JPS6017327A - Measuring device of temperature - Google Patents

Measuring device of temperature

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JPS6017327A
JPS6017327A JP12517883A JP12517883A JPS6017327A JP S6017327 A JPS6017327 A JP S6017327A JP 12517883 A JP12517883 A JP 12517883A JP 12517883 A JP12517883 A JP 12517883A JP S6017327 A JPS6017327 A JP S6017327A
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temperature
phosphor
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time
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平野 正夫
Motoaki Takaoka
高岡 元章
Mikihiko Shimura
幹彦 志村
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Tateisi Electronics Co
Omron Tateisi Electronics Co
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    • 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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Abstract

PURPOSE:To attain highly accurate measurement by constituting an integrating means with a VF converting circuit and a counting means in a temperature measuring device using an integrating value at a prescribed time band of an afterglow signal of a phosphor of which phosphor decay characteristics have temperature dependence. CONSTITUTION:The phosphor 2 is fitted to the leading end of an optical fiber 1 to constitute a temperature probe. When a pulse P1 is inputted from a CPU10, excited light is outputted from a light emitter 3 to irradiate the phosphor 2. The fluorescence and afterglow from the phosphor 2 are converted into electric signals by a photodetector 5 through a beam splitter 9. A timing pulse P2 is outputted during a period from time ta after falling, of the pulse P1 to time tb and the VF converting circuit 7 converts an afterglow voltage signal into frequency during a period from the time ta to the time tb and outputs a pulse signal S. The signal S is counted up by a counter in the CPU10 and the afterglow integrating value of the phosphor 2 is found out as a counted value and compared with the temperature characteristics to find out the temperature.

Description

【発明の詳細な説明】 発 明 の 背 景 この発明は、螢光体を応用した光温度演q定装置に関す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Background of the Invention The present invention relates to a light temperature determining device using a phosphor.

光応用温度測定は、電気信号を用し)な(1ので、電磁
界によるノイズの影響を全く受itな0とG)う特徴を
もち、光ファイ2く技術を使った種々の装置が開発され
ている。なかでも、螢光体力)らの発光を利用した光温
度測定は、螢光体の励起−発光過程で光の波長が変換さ
れるために、茸[゛側糸の入力光と出力光すなわち励起
光と螢光体からの螢光および残光とを分離できるという
利点がある。このため、単線の光ファイ2(を用し)で
入、出力光を伝達することができ、光の伝送系がコンパ
クトになる。
Optical temperature measurement uses electrical signals (1, so it is completely unaffected by noise caused by electromagnetic fields), and various devices using optical fiber technology have been developed. has been done. In particular, phototemperature measurement using the light emitted from the fluorophores is difficult because the wavelength of the light is converted during the excitation-emission process of the fluorophores. It has the advantage of being able to separate light from the fluorescence and afterglow from the phosphor. Therefore, input and output light can be transmitted using (using) the single optical fiber 2, making the optical transmission system compact.

螢光体応用温度測定技術には大別して、螢光光 の発W強度の温度変化を利用するものと、励起停止後の
残光時間の温度変化を利用するものとの小さな螢光とが
同時に存在するために、これらを分光その他の方法で波
長分熱しなければならず、そのための光学系が必要であ
るとともに、S/N比の高い計測が困難であるという欠
点かある。これに対して、残光の温度変化を利用する温
度測定においては、励起停止後の光である残光を検知す
るから原理的には励起光か残光測定に影響を与えること
かなく光学的な計測か容易となるという利点をもってい
る。しかしながら、一般的な残光時間の測定は、励起停
止時点または輝度が励起停止時点のピーク輝度の90%
になった時点から、輝度かピーク輝度の10%になった
時点までの時間を測定するものであり、これらの測定点
が残光曲線のどの点になるかは測定か終了した時点で判
明するものであるから、いわば残光曲線を形づくるすべ
ての信号成分が測定対象となるので、ノイズ等による計
測過程の突発的なまたは部分的な信号変化によって測定
精度が影響されやすいという欠点がある。また残光時間
の測定は、残光の減衰過程の残光強度の測定であるから
、低い残光強度の測定が困難で、残光強度が零になった
時点の判定に誤差が生じやすく残光時間を正確に測定で
きないという問題がある。すなわち、残光曲線は指数関
数的または双曲線関数的に減少し、残光輝度がきわめて
小さい部分ではこの曲線の変化はきわめてゆるやかであ
る。したかつて、残光輝度がピークの10%になった時
点の決定においては、誤差が大きくなることは避けられ
ない。
Fluorescent-applied temperature measurement technology can be roughly divided into two types: those that utilize temperature changes in the W intensity of fluorescent light, and those that utilize temperature changes in the afterglow time after excitation stops, which simultaneously detect small fluorescent lights. In order for these to exist, they must be heated by wavelength using spectroscopy or other methods, which requires an optical system and also has the disadvantage that measurement with a high S/N ratio is difficult. On the other hand, in temperature measurement that uses temperature changes in afterglow, the afterglow, which is the light after the excitation stops, is detected, so in principle, it is possible to measure the temperature without affecting the excitation light or afterglow measurement. It has the advantage of being easy to measure. However, a typical afterglow time measurement is when the excitation stops or the brightness is 90% of the peak brightness at the excitation stop.
It measures the time from when the brightness reaches 10% of the peak brightness to when the brightness reaches 10% of the peak brightness, and the point on the afterglow curve at which these measurement points fall will be determined when the measurement is completed. Since all the signal components forming the afterglow curve are to be measured, there is a drawback that the measurement accuracy is easily affected by sudden or partial signal changes during the measurement process due to noise or the like. In addition, since afterglow time measurement is a measurement of afterglow intensity during the decay process of afterglow, it is difficult to measure low afterglow intensity, and errors tend to occur in determining when afterglow intensity reaches zero. There is a problem in that the photoperiod cannot be measured accurately. That is, the afterglow curve decreases exponentially or hyperbolically, and the curve changes very gradually in areas where the afterglow brightness is extremely small. However, in determining the point in time when the afterglow brightness reaches 10% of its peak, it is inevitable that the error will become large.

発 明 の 概 要 この発明は、残光の温度変化を利用する測定であること
により励起光による悪影響を餠除することができ、しか
も従来のような残光時間測定ではなく新しい計測量を用
いて正確に湿度を計測することのできる、螢光体応用光
温度測定装置を提供することを目的とする。
Summary of the Invention This invention makes it possible to eliminate the harmful effects of excitation light by measuring afterglow temperature changes, and also uses a new measurement quantity instead of the conventional afterglow time measurement. An object of the present invention is to provide a fluorescent-applied optical temperature measuring device that can accurately measure humidity.

この発明による湿度測定装置は、湿度を測定すべき雰囲
気または物体に配置され、残光特性か温度依存性をもつ
螢光体、螢光体を励起する励起手段、励起された螢光体
から発光される光のうちの残光を検知し電気信号に変換
する受光手段、受光された残光信号を所定時間帯にわた
って積分して残光積分光量をめる積分手段、およびめら
れた残光積分光景を、螢光体に応じてあらかじめ設定さ
れた残光光景の積分値の温度特性と比役することにより
温度を演算する演算手段からなり、積分手段か、受光さ
れた残光電気信号をその大きさに応じた周波数のパルス
信号に変換するV7F変換回路と、V7F変換回路の出
力パルスを上記所定時間帯にわたって計数する計数手段
とから構成されていることを特徴とする。計数手段とし
てはカウンタまたはマイクロプロセッサを使用すること
ができる。
The humidity measuring device according to the present invention is arranged in an atmosphere or an object whose humidity is to be measured, and includes a phosphor having an afterglow property or temperature dependence, an excitation means for exciting the phosphor, and a device that emits light from the excited phosphor. a light receiving means for detecting the afterglow of the received light and converting it into an electrical signal; an integrating means for integrating the received afterglow signal over a predetermined time period to obtain an afterglow integral light amount; and an afterglow integral. It consists of a calculating means that calculates the temperature by comparing the scene with the temperature characteristic of the integral value of the afterglow scene set in advance according to the phosphor, and the integrating means or the received afterglow electric signal is It is characterized in that it is comprised of a V7F conversion circuit that converts into a pulse signal of a frequency corresponding to the magnitude, and a counting means that counts the output pulses of the V7F conversion circuit over the predetermined time period. A counter or a microprocessor can be used as counting means.

積分時間帯としては、残光が出方されている任るように
、この時間帯をあらかじめ固定的に定めておいてもよい
し、残光信号の値によって定めるようにすることもでき
る。
The integration time period may be fixedly determined in advance depending on how the afterglow is generated, or may be determined based on the value of the afterglow signal.

この発明の湿度測定装置においては、残光信号の所定時
間帯における積分値を用いて温度を測定している。した
がって、従来の残光時間を測定する装置のように、ノイ
ズ等による突発的なまたは部分的な信号の変化による影
響が少なく、シかも低輝度の信号レベルにおけるレベル
弁別も行なっていないから、温度測定の粘度を高めるこ
とかできる。また残光を測定しているから、励起光と分
離する必要がなく、励起光による悪影響を受けることの
ない高いSlN比の測定が可能であるとともに、分光装
置なども不要である。
In the humidity measuring device of the present invention, temperature is measured using the integral value of the afterglow signal in a predetermined time period. Therefore, unlike conventional devices that measure afterglow time, it is less affected by sudden or partial signal changes due to noise, etc., and does not perform level discrimination at low brightness signal levels. It is possible to increase the viscosity of the measurement. Furthermore, since the afterglow is measured, there is no need to separate it from the excitation light, making it possible to measure a high SlN ratio without being adversely affected by the excitation light, and also eliminating the need for a spectroscopic device.

一般に残光時間の温度変化よりも、残光過程における特
定の時点での輝度の温度変化の方か変化率が大きく、か
つ温度に対して単調に変化するので、温度測定用センサ
としての螢光体の選択範囲も広く、この点においてもこ
の発明による装置は従来の残光時間を測定するものに比
べてすぐれた効果をもつ。このことは、次のようにして
定母的に説明できる。
In general, the rate of change in brightness at a specific point in the afterglow process is greater than the temperature change in afterglow time, and it changes monotonically with temperature, so fluorescent light can be used as a sensor for temperature measurement. The selection range of the body is wide, and in this respect, the device according to the present invention has superior effects compared to conventional devices that measure afterglow time. This can be explained logically as follows.

残光信号か指数関数的に減少すると仮定すると、残光特
性は次の一般式で表わされる。
Assuming that the afterglow signal decreases exponentially, the afterglow characteristic is expressed by the following general formula.

ヨー I (L)ゞAeIOの・C−τ(刀 ・争、(1)こ
こでTは温度、もは励起停止時点から計時された時間、
I(v)は、時間(1)における残光輝度、IO(刀は
、励起停止時点(L−0)における残光輝度、τ(T)
は螢光体における励起状態の平均寿命、Aは比例定数で
ある。これらのパラメータのうちで、温度Tによって変
化するものはlo(1)とτのであり、τ■の温度によ
る変化が残光時間の温度による変化として現われる。
Yaw I (L)ゞAeIO's・C−τ(sword・war), (1) Here, T is the temperature, or the time measured from the point of stopping the excitation,
I(v) is the afterglow brightness at time (1), IO (sword is the afterglow brightness at the excitation stop point (L-0), τ(T)
is the average lifetime of the excited state in the phosphor, and A is the proportionality constant. Among these parameters, those that change with temperature T are lo(1) and τ, and the change in τ■ with temperature appears as a change in afterglow time with temperature.

残光時間tdを、励起停止時点から残光輝度か10%ま
で減衰するのに要する時間であるとすると、この時間t
dは次式で与えられる。
If the afterglow time td is the time required for the afterglow brightness to decay to 10% from the point of excitation stop, then this time t
d is given by the following equation.

第(2)式より、■0σ)の温度変化かたとえ大きな値
を示したとしても、τ■の温度変化が小さければ残光時
間Ldの温度変化も小さいことがわかる。
From equation (2), it can be seen that even if the temperature change (■0σ) shows a large value, if the temperature change τ■ is small, the temperature change in the afterglow time Ld is also small.

これに対して、この発明において用いられる残光輝度の
積分値l1nt(T)は、次式で与えられる。
On the other hand, the integral value l1nt(T) of afterglow brightness used in the present invention is given by the following equation.

ここでta、tbはそれぞれ積分時間帯の始点、終点の
時間である。第(3)式より、τ■の温度変化が小さく
ても、積分値l1nt(17)はlo(T)の温度変化
に応じて大きく変化することが理解されるであろう。こ
のために、この発明ではきわめて正確な温度測定が可能
となる。またピーク輝度l0(I’)の温度変化すなわ
ち温度消光性は螢光体にとって最も一般的な性質である
から、この発明に適用できる螢光体材料の選択の範囲が
広がり、所望の温度変化を示す螢光体の調整が容易とな
る。
Here, ta and tb are the start and end times of the integration time period, respectively. From equation (3), it will be understood that even if the temperature change in τ■ is small, the integral value l1nt(17) changes greatly in accordance with the temperature change in lo(T). For this reason, the present invention allows extremely accurate temperature measurements. Furthermore, since temperature change in peak brightness l0 (I'), that is, temperature quenching property, is the most common property of phosphors, the range of selection of phosphor materials applicable to this invention is expanded, and the desired temperature change can be achieved. This makes it easier to adjust the phosphor shown.

発明者らは既に特願昭57−64177において、受光
された残光信号を所定時間帯にわたって積分することに
より残光積分光量をめる温度測定装置を提案した。この
温度測定装置における積分手段の一例として、残光信号
を所定時間間隔でサンプリングしてA/D変換し、この
残光サンプリング・データをメモリに記憶しておき、記
憶されたサンプリング・データを加算するというマイク
ロプロセッサを利用したものが開示されている。この積
分手段による測定では残光信号が所定時間間隔でサンプ
リングされているから、最終的な加算値が必ずしも正確
な積分値を表わしていないという問題がある。
In Japanese Patent Application No. 57-64177, the inventors have already proposed a temperature measuring device that calculates the integrated amount of afterglow light by integrating the received afterglow signal over a predetermined time period. As an example of an integrating means in this temperature measuring device, an afterglow signal is sampled at predetermined time intervals, A/D converted, this afterglow sampling data is stored in a memory, and the stored sampling data is added. A system that utilizes a microprocessor has been disclosed. In measurement by this integrating means, since the afterglow signal is sampled at predetermined time intervals, there is a problem in that the final added value does not necessarily represent an accurate integrated value.

とくに残光波形が急峻に変化する場合lこはこの欠点が
顕著にあられれる。この整置を解消するic At、す
7 フリングRrrs”rを短くシ、サンプリング点数
を多くすることが考えられるが、そうすると高速A /
 D変換装置が必要となるとともに、データ量が膨大と
なるので処理装置を高級なものとしなければならないと
いう新たな問題が牛じる。また上記の積分手段ではA/
D変換における皿子化誤差も波形計測精度に大きく影響
する。
This drawback is particularly noticeable when the afterglow waveform changes sharply. It is possible to solve this alignment by shortening the ic At, s7 fling Rrrs"r and increasing the number of sampling points, but if this is done, the high speed A/
A new problem arises in that a D conversion device is required and the amount of data is enormous, requiring a high-grade processing device. Also, in the above integration means, A/
Dispersing errors in D conversion also greatly affect waveform measurement accuracy.

この発明においては、積分手段はV/F変換回路と計数
手段との組合せにより構成されている。■/F変換回路
によって残光電気信号の大きさく電圧)が連続的にパル
ス信号の周波数に変換されており、このパルス信号が計
数されることにより上記の残光光量積分値がめられてい
る。残光輝度はパルス信号の周波数によって連続的かつ
正確に反映されているとともにデータ全も多いので、そ
して急峻な残光輝度変化にも応答しうるので高精度の測
定が可能となる。
In this invention, the integrating means is constituted by a combination of a V/F conversion circuit and a counting means. (2) The magnitude and voltage of the afterglow electrical signal are continuously converted into the frequency of a pulse signal by the /F conversion circuit, and by counting these pulse signals, the above-mentioned integrated value of the amount of afterglow light is determined. The afterglow brightness is continuously and accurately reflected by the frequency of the pulse signal, and since there is a large amount of data, and it is possible to respond to sudden changes in the afterglow brightness, highly accurate measurement is possible.

この発明では、残光特性が温度依存性をもちかつ測定可
能な残光時間の螢光体であれば、そ種類を限定されず種
々のものを用いることができる。好ましくは、残光時間
が1..0−6sec〜3 1Qsec程度の螢光体がよい。たとえば、紫外光励起
では、Y2O25i :Euなどの希土類金属オキシサ
ルファイド、ZnS :Ln (T、nは希土類元素の
総称)、SrS:Lnなどの硫化物螢光体をはじめ、C
RT用螢光体の多くのものが使用できる。また赤外光励
起では、L nFa:(Yb、Er)、La OF :
 (Y b、Er)、L i N d P 4012 
: Y bなどが使用される。
In the present invention, various types of phosphors can be used without being limited as long as they have temperature-dependent afterglow characteristics and a measurable afterglow time. Preferably, the afterglow time is 1. .. A phosphor of about 0-6sec to 31Qsec is preferable. For example, in ultraviolet light excitation, rare earth metal oxysulfides such as Y2O25i:Eu, sulfide phosphors such as ZnS:Ln (T and n are generic terms for rare earth elements), SrS:Ln, and C
Many types of RT phosphors can be used. In addition, in infrared light excitation, L nFa: (Yb, Er), La OF:
(Y b, Er), L i N d P 4012
:Yb etc. are used.

実施例の説明 以下、図面を参照してこの発明をさらに詳細に説明する
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS The present invention will now be described in more detail with reference to the drawings.

第1図は、パルス状ないし方形波状の励起光およびこの
励起光によって励起された螢光体から発光される光の波
形を示し、螢光体からの発光が温度によって異なること
を表わしている。
FIG. 1 shows pulsed or square-wave excitation light and the waveform of light emitted from a phosphor excited by the excitation light, and shows that the light emitted from the phosphor varies depending on temperature.

励起されている間に発光される光が螢光で、励起が停止
した時点(tXで示す)以降に発光され、時間とともに
減衰する光が残光である。螢光および残光の波形のうち
破線で示されるものが温度T1における波形、実線で示
されるものが温度T2における波形である。ここでTI
<T2の関係にある。一般に、残光輝度は温度が低いほ
ど高くなる傾向がある。
The light emitted during excitation is fluorescent light, and the light emitted after the excitation stops (indicated by tX) and attenuates over time is afterglow. Among the waveforms of fluorescence and afterglow, those shown by broken lines are the waveforms at temperature T1, and those shown by solid lines are the waveforms at temperature T2. Here T.I.
The relationship is <T2. Generally, afterglow brightness tends to increase as the temperature decreases.

第2図は、残光光量の積分値の温度特性を示している。FIG. 2 shows the temperature characteristics of the integral value of the amount of afterglow light.

使用される螢光体について、種々の温度Tに対してその
積分値(パルス計数値)があらかじめ測定され、既知関
係として第2図にの特性をあらかじめ作成するときの積
分時間帯は、この特性が使用される温度測定装置の積分
時間帯と一致している。
The integral value (pulse count value) of the phosphor used is measured in advance at various temperatures T, and the integration time period when creating the characteristics shown in Figure 2 as a known relationship in advance is determined by this characteristic. coincides with the integration time period of the temperature measuring device used.

第3図は温度測定装置の構成を、第5図はその動作をそ
れぞれ示している。光ファイバ(1)の先端に所定の螢
光体(2)が取付けられ、温度プローブか構成されてい
る。この温度プローブは、その先端が温度測定すべき雰
囲気中にまたは物体に接触した状態で配置される。CP
 U (101によって制御されるタイミング発生回路
またはCPU (101から直接に2種類のタイミング
・パルス信号PL、P2が出力される。パルスP1は、
発光器(3)を駆動させるためのものであって、一定周
期T ’aで出力される。この周期Taは、測定範囲内
のすべての温度において、螢光体(2)から発光された
残光が完全に消失するのに充分な時間に設定されている
。パルスPiが入力すると発光器(3)から励起光が出
力され、光ファイバ(1)を通って螢光体(2)に照射
される。この励起によって螢光体(2)から発光された
螢光および残光は光ファイバ(1)を伝搬し、ビ〒ム・
スプリッタ(9)を介して取出され、受光器(5)によ
って電気信号に変換される。受光器(5)の検知信号は
前置増巾器(6)で増巾されたのち、電圧/周波数(V
/F )変換回路(7)に入力する。
FIG. 3 shows the configuration of the temperature measuring device, and FIG. 5 shows its operation. A predetermined fluorescent material (2) is attached to the tip of the optical fiber (1), forming a temperature probe. The temperature probe is placed with its tip in contact with the atmosphere or object whose temperature is to be measured. C.P.
Two types of timing pulse signals PL and P2 are output directly from the timing generation circuit or CPU (101) controlled by U (101. Pulse P1 is
It is for driving the light emitter (3) and is output at a constant period T'a. This period Ta is set to a time sufficient for the afterglow emitted from the phosphor (2) to completely disappear at all temperatures within the measurement range. When the pulse Pi is input, excitation light is output from the light emitter (3) and is irradiated onto the phosphor (2) through the optical fiber (1). The fluorescence and afterglow emitted from the phosphor (2) by this excitation propagate through the optical fiber (1), and the beam
It is taken out via a splitter (9) and converted into an electrical signal by a photoreceiver (5). The detection signal of the photoreceiver (5) is amplified by the preamplifier (6) and then converted to voltage/frequency (V
/F) Input to conversion circuit (7).

タイミング・パルスP2は積分時間帯を決定するもので
、パルスP1の立下りの時点仁1以降の時点Laから適
当な時間[有]経過後の時点L1+まで出力される。こ
の時間帯ta〜tbは、取込まれるデータの再現性を考
慮して適宜定められる。つまり、計測温度範囲内で残光
光量変化が大きい時間帯であってV/F変換回路(7)
の出力の計数値を充分に大きくとれるような時間とする
。この実施例では積分時間帯の始点taは、励起停止の
時点t1に設定されている。積分時間帯の終点モ1)は
、残光が最も低*+度となる何定温度範囲の」二限温度
における残光レベルによって制約されている。たとえば
この上限温度における残光レベルが、ピーク輝度(励起
停止時点の)1517度)の30%程度になる時点を終
点t hとすればよい。v/F変換回路(7)がら充分
なパルス数が得られる場合には積分時間帯を比較的短時
間に設定、たとえば始点Laを励起停止時点し1にし、
終点1 ])を残光レベルがピーク輝度の90%になっ
た時点に設定することができ、このような場合にも充分
な測定精度が得られる。
The timing pulse P2 determines the integration time period, and is output from a time La after the falling edge of the pulse P1 to a time L1+ after an appropriate period of time has elapsed. The time periods ta to tb are appropriately determined in consideration of the reproducibility of the data to be captured. In other words, the V/F conversion circuit (7)
The time should be such that the count value of the output can be made sufficiently large. In this embodiment, the starting point ta of the integration time period is set at the time t1 when excitation is stopped. The end point Mo1) of the integration time period is constrained by the afterglow level at the second limit temperature of the constant temperature range in which the afterglow is the lowest *+ degrees. For example, the end point th may be defined as the point in time when the afterglow level at this upper limit temperature becomes about 30% of the peak brightness (1517 degrees at the time of stopping the excitation). If a sufficient number of pulses can be obtained from the v/F conversion circuit (7), set the integration time period to a relatively short time, for example, set the starting point La to 1 when the excitation is stopped;
The end point 1]) can be set at the time when the afterglow level reaches 90% of the peak brightness, and sufficient measurement accuracy can be obtained even in such a case.

そして、積分時間帯を短くすることによって、温度測定
を高速化することができる。残光時間が比較的長い螢光
体を用いた場合にも、残光時間における積分時間帯の占
める割合を小さくとることかできる。
By shortening the integration time period, temperature measurement can be made faster. Even when a phosphor with a relatively long afterglow time is used, the proportion of the integration time period in the afterglow time can be made small.

もつとも、この発明は残光時間を測定するものではなく
残光積分光量を測定するものであるから、積分時間帯を
比較的短くしても正確な測定が可能であるという特徴を
もっている。
However, since this invention does not measure the afterglow time but measures the afterglow integrated light amount, it has the feature that accurate measurement is possible even if the integration time period is relatively short.

V/F変換回路(7)は、入力する残光電圧信号を積分
時間帯もa〜tbの間で連続的に電圧値に応じた周波数
に変換し、その周波数のパルス信号Sを出力する。パル
ス信号Sは第5図に示されているように密から疎に連続
的に変化する。
The V/F conversion circuit (7) continuously converts the input afterglow voltage signal into a frequency corresponding to the voltage value during the integration time period a to tb, and outputs a pulse signal S of that frequency. The pulse signal S continuously changes from dense to sparse as shown in FIG.

この信号Sはカウンタによって計数される。カウンタと
してはCP U f101外に設けたものを用いても、
CPUflO1内のメモリまたはレジスタを利用して実
現してもいずれでもよい。
This signal S is counted by a counter. Even if you use a counter installed outside the CPU f101,
It may be implemented using memory or registers within the CPUflO1.

RA M (12+には、第4図に示されているように
、各測定ごとの積分光量(カウンタ計数値)を記憶する
エリヤ、ノぐルスP1の繰返し回数mを記憶するエリヤ
、および第2図に示す残光光量の積分値の温度特性を記
憶するエリヤが設けられている。この実施例においては
、螢光体(2)の励起がm回繰返えされ、m回の積分光
量の加算値(または平均値)にもとづいて温度が決定さ
れる。
RAM (12+, as shown in FIG. 4, has an area for storing the integrated light amount (counter count value) for each measurement, an area for storing the number of repetitions m of the noggles P1, and a second An area is provided for storing the temperature characteristics of the integrated value of the amount of afterglow light shown in the figure.In this embodiment, the excitation of the phosphor (2) is repeated m times, and the integrated value of the amount of afterglow light is The temperature is determined based on the added value (or average value).

タイミング番パルスP1.P2が出力されるごとに螢光
体(2]の残光光量積分値がカウンタの計数値として得
られ、これがRA M (12+に記憶される。そして
m回の計測が終了すると、各回の計数値が加算され、こ
の加算値が温度特性と比較されることにより温度Tかめ
られる。温度特性における積分値(計数値)もm回の加
算値としてあらかじめ記憶されているのはいうまでもな
い。この温度特性(関数)は第4図ではグラフで表わさ
れているが、もちろんテーブルの形でRA M (12
+内に記憶されている。
Timing number pulse P1. Every time P2 is output, the integrated value of the amount of afterglow light of the phosphor (2) is obtained as the count value of the counter, and this is stored in RAM (12+). Then, when m measurements are completed, each count is The numerical values are added and this added value is compared with the temperature characteristic to calculate the temperature T. It goes without saying that the integral value (counted value) in the temperature characteristic is also stored in advance as the m-times added value. This temperature characteristic (function) is expressed graphically in Figure 4, but of course it is also expressed in the form of a table RAM (12
It is stored in +.

測定結果の一例を挙げると、ある温度で残光時間か2.
5 m Sの螢光体YFa:Yb、、Erを用い、積分
時間L aNL bを5: m ’S 、タイミング・
パルスPiの繰返し数を100/sea。
An example of a measurement result is the afterglow time at a certain temperature.
Using 5 mS phosphors YFa:Yb, , Er, the integration time L aNL b was 5: m'S, and the timing.
The number of repetitions of pulse Pi is 100/sea.

ft1t 大I Mパルス/ s e cのv/F変換
回路を用いたとき、1.5X10 の加算計数値(10
0回分)が得られた。この計数値の温度変化は7/1(
0’C/ # ’C)であり、実用的に充分な分解能が
得られた。
When using a v/F conversion circuit of ft1t large IM pulse/sec, the addition count value of 1.5X10 (10
0 doses) were obtained. The temperature change of this count value is 7/1 (
0'C/#'C), and a practically sufficient resolution was obtained.

上記の例では積分時間の終点vbはあらかじめ固定的に
定っているが、残光信号のレベルに応じて定めてもよい
。すなわち、終点tbを決定するための輝度レベルIS
をあらかじめ定めておく。そして、残光信号がこのレベ
ルIS以丁になった時点を終点L 1)とする。
In the above example, the end point vb of the integration time is fixedly determined in advance, but it may be determined depending on the level of the afterglow signal. That is, the brightness level IS for determining the end point tb
Determine in advance. Then, the point in time when the afterglow signal reaches this level IS is defined as the end point L1).

上記の実施例においては、畳光体の励起の周期Taは、
残光が完全に消光するのOこ充分な時間に設定されてい
るが、この周期Taを短くして、残光過程中に次のパル
スP1を出力させて螢光体を励起し、ダイナミックな残
光応答を利で温度測定のためには利用されない。このや
り方によると、温度測定をより高速化することかできる
In the above embodiment, the period Ta of excitation of the convoluted light body is
The time period is set to be long enough for the afterglow to completely disappear, but by shortening this period Ta, the next pulse P1 is output during the afterglow process to excite the phosphor and create a dynamic It takes advantage of the afterglow response and is not used for temperature measurements. According to this method, temperature measurement can be made faster.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は励起光と、螢光体から発光した螢光および残光
とを示す波形図、第2図は残光積分光量の温度特性を示
すグラフ、第3図はこの発明の実施例を示すブロック図
、第4図はRAMの内容を示す図、第5図は、第3図に
示す回路の動作を示すタイム・チャートである。 (1)・・・光ファイバ、 (2+−−−螢光体、(3
)・・・発光器、(5)・・・受光器、(7)・番・V
/F変換回路、(10)・−CP U (12+・・・
RAM0以 上 外4名 手続補正書 昭和58年8月lθ日 1、事件の表示 昭和58年特許願第125178号2
、発明の名称 温度測定装置 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 、−住 所 京都市右京区花園土堂町10番地工8.2
ユ (29滲立石電機株式会社4、 代 理 人 テ;
!格先 重子東京(イ3+’;) 7184立7う電孤
)二(式会7J):f3.’4技1・4.渉り:室5、
補正命令の日付 昭和 年 月 日8、補正の内容 明細書第14頁第7行のl’−LaOF]を「LnOF
」特開昭GO−17327(9)
Fig. 1 is a waveform diagram showing excitation light, fluorescence emitted from a phosphor, and afterglow, Fig. 2 is a graph showing temperature characteristics of integrated amount of afterglow, and Fig. 3 shows an example of the present invention. 4 is a diagram showing the contents of the RAM, and FIG. 5 is a time chart showing the operation of the circuit shown in FIG. 3. (1)...Optical fiber, (2+---fluorescent material, (3
)...Emitter, (5)...Receiver, (7)・No.・V
/F conversion circuit, (10)・-CPU (12+...
RAM 0 or more 4 other persons procedural amendment August 1981 lθ day 1, case indication 1982 Patent Application No. 125178 2
, Title of the invention Temperature measuring device 3, Relationship to the case of the person making the amendment Patent applicant - Address 8.2, 10 Hanazono Tsuchido-cho, Ukyo-ku, Kyoto City
Yu (29 Yutateishi Electric Co., Ltd. 4, agent Tae;
! Kakusho Shigeko Tokyo (I3+';) 7184 Tachi7 Udenko) 2 (Shikikai 7J): f3. '4 Techniques 1 and 4. Wandering: room 5,
Date of amendment order Showa year, month, day 8, l'-LaOF] on page 14, line 7 of the specification of amendment
” Japanese Patent Application Sho GO-17327 (9)

Claims (1)

【特許請求の範囲】 充 励起された螢光体から発奴される光のうちの残光を検知
し電気信号に変換する受光手段、受光された残光信号を
所定時間帯にわたっで積分して残光積分光量をめる積分
手段および、 求められた残光積分光量を、螢光体に応じてあらかじめ
設定された残光光量の積分値の温度特性と比較すること
により温度を演算する演算手段からなり、 上記積分手段が、受光された残光電気信号をその大きさ
に応じた周波数のパルス信号に変換するV/F変換回路
と、V/F変換回路の出力パルスを上記所定時間帯にわ
たって計数する計数手段とから構成されている、温度測
定装置。 (2)積分時間帯の始点が、螢光体の励起停止時点であ
る、特許請求の範囲第(1)項記載の温度測定装置。 (3)積分時間帯の終点か、測定上限温度におりる螢光
体の残光ピーク輝度にもとづいて決定される、特許請求
の範囲第(1)項記載の温度測定装置。 (4)積分時間帯の終点が、残光信号があらかじめ定め
られた下限値以下になった時点である、特許請求の範囲
第(1)項記載の温度測定装置。 (5)積分時間帯が、あらかじめ固定的に設定されてい
る、特許請求の範囲第(1)項記載の温度測定装置0 (6)螢光体の励起か複数回繰返され、複数回の残光積
分光量の平均値または加算値を用17Aで温度が演算さ
れる、特許請求の範囲第(1)項記載の温度測定装置。
[Claims] Light receiving means detects the afterglow of the light emitted from the charged and excited phosphor and converts it into an electrical signal, and integrates the received afterglow signal over a predetermined time period. an integrating means for calculating the integrated amount of afterglow light based on the phosphor, and an operation for calculating the temperature by comparing the obtained integrated amount of afterglow light with the temperature characteristic of the integral value of the afterglow amount set in advance according to the phosphor. The integrating means includes a V/F conversion circuit that converts the received afterglow electric signal into a pulse signal with a frequency corresponding to the magnitude thereof, and an output pulse of the V/F conversion circuit for converting the output pulse of the V/F conversion circuit into the predetermined time period. A temperature measuring device comprising: a counting means for counting over (2) The temperature measuring device according to claim (1), wherein the starting point of the integration time period is the point at which the excitation of the phosphor stops. (3) The temperature measurement device according to claim (1), wherein the temperature measurement device is determined based on the end point of the integration time period or the afterglow peak brightness of the phosphor that reaches the measurement upper limit temperature. (4) The temperature measuring device according to claim (1), wherein the end point of the integration time period is the point in time when the afterglow signal becomes equal to or less than a predetermined lower limit value. (5) The temperature measuring device 0 according to claim (1), in which the integration time period is fixedly set in advance. (6) The excitation of the phosphor is repeated multiple times, and the remaining time is The temperature measuring device according to claim 1, wherein the temperature is calculated at 17A using an average value or an added value of the integrated light amount.
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