JPH01102328A - 赤外線温度測定装置 - Google Patents
赤外線温度測定装置Info
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- JPH01102328A JPH01102328A JP62261103A JP26110387A JPH01102328A JP H01102328 A JPH01102328 A JP H01102328A JP 62261103 A JP62261103 A JP 62261103A JP 26110387 A JP26110387 A JP 26110387A JP H01102328 A JPH01102328 A JP H01102328A
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Landscapes
- Radiation Pyrometers (AREA)
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。
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〕
本発明は、温度に依存して物体から放射されてくる赤外
線を検出してその物体の温度を測定する赤外線温度測定
装置、特にその赤外線検出部の構成に関する。
線を検出してその物体の温度を測定する赤外線温度測定
装置、特にその赤外線検出部の構成に関する。
本発明は、赤外線検出素子が冷却された検出器を備えた
赤外線温度測定装置において、赤外線検出素子の視野内
に、中央に赤外線透過孔を有する凹面鏡よりなる光量絞
り手段を配することにより、広い温度範囲の温度測定に
対して安定な温度測定ができるようにしたものである。
赤外線温度測定装置において、赤外線検出素子の視野内
に、中央に赤外線透過孔を有する凹面鏡よりなる光量絞
り手段を配することにより、広い温度範囲の温度測定に
対して安定な温度測定ができるようにしたものである。
従来、被測定物体の表面から自然放射されている赤外線
エネルギーを検出して被測定物体の温度分布を温度に対
応したカラー画像又は白黒画像として表示するようにし
た赤外線測定装置が提案されている。即ち、第２図に示
すように被測定物体（１）の所定の範囲例えば被測定領
域（２）を光学走査系（５）のＸ走査ミラー（Ｘ軸方向
を走査するミラー）（３）及びＹ走査ミラー（Ｙ軸方向
を走査するミラー）（４）により走査することにより、
被測定領域（２）の各測定点に対応して得られた赤外線
が順次対物レンズ（６）で集光されて赤外線検出器（７
ンに入射される。
エネルギーを検出して被測定物体の温度分布を温度に対
応したカラー画像又は白黒画像として表示するようにし
た赤外線測定装置が提案されている。即ち、第２図に示
すように被測定物体（１）の所定の範囲例えば被測定領
域（２）を光学走査系（５）のＸ走査ミラー（Ｘ軸方向
を走査するミラー）（３）及びＹ走査ミラー（Ｙ軸方向
を走査するミラー）（４）により走査することにより、
被測定領域（２）の各測定点に対応して得られた赤外線
が順次対物レンズ（６）で集光されて赤外線検出器（７
ンに入射される。
入射された赤外線エネルギーは赤外線検出器（７）で温
度に比例した電気信号に変換され、表示部（８）に供給
されて被測定領域（２）の温度分布がカラー画像又は白
黒画像として表示される。
度に比例した電気信号に変換され、表示部（８）に供給
されて被測定領域（２）の温度分布がカラー画像又は白
黒画像として表示される。
赤外線検出器（７）としては、第３図に示すように内壁
（１１）と外壁（１２）を有し、両内外壁（１１）及び
（１２）間に真空領域（１３）が形成された容器（１４
）内に冷却媒体例えば液体窒素（−１９６℃）（１５）
が充填され、真空領域（１３）内の内壁（１１）に接す
るように赤外線検出素子（１６）が配されて構成される
。この検出素子（１６）に対向する外壁（１２）の部分
には赤外線透過窓（１７）が設けられる。さらに、この
検出器（７）には視野角θ以外から検出素子（１６）に
入射する光子のゆらぎ（検出器（７）のノイズの重要な
因子）を小さくするために、視野角θとなるような例え
ば炭素、コバール等よりなるコールドシールド（即ち液
体窒素（１５）で冷却さるシールド体） （１８）が
設けられる。この検出器（７）ではコールドシールド（
１８）によりノイズを小さくすることができる。このと
きの検出素子（１６）の検出率の改善率Ａは で表わされる。
（１１）と外壁（１２）を有し、両内外壁（１１）及び
（１２）間に真空領域（１３）が形成された容器（１４
）内に冷却媒体例えば液体窒素（−１９６℃）（１５）
が充填され、真空領域（１３）内の内壁（１１）に接す
るように赤外線検出素子（１６）が配されて構成される
。この検出素子（１６）に対向する外壁（１２）の部分
には赤外線透過窓（１７）が設けられる。さらに、この
検出器（７）には視野角θ以外から検出素子（１６）に
入射する光子のゆらぎ（検出器（７）のノイズの重要な
因子）を小さくするために、視野角θとなるような例え
ば炭素、コバール等よりなるコールドシールド（即ち液
体窒素（１５）で冷却さるシールド体） （１８）が
設けられる。この検出器（７）ではコールドシールド（
１８）によりノイズを小さくすることができる。このと
きの検出素子（１６）の検出率の改善率Ａは で表わされる。
ところで、コールドシールド（１８）によって視野角θ
を小さくするとノイズは小さくなるが、検出器（７）に
入射する光量はθが大きいほど多いので、赤外線温度測
定装置の場合、低温の測定ではθを小さくすることは出
来ない。
を小さくするとノイズは小さくなるが、検出器（７）に
入射する光量はθが大きいほど多いので、赤外線温度測
定装置の場合、低温の測定ではθを小さくすることは出
来ない。
一方、低温から高温まで測定できる汎用の赤外線温度測
定装置では、低温の測定の場合、検出器（７）のコール
ドシールド（１８）で決まる視野角θで使用するが、高
温の測定の場合、入射エネルギーは温度の４乗に比例す
るため、検出器（７）が飽和し、測定できなくなる。こ
のため、高温測定の場合、第４図に示すように検出器（
７）の前方に別途に平板状の光量絞り板（１９）を配置
し、等価的に視野角を小さくし、即ち視野角θ′とし光
量を制御して測定することが行われている。゛ 一般に、物体においては赤外線エネルギーの放射率と反
射率の和はｌである。従来の光量絞り坂（１９）は反射
率の小さい（従って放射率の高い）材料で作られている
。
定装置では、低温の測定の場合、検出器（７）のコール
ドシールド（１８）で決まる視野角θで使用するが、高
温の測定の場合、入射エネルギーは温度の４乗に比例す
るため、検出器（７）が飽和し、測定できなくなる。こ
のため、高温測定の場合、第４図に示すように検出器（
７）の前方に別途に平板状の光量絞り板（１９）を配置
し、等価的に視野角を小さくし、即ち視野角θ′とし光
量を制御して測定することが行われている。゛ 一般に、物体においては赤外線エネルギーの放射率と反
射率の和はｌである。従来の光量絞り坂（１９）は反射
率の小さい（従って放射率の高い）材料で作られている
。
（発明が解決しようとする問題点）
しかし乍ら、第４図の場合、光量絞り板（１９）が検出
器の検出素子（１６）が見込む視野内に入り込む、光量
絞り板（１９）は外気温と同じ温度になるため外気温の
変動によってこの光量絞り板（１９）から放射される赤
外線エネルギー即ち測定に不要な赤外線エネルギー（２
０）が検出器（７）に入射し、外乱となる。このため、
検出素子（１６）の出力信号は、本来測定すべきθ′に
応じた入射光による信号にこの外乱光による信号が加算
され、外気温の変動にもとづく外乱光の強さに応じて変
動し、温度測定が不安定となるものであった。
器の検出素子（１６）が見込む視野内に入り込む、光量
絞り板（１９）は外気温と同じ温度になるため外気温の
変動によってこの光量絞り板（１９）から放射される赤
外線エネルギー即ち測定に不要な赤外線エネルギー（２
０）が検出器（７）に入射し、外乱となる。このため、
検出素子（１６）の出力信号は、本来測定すべきθ′に
応じた入射光による信号にこの外乱光による信号が加算
され、外気温の変動にもとづく外乱光の強さに応じて変
動し、温度測定が不安定となるものであった。
本発明は、上述の点に鑑み、検出器に対して不要な外乱
光の入射を制限すると共に、広い温度範囲の温度測定に
対し外乱光の影響がなく安定に測 定できるようにした
赤外線温度測定装置を提供するものである。
光の入射を制限すると共に、広い温度範囲の温度測定に
対し外乱光の影響がなく安定に測 定できるようにした
赤外線温度測定装置を提供するものである。
本発明は、赤外線検出素子（１６）が液体窒素や、電子
冷却等の方法により冷却された検出器（７）を備えた赤
外線温度測定装置に・おいて、検出器（７）の前方で赤
外線検出素子（１６）の視野内に、中央に赤外線透過孔
（２３）を有する凹面鏡よりなる光量絞り手段（２２）
を配するようになす、この光量絞り手段（２２）はその
凹面鏡（２４）が検出素子（１６）に対向すると共に、
凹面鏡（２４）の曲率中心がほぼ検出素子（１６）の位
置となるよう配置する。この凹面鏡よりなる光量絞り手
段（２２）は高温測定の場合に適宜検出器（７）の前方
に配置されるものである。
冷却等の方法により冷却された検出器（７）を備えた赤
外線温度測定装置に・おいて、検出器（７）の前方で赤
外線検出素子（１６）の視野内に、中央に赤外線透過孔
（２３）を有する凹面鏡よりなる光量絞り手段（２２）
を配するようになす、この光量絞り手段（２２）はその
凹面鏡（２４）が検出素子（１６）に対向すると共に、
凹面鏡（２４）の曲率中心がほぼ検出素子（１６）の位
置となるよう配置する。この凹面鏡よりなる光量絞り手
段（２２）は高温測定の場合に適宜検出器（７）の前方
に配置されるものである。
上述の構成においては、凹面鏡による光量絞り手段（２
２）が配される。この光量絞り手段（２２）の検出器（
７）に対向する面（２５）は鏡面であるので、光量絞り
手段（２２）からの赤外線エネルギーの自己放射は従来
の光量絞り板に比較して５／１００程度となり非常に小
さくなる。
２）が配される。この光量絞り手段（２２）の検出器（
７）に対向する面（２５）は鏡面であるので、光量絞り
手段（２２）からの赤外線エネルギーの自己放射は従来
の光量絞り板に比較して５／１００程度となり非常に小
さくなる。
同時に、光量絞り手段（２２）は凹面鏡（２４）の曲率
中心が検出素子（１６）の位置にあるように配されるの
で、検出素子（１６）から自己放射された赤外線エネル
ギーだけが凹面鏡で反射されて再び検出素子（１６）に
入射され、それ以外の外部から入射され鏡面（２５）で
反射された赤外線エネルギーは検出素子（１６）に入射
されない。そして、検出素子（１６）は冷却されている
ので検出素子（１６）からの赤外線エネルギーは極めて
弱く、したがって凹面鏡で反射されて再び検出素子（１
６）に入射された赤外線エネルギーは無視できる程度に
小さい。即ち、この構成では見掛上、視野角θ′のコー
ルドシールドを配したと同じ作用を有する。
中心が検出素子（１６）の位置にあるように配されるの
で、検出素子（１６）から自己放射された赤外線エネル
ギーだけが凹面鏡で反射されて再び検出素子（１６）に
入射され、それ以外の外部から入射され鏡面（２５）で
反射された赤外線エネルギーは検出素子（１６）に入射
されない。そして、検出素子（１６）は冷却されている
ので検出素子（１６）からの赤外線エネルギーは極めて
弱く、したがって凹面鏡で反射されて再び検出素子（１
６）に入射された赤外線エネルギーは無視できる程度に
小さい。即ち、この構成では見掛上、視野角θ′のコー
ルドシールドを配したと同じ作用を有する。
従って、第１図の斜線で示す部分（２６）に生ずる外乱
光は無視し得る程度に小さくなり、安定な温度測定が可
能となる。
光は無視し得る程度に小さくなり、安定な温度測定が可
能となる。
以下、第１図を用いて本発明による赤外線温度測定装置
の実施例を説明する。なお、第１図は赤外線温度測定装
置の検出部のみを示す。
の実施例を説明する。なお、第１図は赤外線温度測定装
置の検出部のみを示す。
本例においても第２図で説明したと同様に、被測定物体
＋１１の所定の被測定領域（２）を光学走査系（３）の
Ｘ走査ミラー（４）及びＹ走査ミラー（５）により走査
して、被測定領域（２）の各測定点に対応して得られた
赤外線エネルギーを順次対物レンズ（６）を通して赤外
線検出′ａ（７）に入射し、赤外線検出器（７）で電気
信号に変換して表示部（８）に供給し、被測定領域（２
）の温度分布をカラー画像又は白黒画像として表示する
ように構成する。
＋１１の所定の被測定領域（２）を光学走査系（３）の
Ｘ走査ミラー（４）及びＹ走査ミラー（５）により走査
して、被測定領域（２）の各測定点に対応して得られた
赤外線エネルギーを順次対物レンズ（６）を通して赤外
線検出′ａ（７）に入射し、赤外線検出器（７）で電気
信号に変換して表示部（８）に供給し、被測定領域（２
）の温度分布をカラー画像又は白黒画像として表示する
ように構成する。
そして、本例においては、特に赤外線検出部を第１図に
示すように構成する。即ち、（７）は赤外線検出器、（
２２）はこの検出器（７）の前方に配置した光量絞り手
段を示す。検出器（７）は内壁（１１）と外壁（１２）
を有し、両内外壁（１１）及び（１２）間を真空領域（
１３）とした容器（１４）内に冷却媒体例えば液体窒素
（−１９６℃） ＜１５）を充填し、真空領域（１３
）内の内壁（１１）に接するように赤外線検出素子（１
６）を配し、この検出素子（１６）を囲むように視野角
θとなるようなコールドシールド（１８）を設け、さら
に検出素子（１６）に対向する外壁（１２）の部分に赤
外線透過窓（１７）を設けて構成する。一方、光量絞り
手段（２２）は、中央に赤外線透過孔（２３）を設けた
凹面鏡（２４）より成り、その鏡面（２５）が検出器（
７）に対向し、且つ凹面鏡（２４）の曲率中心がほぼ検
出素子（１６）の位置にくるよう検出器（７）の窓（１
７）の前方に配置するようになす。この場合、凹面鏡（
２４）の透過孔（２３）はコールドシールド（１８）に
より規制された検出素子（１６）の視野内即ち視野角θ
内に存する。凹面鏡（２４）の鏡面（２５）は例えばＡ
Ｉ 、 Ａｕ等の蒸着膜で形成することができる。
示すように構成する。即ち、（７）は赤外線検出器、（
２２）はこの検出器（７）の前方に配置した光量絞り手
段を示す。検出器（７）は内壁（１１）と外壁（１２）
を有し、両内外壁（１１）及び（１２）間を真空領域（
１３）とした容器（１４）内に冷却媒体例えば液体窒素
（−１９６℃） ＜１５）を充填し、真空領域（１３
）内の内壁（１１）に接するように赤外線検出素子（１
６）を配し、この検出素子（１６）を囲むように視野角
θとなるようなコールドシールド（１８）を設け、さら
に検出素子（１６）に対向する外壁（１２）の部分に赤
外線透過窓（１７）を設けて構成する。一方、光量絞り
手段（２２）は、中央に赤外線透過孔（２３）を設けた
凹面鏡（２４）より成り、その鏡面（２５）が検出器（
７）に対向し、且つ凹面鏡（２４）の曲率中心がほぼ検
出素子（１６）の位置にくるよう検出器（７）の窓（１
７）の前方に配置するようになす。この場合、凹面鏡（
２４）の透過孔（２３）はコールドシールド（１８）に
より規制された検出素子（１６）の視野内即ち視野角θ
内に存する。凹面鏡（２４）の鏡面（２５）は例えばＡ
Ｉ 、 Ａｕ等の蒸着膜で形成することができる。
斯る構成によれば、光量絞り手段（２２）を構成する凹
面鏡（２４）の鏡面（２５）において、赤外線エネルギ
ーの放射率を０．０５程度にすることは容易にできるた
め、凹面鏡（２４）からの自己放射は従来の光量絞り板
（１９） （第４図参照）に比較して５／ １００程
度となる。同時に斜線部分く２６）では冷却された検出
素子（１６）からの放射エネルギーのみが凹面１ｍ（２
４）の鏡面（２５）で反射されて再び検出素子（１６）
に入射されるだけで、他の外部からの放射エネルギーは
鏡面（２５）で反射しても検出素子（１６）に入射され
ない。従って、見掛上、視野角θ′のコールドシールド
を配したと同じ効果が生ずる。従って、斜線部分（２６
）に生ずる外乱光は無視し得るほど最小となる。よって
、中央に赤外線透過孔（２３）を有する凹面＃１４（２
４）を光量絞り手段（２２）として使用することにより
、低温から高温にわたる広範囲な温度測定を安定して行
うことができる。
面鏡（２４）の鏡面（２５）において、赤外線エネルギ
ーの放射率を０．０５程度にすることは容易にできるた
め、凹面鏡（２４）からの自己放射は従来の光量絞り板
（１９） （第４図参照）に比較して５／ １００程
度となる。同時に斜線部分く２６）では冷却された検出
素子（１６）からの放射エネルギーのみが凹面１ｍ（２
４）の鏡面（２５）で反射されて再び検出素子（１６）
に入射されるだけで、他の外部からの放射エネルギーは
鏡面（２５）で反射しても検出素子（１６）に入射され
ない。従って、見掛上、視野角θ′のコールドシールド
を配したと同じ効果が生ずる。従って、斜線部分（２６
）に生ずる外乱光は無視し得るほど最小となる。よって
、中央に赤外線透過孔（２３）を有する凹面＃１４（２
４）を光量絞り手段（２２）として使用することにより
、低温から高温にわたる広範囲な温度測定を安定して行
うことができる。
向、光量絞り手段（２２）は高温測定のときに配される
もので低温測定でθの範囲で赤外線エネルギーを入射す
るときは配されない。
もので低温測定でθの範囲で赤外線エネルギーを入射す
るときは配されない。
本発明によれば、赤外線検出素子が冷却された検出器を
備えた赤外線温度測定装置において、検出素子の視野内
に、中央に赤外線透過孔を有する凹面鏡よりなる光量絞
り手段を配することにより、検出器に入射する不要な外
乱光を制限すると共に、広い温度範囲の温度測定に対し
検出器の感度の低ドや外乱光の影響をなくして安定に温
度測定することができる。
備えた赤外線温度測定装置において、検出素子の視野内
に、中央に赤外線透過孔を有する凹面鏡よりなる光量絞
り手段を配することにより、検出器に入射する不要な外
乱光を制限すると共に、広い温度範囲の温度測定に対し
検出器の感度の低ドや外乱光の影響をなくして安定に温
度測定することができる。
第１図は本発明による赤外線温度測定装置に係る検出部
の断面図、第２図は本発明の説明に供する赤外線温度測
定装置のブロック図、第３図及び第４図は夫々従来の赤
外線温度測定装置に係る検出部の断面図である。 （２）は被測定領域、（７）は検出器、（１６）は検出
素子、（２２）は光量絞り手段である。
の断面図、第２図は本発明の説明に供する赤外線温度測
定装置のブロック図、第３図及び第４図は夫々従来の赤
外線温度測定装置に係る検出部の断面図である。 （２）は被測定領域、（７）は検出器、（１６）は検出
素子、（２２）は光量絞り手段である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 赤外線検出素子が冷却された検出器を備えた赤外線温度
測定装置において、 上記赤外線検出素子の視野内に、中央に赤外線透過孔を
有する凹面鏡よりなる光量絞り手段を配して成る赤外線
温度測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62261103A JPH01102328A (ja) | 1987-10-16 | 1987-10-16 | 赤外線温度測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62261103A JPH01102328A (ja) | 1987-10-16 | 1987-10-16 | 赤外線温度測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01102328A true JPH01102328A (ja) | 1989-04-20 |
Family
ID=17357124
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62261103A Pending JPH01102328A (ja) | 1987-10-16 | 1987-10-16 | 赤外線温度測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01102328A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02291927A (ja) * | 1989-05-02 | 1990-12-03 | Natl Space Dev Agency Japan<Nasda> | 開口部を有する光学センサの電磁シールド方式 |
-
1987
- 1987-10-16 JP JP62261103A patent/JPH01102328A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02291927A (ja) * | 1989-05-02 | 1990-12-03 | Natl Space Dev Agency Japan<Nasda> | 開口部を有する光学センサの電磁シールド方式 |
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