JPS5933207B2

JPS5933207B2 - 一軸走査型放射温度計

Info

Publication number: JPS5933207B2
Application number: JP51116308A
Authority: JP
Inventors: 哲郎小針
Original assignee: Chino Works Ltd
Current assignee: Chino Corp
Priority date: 1976-09-27
Filing date: 1976-09-27
Publication date: 1984-08-14
Also published as: JPS5341279A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、線上温度パターンを計測する、通常ライン
スキャナーと呼ばれる一軸走査型放射温度計に関する。

従来より、一軸走査型温度計は、ＩｎＳｂを検出器とす
るものが大部分を占めている。

これは検出器を液体窒素で冷却して使用するもので、オ
ンラインにて長時間連続使用する工業用計器としては使
用に際して不便である。Ｓｉ素子を使用した冷却不要の
ものもあるが、素子の特性上、その測定範囲は、高温（
たとえば７００℃以上）に限られている。そこで中温域
（たとえば１００〜７００℃）をカバーする一軸走査型
放射温度計が求められるのであるが、波長特性や走査型
から必然的に要求される検出器の応答性の早さ等から、
ＰｂＳ、ＰｂＳｅといつた素子が想定される。しかし、
これらの素子を使用する場合、素子に入射する赤外線を
チョッピングしてから受光させて使用しているので、単
純に光軸を振らせて、測定対象物を走査するような一軸
走査型放射温度計では走査位置に対応して測定対象物の
温度をブラウン管表示する時、継続波形となり連続的に
温度分布を観察できないという欠点を有している。この
発明の目的はこの欠点を除去するため、測定対象物を往
復走査して、測定対象物から放射される赤外線を赤外線
検出器に入射させ、この往復走査の片道において、この
入射する赤外線を阻止し、しかも、この赤外線検出器で
発生する検出信号の、入射する赤外線が阻止される期間
に対応した部分をゼロクランプし、往復走査のもう一方
の片道の連続的な検出信号を、そのゼロ点からの波高値
として取り出すようにして構成が簡単で、信頼性の高い
一軸走査型放射温度計を提供することである。

以下、この発明の一実施例を図面に従つて説明する。

第１図において、１はモーターで図示しない電源により
ー定速度で回転を行う。このモーター１の回転軸２には
、回転円盤３と後述する回転セクタ１６とが固着されて
いる。この回転円盤３は、その中心からはずれた１点に
ピン４を有している。５は、走査用反射鏡部で、円柱状
物体を斜めに切断した形状を有しており、その切断面に
は走査用反射鏡６が接着されている。

また走査用反射鏡部５は、その上面部Ｔにおいて、支持
軸８を支点として回動自在に装着されており、土面部Ｔ
の１点にピン９を有している。そして連結アーム１０は
、その両端付近に穴があけられており、それぞれの穴は
、回転円盤３のピン４、および走査用反射鏡部５のピン
９に係合している。測定対象物１１の各点から放射され
た赤外線は、走査用反射鏡６、反射鏡１２，１３で反射
され、集光レンズ１４で集光され、赤外線恢出器１５に
送られるようになつている。

集光レンズ１４と、赤外線検出器１５との間の、赤外線
検出器１５の前面には、前記モーター１の回転軸２に中
心が固着されて回転する回転セクタ１６が設けられてい
る。この回転セクタ１６は、第３図のように、赤外線検
出器１５の前面に相当する部分に、所定の角度にわたつ
て切り込み溝１６ａが形成されており、赤外線検出器１
６へ入射する赤外線を継続するために用いられる。また
回転セクタ１６をはさんで、発光素子１ｒと、受光素子
１８とが対向して設けられており、さらに回転セクタ１
６は、この発光素子１７と受光素子１８が対向する部分
に、同心円に沿つて貫通孔１６ｂが所定の角度にわたつ
て、あけられており発光素子１７から受光素子への光を
継続するために用いられる。赤外線検出器１５で、継続
して入射する赤外線は、電気信号に変換され、検出信号
として交流増幅器１９、ゼロクランプ回路２０を通り、
出力端子２１より取り出される。

他方、受光素子１８で得られた信号はパルス回路２２に
送られ、ゼロクランプ回路２０に信号を送ると共に、出
力端子２３より、走査用同期信号として取り出される。
以上のように構成された、この発明の動作を次に説明す
る。モーター１の回転運動は、連結アーム１０を介し、
走査用反射鏡部６に伝えられこの回転により走査用反射
鏡部５の支持軸８を支点として、矢印Ａのように所定の
角度だけ、揺れ動くような往復運動に変換される。走査
用反射鏡部５の往復運動により、これに接着された走査
用反射銚６は、測定対象物１１の線上を走査し、走査線
上の各点から放射される赤外線は、反射鏡１２，１３で
反射し、集光レンズ１４で集光されて、赤外線検出器１
５に送られるようになつている。赤外線検出器１５の前
面に設けられた回転セクタ１６はモーター１により回転
し、走査用反射鏡部５の往復運動の片道において、この
回転セクタ１６の切り込み溝１６ａが赤外線検出器１５
の前面に来るよう調整されているので、この時は赤外線
検出器１５には測定対象物からの赤外線が入射し、検出
信号を発生する。また、往復運動のもう一方の片道にお
いては、回転セクタ１６には切り込み溝が形成されてい
ないので、赤外線検出器１５には、測定対象物１１から
の赤外線は入射しないようになつている。この時回転セ
クタ１６を鏡面にして赤外線検出器１６それ自身を参照
するようにしておけばさらに効果的である。この時、走
査の片道に相当する期間、赤外線検出器１６に測定対象
物からの赤外線を入射させないようにすると、測定対象
物がライン上を流れて行くような場合、第２図ａのよう
に見残しができやすく一見損にみえるが、第２図ｂのよ
うに本当に見残しなく走査できる条件のもとでは、片道
は不用である。このようにして、赤外線検出器１６より
の検出信号ｅ１は、第４図ａのようになる。図中Ｔ１相
当部分は、測定対象物よりの赤外線が赤外線検出器に入
射した場合、Ｔ２相当部分は、赤外線が入射しない場合
の検出信号波形である。さらに、この検出信号ｅ１は、
交流増幅器１９で交流増幅され、ゼロクランプ回路２０
へ送られる。他方、回転セクタ１６をはさんで、同期信
号検出用の発光素子１７、受光素子１８が設けられてお
り、この例では、回転セクタ１６の貫通孔１６ｂは、赤
外線検出器１５に、測定対象物よりの赤外線が入射する
走査の片道においてのみ、受光素子１８に、発光素子１
７よりの光を受光させ、電気信号を発生させる。この信
号は、パルス回路２２に送られ、この時は、ゼロクラン
プ回路２０にて、検出信号はゼロにクランプされない。
また、赤外線検出器１５に、測定対象物よりの赤外線が
入射しない、もう一方の走査の片道においては、回転セ
クタ１６には貫通孔はないので、受光素子１７には光が
受光されず、この時パルス回路２２は信号を発生しゼロ
クランプ回路２０にて、検出信号の変動しやすいベース
分がゼロにクランプされる。このようにして、第４図ｂ
のような測定対象物からの連続的な信号を、ゼロレベル
からの波高値として、出力端子２１より検出信号Ｅ２と
して取り出される。この信号は、適当な処理をされて、
記録計に記録するための信号や、ブラウン管表示するた
めの信号として使用される。又、パルス回路２２の出力
端子２３より、走査位置に対応してブラウン管にて温度
の表示を行う場合などに使用される走査用同期信号が取
り出される〇以上、説明したように、この発明は、測定
対象物を往復走査して、測定対象物から放射される赤外
線を赤外線検出器に入射させ、この往復走査の片道にお
いて、この入射する赤外線を阻止し、しかもこの赤外線
検出器で発生する検出信号の入射する赤外線が阻止され
る期間に対応した部分をゼロクランプし、そのゼロ点か
らの波高値として取り出すようにした一軸走査型の放射
温度計である。

測定対象物の走査の一周期に対応して、往復走査の片道
のみ赤外線検出器に入射する赤外線をカツトするような
チヨツピングをしているので、チヨツピングしているに
もかかわらず、走査位置を温度との関係をブラウン管表
示する場合、断続的な波形とならず、常に連続的な波形
として観察することができる。しかも測定対象物が走査
方向と直角に移動する場合本当に見残しなく走査できる
条件のもとでは、走査の片道のみで測定対象物の全体を
カバーできる。さらに、このチヨツピング周期と対応し
て、カツト時に、ゼ０クランプしているので、変動しや
すい直流のベース分は除去され、常に安定した検出信号
が、そのゼロレベルから波高値として得られる等の効果
を有する。さらに、走査用反射鏡部５の往復運動と、回
転セクタ１６の回転は、同一のモーター軸の回転により
、行われるので、仮りにモーターの回転が多少フラつい
た場合でも、走査用反射鏡部５の往復運動と回転セクタ
１６の回転とは、必ず同期しているので、走査用反射鏡
部５の往復運動と、回転セクタ１６の回転とが別々に行
われる場合のように、両者のタイミングがずれていつて
しまうような不都合は除去できる。

即ち、走査用反射鏡部５と、回転セクタ１６が一体的に
構成されている場合は、いつでも、このような利点を有
することがいえる。

あるいは、２枚の回転セクタをモーター軸に取り付けチ
ヨツピングと同期信号を得ることを別々にやつてもよい
。

パルスモーターなどで回転セクタを回転させ、このパル
スモーター駆動回路から、同期信号を得るようにしても
よい。なお回転円盤３と、回転セクタ１６を一体化して
回転セクタ１６にピンを設けてやると、走査機構は、も
つと簡略化されるのは言うまでもない。また、往復走査
の測定対象物から放射される赤外線が受光素子に入射し
ない走査無効部分あるいは同様に回転鏡による走査の走
査無効部分を同じ原理でゼロクランプするようにしてや
ると同様の効果が得られる。以上詳細に説明したように
、この発明は、往復走査の片道において、赤外線検出器
に入射する赤外線をカツトし、検出信号のこのカツトし
た部分をゼロにクランプし、常に、そのゼロ点から連続
的な検出信号を得られるようにした、極めて特徴的で、
有用な一軸走査型の放射温度計である。応用に際して極
めて有効で、効果的な結果が得られる６

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例を示す構成図、第２図は
走査スポツトの説明図、第３図は、回転セクタの形状図
、第４図は検出信号の波形図であるＯ１・・・・・・モ
ーター、５・・・・・・走査用反射鏡部、１０・・・・
・・連結アーム、１１・・・・・・測定対象物、１５・
・・・・・赤外線検出器、１６・・・・・・回転セクタ
、１７・・・・・・発光素子、１８・・・・・・受光素
子、１９・・・・・・交流増幅器、２０・・・・・・ゼ
ロクランプ回路、２２・・・・・・パルス回路。

Claims

【特許請求の範囲】

１測定対象物を往復走査する走査機構と、この走査機
構により、測定対象物から放射される赤外線を受光し、
検出信号を発生する赤外線検出器と、上記往復走査の片
道において、上記赤外線検出器に入射する赤外線を阻止
する手段と、この赤外線を阻止する期間に対応して同期
信号を発生する手段と、上記赤外線検出器より得られる
検出信号を交流増幅する交流増幅器と、この交流増幅さ
れた検出信号の入射する赤外線が阻止される期間に対応
した部分の全部あるいは一部を、上記同期信号によりゼ
ロクランプする手段とを備えた一軸走査型放射温度計。