ３３が
取り付けられたプローブ３４が、信号線３５を介して温
度計本体３６に接続されている。前記プローブ３４は、
金属パイプ等で形成され、その内部には酸化マグネシウ
ムなどの無機絶縁物３７が充填され、前記接触感温部３
２の背面３２ｂ側には前記無機絶縁物３７を介して熱電
対，白金抵抗素子，サーミスタなどの熱抵抗式の温度セ
ンサ３８が配されて、その検出信号に基づいて温度計本
体３６内に配された信号処理部３９で温度を算出し、算
出された温度を温度表示部４０に表示するように成され
ている。

【０００３】 このような接触型温度計３１を用いて温
度測定する場合は、まず、プローブ３４を測定対象物に
突き刺したり、差し込んだりして、その先端に形成され
た接触感温部３２を任意の測定部位に当接させると、測
定部位の熱が接触感温部３２に伝わり、さらに、接触感
温部３２の熱が無機絶縁物３７を介して温度センサ３８
に伝わるので、この温度センサ３８の検出信号に基づい
て前記測定部位の温度を測定することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、測定部
位の温度を温度センサ３８で検出するためには、測定部
位，接触感温部３２，無機絶縁物３７，温度センサ３８
の全てが熱平衡状態になるまで待たなければならず、測
定部位から接触感温部３２への熱伝導時間、接触感温部
３２から無機絶縁物３７を介して温度センサ３８へ至る
までの熱伝導時間、さらには、温度センサ３８自体の熱
応答性が影響するため、温度センサ３８が熱平衡に達す
るまでに長時間を要し、測定装置としての温度応答性が
遅いという問題があった。

【０００５】 一方、測定対象物から放射される赤外線
を検出して温度を測定する放射温度計は、熱伝導による
タイムラグを生じないので、温度応答性に優れている。
ただし、この場合、赤外線は測定対象物の表面から放射
されるので、その表面温度しか測定することができな
い。また、測定対象物の物質の種類によって、同じ温度
でも放射される赤外線のエネルギー量が異なるので測定
誤差を生ずる。このため測定する度ごとに、測定対象物
の物質の種類を特定し、その種類に応じた放射率を設定
し直さなければ、正確な温度を測定することができず、
その操作が面倒であった。さらに、同じ物質でも表面状
態によって、特に、金属の場合にはその研磨状態（鏡面
であるか粗面であるか）の違いによって放射率が大きく
異なるため、放射率を正確に決定すること自体困難であ
った。

【０００６】 そこで本発明は、測定対象物の物質の種
類や測定部位の表面状態に応じて放射率を設定し直す面
倒もなく、短い応答時間で測定対象物の温度を正確に測
定できるようにすることを技術的課題としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明は、温度を測定しようとする測定対象物の測
定部位に当接させる接触感温部が先端に形成されたプロ
ーブを有する接触型温度計であって、前記接触感温部の
背面から前記プローブ内を通って放射される赤外線を非
接触で検出する赤外線センサから出力された検出信号に
基づいて前記接触感温部に接触された測定対象物の温度
を測定することを特徴とする。

【０００８】 本発明によれば、プローブの先端に形成
された接触感温部を測定対象物の任意の測定部位に当接
させると、測定対象物の熱が接触感温部に伝わり、接触
感温部の背面からプローブ内を通って赤外線が放射され
る。この赤外線を赤外線センサで検出して温度測定して
いるので、接触感温部と測定対象物が熱平衡状態にあれ
ば、測定された温度は測定対象物の温度となる。このと
き、測定対象物と接触感温部間でのみ熱伝導を生じ、接
触感温部と赤外線センサとの間では熱伝導を生じないの
で、タイムラグがほとんどなく短時間で測定対象物の温
度測定を行うことができる。また、測定対象物から放射
される赤外線を検出するのではなく、接触感温部から放
射される赤外線を検出して温度測定をしているので、接
触感温部の放射率を設定しておけば、測定対象物の物質
の種類や測定部位の表面状態に応じて測定するたびごと
に放射率を設定し直す面倒もなく、正確に測定対象物の
温度を測定することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて具体的に説明する。図１は本発明に係る接触
型温度計の概略構成を示す図、図２は他の実施形態の概
略構成を示す図である。

【００１０】 図１の接触型温度計１は、先端に接触感
温部２を形成すると共に後端にグリップ３を取り付けて
成るプローブ４が、信号線５を介して温度計本体６に接
続されており、前記グリップ３内には、接触感温部２の
背面２ｂからプローブ４内を通って放射される赤外線を
非接触で検出するセンサ部７が設けられている。また、
前記温度計本体６には、前記センサ部７の検出信号に基
づいて温度を算出する演算処理部８と、その演算処理部
８で算出された温度を表示する温度表示部９が形成され
ている。

【００１１】 前記プローブ４はパイプ状に形成され、
その材質は、ステンレス，アルミニウム合金，銅，黄銅
などの金属の他，プラスチック等、任意の材料を採用す
ることができる。また、その直径も任意に設計できる
が、測定対象物となる食肉などに突き刺してその内部温
度を測定するものにあっては、ある程度の機械的強度が
要求されるため、ステンレス製のパイプが用いられ、そ
の外径が２〜８ｍｍ程度，周壁の厚さが０．３ｍｍ程度
に選定されている。

【００１２】 プローブ４の先端に形成された接触感温
部２は、熱伝導性に優れた銅，黄銅，ステンレス，アル
ミニウムなどの金属が用いられており、前記プローブ４
と一体成形される場合であっても、また、プロープ４を
構成するパイプ部材の先端に嵌め付けられる場合であっ
てもよい。また、接触感温部２の先端面２ａの形状は任
意であるが、測定対象物の内部温度を測定するものにあ
ってはプローブ４を測定対象物に突き刺しやすいように
尖鋭状に形成され、表面温度を測定するものにあっては
平面状に形成され、兼用タイプのものにあっては半球状
又は膨出曲面状に形成されている。

【００１３】 さらに、センサ部７には、接触感温部２
から放射される赤外線を集光するレンズ１０と、そのレ
ンズ１０で集光された赤外線を検出する赤外線センサ１
１が配設されている。この赤外線センサ１１としては、
赤外線を定量的に検知するものであれば、サーモパイ
ル，焦電センサなどの熱型センサ，ＰｂＳ，ＩｎＳｂ等
の量子型センサのいずれを使用してもよい。なお、レン
ズ１０から接触感温部２の背面２ｂまでの距離は、当該
レンズ１０の焦点距離に一致するように設計されてい
る。

【００１４】 また、前記演算処理部８には、前記接触
感温部２の背面２ｂの放射率を予め設定した放射率設定
器１２と、当該設定器１２に設定された放射率及び前記
赤外線センサ１１から出力された検出信号に基づいて接
触感温部２の背面温度を算出すると共に、これを前記接
触感温部２に接触された測定対象物の温度として温度表
示部９に出力する演算装置１３を備えている。なお、プ
ローブ４の先端に形成された接触感温部２の背面２ｂの
放射率は、その加工状態（表面状態）によって異なるの
で、接触感温部２を製造したときに、夫々の接触感温部
２の固有の放射率を測定しておき、接触温度計１の出荷
時に、プローブ４の先端に形成された接触感温部２の固
有の放射率を放射率設定器１２に設定しておく。また、
放射率設定器１２は、予め放射率を設定する場合のみな
らず、接触感温部２をプローブ４ごと交換したり、プロ
ーブ４の先端の接触感温部２のみを交換する場合を考慮
して、新たに取り付けられた接触感温部２の放射率を事
後的に設定し直すことができるように成されている。

【００１５】 以上が、本発明の一例構成であって、次
にその作用について説明する。測定対象物として例えば
食肉などの内部の測定部位の温度を測定しようとする場
合、プローブ４を測定対象物内に突き刺すと、その先端
に形成された接触感熱部２が測定部位に達する。このと
き、接触感熱部２の先端面２ａが測定部位に密着され
て、測定部位と接触感熱部２との間で熱伝導を生じ、接
触感熱部２の温度が測定部位の温度と等しくなる。そし
て、この接触感熱部２の背面２ｂ側から放射される赤外
線が、プローブ４内を通りセンサ部７に達する。センサ
部７では、その赤外線をレンズ１０で赤外線センサ１１
に集光させ、当該赤外線センサ１１では赤外線のエネル
ギー量に応じた検出信号が信号線５を介して演算処理部
８へ出力される。

【００１６】 演算処理部８では、放射率設定器１２に
設定された接触感温部２の背面２ｂの放射率と、センサ
部７の前記赤外線センサ１１から出力された検出信号に
基づいて、演算装置１３により接触感温部２の背面２ｂ
の温度を算出し、その温度を温度表示部９に表示させ
る。そして、測定対象物の測定部位と接触感温部２とが
熱平衡に達していれば、接触感温部２の背面２ｂの温度
と測定対象物の測定部位の温度は等しいので、温度表示
部９には測定部位の温度が表示されることとなる。

【００１７】 このとき、測定部位と接触感温部２との
間で熱伝導が生じるものの、接触感温部２から放射され
た赤外線を赤外線センサ１１により非接触で検出してい
るので、接触感温部２から赤外線センサ１１までの間で
は熱伝導によるタイムラグはなく、短時間で測定部位の
温度測定を行うことができる。また、赤外線センサ１１
は、測定対象物の測定部位から放射された赤外線を直接
検出するのではなく、測定部位に当接された接触感温部
２の背面２ｂから放射された赤外線を検出するようにし
ているので、接触感温部２の背面２ｂの放射率を正しく
設定しておけば、測定対象物の物質の種類や測定部位の
表面状態に応じて放射率を設定し直す面倒も一切なく、
測定部位の温度を誤差なく正確に測定することができ
る。

【００１８】 なお、上述の説明では、温度計本体６に
対して信号線５を介してプローブ４を接続した場合につ
いて説明したが、本発明はこれに限らず、プローブ４を
温度計本体６に直接取り付けると共に、その接触感温部
２から放射される赤外線を集光するレンズ１０と、その
レンズ１０で集光された赤外線を検出する赤外線センサ
１１とが配設されたセンサ部７を温度計本体６内に配設
する場合であってもよい。図２は、そのようなプローブ
一体型の接触型温度計を示すもので、図１と共通する部
分については同一符号を付して説明は省略する。本例の
接触型温度計２１は、主として測定対象物の表面を測定
するためのものであるため、プローブ４の直径は１ｃｍ
〜数ｃｍと太めに形成されているが、測定対象物の内部
温度を測定するタイプのものにあっては図１で示すプロ
ーブ４と同様に直径２〜８ｍｍと細めに形成すればよ
く、その直径は使用目的等に応じて任意に設計変更可能
である。また、図２では、温度計本体６をピストル型に
した場合について図示したが、その形状，寸法は任意で
あり、例えば円柱型，楕円型に形成する場合であっても
よい。

【００１９】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、測
定対象物の温度を測定する場合に、測定対象物と接触感
温部間でのみ熱伝導を生じさせ、接触感温部と赤外線セ
ンサとの間で熱伝導を生じないので、そのタイムラグが
ほとんどなく、極めて短時間で測定対象物の温度測定を
行うことができ、測定装置としての温度応答性が速いと
いう効果がある。また、測定対象物から放射される赤外
線を検出するのではなく、接触感温部から放射される赤
外線を検出して温度測定をしているので、接触感温部の
放射率を予め設定しておけば、測定対象物の物質の種類
や表面状態等に応じて測定するたびごとに放射率を設定
し直す面倒もなく、一定の条件で測定することができる
という大変優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る接触型温度計の概略構成図。

【図２】 他の実施形態を示す説明図。

【図３】 従来装置を示す概略構成図。

【符号の説明】

１・・・・・接触型温度計 ２・・・・・接触感温部 ２ｂ・・・・背面 ４・・・・・プローブ ６・・・・・温度計本体 ７・・・・・センサ部 ８・・・・・演算処理部 ９・・・・・温度表示部 １１・・・・・赤外線センサ １２・・・・・放射率設定器 １３・・・・・演算装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮下 和浩 福岡県福岡市博多区博多駅前４−18−26 株式会社佐藤計量器製作所福岡営業所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 温度を測定しようとする測定対象物の測
   定部位に当接させる接触感温部（２）が先端に形成され
   たプローブ（４）を有する接触型温度計であって、前記
   接触感温部（２）の背面（2b）から前記プローブ（４）
   内を通って放射される赤外線を非接触で検出する赤外線
   センサ（11）から出力された検出信号に基づいて前記接
   触感温部（２）に接触された測定対象物の温度を測定す
   ることを特徴とする接触型温度計。
2. 【請求項２】 温度を測定しようとする測定対象物の測
   定部位に当接させる接触感温部（２）が先端に形成され
   たプローブ（４）を有する接触型温度計であって、 前記接触感温部（２）の背面（2b）から前記プローブ
   （４）内を通って放射される赤外線を非接触で検出する
   赤外線センサ（11）を設けたセンサ部（７）と、測定対
   象物の温度を算出する演算処理部（８）を備え、 前記演算処理部（８）には、前記接触感温部（２）の背
   面 (2b) の放射率を設定する放射率設定器 (12) と、当
   該設定器 (12) に設定された放射率及び前記センサ部
   (７）から出力された検出信号に基づいて接触感温部
   （２）の背面（2b）の温度を算出してこれを前記接触感
   温部（２）に接触している測定対象物の温度として出力
   する演算装置 (13) が設けられていることを特徴とする
   接触型温度計。