JPS601392Y2 - 放射温度計の校正器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は物体の表面から放射される赤外線エネルギを
測定して物体の温度を測定する放射温度計の校正器に関
する。

放射温度計は一般に周知の如く光学レンズ系を有しこの
光学レンズ系の焦点位置に光電変換素子装着し、物体か
らの反射光を光電変換素子にて受光し、その受光エネル
ギによって物体の表面温度を測定するものである。

この放射温度計の温度標準は成る温度に加熱された例え
ばカーホン等の黒体炉からの放射エネルギを基準として
いる。

しかし黒体炉を放射温度計の使用現場で用いるには炉温
の制御、測定及び放射率の維持など保守、管理が煩雑で
あるとともに、設置場所の移動が困難であるなどの不便
さがある。

このため従来より黒体炉に代ってタングステンランプを
光源とする二次校正器が使われている。

従来の二次校正器は第１図に示すようにして校正され使
用されている。

第１図いおいて１は黒体炉より成る基準校正器である。

この黒体炉１は例えばカーボン等の黒体２を電気ヒータ
等によって所定の温度に加熱し、成る決められた赤外線
エネルギを放射するように作られている。

この基準校正器１によって先ず放射温度計３を校正する
。

放射温度計３は対物レンズ４と、入射エネルギが所定量
となるように絞る絞り５と、対物レンズ４の焦点位置に
装着された光電変換素子６と、この光電変換素子６の電
気出力を指示し測定温度を指示する指示計７とを有し、
基準校正器１からの赤外線エネルギによって放射温度計
３の指示計７に基準温度を目盛り放射温度計３を校正す
る。

一方、第１図において８は二次校正器である。

二次校正器８の光源９はタングステンランプが用いられ
、電圧を変化させることができる直流電源１０によって
点灯され、その印加電圧が指示計１１によって指示され
るように構成されている。

放射温度計３を基準効正器１で校正した後、放射温度計
３に二次校正器８から光を照射する。

このとき直流電源１０の電圧を変化させ放射温度計３の
指示が基準効正器１で校正した値と等しくなるように調
整し２、このときの光源９への印加電圧を基準温度とし
て指示計１１に目盛を刻む。

従って爾後二次校正器８を使って放射温度計３を校正す
るには二次校正器８の指示計１１がその目盛に附した基
準温度値を指示するように直流電源１０の供給電圧を調
整し、この状態で光源９から照射される光を校正しよう
とする放射温度計３に与え、指示計７の指示が基準校正
器１で校正した位置を指示するように光電変換素子６と
指示計７との間に設けられた感度調整手段を調整し放射
温度計の感度を校正するようにしている。

このように従来では二次校正器８の放射エネルギは基準
校正器１と全く同じエネルギとなっている。

このために測定温度が低い放射温度計から測定温度が高
い放射温度計まで校正できるようにするためには光源９
の容量を大きなものとする必要がある。

従ってそれだけ電力消費も大きくなり、直流電源１０の
容量も大きくしなければならない欠点がある。

また光源９として容量の大きいタングステンランプを使
用すると熱容量も大きくなり電源印加時点より放射エネ
ルギが安定するまでに時間が掛る欠点もある。

この考案の目的は光源を小容量のものにすることができ
るこの種二次較正器を提供するにある。

この考案では二次校正器の光源の前面に拡散手段を設け
、この拡散手段を設けたことによって放射温度計に照射
する光の光量分布を均一化し、放射温度計の絞りを除去
した状態でも放射温度計の光電変換素子に照射される光
量分布を均一化し、従って放射温度計の絞りも除去した
状態でも二次校正器によって放射温度計の光軸に対する
光源の位置のバラツキによる光量変化を少なくしどの放
射温度計に対してもバラツキなく校正できるようにし、
この結果二次校正器から対照する放射エネルギは絞りを
除去した分だけ基準校正器のそれより低くでき、それだ
け光源の容量を小さくできるようにしたものである。

換言すれば一般に周知の如く光学レンズ系の絞りが開放
に向う程被写界深度が浅くなる。

従ってレンズ系から絞りを除去した場合は光源９の像を
光電変換素子６上に正確に結像させるためには光源９と
レンズ４との距離を正確に合わせなければならない。

校正器８を複数の放射温度計に対し着脱自在に腰且つ各
放射温度計３のレンズ４から校正器８の光源９までの距
離を規定された距離に保つことは難しい。

またレンズ４の光軸上に光源９を位置させることも難し
い。

これを実現するには高精度の機械加工を必要とする。

従ってこの考案では校正器８の光源９の前面に光拡散手
段を設け、照射光源を面光源となし均一な光を放射温度
計に照射することによりレンズ４と光源９との間の多少
のバラツキ及び光源９の光軸からのズレがあっても光電
変換素子６の位置で均一な光量が得られるようにしたも
のである。

以下この考案の一実施例を図面について詳細に説明する
。

この考案においては二次校正器８の光学系に第３図に示
すように光拡散手段１２を設けるものである。

光拡散手段１２としては例えばスリガラス等を用いるこ
とができる。

光拡散手段１２を設けることにより同図に示すように絞
りを除去した状態の放射温度計３及び３′を校正するこ
とができる。

この考案による二次校正器８を校正する方法を以下に説
明する。

先ず複数の放射温度計を維持し管理する場合にはその中
から最も安定性のよい放射温度計を選ぶ、この放射温度
計を３′とする。

この安定性のよい放射温度計３′を第２図に示すように
絞り５を付けた状態のまま、従って所定の温度範囲を測
定する状態で基準校正器１からの放射エネルギいよって
指示計７に基準温度を目盛る。

次に放射温度計３′の絞り５を除去し、二次校正器８と
対向させ校正器８の照射光によって指示計７の指示が基
準温度となるように直流電源１０の電圧を調整し、指示
計７が基準温度を指示した状態で校正器８の指示計１１
に基準温度を目盛る。

よって爾後指示計１１が基準温度を指示する状態におい
て絞り５を除去した状態の放射温度計３′又は他の放射
温度計３を校正すれば複数の放射温度計の感度を校正す
ることができる。

そして実際に温度を測定するには各測定レンジを与える
絞り５を各放射温度計３′又は３に装着すればよい。

上述したようにこの考案によれは校正器８の光源９の前
面に拡散手段１２を設けたことによって放射温度計３′
又は３の絞り５を除去した状態でも光電変換素子６に均
一な光量分布を有する光を照射することができる。

この結果二次校正器８の放射エネルギは基準校正器１の
放射エネルギと比較して絞り５で絞られる量だけ少なく
てよく、それだけ光源５の容量を小さくすることができ
る、従って高い温度を測定する放射温度計を校正する二
次校正器８を作る場合でも光源１２の容量を小さくでき
、それだけ電力消費を少なくできる。

また光源１２として使用するランプの容量も小さくでき
るから点灯してから放射エネルギが安定するまでの時間
を短かくすることもできる。

尚二次校正器８と放射温度計３′及び３との光学系の場
合構造を例えば第４図に示すように構成すると二次校正
器８をどの放射温度計３′又は３に結合させても校正器
８の光源位置と、放射温度計３又は３′の光学系の光軸
とを一致させることができる。

即ち各放射温度計３′又は３の前面に突出した円筒状入
光部１３の外周端にネジ部１４を形成し、このネジ部１
４に光学系要素である対物レンズ４を内蔵したアダプタ
１５を螺合させる。

また、アダプタ１５の外周にネジ１７を形成し、このネ
ジ１７に校正器８の円筒部の先端にゆるく嵌合する袋ナ
ツト１６を螺合させる。

更にアダプタ１５の先端部は校正器２の開口部に一定深
さに嵌合して結合し得る構造となっている。

１８は較正器開口部周縁に形成された鍔、１９はアダプ
タ１５の外周先端部に形成された段付部で、校正器８の
開口部をアダプタ１５の先端に嵌合させるとき校正器８
の開口部に形成した鍔１８とアダプタ１５に形成した段
部１９とが衝合し両者の結合深さが規制される。

したがって校正器８と放射温度計３′又は３との結合は
、予めアダプタ１５の先端部に校正器８を一定深さに嵌
合させた後、袋ナツト１６をアダプタ１５に螺合して袋
ナツト１６に形成されたりング突条２０により鍔１８を
段付部１９に押圧することによって行なわれる、。

なお、結合時は校正機器に設けた取付方向指示ラベル２
１、或いは放射温度計に設けた位置合わせ溝（図示せず
）等を利用して校正器８の位置を常に所定位置にくるよ
うにしている。

このような放射温度計と校正器８との結合構造とするこ
とにより校正器８をどの放射温度計に取付けても光源９
と各放射温度計における光軸との位置関係及びレンズ４
から光源９又は光拡散手段１２までの距離を一致させる
ことができる。

従って光源９の前面に拡散手段１２を設け、放射温度計
に照射する光を均一化したこととあいまって更に一層正
確な校正を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の校正器とその校正方法を説明するための
系統図、第２図はこの考案による校正器を校正する方法
を説明するための系統図、第３図はこの考案による校正
器の一実施例とその使用方法を説明するための系統図、
第４図はこの考案に適用して好適な放射温度計と校正器
との結合構造の一例を示す断面図である。 １：基準校正器、３．３’：放射温度計、８：校正器、
９：光源、１０：直流電源、１１：指示計、１２：光拡
散手段。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 被校正温度計の受光素子の使用状態における必要最小限
   の入力エネルギに対応する光を放射する光源と、該光源
   の光量を調整する手段と、該調整手段によって調整した
   上記光源の光量に対応した値を指示する指示計と、上記
   光源よりの光を拡散して上記被校正温度計の受光素子に
   拡散された光を与える光拡散手段とを具備して成る放射
   温度計の校正器。