JPS587530A - 光学的温度計測装置 - Google Patents

光学的温度計測装置

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JPS587530A
JPS587530A JP56106007A JP10600781A JPS587530A JP S587530 A JPS587530 A JP S587530A JP 56106007 A JP56106007 A JP 56106007A JP 10600781 A JP10600781 A JP 10600781A JP S587530 A JPS587530 A JP S587530A
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JP
Japan
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light
fluorescent
optical system
temperature
infrared
Prior art date
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Pending
Application number
JP56106007A
Other languages
English (en)
Inventor
Masao Hirano
平野 正夫
Mitsutaka Kato
加藤 充孝
Hirohiko Yasuda
安田 博彦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Omron Corp
Original Assignee
Tateisi Electronics Co
Omron Tateisi Electronics Co
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Publication date
Application filed by Tateisi Electronics Co, Omron Tateisi Electronics Co filed Critical Tateisi Electronics Co
Priority to JP56106007A priority Critical patent/JPS587530A/ja
Publication of JPS587530A publication Critical patent/JPS587530A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K11/00Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00
    • G01K11/32Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using changes in transmittance, scattering or luminescence in optical fibres
    • G01K11/3206Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using changes in transmittance, scattering or luminescence in optical fibres at discrete locations in the fibre, e.g. using Bragg scattering
    • G01K11/3213Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using changes in transmittance, scattering or luminescence in optical fibres at discrete locations in the fibre, e.g. using Bragg scattering using changes in luminescence, e.g. at the distal end of the fibres

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
  • Radiation Pyrometers (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 仁の発明はホトル2ネツセンスO発光特性に温度依存性
があることを利用して、被側温体の温度計測を行なう光
学的温度計測装置K11lする。
従来の光学的温度計測装置は、被側温体に近接して配置
され、その発光特性が温度依存性を有するシん螢光体と
、このシん螢光体に紫外線を照射して励起する励起光照
射手段と #記励起によって前記〕ん螢光体から生じる
螢光を受光検出する螢光検出手段とを備え、ζO螢光検
出手段の出力に基づいて前記被側温体の温度を計測する
ようにしている。
このような従来の光学的温度計−装置においては、*外
線およびホトルミネッセンスとしての螢光を一導する光
学系はレンズ系のみによって構成される場合と、光ファ
イバによって一定の光伝送路が形成される場合とがある
。いずれの場合においても、当該光学系には予め定量化
できる光伝達損失が存在するが、レンズ系のみの場合に
は光軸のずれやレンズ面の汚れなどが生じ、t&光ファ
イバの場合には光ファイバに極度の曲りが発生する可能
性がある。
れて、あるいは突発的に発生することは避けられない。
特に、ホトルミネッセンスの発光強度の温度変化から温
度計測をする場合には、このような不確定な光伝達損失
は測定誤差の原因となる。
この発明はこのような従来の問題点に着目してなされた
ものであシ、その目的とするところは、不確定な光伝達
損失を検出し、その結果に基づいて、計測した温度を補
正することのできる光学的温度計測装置を提供すること
Kある。
この発明は鵠記目的を達成するため、シん螢光体への励
起および螢光の光学系に、参照光とじての赤外線を導入
する参照光照射手段と、繭記光学系を通過した赤外線を
受光検出する参照光検出手段と、この参照光検出手段の
出力に基づいて前記光学系の特性変動による前記螢光の
検出出力の変動分を補正する演算手段とを設けたことを
特徴とする。
以下、この発明の実施例を添付図面に基づいて詳細に説
明する。
第1図はこの発明の第1の実施例を示す光学的温度計測
装置の概略構成図であシ、第2図は要部のタイムチャー
トを示している。第1図および第2図Kかいて、紫外線
発光器1は後述する演算機能を有した演算手段としての
制御回路2からの間欠的な電気信号に駆動されて、一定
間隔をおいて間欠的に生起する紫外mA(波長をλlと
する)を発生する。また、赤外線発光器3は紫外線発光
器1を駆動する間欠的な電気信号の繰シ返し周期よシも
長いレベル信号が制御回路2から加えられ、一定の発光
強度を一定期間持続する赤外all(波長をλ宏とする
)を発生する。これら紫外線Aと赤外線Bとはカップラ
4で一合成され、光学系である光ファイバ5を介してり
ん螢光体6に照射されるようになっている。そして、り
ん螢光体6は紫外mAに励起されて螢光C(波長を23
とする)を発生し、この螢光Cけりん螢光体6に反射さ
れた赤外!IDとともに光学系としての光ファイバ7を
介して検出部8に伝達される。その結果、紫外線発光器
1、カップラ4、および光ファイバ5は全体として励起
光照射子役を構成している。
なお、りん螢光体6け被測温体(図示せず)に近接した
温度雰囲気9内に配置され、りん螢光体6が紫外11A
の励起(よって発生する螢光Cは温室雰囲気90Il変
に依存した発光特性を有している。i1度計測(利用さ
れる発光特性の温度依存性には発光強度の温度変化と残
光時間の温度変化とがあるが5この実施例では発光強度
の温度変化を利用する温度計測の場合に限定して説明し
ている。
第2図に示す螢光Cと赤外線りとは検出部8での検出信
号をそれぞれ示しているが、図中実線で示す波形は光学
系が正常な場合を、図中破線表示の波形は光学系に前述
のような不確定な伝達損失がある場合をそれぞれ示して
いる。従って、螢光Cの場合には、光ファイバ7の影響
を受妙、その強度は例えば■(λ3)およびI’(λ3
)で示すよう(変化する。螢光Cの発光強度は紫外線A
による照射強度に依存し、紫外線Aは光ファイバ5の伝
達特性の影響を受けるが、螢光Cの発光強度と紫外線A
の照射強度との関係は定量的に定まるものである。その
結果、螢光Cの強度I (2m) を九はI’(23)
には、光ファイバ5の伝達特性も含まれていることにな
り、これら光ファイバ5,7の伝達特性は総じて赤外線
りの強tI(λ鵞)またはI’(λl)となって現われ
ることになる。その結果。
制御回路2、赤外線発光器3およびカップラ4呟全体と
して赤外線Bを参照光として光学系5,7に導入させる
参照光検出手段を構成している。
検出部8では、螢光Cと赤外線りとをビームスプリッタ
10で分離し、螢光Cは螢光受光器11K、赤外線りは
赤外線受光器12にそれヤれバンドフィルタ13.14
を介して分光検出され、これら受光器11.12の検出
信号C,Dは制御回路2にそれぞれ入力される。その結
果、光ファイバ7、ビームスプリッタ10、バンドフィ
ルタ13および受光器11Vi全体として螢光検出手段
を構成し、ま九ビームスプリッタ10.バンドフィルタ
14および赤外線受光器12け全体として参照光検出手
段を構成している。
制御回路2においては、検出信号C、DK基づいて次の
ような演算がなされる。
前述のよう(、検出信号C,Dけ光学系の伝達特性によ
って、それぞれの強度がI(2m)、I’(λS)およ
び■(λ意)bI’(λりとなっている。しかし。
光学系は同一であるから、螢光Cと赤外IIDとに対す
る伝達特性の影響は同一と考えられる。従って、光学系
の伝達損失をαとすると。
が成立するつこのことから。
ができる。
つtb、制御回路2においては、値)式よりなる関係が
あることを利用して、入力された検出信号C,Dの振幅
比をそれぞれ求め、(2)式に相当する演算を行ない、
光学系の伝達損失を補正しているのである。以後は通常
行なわれている手段によって、螢光Cの振幅に対応する
被測温体の温度を求めること(なる。
このように、光学系としての光ファイバ5.7に対する
伝達損失が小さい赤外線を参照光として利用したので、
光学系の不確定な伝達特性が容易に検出でき、これを補
正して正確な温暖計測が可能となる。
以上の説明でも明らかなよう(、光学系は1本の光ファ
イバで構成することもでき、これを実現し友のが第3図
に示す第2の実施例である。この実施例(おける作用は
第1の実施例と同様であるので、その説明は省略し、構
成について簡単に説明する。なお、第1の実施例と同一
部分Kd同一符号が付しである。カップラ4で合成され
た紫外線番と赤外線Bとはバンドフィルタ20.  ビ
ームスフリツタ10を介して1本の光ファイバ21に導
入される。そL7て、りん螢光体6が発生する螢光Cと
りん螢光体6で反射された赤外線りとは同じ光ファイバ
21を介してビームスプリッタ10で螢光Cと赤外線り
とが分離され、螢光Cけバンドフィルタ13を介して螢
光受光器11に5赤外線りけバンドフィルタ20.14
を介して赤外線受光器にそれぞれ分光検出される。
次に、第4図はこの発明の$3の実施例を示す図である
。この実施例は第2の実施例で示した装置をさらに簡略
化して、第1.第2の実施例で示した螢光受光器11と
赤外線受光器12とを1つの受光器30で構成したもの
である。従って、第1、第2の実施@における螢光検出
手段と参照光検出手段とは共通の受光器3oでもって構
成される。
このような構成としたので、当該装置の作用には2つの
態様が考えられ、その第1の態様は第1゜第2の実施例
と同一の紫外線発光器1と赤外線発光器3とを用いる場
合である。これが第5図に示されている。すなわち、ビ
ームスプリッタ1o、バンドフィルタ13を介して受光
器30で検出された波形け、同図EK示すように、螢光
Cと赤外線りとが相加され九波形となる。そこで、制御
回路2では、 (4) であるから、これより(3)式を求め、(2)式に相等
する演算を行なう。
次いで、第6図に第2の態様が示されている、この場合
には、紫外線発光器31け第1.第2の実施例の紫外線
発光器1と略同−の紫外線Fを発生し、赤外線発光器3
2は制御回路2から間欠的な電気信号を受けて、一定間
隔をおいて間欠的(生起する赤外線Gを発生する。そし
て、紫外線Fと赤外線Gとは時系列的に交互(生起する
関係(あり、また、カップラ4で合成され九とき互いく
重ならないようになっている。その結果、紫外線と赤外
11IHとは交互に光ファイバ21に導入され、ビーム
スプリッタ10.バンドフィルタ13を介して受光器S
OK検出される信号H唸螢光郁33と赤外線1134と
が交互に生匍する414!歓形となる。従って、螢光検
v6出力と参照光検出出力と祉螢光郁33と赤外線部3
4として時間的に分離して検出される。以後呟第1の実
施例と同様に。
螢光部33と赤外線部34との振幅比を求めれば良いこ
とKなる。
以上詳細に説明しえように、この発ll!によれば。
光学系に参照光としての赤外線を通過させ、峡党学系の
伝達損失を求めることのできる光学釣温寂計測装置とし
たので、光学系Kit時釣賓化、あるい唸央発的変化に
基づく不確定損失が発生して%。
これら損失を検出して正確なilt計橢がで詣る光学的
1lIll!計−装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図および嬉21I呟この発W14に係る光学的温寂
計測装置の第1の実施例を示す概略構成gシよび要部の
タイミングを示すタイムチャート%gs図蝋この発明の
第2の実施例を示す概略構成図、第411乃至第681
11第3の実施例を示す概略構成図およびタイムチャー
トである。 1.31・・・・・・紫外線発光器 2・・・−・−・・・・・・・制御回路(演算手段)3
.32−・・・・・赤外線発光器 4・・・−カップラ 1$、?、21・・・・・・光7アイパ6−・・・ り
ん螢光体 10−・・−ビームスプリッタ 11・・・・・・螢光発光器 12・・・・・・赤外線発光器 is 、 14 、2o−−−−−−バンドフィルタ3
0・・・・・・受光器、 ム、ト・・・・・紫外線B、
i)、G・・・・−赤外線、C・・・・・・螢光第31
1 6 第4図 第5− 第6■

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  被測温体に近接して配置され、その発光特性
    が温度依存性を有するりん螢光体と、こOシん螢光体に
    紫外線を照射して励起する励起光照射手段と、前記励起
    によって前記抄ん螢光体から生じる螢光を受光検出する
    螢光検出手段とを備え、この螢光検出手段の出力に基づ
    −て前記被1lIJI1体の温度を計測するようにし大
    光学的温度計測装置において、前記シん螢光体への励起
    および螢光の測定光学系に参照光としての赤外−を導入
    する参照光照射手段と、前記光学系を通過し大赤外−を
    受光検出する参照光検出手段と、この参照光検出手段の
    出力に基づいて前記光学系の特性変動による前記螢光の
    検出出力の変動分を補正する演算手段とを設けたことを
    特徴とする光学的温度計測装置。
  2. (2)前記励起光照射手段と前記参照光照射手段性交互
    に動作してパルス光を照射するように構成され%ま大前
    記螢光検出手段と前記参照光検出手段は共通O受光器で
    もって構成され、螢光検出出力と参照光検出出力は時間
    的に分離されることを特徴とする特許請求の範囲第1項
    記載の光学的温度計測装置。
JP56106007A 1981-07-07 1981-07-07 光学的温度計測装置 Pending JPS587530A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5730528A (en) * 1996-08-28 1998-03-24 Lockheed Martin Energy Systems, Inc. High temperature thermometric phosphors for use in a temperature sensor
JP2011122940A (ja) * 2009-12-10 2011-06-23 Yamatake Corp 蛍光式温度センサ及び温度の測定方法
US9623993B2 (en) 2013-03-01 2017-04-18 The Procter & Gamble Company Method and apparatus for taping containers
CN108692829A (zh) * 2018-06-27 2018-10-23 上海达琪智能科技有限公司 基于荧光光纤的温度解调方法、装置及系统
WO2022114157A1 (ja) 2020-11-30 2022-06-02 三菱ケミカル株式会社 樹脂組成物、成形体及びマクロモノマー共重合体

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