JPS6166131A - Radiation thermometer - Google Patents

Radiation thermometer

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JPS6166131A
JPS6166131A JP59188680A JP18868084A JPS6166131A JP S6166131 A JPS6166131 A JP S6166131A JP 59188680 A JP59188680 A JP 59188680A JP 18868084 A JP18868084 A JP 18868084A JP S6166131 A JPS6166131 A JP S6166131A
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JP
Japan
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fiber
disturbance
temperature
signal
detector
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JP59188680A
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Japanese (ja)
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Kenichi Takahashi
謙一 高橋
Noriyuki Ashida
葭田 典之
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To measure the low temperature of a body accurately, by providing a signal fiber, which transmits infrared rays that are emitted from a material to be measured and converged, and a disturbance fiber in parallel, and covering both fibers by an inner cover comprising an excellent heat conducting material and an outer cover comprising a heat insulating material. CONSTITUTION:Infrared rays emitted from a material to be measured 3 are inputted to the front end of a signal fiber 6 through a light converging optical system 2. The front end of a disturbance fiber 9, which is provided in parallel with the fiber 6, is closed by a fixing jig 8. As a material for the jig 8, a non-metallic material such as quartz glass and alumina is used as a heat insulating material. The inner surface is coated by tin, lead o the like. The fibers 6 and 9 are formed into a unitary body by an inner cover 13 having excellent heat conductivity. An outer cover 14 having excellent heat insulation is provided on the outside. The light, which is transmitted by the fibers 6 and 9, are detected by a signal detector 2 and a disturbance detector 11. The signals are processed by a data processor 12, and the temperature of the material to be measured 3 is recorded by a recorder 5. Thus the effect of the disturbance is corrected, and the temperature of the low temperature body can be accurately measured.

Description

【発明の詳細な説明】 (ア)技術分野 この発明は、赤外光伝送用ファイバを用い、遠隔的に、
温度を計測する放射温度計に関する。
[Detailed Description of the Invention] (A) Technical field This invention uses an infrared light transmission fiber to remotely transmit
Related to radiation thermometers that measure temperature.

有限温度の物体から、温度に依存したスペクトル、強度
の光が放射される。放射光の強度を測定することによっ
て、物体の温度を測定するものが放射温度計である。
An object with a finite temperature emits light with a temperature-dependent spectrum and intensity. A radiation thermometer measures the temperature of an object by measuring the intensity of radiation.

黒体輻射に関し、ブランクの放射剤が成立する。Regarding black body radiation, a blank radiant is established.

C7 C,= 3.74−I X 10 ” (W−m2) 
    (2)C2=1.439X10   (m、K
)       (3)である。(1)は輻射スペクト
ルを与える。これをλに関し積分すると、黒体表面から
、単位面積あたり、単位時間に放射される輻射エネルギ
ーWを求めることができる。
C7 C, = 3.74-I x 10'' (W-m2)
(2) C2=1.439X10 (m, K
) (3). (1) gives the radiation spectrum. By integrating this with respect to λ, it is possible to obtain the radiant energy W emitted from the blackbody surface per unit area per unit time.

W−βT’           (4)これをステフ
ァン・ポルツマンの法則といいβ=、5.55X10−
56rg−61n−”、S ’・K−’  (5)であ
る。
W-βT' (4) This is called the Stefan-Polzmann law β=, 5.55X10-
56rg-61n-'', S'·K-' (5).

通常は、(4)式のような放射の全エネルギーを測定す
る事により温度を測定する。
Usually, temperature is measured by measuring the total energy of radiation as shown in equation (4).

被測定物は実際には黒体ではない。同一温度の黒体の放
射エネルギーと、ある物体の放射エネルギーの比を放射
率という。これは0から1の間の定数である。
The object to be measured is not actually a black body. The ratio of the radiant energy of a black body at the same temperature to that of an object is called emissivity. This is a constant between 0 and 1.

検出器の出力に現われる量は、(1)式の黒体幅対のス
ペクトルと、物体の放射率、経路中の波長ごとの光の透
過率、検出器の波長による感度特性などの積を波長で積
分したものである。これらの函数は複雑であって、必ず
しも既知であるとは限ら々い。
The amount appearing in the output of the detector is the product of the spectrum of the blackbody width pair in equation (1), the emissivity of the object, the transmittance of light for each wavelength in the path, and the sensitivity characteristics of the detector depending on the wavelength. It is the integral of . These functions are complex and not necessarily known.

しかし、被測定物体が定まっており、放射経路検出器が
定まっておれば、物体の温度と、検出器の出力の間には
、一対一の関係があり、検出器の出力によって、物体の
温度を計算できる。多くの場合、放射エネルギーの対数
と、温度とはリニアに近い関係がある。
However, if the object to be measured is fixed and the radiation path detector is fixed, there is a one-to-one relationship between the temperature of the object and the output of the detector, and the output of the detector determines the temperature of the object. can be calculated. In many cases, there is a nearly linear relationship between the logarithm of radiant energy and temperature.

(イ)背景技術 クイーンの放射量から、物体の温度T(’K)と、その
物体が輻射する放射エネルギー密度が最大である波長λ
mとは、 2m T = 2898μm −K       (6
)という関係がある。
(B) Background technology From the queen's radiation amount, we can determine the temperature T ('K) of an object and the wavelength λ at which the radiant energy density radiated by the object is maximum.
m is 2m T = 2898μm −K (6
).

200℃〜2000°Cの高温物体の放射温度測定の場
合、輻射光は、可視光、近赤外光が主になる。
In the case of radiation temperature measurement of a high temperature object of 200° C. to 2000° C., the radiant light is mainly visible light and near-infrared light.

(4)式の関係からみても、放射温度計は、高温測定に
適している。
Considering the relationship in equation (4), the radiation thermometer is suitable for high temperature measurement.

放射温度計は、被測定物から放射される光を集光する集
光光学系と、光の強度を検出する検出器と、これによっ
て生じた電気信号を増幅する増幅器と、電気信号の大き
さから温度を求めるリニアライザと、記録計又は表示器
吉よりなっている。
A radiation thermometer consists of a condensing optical system that condenses the light emitted from the object to be measured, a detector that detects the intensity of the light, an amplifier that amplifies the electrical signal generated by this, and an amplifier that amplifies the electrical signal. It consists of a linearizer that determines the temperature from the temperature, and a recorder or indicator.

これが、基本的な構造であるが、被測定物と、検出器が
近接していなければならず、このままでは不便である。
This is the basic structure, but the object to be measured and the detector must be close to each other, which is inconvenient as it is.

そこで、赤ファイバを用いて、被測定物からの輻射光を
、検出器へと伝送するものが使用される。
Therefore, a device is used that uses a red fiber to transmit the radiation light from the object to be measured to the detector.

第3図は、光ファイバを用いた放射温度計の公知の構成
側口である。
FIG. 3 is a side view of a known configuration of a radiation thermometer using an optical fiber.

被測定物体3から出だ光は、集光光学系2によって絞ら
れて、光ファイバ1の前端に集中的に入射する。光ファ
イバ1は石英ガラスファイバである。輻射光は光ファイ
バ1の中を伝送され、データ処理装置4に入り、温度に
変換される。
The light emitted from the object to be measured 3 is condensed by the condensing optical system 2 and enters the front end of the optical fiber 1 in a concentrated manner. Optical fiber 1 is a silica glass fiber. The radiant light is transmitted through the optical fiber 1, enters the data processing device 4, and is converted into temperature.

データ処理装置4というのは、検出器、増幅器、リニア
ライザをひとつのケースの中に設けたものである。
The data processing device 4 is a device in which a detector, an amplifier, and a linearizer are provided in one case.

温度として得られた値は記録計5に記録される。The value obtained as the temperature is recorded on the recorder 5.

光ファイバを用いると、複雑な場所にある物体や、入り
くんだ形状の物体のある部分の温度を測定するのに便利
である。
Optical fibers are useful for measuring the temperature of certain parts of objects in complex locations or intricate shapes.

比較的高温物体の場合は、放射エネルギーも強いし、可
視光から近赤外光が主になるので、石英ガラスファイバ
で伝送できる。ファイバに放て生ずる外乱放射光も少な
い。
In the case of relatively high-temperature objects, the radiant energy is strong and the radiation mainly consists of visible light to near-infrared light, so it can be transmitted using a silica glass fiber. There is also less disturbance radiation emitted into the fiber.

ところが0〜200℃の低温物体の温度を測定するには
、第3図のような構成の放射温度計では不十分である。
However, in order to measure the temperature of a low-temperature object of 0 to 200 DEG C., the radiation thermometer configured as shown in FIG. 3 is insufficient.

(り)従来技術の欠点 このような温度域では、8〜12μmの波長の遠赤外光
が放射光のスペクトルの内の大部分を占める。石英ガラ
スファイバは減衰が大きくて使えないので、赤外光用の
ファイバを使わなければならない。検出器も、赤外用の
検出器を使う必要がある。
(I) Disadvantages of the Prior Art In such a temperature range, far-infrared light with a wavelength of 8 to 12 μm occupies most of the spectrum of the emitted light. Since silica glass fiber cannot be used due to its large attenuation, an infrared fiber must be used. It is also necessary to use an infrared detector.

低温物体を対象とする場合、波長が長くなる、という変
化の他に、(1)、(4)式に示すように、放射強度自
体が弱くなり、信号成分が減少するので、ノイズのレベ
ルに近くなり、ノイズを除くという事が重要になる。
When targeting a low-temperature object, in addition to the change in wavelength becoming longer, the radiation intensity itself becomes weaker and the signal component decreases, as shown in equations (1) and (4), so the noise level changes. As the distance increases, it becomes important to eliminate noise.

赤外光伝送用ファイバを使った場合、これが有゛ 限の
温度であるから、この温度による黒体幅対を生ずる。こ
のような赤外光は外乱とよぶ。これはノイズとなる。信
号成分と、ノイズのレベルがほぼ同じぐらいであるので
、ノイズを除去しなければ、被測定物の正しい温度を知
ることができない。
When an infrared light transmission fiber is used, since this is a finite temperature, a black body width pair is generated depending on this temperature. Such infrared light is called disturbance. This results in noise. Since the signal component and noise level are approximately the same, the correct temperature of the object to be measured cannot be determined unless the noise is removed.

赤外検出器の出力には、信号成分に対応するものと、外
乱成分に対応するものの和が現われる。
The sum of the signal component and the disturbance component appears in the output of the infrared detector.

検出器の出力から外乱成分を除去し、信号成分をとりだ
し、正しい温度を求める事を、温度補正という。
Temperature correction is the process of removing disturbance components from the detector output, extracting signal components, and determining the correct temperature.

特開昭58−196430 (昭和58年11月15日
公開)は、2木の同一のファイバを近接して平行に設け
、外乱成分の強さを検出し、信号成分を計算できるよう
にした放射温度計を提案している。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-196430 (published on November 15, 1982) describes a radiation system in which two identical fibers are installed close to each other in parallel to detect the strength of disturbance components and calculate signal components. A thermometer is suggested.

同じ特性の赤外光伝送用ファイバを束にする。Bundle infrared light transmission fibers with the same characteristics.

一方のファイバには、被測定物の□発する輻射光を集光
して、入射させる。他方のファイバは、前端に盲栓をし
ておき、光が前端面から入射しないようにしである。
Radiant light emitted from the object to be measured is focused and made incident on one of the fibers. The other fiber has a blind plug at its front end to prevent light from entering from the front end surface.

2木のファイバの後端には、それぞれ赤外検出器を設け
る。
An infrared detector is provided at the rear end of each of the two fibers.

盲栓をした方は、外乱成分だけをもつ。これが、他方の
ファイバの中の外乱成分の大きさに等しいものと推定す
る。
Those with blind plugs only have disturbance components. This is estimated to be equal to the magnitude of the disturbance component in the other fiber.

赤外光伝送用ファイバの中を伝送されて、検出器に入っ
た時のエネルギーを、11、I2とする。11の内の信
号成分を5(To)とする。外乱成分はR(TI)とか
く。T、fd1番目のファイバの平均温度であり、外乱
の強さは、平均温度によって決まる。Toは被測定物の
温度で、求めるべき対象量である。
Let us assume that the energy when it is transmitted through the infrared light transmission fiber and enters the detector is 11, I2. The signal component of 11 is assumed to be 5 (To). The disturbance component is written as R(TI). T, fd is the average temperature of the first fiber, and the strength of the disturbance is determined by the average temperature. To is the temperature of the object to be measured, which is the target quantity to be determined.

盲栓をした2番目のファイバの外乱成分は、その平均温
度をI2として、R(I2)と書くことができる。従っ
て、それぞれの検出器の入力はL =S (To) +
 R(TI)          (7)I2 = R
(I2)        ’         (8)
となる。この2つの量11% 12から、5(To)を
求めるには、T1−I2という事が必要である。
The disturbance component of the second fiber with a blind plug can be written as R(I2), where its average temperature is I2. Therefore, the input of each detector is L = S (To) +
R(TI) (7)I2 = R
(I2) ' (8)
becomes. To find 5(To) from these two quantities 11% 12, it is necessary to calculate T1-I2.

しかしながら、特開1!158−196430の構造に
は、次のような欠点がある。2木の赤外光伝送用ファイ
バが、単に近接して設けているだけであって、両者の間
の熱伝達は、空間を伝わってなされる。輻射だけである
。これでは、2木のファイバの間に温度差があったとし
ても、容易に同一温度にはならない。
However, the structure of JP-A-1!158-196430 has the following drawbacks. Two infrared light transmission fibers are simply provided close to each other, and heat transfer between them is carried out through space. It's just radiation. In this case, even if there is a temperature difference between the two fibers, they will not easily reach the same temperature.

2木のファイ/々の間に、空気があるので、外部からの
空気の流れなどによって、熱が容易には伝達されない。
Since there is air between the two pieces of wood, heat is not easily transferred by air currents from the outside.

空気は断熱性が高いから、中間媒質として不適当である
、と考えられる。
Air is considered to be unsuitable as an intermediate medium because of its high heat insulating properties.

ファイバは、比較的低温である。被測定物が0〜200
℃にあるから、ファイバもこの間の温度域にあるであろ
う。すると、輻射は弱くて、2木のファイバ間の熱を十
分に伝えない。
Fibers are relatively cold. Object to be measured is 0 to 200
℃, the fiber will also be in this temperature range. Then, the radiation is weak and does not transfer enough heat between the two fibers.

常に、TI ”” T 2である、という事はできない
。従って、2木のファイノくに加わる外乱R(Tl)、
R(I2)が等しい、という事はできず、必ずしも(I
I−I2)が信号s (TO)を与えない。
It cannot always be said that TI ``'' T 2. Therefore, the disturbance R(Tl) added to the two-tree phino
It cannot be said that R(I2) are equal; it is not necessarily the case that (I
I-I2) does not provide a signal s (TO).

このような欠点がある。There are such drawbacks.

(1)目 的 本発明は、0〜200°Cの比較的低温の物体の温度を
正確に測定できる放射温度計を与える事を目的とする。
(1) Purpose The purpose of the present invention is to provide a radiation thermometer that can accurately measure the temperature of objects at relatively low temperatures of 0 to 200°C.

2木の赤外光伝送用ファイバを用いる。1本は信号成分
と外乱成分を伝送し、もう1本は外乱成分を検出する。
Two infrared light transmission fibers are used. One transmits signal components and disturbance components, and the other detects disturbance components.

このような点は、前記の発明と同じである。This point is the same as the invention described above.

しかし、本発明では、2木のファイバ間の熱の伝達をよ
りさかんにするような構造とする。
However, in the present invention, the structure is such that heat transfer between the two fibers is increased.

(オ)構  成 本発明の放射温度計は、2木のファイバを用いて、外乱
成分を知って温度補償をするものである。
(E) Configuration The radiation thermometer of the present invention uses two fibers to detect disturbance components and perform temperature compensation.

前記の先行技術と異なり、2木のファイバを熱の良導体
よりなる内被覆で覆い、さらに、断熱材よりなる外被環
で覆っている。2本のファイバ間の熱の伝達を容易にし
、TI=T2とするためである。
Unlike the prior art described above, the two fibers are covered with an inner sheath made of a good thermal conductor and further covered with an outer sheath ring made of a heat insulating material. This is to facilitate heat transfer between the two fibers and to set TI=T2.

第1図は本発明の放射温度計を示す。第2図はファイバ
の部分の断面図である。
FIG. 1 shows a radiation thermometer of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view of a portion of the fiber.

赤外光伝送用ファイバの内、信号光を伝送するものを信
号ファイバ6と呼び、外乱光を検出するものを外乱ファ
イバ9と呼ぶ。
Among the infrared light transmission fibers, one that transmits signal light is called a signal fiber 6, and one that detects disturbance light is called a disturbance fiber 9.

それぞれのファイバ6.9の終端には赤外検出器7.1
1が設けられている。
At the end of each fiber 6.9 there is an infrared detector 7.1.
1 is provided.

被測定物3から放射される赤外光は、集光光学系2によ
って、信号ファイバ6の前端に入射し、信号ファイバ6
の中を伝わる。
The infrared light emitted from the object to be measured 3 is incident on the front end of the signal fiber 6 by the condensing optical system 2, and then
It is transmitted through the.

信号ファイバ6自体の中で発生する放射光も、赤外検出
器7に入るから、これは(7)式のように、■+ = 
s (To) + R(’r+)        (9
)によって表わされる。
The synchrotron radiation generated within the signal fiber 6 itself also enters the infrared detector 7, so as shown in equation (7), ■+ =
s (To) + R ('r+) (9
).

外乱ファイバ9の前端は固定治具8によって閉じられて
いる。固定治具8の材料としては、0.05以下の放射
率を有するものが望ましい。材料としては、断熱材料の
石英ガラス、アルミナなどの非金属材料を使用し、必要
によっては、内面を低放射率材料である亜鉛(放射率0
.05) 、すず(放射率0.043 、鉛(0,05
)などをコーティングしたものを使用するのが望ましい
The front end of the disturbance fiber 9 is closed by a fixture 8. The material for the fixing jig 8 is desirably one having an emissivity of 0.05 or less. As for the material, we use non-metallic materials such as quartz glass and alumina, which are heat insulating materials.If necessary, we use zinc, which is a low emissivity material, for the inner surface (zinc, which has an emissivity of 0).
.. 05), tin (emissivity 0.043, lead (0.05
) is preferable.

信号ファイバ6、外乱ファイバ9は、熱伝導性のよい内
被覆13によって一体化されている。
The signal fiber 6 and the disturbance fiber 9 are integrated by an inner sheath 13 having good thermal conductivity.

内被覆13の外側には、反対に、プラスチックなどの断
熱性に優れた外被環14が設けられている。
On the outside of the inner sheath 13, on the contrary, an outer sheath ring 14 made of plastic or the like and having excellent heat insulation properties is provided.

内被覆13は、2木のファイバを緊密に包み、両者の平
均温度T1とT2とを等しくするための被覆である。こ
のだめ熱伝導性被膜とする。
The inner coating 13 is a coating that tightly wraps the two fibers and makes their average temperatures T1 and T2 equal. This waste is used as a thermally conductive coating.

これは金属被膜が適当である。予め適当な内径の金属円
筒を作って、この中へ2木のファイバを差入れてもよい
。可撓性を損わないだめ、金属は薄くなければならない
し、内被覆13の中で、2木のファイバが相対運動可能
で々ければ々らない。
A metal coating is suitable for this. It is also possible to make a metal cylinder with a suitable inner diameter in advance and insert the two fibers into it. In order not to impair flexibility, the metal must be thin and the two fibers must be movable relative to each other within the inner sheath 13.

金属被膜としては、それゆえ、直管の円筒ではなく、蛇
腹形状の円筒としてもよい。
Therefore, the metal coating may be a bellows-shaped cylinder instead of a straight cylinder.

円筒のかわりに、金、罵テープを2木のファイバの外周
に巻きつけるようにしてもよい。
Instead of a cylinder, gold tape may be wound around the outer periphery of the two fibers.

外被環14は、断熱性の被覆とする。これは、プラスチ
ックなどの材料を押出し被覆するか、樹脂の焼付は塗布
により被覆する。
The outer covering ring 14 is a heat-insulating covering. This can be done by extruding a material such as plastic, or by coating a resin by baking.

まだガラス繊維などを含むテープなどを巻きつけて、断
熱性価れた外被環14とすることもできる。
It is also possible to wrap a tape or the like containing glass fiber or the like to form the outer ring 14 with good heat insulation properties.

図示していないが、外被環14のさらに外側へ、最外層
の被覆を行い、電線又は光ファイバの外側被覆の構造と
同じになるようにしてもよい。この場合は、軟質塩化ビ
ニル樹脂の厚い被覆とする。
Although not shown, an outermost layer may be applied to the outer side of the outer sheath ring 14 to have the same structure as the outer sheath of an electric wire or an optical fiber. In this case, a thick coating of soft vinyl chloride resin is used.

外被環14は、2木のファイバと、外部環境との間の熱
の交換を抑制し、外部環境の影響をできるだけ受けない
ようにしたものである。
The jacket ring 14 suppresses heat exchange between the two fibers and the external environment, thereby minimizing the influence of the external environment.

内被覆13と外被環14によって、2木の赤外光伝送用
ファイバ6.9を被覆した構造により、2木のファイバ
6.9は、外乱の影響を殆ど受けず、外乱の影響を受け
る場合であっても、2本のファイバは同一の熱的条件の
下にあり、温度は同一に保たれる。これによって、外乱
ファイバ9によって、正しい温度補償の情報を得ること
ができる。
Due to the structure in which the two infrared light transmission fibers 6.9 are covered with the inner jacket 13 and the outer jacket ring 14, the two fibers 6.9 are hardly affected by external disturbances, but are affected by external disturbances. Even in this case, the two fibers are under the same thermal conditions and the temperature is kept the same. As a result, correct temperature compensation information can be obtained by the disturbance fiber 9.

固定治具8の材料として、低放射率のものを選ぶのは、
固定治具8から、外乱ファイバ9の端面へ入射する赤外
光の量を減するためである。外乱ファイバの外乱成分R
(T2)と、外乱ファイバから検出器へ入射する入力■
2は(8)式のように、等しいのはひとつの極限であっ
て、固定治具8から、端面へ入射するものがある。固定
治具の温度をTsとすると、放射率をεとして、固定治
具8より端面に入射する成分をεQ (’r8)と書く
ことができる。
Selecting a material with low emissivity for the fixing jig 8 is as follows:
This is to reduce the amount of infrared light that enters the end face of the disturbance fiber 9 from the fixture 8. Disturbance component R of disturbance fiber
(T2) and the input input from the disturbance fiber to the detector■
2 is equal to one limit, as shown in equation (8), and there is something incident on the end face from the fixing jig 8. When the temperature of the fixture is Ts, and the emissivity is ε, the component incident on the end face from the fixture 8 can be written as εQ ('r8).

l2=R(T2)十εQ(Ts)        00
00式の内、第2項は0であるのが望ましい。そこで、
固定治具8として、低放射率の材料を選ぶのである。
l2=R(T2) 1εQ(Ts) 00
It is desirable that the second term in Equation 00 is 0. Therefore,
For the fixing jig 8, a material with low emissivity is selected.

信号検出器7、外乱検出器11の出力は、データ処理装
置12に入力される。データ処理装置12は、増幅器、
リニアライザなどよシなる。この他に、I7.12の差
を増幅する差動増幅器などを設けてもよい。
The outputs of the signal detector 7 and disturbance detector 11 are input to a data processing device 12 . The data processing device 12 includes an amplifier,
Linearizers etc. In addition to this, a differential amplifier or the like may be provided to amplify the difference between I7.12.

差動増幅器は、(II−I2)を計算する。これは、(
9)、Onからε−00極限で、s (’ro)に等し
い。T。
The differential amplifier calculates (II-I2). this is,(
9), On to ε-00 limit, equal to s('ro). T.

とSの関係はあらかじめ分っているから、リニアライブ
によって、被測定物の温度Toを求めることができる。
Since the relationship between and S is known in advance, the temperature To of the object to be measured can be determined by linear live.

温度Toは、記録計5に記録される。さらに、表示器に
、デジタル又はアナログ表示してもよい。
The temperature To is recorded on the recorder 5. Furthermore, a digital or analog display may be provided on the display.

赤外光伝送用ファイバとしては、 (1)  クリラムハライド TgBr、  KH2−5 (2)  アルカリハライド C8Br、  C3l (3)  銀ハライド Ag Br、  Ag CA’ などを用いる。As an infrared light transmission fiber, (1) Kurirum halide TgBr, KH2-5 (2) Alkali halide C8Br, C3l (3) Silver halide Ag Br, Ag CA’ etc.

(力)効 果 (1)2木の光ファイバを用いる特開昭58−1964
30号の発明とは異なって、熱の伝達が輻射だけではな
く、むしろ熱伝導によっている。比較的低温の物体であ
るから輻射は僅かであって、熱伝導の方が大きい。この
ため、2木のファイバの平均温度の同一性が高まる。T
1=72に保持されやすい。熱の良導体よりなる内被覆
で2木のファイバを包囲しているからである。
(Force) Effect (1) JP-A-58-1964 using two optical fibers
Unlike the invention of No. 30, the transfer of heat is not only by radiation, but rather by conduction. Because it is a relatively low-temperature object, radiation is small, and heat conduction is greater. Therefore, the average temperature of the two fibers becomes more uniform. T
It is likely to be held at 1=72. This is because the two fibers are surrounded by an inner jacket made of a good thermal conductor.

(2)断熱性に優れた外被覆で2木のファイバを包んで
いるから、外部熱環境の影響を受けにくい。
(2) Since the two fibers are wrapped in an outer jacket with excellent heat insulation properties, it is less affected by the external thermal environment.

T+−I2の状態から外れにくい。It is difficult to get out of the T+-I2 state.

(3)光ファイバを用いているから、複雑な形状の物体
、或はいりくんだ場所にある物体の温度測定に用いるこ
とができる。
(3) Since it uses an optical fiber, it can be used to measure the temperature of objects with complex shapes or objects in crowded places.

(4)0〜200℃の低温の物体の放射温度測定に用い
ることができる。
(4) It can be used to measure the radiation temperature of objects at low temperatures of 0 to 200°C.

(5)電磁ノイズの影響を受けない。(5) Not affected by electromagnetic noise.

(6)局所的な温度測定を行うことができる。(6) Local temperature measurements can be made.

(7)熱電対による接触温度測定に比し、応答速度が速
い。
(7) Faster response speed than contact temperature measurement using thermocouples.

(キ)実施例 2本の赤外光伝送用ファイバとして、それぞれ直径1.
0問、長さ1mのKH2−5フアイバを用いた。外乱評
価のための外乱ファイバの先端は、石英ガラス製の固定
治具8を設けた。2木のファイバは金属テープを巻き、
プラスチック被覆によって一体化した。
(g) Example Two infrared light transmission fibers each having a diameter of 1.
0 questions, a KH2-5 fiber with a length of 1 m was used. A fixing jig 8 made of quartz glass was provided at the tip of the disturbance fiber for disturbance evaluation. The two fibers are wrapped with metal tape.
Integrated by plastic coating.

集光光学系として、Zn5eレンズを用いた。A Zn5e lens was used as a condensing optical system.

赤外検出器は、HgCdT6検出器を使用した。A HgCdT6 detector was used as an infrared detector.

以上のような放射温度計を用い、次のような実験を行っ
た。
The following experiment was conducted using the radiation thermometer as described above.

被測定物として、プラスチックを被覆した電熱線を採用
した。通電して、0〜200℃の間に加熱したものを、
次の3とおりの温度測定法によって測定した。
A heating wire covered with plastic was used as the object to be measured. When heated between 0 and 200 degrees Celsius by applying electricity,
The temperature was measured using the following three methods.

(1)熱電対による測定。(1) Measurement with thermocouple.

(2)本発明による放射温度測定。(2) Radiation temperature measurement according to the present invention.

(3)放射温度測定であるが、ファイバは一木であって
温度補正を行わないもの。
(3) Although it is a radiation temperature measurement, the fiber is a single tree and no temperature correction is performed.

(2)、(3)については、外乱の影響を評価するため
、赤外光伝送用ファイバの途中10σの部分を、0〜1
00℃に加熱し、異常な外乱を強制的に加えた。
Regarding (2) and (3), in order to evaluate the influence of disturbance, the 10σ part in the middle of the infrared light transmission fiber was
It was heated to 00°C and an abnormal disturbance was forcibly applied.

熱電対による方法と、本発明の方法とは被測定物の温度
が0〜200°Cの間にある時、誤差の範囲内に放て一
致した。
The method using a thermocouple and the method of the present invention agreed within the range of error when the temperature of the object to be measured was between 0 and 200°C.

熱電対による方法と、温度補正をしない放射温度測定と
は、10〜20%の温度の差がみられた。
A temperature difference of 10 to 20% was observed between the thermocouple method and radiation temperature measurement without temperature correction.

本発明の放射温度測定装置は、外乱の影響・を適切に補
正し、低温の物体の温度を、正確に測定できる、という
事が分る。
It can be seen that the radiation temperature measurement device of the present invention can appropriately correct the influence of disturbance and accurately measure the temperature of a low-temperature object.

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

第1図は本発明の放射温度計の一例を示す構成図。 第2図は第1図中のファイバ部分の断面図。 第3図は従来例の放射温度計の一例を示す構成図。 2・・・・・・・・集光光学系 3・・・・被測定物 5・・・・・・・記 録 計 6・・・・・信号ファイバ 7・・・・・・・・信号検出器 8・・・・・・固定治具 9・ ・外乱ファイバ 11・ 外乱検出器 12・・ データ処理装置 13・・・・内 被 覆 14・・・・外 被 覆 発 明  者     高  橋  謙  −葭  1
) 典  之 特許出願人  住友電気工業株式会社 侍開嘲61−66131(7)
FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of a radiation thermometer of the present invention. FIG. 2 is a sectional view of the fiber portion in FIG. 1. FIG. 3 is a configuration diagram showing an example of a conventional radiation thermometer. 2... Condensing optical system 3... Measured object 5... Recording Total 6... Signal fiber 7... Signal Detector 8...Fixing jig 9...Disturbance fiber 11...Disturbance detector 12...Data processing device 13...Inner coating 14...Outer coating Inventor Ken Takahashi -Yoshi 1
) Noriyuki Patent applicant Sumitomo Electric Industries, Ltd. Samurai Kaiho 61-66131 (7)

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)被測定物3から放射される赤外光を集光する集光
光学系2と、集光された赤外光を伝送する信号ファイバ
6と、信号ファイバ6の中を伝送された赤外光の強度を
検出し電気信号に変換する信号検出器7と、信号ファイ
バ6と、信号ファイバ6に平行して設けられる外乱ファ
イバ9と、外乱ファイバ9の前端に取りつけられる低放
射率の固定治具8と、外乱ファイバ9の中を伝送された
赤外光の強度を検出し電気信号に変換する外乱検出器1
1と、信号検出器7の出力と外乱検出器11の出力とを
増幅し、前者から後者の値を差引き、この値から被測定
物3の温度を求めるデータ処理装置12と、信号ファイ
バ6と外乱ファイバ9とを被覆する良熱伝導性材料より
なる内被覆13と、内被覆13の外側を被覆する断熱性
材料よりなる外被覆14とより構成されることを特徴と
する放射温度計。
(1) A condensing optical system 2 that condenses infrared light emitted from the object to be measured 3, a signal fiber 6 that transmits the condensed infrared light, and an infrared light transmitted through the signal fiber 6. A signal detector 7 that detects the intensity of external light and converts it into an electrical signal, a signal fiber 6, a disturbance fiber 9 provided parallel to the signal fiber 6, and a low emissivity fixing device attached to the front end of the disturbance fiber 9. A disturbance detector 1 that detects the intensity of the infrared light transmitted through the jig 8 and the disturbance fiber 9 and converts it into an electrical signal.
1, a data processing device 12 that amplifies the output of the signal detector 7 and the output of the disturbance detector 11, subtracts the latter value from the former, and calculates the temperature of the object to be measured 3 from this value, and a signal fiber 6. A radiation thermometer comprising: an inner sheath 13 made of a material with good thermal conductivity and covering the disturbance fiber 9; and an outer sheath 14 made of a heat insulating material covering the outside of the inner sheath 13.
(2)固定治具8が、石英ガラス又はアルミナである特
許請求の範囲第(1)項記載の放射温度計。
(2) The radiation thermometer according to claim (1), wherein the fixing jig 8 is made of quartz glass or alumina.
(3)内面を亜鉛、スズ、鉛などでコーティングした固
定治具8を用いる特許請求の範囲第(2)項記載の放射
温度計。
(3) A radiation thermometer according to claim (2), which uses a fixing jig 8 whose inner surface is coated with zinc, tin, lead, or the like.
JP59188680A 1984-09-07 1984-09-07 Radiation thermometer Pending JPS6166131A (en)

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