JPS6019446B2 - 放射温度計 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、低温から高温に至るあらゆる温度範囲の被測
温体を常に高精度で測定することができる放射温度計に
関する。

放射温度計は、被側温体から発生する放射をレンズある
いは円錐鏡などで集光するめの集光系と、集光した放射
を検出素子に受け、これを電気信号に変換するための変
換系とからなり、これらを感温箭内に配設して構成され
ている。

このうち変換系は、外周の熱エネルギーによる影響を受
け易いため、感温儀の温度が大中に変動する条件下では
正確な側温ができなくなる。このため、従来から第１図
のように熱電堆４の冷接点Ｂに連結する導線間にニッケ
ル線抵抗体６を並列に接続することにより感温筒１の温
度変化に基づく側温誤差を自動的に保障する機構の補償
回路が配置されている。しかしながら、この補償回路は
高温の被測温体を測定する場合（被測温体と感温筒の温
度差が大のとき）には十分有効に作用するが、被側温体
が低温の場合（前記の温度差が小のとき）には、温度補
償が満足に得られない欠点がある。

すなわち、計測にあたって検出素子が受ける実際の放射
エネルギーＷは、被測猛体の放射率、熱電堆温暖点の放
射率および空間と光学系による吸収定数をＫとすると、
ステフアンボルッマンの法則から次式のように示される
。

Ｗ＝Ｋひ（Ｔ三−Ｔき） イー）‘１｝式で
、ｏはステフアンボルッマン定数、Ｔ，は被測温体の温
度、そしてＴ２は熱電堆温暖点の温度である。

従来の補償回路は、感温筒温度の変化に伴うＷの変動を
ニッケル線抵抗体４の作用によって自動的に補償しよう
とするものであるが、被測温体が低温の際にはＴ，とＴ
２の温度が接近するため、補償限界を越えて誤差をもた
らす。

他方、熱電堆の起電力Ｅは、熱電堆の起電力変換定数を
Ｋとし、冷接点温度をＴ３とすると、次により与えられ
る。

Ｅ＝Ｋ Ｔ−Ｔ３） ・・・‘２｝また、
｛２）式は【１ー式との関係から｛３’式のように２正
できる。

Ｅ；Ｋ（三吉キヱ）・ｒ−ＫＴ３ ‐‐Ｂ’このため、
被測温体が低温の場合には、熱電堆の温暖点温度Ｌの変
動影響ばかりでなく、冷接点温度Ｔ３の変動が無視でき
なくなり、感温筒の温度変化に基づく欄溢誤差が一層助
長される。

本発明は、従来の補償回路に加えてあらたに二次補償回
路を付設することにより、従来構造では補償しきれなか
った温接点Ａならびに袷接点Ｂの温度変化に基づく出力
電圧の変動誤差を効果的に消去したものである。すなわ
ち、本発明はたとえ感温筒温度が大中に変動する条件下
においても、低温から高温に至るあらゆる温度範囲の被
側温体を常に高精度で預り温できる放射温度計を提供す
るもので、その構造は熱電堆の袷接点に連結する導線間
にニッケル線抵抗体を並列に接続して構成した一次補償
回路と、一方の導線に定電流供給装置に結線するニッケ
ル線抵抗体を直列に接続して構成した二次補償回路とを
変換系とすることを特徴とする。

第２図は、本発明に係る放射温度計の構造を示した例図
である。

図中、１は感温筒で、この内部に光学フィルター２およ
び円錐鏡３からなる光学系と、熱電堆４、一次補償回路
ＲＩおよび二次補償回路Ｒ２からなる変換系を配設内蔵
する。一次補償回路ＲＩは熱電堆４の冷接点Ｂ，Ｂ′に
連結する導線間にニッケル線抵抗体５を並列に接続して
構成される。二次補償回路Ｒ２は、一次補償回路ＲＩ後
の一方の導線に定電流供給装置６に結線するニッケル線
抵抗体７を直列に接続して構成されるが、定電流供給装
置６は必要に応じて感温筒１の系外に設置することもで
きる。また、ニッケル線抵抗体７には、巻線誤差を補正
するために分割補正抵抗８，８′を付設することが望ま
しい。各ニッケル線抵抗体５，７の抵抗値は、用いる熱
電堆４の材質ならびに超電力などを考慮して適宜決定さ
れる。

これら変換系を経た出力導線は、系外の電圧計９に接続
する。本発明の放射温度計は、変換系が上記のように構
成されているから、高温測定時に感温筒１の温度変化に
伴って生ずる温接点温度Ｌの変動は一次補償回路ＲＩの
ニッケル線抵抗体５により補償され、低温測定時に生ず
る一次補償回路ＲＩで補償しえなかった温接点温度Ｔ２
の変動誤差、ならびに冷接点温度Ｔ３の変動に基づく電
位差変動は、二次補償回路Ｒ２のニッケル線抵抗体７の
電気抵抗変化作用によって円滑に補償される。

したがって、感溢筒の温度変化が大きい測定条件下にお
いても常に正確な洩り温が保障され、とくに従来かかる
条件下では困難とされていた低温被測温体の高精度側塩
をも可能となるから、あらゆる温度範囲の計測目的に適
用できる利益がある。実施例熱起電力１０１．１ｍＶ（
１００ｏｏ）を有するＣＲＣ熱電堆（１６対の熱電対）
を検出素子とし、一次補償回路ＲＩのニッケル線抵抗体
５の抵抗値が３８．３７０（２５ｑｏ）、こ次補償回路
Ｒ２のニッケル線抵抗体７の抵抗値が９．１１９（２５
午○）、定電流供給装置の出力電流１．卸Ａ、分割補正
抵抗８、および８′の抵抗値がそれぞれ１４４．３０（
２５ｏｏ）と８５５．７０（２５℃）の各部材で変換系
を構成した第２図構造の放射温度計（本発明）を作成し
た。

この放射温度計を用い、感温筒の温度を３４ｏｏから０
．か０／分の昇温速度で上昇させながら、１時間に亘り
４３ｏｏの被側温体について出力電圧を計測記録した。

同時に、一次補償回路のみを内蔵した従来構造の放射温
度計（第１図）を用いて同様に出力電圧の経時変化を計
測した。第３図は、計測記録を示したもので、ａは感温
筒の温度変化を出力電圧で示した昇温水準、ｂは本発明
放射温度計により記録された出力電圧、ｃは従来構造の
放射温度計により記録された出力電圧である。

第３図の結果から、従来構造においては感温筒の温度上
昇による電位差の減少が補償できず出力電圧は経時的に
低下して誤差を生じているが、本発明構造では一定の出
力電圧を示し、感温筒の温度変化は十分に補償されてい
ることが確認された。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の放射温度計を示した断面構成図、第２図
は本発明に係る放射温度計の一例を示した断面構成図で
ある。 第３図は感温筒の温度変化に伴う検出電圧の変動状態を
本発明構造ならびに従来構造につき対比して示したもの
である。１・…・・感温筒、３・・・・・・円錐鏡、４
・・・・・・熱電堆、５，７・・…・ニッケル線抵抗体
、６・・・・・・定電流供給装置、Ｒ１・・…・一次補
償回路、Ｒ２・・・・・・二次補償回路。 努 ／ 史９ 第２ 努３四

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 熱電堆の冷接点に連結する導線間にニツケル線抵抗
   体を並列に接続して構成した一次補償回路と、一方の導
   線に定電流供給装置に結線するニツケル線抵抗体を直列
   に接続して構成した二次補償回路とを変換係とすること
   を特徴とする放射温度計。 ２ 二次補償回路のニツケル線抵抗体に分割補正抵抗を
   付設する特許請求の範囲第１項記載の放射温度計。