JPS59226840A - 温度計測装置 - Google Patents
温度計測装置Info
- Publication number
- JPS59226840A JPS59226840A JP10235783A JP10235783A JPS59226840A JP S59226840 A JPS59226840 A JP S59226840A JP 10235783 A JP10235783 A JP 10235783A JP 10235783 A JP10235783 A JP 10235783A JP S59226840 A JPS59226840 A JP S59226840A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- phase difference
- phase
- phosphor
- excitation
- 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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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K11/00—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00
- G01K11/20—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using thermoluminescent materials
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（イ）発明の分野
この発明は、破測定温度雰囲気中に置かれる螢光体を用
いて温度を測定する温度計測装置に関する。
いて温度を測定する温度計測装置に関する。
（ロ）従来技術とその問題点
螢光体を使った温度計測としては、従来螢光体の残光や
螢光体の輝度を測定する方法があった。
螢光体の輝度を測定する方法があった。
螢光体の残光を用いる方法は、第１図（ａ）に示すパル
ス状の励起光Ｉ、を異なる温度ＴＩ、Ｔ２（ＴＩ＜Ｔ２
）の螢光体に入力し、螢光体の残光の寿命、すなわちピ
ーク輝度が１００％から１０％になる時間ｔ１．ｔ２（
第１図（ｂ）参照〕を比較するものである。
ス状の励起光Ｉ、を異なる温度ＴＩ、Ｔ２（ＴＩ＜Ｔ２
）の螢光体に入力し、螢光体の残光の寿命、すなわちピ
ーク輝度が１００％から１０％になる時間ｔ１．ｔ２（
第１図（ｂ）参照〕を比較するものである。
螢光体の輝度を測定する方法は同じくパルヌ状の励起光
ＩＱを加え、励起停止直後のピーク輝度Ｐ１゜Ｐ２（第
１図（ｂ）参照〕を計測し比較するものである。いずれ
も、一方の温度を既知温度として校正しておけば未知温
度を計測することができる。しかしながら前者の残光を
計測する方法は残光の低レベル域での寿命の判定に誤差
を生じ易く、また後者の輝度を計測する方法は、励起光
の安定性が測定精度に影響を与え易い欠点を有しており
、いずれも計測装置が高価となる割には測定精度が低い
という問題があった。
ＩＱを加え、励起停止直後のピーク輝度Ｐ１゜Ｐ２（第
１図（ｂ）参照〕を計測し比較するものである。いずれ
も、一方の温度を既知温度として校正しておけば未知温
度を計測することができる。しかしながら前者の残光を
計測する方法は残光の低レベル域での寿命の判定に誤差
を生じ易く、また後者の輝度を計測する方法は、励起光
の安定性が測定精度に影響を与え易い欠点を有しており
、いずれも計測装置が高価となる割には測定精度が低い
という問題があった。
（ハ）発明の目的
この発明の目的は、上記した従来方法採用による温１度
計測装置の欠点を解消し、励起光のレベル値、及びその
変動に無関係に高い測定精度が得られ、しかもそれを低
コストで実現し得る温度計測装置を提供するにある。
計測装置の欠点を解消し、励起光のレベル値、及びその
変動に無関係に高い測定精度が得られ、しかもそれを低
コストで実現し得る温度計測装置を提供するにある。
に）発明の８Ａ成と効果
上記目的を達成するために、この発明の温度計測装置は
、肢測定温度雰囲気に置かれる螢光体と。
、肢測定温度雰囲気に置かれる螢光体と。
この螢光体に変調された励起光を入力する励起信号源と
、この励起信号源よりの信号と前記励起光が入力されて
螢光体よシ発せられる螢光の信号光との位イ廿差を検出
する手段と、予じめ位相差と温度との関係を示す既知関
数を記憶する記憶手段と。
、この励起信号源よりの信号と前記励起光が入力されて
螢光体よシ発せられる螢光の信号光との位イ廿差を検出
する手段と、予じめ位相差と温度との関係を示す既知関
数を記憶する記憶手段と。
前記位相差検出手段で得られる位相差と前記記憶手段に
記憶される既知関数とによシ敲測定温度を算出する手段
とを備えている。
記憶される既知関数とによシ敲測定温度を算出する手段
とを備えている。
励起光のパワーをＩＯとすると、螢光の時間変化は次式
で表わせる。
で表わせる。
−ｔ／τ
Ｉ （ｔ）＝ Ｉｏ ｅ ただし て：螢光体の
寿命 ここで第２図（ａ）に示すように、励起光をｓｉｎ関数
で変調（周波数ω）すると、螢光体より発せられる螢光
も第２図（ｂ）に示すようにｓｉｎ波で得られるが。
寿命 ここで第２図（ａ）に示すように、励起光をｓｉｎ関数
で変調（周波数ω）すると、螢光体より発せられる螢光
も第２図（ｂ）に示すようにｓｉｎ波で得られるが。
両信号には位相差△θが生じ、この位相差△θと上記変
調周波数ω及び螢光体の寿命τとの関数はＸＡＬｌ八〇
＝へで となυ、変調周波数ωを適当に選定することによ９１位
相差△０から温度を知ることができることがわかる。こ
の発明の温度計測装置はこの原理を採用しｆｖｔｂので
ある。
調周波数ω及び螢光体の寿命τとの関数はＸＡＬｌ八〇
＝へで となυ、変調周波数ωを適当に選定することによ９１位
相差△０から温度を知ることができることがわかる。こ
の発明の温度計測装置はこの原理を採用しｆｖｔｂので
ある。
この発明の温度計測装置によれば、励起信号の位相と螢
光の位相の差を検知し、この位相差を温度と位相差の既
知関数と比較することにより、被測定温度を算出するも
のであるから、励起光や螢光のレベル値の直接影響を受
けるものでないから。
光の位相の差を検知し、この位相差を温度と位相差の既
知関数と比較することにより、被測定温度を算出するも
のであるから、励起光や螢光のレベル値の直接影響を受
けるものでないから。
、精度の高い温度計測をなすことができる。
（ホ）実施例の説明
以下、実施例によりこの発明をさらに詳細に説明する。
第５図はこの発明の一実施例を示す温度計測装置のブロ
ック図である。同図において１は励起光を出力する光源
であって、この光源１よシの光は変調器２で変調を受け
、測定すべき温度雰囲気６中に置かれる螢光体４に投射
するようになっている。５は螢光体４よりの螢光を受け
て電気信号に変換する受光器、６は変調器２より直接励
起光を受けて電気信号に変換する受光器である。７は受
光器５よシ出力される螢光信号の位相を検出する位相検
出回路、８は受光器６よシ出力される励起光信号の位相
を検出する位相検出回路、９は位相検出回路７，８で検
出された両信号の位相の差△θを求める位相差読取装置
、１０は読取った位相差△θに所定の演算を施す演算回
路、１１は温度と位相差の関係を示す既知関数を記憶す
る記憶回路、１２は求めた温度を表示する温度表示装置
である。記憶回路１１には、温度雰囲気６中に置かれる
螢光体４の温度−位相差特性に対応する既知関数が記憶
されている。
ック図である。同図において１は励起光を出力する光源
であって、この光源１よシの光は変調器２で変調を受け
、測定すべき温度雰囲気６中に置かれる螢光体４に投射
するようになっている。５は螢光体４よりの螢光を受け
て電気信号に変換する受光器、６は変調器２より直接励
起光を受けて電気信号に変換する受光器である。７は受
光器５よシ出力される螢光信号の位相を検出する位相検
出回路、８は受光器６よシ出力される励起光信号の位相
を検出する位相検出回路、９は位相検出回路７，８で検
出された両信号の位相の差△θを求める位相差読取装置
、１０は読取った位相差△θに所定の演算を施す演算回
路、１１は温度と位相差の関係を示す既知関数を記憶す
る記憶回路、１２は求めた温度を表示する温度表示装置
である。記憶回路１１には、温度雰囲気６中に置かれる
螢光体４の温度−位相差特性に対応する既知関数が記憶
されている。
螢光体４として、 （ＧｄＯ，８６’ Ｙｂ Ｑ、１
２ Ｅｒ Ｏ，０２）Ｆ３を用い、光源１としてＳｉド
ープのＧ ａ Ａ ｓ Ｌ ＥＤを用い１発光波長λＥ
Ｘ”９４１１Ｂを励起光として用い、変調周波数ω＝１
ＫＨｚとすると、温度と位相差の関係は第４図に示すよ
うになる。この第４図の関係を予じめ記憶回路１１に記
憶しておくことにより、螢光体４を被測定温度雰囲気中
６においだ場合の位相差を検出することにより、この検
出した位相差と上記既知関数を比較し、その時の温度を
求めることができる。
２ Ｅｒ Ｏ，０２）Ｆ３を用い、光源１としてＳｉド
ープのＧ ａ Ａ ｓ Ｌ ＥＤを用い１発光波長λＥ
Ｘ”９４１１Ｂを励起光として用い、変調周波数ω＝１
ＫＨｚとすると、温度と位相差の関係は第４図に示すよ
うになる。この第４図の関係を予じめ記憶回路１１に記
憶しておくことにより、螢光体４を被測定温度雰囲気中
６においだ場合の位相差を検出することにより、この検
出した位相差と上記既知関数を比較し、その時の温度を
求めることができる。
温度測定時には、第６図の螢光体４が被測定雰囲気に置
かれ、この螢光体４に、変調器２よシ変調された励起光
が入力され、螢光体４は螢光（上記の場合波長λＥＭは
５４０〜５６０）を発し、この螢光が受光器５で受光さ
れる。この時の螢光信号の位相は温度に対応して励起光
の位相よシもずれるが、励起光信号及び螢光信号のそれ
ぞれの位相は位相検出回路７，８で検出される。それゆ
え。
かれ、この螢光体４に、変調器２よシ変調された励起光
が入力され、螢光体４は螢光（上記の場合波長λＥＭは
５４０〜５６０）を発し、この螢光が受光器５で受光さ
れる。この時の螢光信号の位相は温度に対応して励起光
の位相よシもずれるが、励起光信号及び螢光信号のそれ
ぞれの位相は位相検出回路７，８で検出される。それゆ
え。
その位十目差△θも位相差読取装置で読取られる。
後は、演算回路１０．記憶回路１１により検出された位
相差と既知関数より被測定温度が比較算出されることに
なる。
相差と既知関数より被測定温度が比較算出されることに
なる。
上記第４図に示した螢光体の場合には、室温け近での位
相差の変化が顕著なので、高周波やマイクロ波の発生す
る室内温度や人体の検温に好適である。
相差の変化が顕著なので、高周波やマイクロ波の発生す
る室内温度や人体の検温に好適である。
他の螢光材料として（Ｙｏ、７８ ＹｂＯ，２０ＥｒＯ
，０２）Ｆ６を用い、第４図と同様の励起光を用い、変
調周波数ω＝１００Ｈｚとした場合の温度と位相差の関
係を第５図に示している。この螢光体では２図から明か
なように一３０°〜６００°Ｃの広い範囲で位相差の変
化が得られるのであらゆる悪環境での温度測定に使用で
きる。
，０２）Ｆ６を用い、第４図と同様の励起光を用い、変
調周波数ω＝１００Ｈｚとした場合の温度と位相差の関
係を第５図に示している。この螢光体では２図から明か
なように一３０°〜６００°Ｃの広い範囲で位相差の変
化が得られるのであらゆる悪環境での温度測定に使用で
きる。
第６図は、この発明の他の実施例の温度計測装置を示す
接続図である。この温度計測装置は光信号の授受に光フ
ァイバを用いている。第６図において２０はＳｉドープ
のＧａＡｓの発光ダイオード２０ａを励起光源として含
む励起回路、２１は光ファイバ、２２は分岐器、２６は
温度雰囲気２４中に置かれる（Ｙ、 Ｙｂ、 Ｅｒ ）
のＦ３の螢光体、２５ｉ；）Ｊ外カットフィルタ、２６
は受光器としてのＳｉのホトダイオードを含む検出回路
、２７は励起回路２゜よりの励起信号と検出回路２６よ
りの螢光信号の位相差を検出する位相差検出回路、２８
は温度と位相差の既知関数を記憶する記憶回路、２９は
求められた温度を表示する温度表示装置である。
接続図である。この温度計測装置は光信号の授受に光フ
ァイバを用いている。第６図において２０はＳｉドープ
のＧａＡｓの発光ダイオード２０ａを励起光源として含
む励起回路、２１は光ファイバ、２２は分岐器、２６は
温度雰囲気２４中に置かれる（Ｙ、 Ｙｂ、 Ｅｒ ）
のＦ３の螢光体、２５ｉ；）Ｊ外カットフィルタ、２６
は受光器としてのＳｉのホトダイオードを含む検出回路
、２７は励起回路２゜よりの励起信号と検出回路２６よ
りの螢光信号の位相差を検出する位相差検出回路、２８
は温度と位相差の既知関数を記憶する記憶回路、２９は
求められた温度を表示する温度表示装置である。
この温度計測装置では、励起回路２０の発光ダイオード
２０ａより変調された励起光が光フアイバ２１１分岐器
２２を経て温度雰囲気２３の螢光体２４に伝えられ、螢
光体２４はその温度雰囲気２３の温度に応じた位相を持
つ螢光を発する。この螢光は光フアイバ２１９分岐器２
２を経てホトダイオード２６ａで検知され、電気信号に
変換されて位相差検出回路２７に入力される。一方励起
回路２０の励起信号も位相差検出回路２７に加えられて
いるので１位相差検出回路２７は両信号の位相差△０を
出力する。そしてこの位相差△θと記憶回路２９に記憶
される既知関数により位４’［］差△θに対応する温度
が求められ、温度表示装置２９に表示される。
２０ａより変調された励起光が光フアイバ２１１分岐器
２２を経て温度雰囲気２３の螢光体２４に伝えられ、螢
光体２４はその温度雰囲気２３の温度に応じた位相を持
つ螢光を発する。この螢光は光フアイバ２１９分岐器２
２を経てホトダイオード２６ａで検知され、電気信号に
変換されて位相差検出回路２７に入力される。一方励起
回路２０の励起信号も位相差検出回路２７に加えられて
いるので１位相差検出回路２７は両信号の位相差△０を
出力する。そしてこの位相差△θと記憶回路２９に記憶
される既知関数により位４’［］差△θに対応する温度
が求められ、温度表示装置２９に表示される。
第１図は従来の螢光体便用の温度計測装置を説明するだ
めの波形図、第２図はこの発明の温度計測装置の原理を
説明するだめの波形図、第３図はこの発明の一実施例を
示す温度計測装置のブロック図、第４図、第５図は同温
度計測装置に１吏用される螢光体の温度−位相差特性を
示す図、第６図はこの発明の他の実施例の温度計測装置
を示す図である。 １：光源、 ２：変調器、 ３・２ろ：温度雰囲気、
４・２４：螢光体、 ９・２７：位相差検出回路、
１１・２８：既知関数記憶回路。 ２０：励起回路、 ２１：光ファイバ。 ２２：分岐器、 ２６：検出回路。 特許出願人 立石電機株式会社代理人 弁理
士 中 村 茂 信 第１図 第２図 第３図 １ 屋（０Ｃ）
めの波形図、第２図はこの発明の温度計測装置の原理を
説明するだめの波形図、第３図はこの発明の一実施例を
示す温度計測装置のブロック図、第４図、第５図は同温
度計測装置に１吏用される螢光体の温度−位相差特性を
示す図、第６図はこの発明の他の実施例の温度計測装置
を示す図である。 １：光源、 ２：変調器、 ３・２ろ：温度雰囲気、
４・２４：螢光体、 ９・２７：位相差検出回路、
１１・２８：既知関数記憶回路。 ２０：励起回路、 ２１：光ファイバ。 ２２：分岐器、 ２６：検出回路。 特許出願人 立石電機株式会社代理人 弁理
士 中 村 茂 信 第１図 第２図 第３図 １ 屋（０Ｃ）
Claims (1)
- （１）彼測定温度雰囲気に置かれる螢光体と、この螢光
体に変調された励起光を入力する励起信号源と、この励
起信号源よシの信号と前記励起光が入力されて螢光体よ
シ発せられる螢光の信号光との位相差を検出する手段と
、予じめ位相差と温度との関係を示す既知関数を記憶す
る記憶手段と、前記位相差検出手段で得られる位相差と
前記記憶手段に記憶される既知関数とによシ彼測定温度
を算出する手段とを備えた温度計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10235783A JPS59226840A (ja) | 1983-06-07 | 1983-06-07 | 温度計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10235783A JPS59226840A (ja) | 1983-06-07 | 1983-06-07 | 温度計測装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59226840A true JPS59226840A (ja) | 1984-12-20 |
Family
ID=14325211
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10235783A Pending JPS59226840A (ja) | 1983-06-07 | 1983-06-07 | 温度計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59226840A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02223865A (ja) * | 1988-12-16 | 1990-09-06 | Eslab Srl | エネルギー測定用センサ及びエネルギー測定装置 |
| CN106017722A (zh) * | 2016-08-10 | 2016-10-12 | 中国工程物理研究院流体物理研究所 | 一种单点荧光测温装置及测温方法 |
-
1983
- 1983-06-07 JP JP10235783A patent/JPS59226840A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02223865A (ja) * | 1988-12-16 | 1990-09-06 | Eslab Srl | エネルギー測定用センサ及びエネルギー測定装置 |
| CN106017722A (zh) * | 2016-08-10 | 2016-10-12 | 中国工程物理研究院流体物理研究所 | 一种单点荧光测温装置及测温方法 |
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