JPS6318225A - 放射温度計 - Google Patents

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】 〔概要〕 本発明は、赤外線を利用した温度計において、被測温体
の固有の放射率の違いによる測温誤差を解決するため、
異なる波長帯域の放射赤外線量を測定し、その放射赤外
線量の比の値に対応してあらかじめ作成された温度ファ
イルから測温結果を換算して得るようにしたものである
。

〔産業上の利用分野〕

本発明は温度計に係り、特に赤外線検知器を利用する非
接触型の放射温度計に関する。

電磁波の内、波長が１−〜１０虜の赤外線は熱画像の表
示および温度測定等に利用される。赤外線を利用すると
被測温体に対して非接触状態で測温が可能であるが、誤
差の少ない放射温度計の開発が望まれている。

〔従来の技術〕

第３図は従来の放射温度計のブロック図を示す。

図において、従来の放射温度計は被測温体１、光学系２
、一定の応答波長帯域を有する赤外線検知器３、増幅器
４、温度ファイル５および温度表示器６とから構成され
ている。赤外線検知器３は複数の検知器が用いられる場
合もあるが、この場合は応答波長帯域が同じもので誤差
を少なくするため両者の平均値を利用するものである。

被測温体１から放射された赤外線は、光学系２を介して
赤外線検知器３に受光される。赤外線検知器３で入射光
量に対応して光電変換された放射赤外線量は、増幅器４
を介して温度ファイル５に入力される。温度ファイル５
は人力された放射赤外線量をＡ／Ｄ変換し、その変換さ
れたデジタル信号をアドレスとして、あらかじめ調査さ
れた温度データを記憶させたＲＯＭ等を用いて被測温体
１の温度を導出し、これを温度表示器６に表示させてい
た。

赤外線検知器３の出力は被測温体１の温度に比例しない
ため、あらかじめ赤外線検知器３の出力と実際温度との
関係を調べ、その結果を元に温度ファイル５は作成され
ていた。

第４図は黒体の温度と、これから放射される赤外線を赤
外線検知器に受光して得られる放射赤外線量と、放射さ
れた赤外線の波長との関係を示す黒体の分光放射特性で
ある。この特性は縦軸に放射赤外線量（Ｗ　−ｃｍ−”
・μ柑；単位面積当たりの放射パワーであって、赤外線
検知器の出力を規格化したもの）、横軸に波長（−）を
とり絶対温度（Ｋ）の異なる黒体に対応する波長特性を
示した公知のスペクトル図であって、温度の高い被測温
体はど放射赤外線量が多く、かつピーク波長も短波長側
に移る傾向がある。

第４図から分かるように、被測温体から放射される放射
赤外線量をある波長で測定すると、その被測温体の絶対
温度が測定できる。第３図における温度ファイル５はこ
の原理に基づき作成された換算テーブルである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の放射温度計は、被測温体の放射率が１の黒体につ
いてのみ適用可能であって、一般の被測温体はその表面
状態によって放射率が異なり、従ってこれを受光する放
射赤外線量は異なったものになる。例えばコンクリート
面の放射率は０．９４であるが、アルミニウムや鉄の研
磨面では０．１となり、同じ３００にのコンクリートと
鉄では放射赤外線量は約９倍（０，９４１０，１）も異
なる。

従来方式は、赤外線検知器の出力の絶対値から温度を換
算導出していたため、被測温体の放射率が明確でないも
のについてはその換算値に測定温度誤差ができる欠点が
あった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の放射温度計は第１図に示すように、被測温体１
から放射される赤外線を応答波長帯域が異なる２個の赤
外線検知器３，３１に受光し、その各出力をそれぞれ増
幅する増幅器４，４１と、該増幅器４．４１の各出力の
比を算出する除算器７とを備え、前記除算器７の出力に
よって前記被測温体１の温度を換算表示することを特徴
とする。

〔作用〕

第２図に示すように同一温度で放射率が異なる被測温体
の分光放射特性は、各被測温体特性Ａ。

Ｂのピーク波長は同じで放射赤外線量のみが異なり、温
度が同じならば異なる波長帯域に対応する各被測温体の
放射赤外線量の比率は、前記放射率に関わらず一定にな
る、換言すれば温度が変われば前記放射赤外線量の比率
も変わる性質を利用し、予め作成した温度対除算値の換
算テーブルを有する温度ファイル５１により測定温度を
換算表示するものである。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を図面によって詳述する。

なお、構成、動作の説明を理解し易くするために全図を
通じて同一部分には同一符号を付してその重複説明を省
略する。

第１図は本発明実施例のブロック図を示す。図において
、３と３１とは応答波長帯域が異なる２個の赤外線検知
器である。応答波長帯域は例えば赤外線検知器３には３
〜５−２赤外線検知器３１には８〜１０−を用いるもの
とする。

被測温体１から放射される赤外線を光学系２により２分
割して赤外線検知器３と３１にそれぞれ入射する。各赤
外線検知器はその出力をそれぞれ増幅器４．４１にて増
幅後側出力の比を除算器７にて求める。比を求める手段
としてここでは赤外線検知器３の出力を赤外線検知器３
１の出力で除算する（その逆でもよい）。次に除算器７
の出力と被測温体重の温度との関係について述べる。。

第２図は同じ温度で放射率の異なる被測温体の分光放射
特性Ａ、Ｂを示したもので、両特性のピーク波長λは同
じで放射赤外ｖＡ量のみが異なっている。ピーク波長λ
は温度が高くなれば短波長帯に移動する性質がある。

この分光放射特性Ａ、Ｂに対する赤外線検知器３の出力
をそれぞれａｌ＋　ｌ）ｌとし、赤外線検知器３１の出
力をそれぞれａＺ＋　ｂＺとすると、分光放射特性Ａの
物体に対する分光放射特性Ｂの物体の放射率σは一定で
あるから、 ａｌ＝σｂ１・・・・・・・・・・・・・・■ａｚ＝σ
ｂ２・・・・・・・・・・・・・・００式を０式で除し
てσを消去すれば ａ　＋　／　ａ　ｚ　＝　ｂ　＋　／　ｂ　ｚ・・・・
・・・・・・・■なる関係が成立する。この式の各項の
値は第１図における除算器７の出力をあられし、被測温
体１の温度に対応して定まる定数であり、放射率に関係
なく温度に対応して除算器７の出力は一定の値となる。

したがって、この関係を利用して温度対除算値のテーブ
ルを作り、温度ファイルに格納す机ば被測温体１の放射
率に関係なく正確な温度測定ができる。このように本発
明では赤外線検知器の出力電圧の相対値から温度を導出
するものである。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように本発明の放射温度計によれば
、被測温体の温度を規格化された波長特性から求めるた
め、被測温体毎に異なる放射率の違いによる測温誤差は
発注しない効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例のブロック図、第２図は同一温
度で放射率の異なる物体の分光放射特性、 第３図は従来の放射温度計のブロック図、第４図は黒体
の分光放射特性を示す。 図において、１は被測温体、３と３１は応答波長帯域の
ことなる赤外線検知器、４と４１は増幅器、→　　成長
　（、ｕｒｒｌ） 司づ１度Ｚ−故射午一ア７おつ鐸りろ′そ欣射将杉第２
図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被測温体（１）から放射される赤外線を応答波長帯域が
   異なる２個の赤外線検知器（３、３１）に受光し、その
   各出力をそれぞれ増幅する増幅器（４、４１）と、該増
   幅器（４、４１）の各出力の比を算出する除算器（７）
   とを備え、前記除算器（７）の出力によって前記被測温
   体（１）の温度を換算表示することを特徴とする放射温
   度計。