JPS5950321A - 輻射温度計 - Google Patents
輻射温度計Info
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- JPS5950321A JPS5950321A JP57161741A JP16174182A JPS5950321A JP S5950321 A JPS5950321 A JP S5950321A JP 57161741 A JP57161741 A JP 57161741A JP 16174182 A JP16174182 A JP 16174182A JP S5950321 A JPS5950321 A JP S5950321A
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- JP
- Japan
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- temperature
- infrared rays
- infrared
- detecting
- oscillation frequency
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Links
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- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims abstract description 21
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/38—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using extension or expansion of solids or fluids
- G01J5/44—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using extension or expansion of solids or fluids using change of resonant frequency, e.g. of piezoelectric crystals
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は圧電体で構成された発振素子に赤外線を照射す
ることにより発振周波数が変化するととを利用した輻射
温度計に関するものである。
ることにより発振周波数が変化するととを利用した輻射
温度計に関するものである。
従来例の構成とその問題点
従来から、赤外線を検出するだめの素子として、焦電効
果を利用する方法、熱起電力を利用する方法、電気抵抗
の変化を利用する方法などが一般的に用いられている。
果を利用する方法、熱起電力を利用する方法、電気抵抗
の変化を利用する方法などが一般的に用いられている。
一方、量子効果を利用した光起電力の測定あるいは電気
抵抗変化で赤外線の強度を測定する方法がある。前者の
熱形素子はＭＷ種全全赤外領域わたって使用可能である
が、感度は比較的低く、感度を表すＤｌは１０８程度で
ある。一方、後者の量子形素子は用いる材料により有効
波長領域が制限されるが、感度は熱形素子に比べて２桁
程度大きい。しかしこの量子形素子は高価であり、さら
に測定にさいして素子を冷却しなければならない不便さ
がある。
抵抗変化で赤外線の強度を測定する方法がある。前者の
熱形素子はＭＷ種全全赤外領域わたって使用可能である
が、感度は比較的低く、感度を表すＤｌは１０８程度で
ある。一方、後者の量子形素子は用いる材料により有効
波長領域が制限されるが、感度は熱形素子に比べて２桁
程度大きい。しかしこの量子形素子は高価であり、さら
に測定にさいして素子を冷却しなければならない不便さ
がある。
近年、赤外線検出用のセンサの特性および計測技術の向
上により輻射温度の計測が日常の生活空間での使用温度
まで測定可能になった。さらに非接触で温度測定ができ
る便利さのため、電子レンジなどの家電製品を中心に侵
入警報器など日常生活の中に普及してきた。さらに工業
用としては、各種の熱管理のだめの温度検出用素子とし
て数多く用いられている。たとえば、°電気製品の出荷
の際の異常個所のチェック、半導体素子の表面温度の測
定など、さまざまの応用例があげられる。
上により輻射温度の計測が日常の生活空間での使用温度
まで測定可能になった。さらに非接触で温度測定ができ
る便利さのため、電子レンジなどの家電製品を中心に侵
入警報器など日常生活の中に普及してきた。さらに工業
用としては、各種の熱管理のだめの温度検出用素子とし
て数多く用いられている。たとえば、°電気製品の出荷
の際の異常個所のチェック、半導体素子の表面温度の測
定など、さまざまの応用例があげられる。
上述の三方式の検出方法のうち熱形の構造のものは、比
較的安価でさらに素子に特別の冷却などを必要としない
ため、今後も民生用の電子機器などを中心に各種の応′
用が考えられる。
較的安価でさらに素子に特別の冷却などを必要としない
ため、今後も民生用の電子機器などを中心に各種の応′
用が考えられる。
熱形の素子として弾性表面波素子を用い、これで赤外線
を検出する装置について種々検討した結果、これら素子
に共通する問題として検出部分の周囲温度が変化すると
その出力が変動するということが明らかになった。この
ため、検出部分の周囲温度に応じて検出器の出力を補正
することが必要となる。
を検出する装置について種々検討した結果、これら素子
に共通する問題として検出部分の周囲温度が変化すると
その出力が変動するということが明らかになった。この
ため、検出部分の周囲温度に応じて検出器の出力を補正
することが必要となる。
発明の目的
本発明は、弾性表面波素子の周囲温度が変化しても赤外
線を精度よく検出し、温度を測定することのできる輻射
温度計を提供することを目的とする０ 発明の構成 本発明の輻射温度計は、弾性表面波素子を使用した発振
器を二つ用い、その一方で赤外線の検出をするとともに
、他方で周囲温度を検出して、赤外線検出出力を補正す
ることによって、周囲温度が変化しても精度よく温度を
測定できるように構成したものである。
線を精度よく検出し、温度を測定することのできる輻射
温度計を提供することを目的とする０ 発明の構成 本発明の輻射温度計は、弾性表面波素子を使用した発振
器を二つ用い、その一方で赤外線の検出をするとともに
、他方で周囲温度を検出して、赤外線検出出力を補正す
ることによって、周囲温度が変化しても精度よく温度を
測定できるように構成したものである。
実施例の説明
以下、本発明の一実施例の輻射温度計について説明する
。
。
第１図はこの輻射温度計の赤外線検出部分の原理的な構
盛を示す図である。
盛を示す図である。
図において、１は圧電体基板、２は帰還増幅器、３は櫛
歯状電極であり、これらによって弾性表面波を利用した
帰還型発振器が構成される。図に示すように、圧電体基
板１０弾性表面波伝搬路４上に赤外線５を照射すると、
その強度に応じて発振周波数が変化する。すなわち、被
測定物から放射される赤外線を検出し、その発振周波数
の変化分から温度を検出することができる。
歯状電極であり、これらによって弾性表面波を利用した
帰還型発振器が構成される。図に示すように、圧電体基
板１０弾性表面波伝搬路４上に赤外線５を照射すると、
その強度に応じて発振周波数が変化する。すなわち、被
測定物から放射される赤外線を検出し、その発振周波数
の変化分から温度を検出することができる。
第２図にその被測定物の温度と発振周波数変化分との関
係の一例を示す。ここでは、周囲温度を２５℃一定とし
たときの特性を示しており、周囲温度が変化すれば第２
図に示す曲線はその変化分に応じて移動する。たとえば
周囲温度が５℃上昇したとすると、第２図においてその
曲線は６℃分だけ温度の高い方（図面右方）へ移動する
。
係の一例を示す。ここでは、周囲温度を２５℃一定とし
たときの特性を示しており、周囲温度が変化すれば第２
図に示す曲線はその変化分に応じて移動する。たとえば
周囲温度が５℃上昇したとすると、第２図においてその
曲線は６℃分だけ温度の高い方（図面右方）へ移動する
。
第３図に示す実施例はこのような発振器を使用して構成
されたものである。
されたものである。
図において、６，７は第１図に示した構成の発振器から
なる検出部で、一方の検出部６が被測定物からの赤外線
を受光する役割をもち、他方の検出部７が周囲温度を検
出する役割をもつ。ここで。
なる検出部で、一方の検出部６が被測定物からの赤外線
を受光する役割をもち、他方の検出部７が周囲温度を検
出する役割をもつ。ここで。
圧電体基板の種類またはカットの方向などを選ぶことに
よって、両者の温度変化が互いに異なるよう構成してお
く。
よって、両者の温度変化が互いに異なるよう構成してお
く。
赤外線検出部６に赤外線６を照射すると、上述の説明か
ら明らかなように、それに応じた発振周波数ｆ１の出力
を発生する。当然のことながら、この発振周波数ｆ１は
周囲温度の影響も受けている。一方、周囲温度検出部７
は赤外線が照射されていす１周囲温度に応じた発振周波
数ｆ２の出力を発生する。これら検出部６，７の出力を
混合器８に印加し、その周波数の差ｆ１−ｆ２の出力を
端子９に得る。
ら明らかなように、それに応じた発振周波数ｆ１の出力
を発生する。当然のことながら、この発振周波数ｆ１は
周囲温度の影響も受けている。一方、周囲温度検出部７
は赤外線が照射されていす１周囲温度に応じた発振周波
数ｆ２の出力を発生する。これら検出部６，７の出力を
混合器８に印加し、その周波数の差ｆ１−ｆ２の出力を
端子９に得る。
ところで、赤外線検出部６に対する赤外線６の照射をシ
ャッターを用いて断続すると、その発振周波数ｆ１の変
化分はたとえば第４図に示すようになる。
ャッターを用いて断続すると、その発振周波数ｆ１の変
化分はたとえば第４図に示すようになる。
被測定物の温度を一足とし、赤外線検出部６への赤外線
６を断続させながら、周囲温度を上昇させると、その発
振周波数ｆ１は第６図に示すように低下する。この周波
数はシャッターの開閉すなわち赤外線５の照射の断続に
応じて変化するが、その変化分Δｆ１は被測定物の温度
で決まる。一方、周囲温度検出部７の発振周波数ｆ２も
第５図に示すように変化するのであるが、その勾配は赤
外線検出部６の発振周波数ｆ１のそれと異なる。検出部
６，７を、それらの発振周波数”１ ｒ ｆ２がある一
定の温度たとえば０℃で等しくなるよう構成しておけば
、その差ｆｉ−ｆ２は両者の温度係数の差で決まる。た
とえば、温度係数の差を１ｅ）ｐｐｍとし、ある一定温
度での周波数ｆ’１． ｆ２を１００Ｍ１ｌｚとすれば
、周囲温度の変化１℃当たり１ＫＩＩｚの周波数変化が
生じて来る。この周波数変化分から検出部６，７の周囲
温度を検出することができ、その（直で温度補正をすれ
ばよい。
６を断続させながら、周囲温度を上昇させると、その発
振周波数ｆ１は第６図に示すように低下する。この周波
数はシャッターの開閉すなわち赤外線５の照射の断続に
応じて変化するが、その変化分Δｆ１は被測定物の温度
で決まる。一方、周囲温度検出部７の発振周波数ｆ２も
第５図に示すように変化するのであるが、その勾配は赤
外線検出部６の発振周波数ｆ１のそれと異なる。検出部
６，７を、それらの発振周波数”１ ｒ ｆ２がある一
定の温度たとえば０℃で等しくなるよう構成しておけば
、その差ｆｉ−ｆ２は両者の温度係数の差で決まる。た
とえば、温度係数の差を１ｅ）ｐｐｍとし、ある一定温
度での周波数ｆ’１． ｆ２を１００Ｍ１ｌｚとすれば
、周囲温度の変化１℃当たり１ＫＩＩｚの周波数変化が
生じて来る。この周波数変化分から検出部６，７の周囲
温度を検出することができ、その（直で温度補正をすれ
ばよい。
なお、検出部６，７の周囲温度の変化は比較的緩やかで
あり、その変化に比べて赤外線６の断続周期を十分に帰
くすることができるので、その断続による赤外線検出部
６の出力周波数ｆ１の変化Δｆ１と周囲温度の変化とを
容易に区別することができる。
あり、その変化に比べて赤外線６の断続周期を十分に帰
くすることができるので、その断続による赤外線検出部
６の出力周波数ｆ１の変化Δｆ１と周囲温度の変化とを
容易に区別することができる。
発明の効果
以上のように、本発明は、赤外線検出部と周囲温度検出
部の発振周波数の温度係数を異ならせ、かつ赤外線検出
部への赤外線照射を断続させているので１周囲源度測定
のために特別の検知素子を必要とせず、安価で精度のＪ
：い輻射温度計を提供することができる。
部の発振周波数の温度係数を異ならせ、かつ赤外線検出
部への赤外線照射を断続させているので１周囲源度測定
のために特別の検知素子を必要とせず、安価で精度のＪ
：い輻射温度計を提供することができる。
第１図は本発明にかかる輻射温度計の原理を説明するだ
めの図、第２図はその特性の一例を示す図である。第３
図は本発明の一実施例の輻射温度計の構成を示すブロッ
ク図、第４図はその要部の動作特性を説明するだめの図
、第５図は要部の温度特性を示す図である。 １・・・・・・圧電体基板、２・・・・・・帰還増幅器
、３・・自・・櫛歯状電極、６・・・・・・赤外線、６
・・・・・・赤外線検出部、７・・・・・・周囲温度検
出部、８・・・・・・混合器。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第 ；に亙（す ３図
めの図、第２図はその特性の一例を示す図である。第３
図は本発明の一実施例の輻射温度計の構成を示すブロッ
ク図、第４図はその要部の動作特性を説明するだめの図
、第５図は要部の温度特性を示す図である。 １・・・・・・圧電体基板、２・・・・・・帰還増幅器
、３・・自・・櫛歯状電極、６・・・・・・赤外線、６
・・・・・・赤外線検出部、７・・・・・・周囲温度検
出部、８・・・・・・混合器。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第 ；に亙（す ３図
Claims (1)
- 弾性表面波素子を用いた発振器からなり、互いに発振周
波数の温度係数が異なる赤外線検出部ならび周囲温度検
出部、および前記赤外線検出部と前記周囲温度検出部の
発振周波数の差の周波数を発生する手段を有し、前記赤
外線検出部の弾性表面波素子に被測定物からの赤外線を
断続的に照射するとともに、前記赤外線検出器の発振周
波数と前記周囲温度検出器の発振周波数との差で、照射
赤外線の断続による前記赤外線検出部の発振周波数の変
化を温度補償することを特徴とする輻射温度計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57161741A JPS5950321A (ja) | 1982-09-16 | 1982-09-16 | 輻射温度計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57161741A JPS5950321A (ja) | 1982-09-16 | 1982-09-16 | 輻射温度計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5950321A true JPS5950321A (ja) | 1984-03-23 |
| JPH0156695B2 JPH0156695B2 (ja) | 1989-12-01 |
Family
ID=15740997
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57161741A Granted JPS5950321A (ja) | 1982-09-16 | 1982-09-16 | 輻射温度計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5950321A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0163060A2 (en) * | 1984-05-29 | 1985-12-04 | Allied Corporation | Surface acoustic wave infrared line imaging array |
-
1982
- 1982-09-16 JP JP57161741A patent/JPS5950321A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0163060A2 (en) * | 1984-05-29 | 1985-12-04 | Allied Corporation | Surface acoustic wave infrared line imaging array |
| EP0163060A3 (en) * | 1984-05-29 | 1988-07-27 | Allied Corporation | Surface acoustic wave infrared line imaging array |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0156695B2 (ja) | 1989-12-01 |
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