JPS62217128A

JPS62217128A - 放射温度計の校正方法

Info

Publication number: JPS62217128A
Application number: JP61061659A
Authority: JP
Inventors: Toshitsugu Ueda; 敏嗣植田; Masahiro Watari; 正博渡; Kan Fujimoto; 敢藤本
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 1986-03-19
Filing date: 1986-03-19
Publication date: 1987-09-24
Also published as: JPH054011B2

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。

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野ン本発明は、拡散光発生装置及び光ファイバを用いた放射
温度計の校正システムに関する。

〈従来の技術〉測定信号を光ファイバを用いて伝送する放射温度ｊ１は
、電磁界や化学的雰囲気等によって信号が影響を受ける
ことなく、更に引火爆発のおそれもないため、電線によ
る信号伝送に比較して多くのメリットを有している。

〈発明が解決しようとする問題点〕・・この樺な光フア
イバ放射温度計においては、光ファイバと湯度変換器が
一体として構成されてＪ３す、光ファイバ放射帽１１を
校正する場合には光ファイバを組付けた状態で黒体炉で
校正するシステムになっている。

ところで、欣射温度轟１の定期点検や光ファイバの経時
変化の校正、または光ファ２イバが破屓したような場合
、光ファイバをコネクタｆ）ｓ　ｔう取外す必要がある
。この場合、光ファイバの特性の違いやコネクタの再現
性の問題から、その旬に黒体炉で校正する必要がある。

一般に黒体炉は大型で温度安定に時間がかかるため、放
射温度計の設置現場から離れた計器室等に設置しである
場合が多い。この様な場合、校正する毎に放射温度計を
計器室まで運搬する必要があり、光フアイバ放射温度π
１使用上の大きな問題点となっていた。

この発明は」二記問題点に鑑みて成されたもので簡便な
拡散光発生装置を用いて光ファイバ放射温度計の校正を
行うことにより１校正システムの簡素化を図ることを目
的とする。

く問題点を解決するための手段〉ＩｙＩ記問題点を解決するための本発明の構成は。

積分球に発光素子と受光素子を設けてｆｎ′／Ｍ槽内に
配置し、前記発光素子の光を拡散させて一定嶋に保持づ
るように構成した拡散光発生装置（第１の発明）と、こ
の拡散光発生装置と、黒体炉と、センサプローブとして
光ファ、イバを用いた放射温度計からなり、下記（ａ）
〜（ｃ）手順により前記放０４１ｍ　ｙ＊　ｉｔの校正
をｔｊうようにしたものである。

（ａ）　　黒体炉を用いて放射温度計を校正する。

（ｂ）　　拡散光発生装置の温度（１度）を測定し、そ
の温度を放射ｍ　ｌｆｆ１８＋に記憶させる。

（ｃ）所定期聞杼′Ａ後またはセンサ部交換時。

拡散光発生装置の温度を測定し９手順（ｂ）により記憶させた温度と比較してずれの補正を行
う。

く実施例〉第２図は第１の発明を示す拡散光発生装置の構成説明図
である。第２因において、１は内面が白色塗装された拡
散反射面を有づ゛る積分球であり。

この積分球１の壁面にその発光部が内部に突出た状態で
発光素子（ＬＥＤ１２が設けられている。

３は同じく積分球１の壁面に設けられた受光素子（フォ
トダイオード等）であり、この受光素子３からの信号を
制御回路６に帰還して発光索子２の光強度を一定に制御
し、積分球１内の拡散光の強さを一所定の値に保つよう
にしている。４は積分球１を収納する恒温槽で１発光素
子２や受光索子３の特性が周囲温度の変化によって変動
するのを防止する為のものであり、この恒温槽４は例え
ばベルチェ素子等を利用した温度制御Ｉ装！’ｆ５によ
り一定の［ｆｆｉ［に保持されている。

上記構成により拡散光発生装置は常に一定の拡散光を発
生する。

第１図は第２の発明を承り放ｒＪＪ潟ｒｌＬ削の校正シ
ステムを示す構成図である。第１図においてＡは第２図
に示す第１の発明の拡散光発生装置であり。

Ｂは黒体炉である。１０は温度変換器、１１はコネクタ
、１２は光ファイバ、１４はセンナ部でこのセンサ部は
光ファイバまたは光ファイバの先端に屈折率分布型レン
ズ等を接続して構成されている。

上記構成において、第１段階としてセンサ°部１４を黒
体炉の前面に置き放射温度計の校正を行う。

このときの放射ｎ度と温度の関係は次式により表わすこ
とが出来る。

θ−ε（ｃ１／λ’　）ｅＸＩ）　　（−０２／λ丁）
ここで、Ｂ−放ｒｊ４Ｉｆｆ度（ｗ／ｓｒ−ｍ３　）λ
−波長（ｍ） ε−放射率Ｃ１，Ｃ２一定数Ｔ＝温Ｋ（Ｋ＞次にセンサｉ６１＄１４を拡散光発生装置ｆＡを用いて
。

この装置の渇ＩＩｔ（輝度〉を測定する。温度変換器は
この温度を記憶する。

次に放射温度計を現場に設置し、所定の期間経過後、拡
散光発生Ｖ４置へを用いでセンサ部、光ファイバ等の劣
化を校正するが、この場合、拡散光発生装置のｎｒ＊は
安定であるので、もし、光ファイバ等の特性に変化がな
い場合は温度変換器内部に記憶しである黒体炉校正時に
測定した拡散光発生装置の埴を示し、劣化等により特性
に変化が生じている場合には記憶しである１１ｒ１との
ずれを生じる。このずれによる放ｒＪ４輝度の値Ｂ′は
次式により表わすことが出来る。

Ｂ′− Ｌ−ε　（ｃ１／λ’）ｅｘｐ（ｃ２／λ丁）ここで、
Ｌ＝光ファイバ等の１１時変化により出力が変化した状
態の係数この結果、光ファイバ等の劣化を′Ｊ１ｊ慮した温度は
　　Ｂ′／Ｌ−８として求める事が出来る。

従ってこの係数りを乗じて補正し、測定対象の表示部Ｌ
すを求めれば、光ファイバの劣化を補正した真の温度を
表示することが出来る。

また、光ファイバが破損して光ファイバを交換した場合
にも（光ファイバの特性の違いやコネクタの再現性等）
−り記の補正方式を適用することが出来る。

なお、尤ファイバが長くなると校正精度が悪くなるが、
この様な場合、実効波長の影響を考慮すると￥ｉ度が高
くなる。

第３図は完全放射体の分光＃（）ｊ輝度と波長および温
度との関係を示す図、第４図はＬＥＤの相対放射束と波
長との関係を示すスペクトル分布曲線第５因は光ファイ
バの損失と波長との関係を示す図であるが９図に示すよ
うに完全放射体の分光放射輝度とＬＥＤのスペクトル分
布曲線の波長は一定でなく、また、光ファイバ過失も波
長によって異なっている。このため光ファイバの流さが
長くなる（３０ｍ以上）と、拡散光発生装置による過失
測定と黒体放射を利用した損失測定の誤差が大きくなる
。この様な誤差を低減するために第３図〜第５図に示す
特性曲線をあらかじめ温度変換器の中に組込まれたマイ
クロコンピュータに入力しておき、これらの値をもとに
補正することにより。

光ファ・イパの長さを考慮した補正を行うことができる
。

〈発明の効果〉以上実施例とともに具体的に説明したように。

本発明によれば。

（１）　　簡単な構成で一定な温度（１１１度）の拡散
光発生装置を得ることができる。

（２）現場校正が出来るので現場での保守が簡単になる
。

（３）黒体炉を使用しないので、温度の安定を待つ必要
がなく校正が迅速に出来る。

（４）　　光ファイバに互換性を持たせることが出来る
。

笠の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による放ｔＮ温度計の校正システムの一
実施例を示プ構成図、第２図は拡散光放射光源を示す図
、第３図は完全放射体の分光放射輝石と波長および温度
との関係を示す図、第４図はＬＥＤの相対放射束と波長
との関係を示すスペクトル分布図、第５図は光ファイバ
の損失と波長との関係を示す図である。１・・・積分球、２・・・発光素子、３・・・受光素子
、４・・・恒温槽、５・・・Ｗ　ｆｆｌ　ｊｄｌ　Ｉｐ
装置、６・・・制御回路、１０・・・湯度′ｌｉ挽器、
１１・・・コネクタ、１２・・・光フ７、イバ、１４・
・・センサ部、Ａ・・・拡散光発生装置、Ｂ・・・黒体
炉。第１図第２図５　　　　第５図第４図Ｊ（灸　入ｒｎｉｎ）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）積分球に発光素子と受光素子を設けて恒温槽内に
配置し、前記発光素子の光を拡散させて一定値に保持す
るように構成したことを特徴とする拡散光発生装置。
（２）積分球に発光素子と受光素子を設けて恒温槽内に
配置し、前記発光素子の光を拡散させて一定値に保持す
る拡散光発生装置と、黒体炉と、センサプローブとして
光ファイバを用いた放射温度計からなり、下記（ａ）〜
（ｃ）の手順により前記放射温度計の校正を行うことを
特徴とする放射温度計の校正システム。（ａ）黒体炉を用いて放射温度計を校正する。（ｂ）拡散光発生装置の温度（輝度）を測定し、その温
度を放射温度計に記憶させる。（ｃ）所定期間経過後またはセンサ部交換時、拡散光発
生装置の温度を測定し、手順（ｂ）により記憶させた温度と比較してずれの補正を行う。