JPH0156695B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0156695B2 JPH0156695B2 JP57161741A JP16174182A JPH0156695B2 JP H0156695 B2 JPH0156695 B2 JP H0156695B2 JP 57161741 A JP57161741 A JP 57161741A JP 16174182 A JP16174182 A JP 16174182A JP H0156695 B2 JPH0156695 B2 JP H0156695B2
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- JP
- Japan
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- infrared
- ambient temperature
- temperature
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- oscillation frequency
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- Expired
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 25
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 19
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 9
- 238000010897 surface acoustic wave method Methods 0.000 claims description 7
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 3
- 230000003203 everyday effect Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/38—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using extension or expansion of solids or fluids
- G01J5/44—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using extension or expansion of solids or fluids using change of resonant frequency, e.g. of piezoelectric crystals
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は圧電体で構成された発振素子に赤外線
を照射することにより発振周波数が変化すること
を利用した輻射温度計に関するものである。
を照射することにより発振周波数が変化すること
を利用した輻射温度計に関するものである。
従来例の構成とその問題点
従来から、赤外線を検出するための素子とし
て、焦電効果を利用する方法、熱起電力を利用す
る方法、電気抵抗の変化を利用する方法などが一
般的に用いられている。一方、量子効果を利用し
た光起電力の測定あるいは電気抵抗変化で赤外線
の強度を測定する方法がある。前者の熱形素子は
全赤外領域にわたつて使用可能であるが、感度は
比較的低く、感度を表すD*は108程度である。一
方、後者の量子形素子は用いる材料により有効波
長領域が制限されるが、感度は熱形素子に比べて
２桁程度大きい。しかしこの量子形素子は高価で
あり、さらに測定にさいして素子を冷却しなけれ
ばならない不便さがある。
て、焦電効果を利用する方法、熱起電力を利用す
る方法、電気抵抗の変化を利用する方法などが一
般的に用いられている。一方、量子効果を利用し
た光起電力の測定あるいは電気抵抗変化で赤外線
の強度を測定する方法がある。前者の熱形素子は
全赤外領域にわたつて使用可能であるが、感度は
比較的低く、感度を表すD*は108程度である。一
方、後者の量子形素子は用いる材料により有効波
長領域が制限されるが、感度は熱形素子に比べて
２桁程度大きい。しかしこの量子形素子は高価で
あり、さらに測定にさいして素子を冷却しなけれ
ばならない不便さがある。
近年、赤外線検出用のセンサの特性および計測
技術の向上により輻射温度の計測が日常の生活空
間での使用温度まで測定可能になつた。さらに非
接触で温度測定ができる便利さのため、電子レン
ジなどの家電製品を中心に侵入警報器など日常生
活の中に普及してきた。さらに工業用としては、
各種の熱管理のための温度検出用素子として数多
く用いられている。たとえば、電気製品の出荷の
際の異常個所のチエツク、半導体素子の表面温度
の測定など、さまざまの応用例があげられる。
技術の向上により輻射温度の計測が日常の生活空
間での使用温度まで測定可能になつた。さらに非
接触で温度測定ができる便利さのため、電子レン
ジなどの家電製品を中心に侵入警報器など日常生
活の中に普及してきた。さらに工業用としては、
各種の熱管理のための温度検出用素子として数多
く用いられている。たとえば、電気製品の出荷の
際の異常個所のチエツク、半導体素子の表面温度
の測定など、さまざまの応用例があげられる。
上述の二方式の検出方法のうち熱形の構造のも
のは、比較的安価でさらに素子に特別の冷却など
を必要としないため、今後も民生用の電気機器な
どを中心に各種の応用が考えられる。
のは、比較的安価でさらに素子に特別の冷却など
を必要としないため、今後も民生用の電気機器な
どを中心に各種の応用が考えられる。
熱形の素子として弾性表面波素子を用い、これ
で赤外線を検出する装置について種々検討した結
果、これら素子に共通する問題として検出部分の
周囲温度が変化するとその出力が変動するという
ことが明らかになつた。このため、検出部分の周
囲温度に応じて検出器の出力を補正することが必
要となる。
で赤外線を検出する装置について種々検討した結
果、これら素子に共通する問題として検出部分の
周囲温度が変化するとその出力が変動するという
ことが明らかになつた。このため、検出部分の周
囲温度に応じて検出器の出力を補正することが必
要となる。
発明の目的
本発明は、弾性表面波素子の周囲温度が変化し
ても赤外線を精度よく検出し、温度を測定するこ
とのできる輻射温度計を提供することを目的とす
る。
ても赤外線を精度よく検出し、温度を測定するこ
とのできる輻射温度計を提供することを目的とす
る。
発明の構成
本発明の輻射温度計は、弾性表面波素子を使用
した発振器を二つ用い、その一方で赤外線の検出
をするとともに、他方で周囲温度を検出して、赤
外線検出出力を補正することによつて、周囲温度
が変化しても精度よく温度を測定できるように構
成したものである。
した発振器を二つ用い、その一方で赤外線の検出
をするとともに、他方で周囲温度を検出して、赤
外線検出出力を補正することによつて、周囲温度
が変化しても精度よく温度を測定できるように構
成したものである。
実施例の説明
以下、本発明の一実施例の輻射温度計について
説明する。
説明する。
第１図はこの輻射温度計の赤外線検出部分の原
理的な構成を示す図である。
理的な構成を示す図である。
図において、１は圧電体基板、２は帰還増幅
器、３は櫛歯状電極であり、これらによつて弾性
表面波を利用した帰還型発振器が構成される。図
に示すように、圧電体基板１の弾性表面波伝搬路
４上に赤外線５を照射すると、その強度に応じて
発振周波数が変化する。すなわち、被測定物から
放射される赤外線を検出し、その発振周波数の変
化分から温度を検出することができる。
器、３は櫛歯状電極であり、これらによつて弾性
表面波を利用した帰還型発振器が構成される。図
に示すように、圧電体基板１の弾性表面波伝搬路
４上に赤外線５を照射すると、その強度に応じて
発振周波数が変化する。すなわち、被測定物から
放射される赤外線を検出し、その発振周波数の変
化分から温度を検出することができる。
第２図にその被測定物の温度と発振周波数変化
分との関係の一例を示す。ここでは、周囲温度を
25℃一定としたときの特性を示しており、周囲温
度が変化すれば第２図に示す曲線はその変化分に
応じて移動する。たとえば周囲温度が５℃上昇し
たとすると、第２図においてその曲線は５℃分だ
け温度の高い方（図面右方）へ移動する。
分との関係の一例を示す。ここでは、周囲温度を
25℃一定としたときの特性を示しており、周囲温
度が変化すれば第２図に示す曲線はその変化分に
応じて移動する。たとえば周囲温度が５℃上昇し
たとすると、第２図においてその曲線は５℃分だ
け温度の高い方（図面右方）へ移動する。
第３図に示す実施例はこのような発振器を使用
して構成されたものである。
して構成されたものである。
図において、６，７は第１図に示した構成の発
振器からなる検出部で、一方の検出部６が被測定
物からの赤外線を受光する役割をもち、他方の検
出部７が周囲温度を検出する役割をもつ。ここ
で、圧電体基板の種類またはカツトの方向などを
選ぶことによつて、両者の温度変化が互いに異な
るよう構成しておく。
振器からなる検出部で、一方の検出部６が被測定
物からの赤外線を受光する役割をもち、他方の検
出部７が周囲温度を検出する役割をもつ。ここ
で、圧電体基板の種類またはカツトの方向などを
選ぶことによつて、両者の温度変化が互いに異な
るよう構成しておく。
赤外線検出部６に赤外線５を照射すれば、上述
の説明から明らかなように、それに応じた発振周
波数f1の出力を発生する。当然のことながら、こ
の発振周波数f1は周囲温度の影響も受けている。
一方、周囲温度検出部７は赤外線が照射されてい
ず、周囲温度に応じた発振周波数f2の出力を発生
する。これら検出部６，７の出力を混合器８に印
加し、その周波数の差f1−f2の出力を端子９に得
る。
の説明から明らかなように、それに応じた発振周
波数f1の出力を発生する。当然のことながら、こ
の発振周波数f1は周囲温度の影響も受けている。
一方、周囲温度検出部７は赤外線が照射されてい
ず、周囲温度に応じた発振周波数f2の出力を発生
する。これら検出部６，７の出力を混合器８に印
加し、その周波数の差f1−f2の出力を端子９に得
る。
ところで、赤外線検出部６に対する赤外線５の
照射をシヤツターを用いて断続すると、その発振
周波数f1の変化分はたとえば第４図に示すように
なる。
照射をシヤツターを用いて断続すると、その発振
周波数f1の変化分はたとえば第４図に示すように
なる。
被測定物の温度を一定とし、赤外線検出部６へ
の赤外線５を断続させながら、周囲温度を上昇さ
せると、その発振周波数f1は第５図に示すように
低下する。この周波数はシヤツターの開閉すなわ
ち赤外線５の照射の断続に応じて変化するが、そ
の変化分Δf1は被測定物の温度で決まる。一方、
周囲温度検出部７の発振周波数f2も第５図に示す
ように変化するのであるが、その勾配は赤外線検
出部６の発振周波数f1のそれと異なる。検出部
６，７を、それらの発振周波数f1、f2がある一定
の温度たとえば０℃で等しくなるよう構成してお
けば、その差f1−f2は両者の温度係数の差で決ま
る。たとえば、温度係数の差を10ppmとし、ある
一定温度での周波数f1、f2を100MHzとすれば、
周囲温度の変化１℃当たり1KHzの周波数変化が
生じて来る。この周波数変化分から検出部６，７
の周囲温度を検出することができ、その値で温度
補正をすればよい。
の赤外線５を断続させながら、周囲温度を上昇さ
せると、その発振周波数f1は第５図に示すように
低下する。この周波数はシヤツターの開閉すなわ
ち赤外線５の照射の断続に応じて変化するが、そ
の変化分Δf1は被測定物の温度で決まる。一方、
周囲温度検出部７の発振周波数f2も第５図に示す
ように変化するのであるが、その勾配は赤外線検
出部６の発振周波数f1のそれと異なる。検出部
６，７を、それらの発振周波数f1、f2がある一定
の温度たとえば０℃で等しくなるよう構成してお
けば、その差f1−f2は両者の温度係数の差で決ま
る。たとえば、温度係数の差を10ppmとし、ある
一定温度での周波数f1、f2を100MHzとすれば、
周囲温度の変化１℃当たり1KHzの周波数変化が
生じて来る。この周波数変化分から検出部６，７
の周囲温度を検出することができ、その値で温度
補正をすればよい。
なお、検出部６，７の周囲温度の変化は比較的
緩やかであり、その変化に比べて赤外線５の断続
周期を十分に短くすることができるので、その断
続による赤外線検出部６の出力周波数f1の変化
Δf1と周囲温度の変化とを容易に区別することが
できる。
緩やかであり、その変化に比べて赤外線５の断続
周期を十分に短くすることができるので、その断
続による赤外線検出部６の出力周波数f1の変化
Δf1と周囲温度の変化とを容易に区別することが
できる。
発明の効果
以上のように、本発明は、赤外線検出部と周囲
温度検出部の発振周波数の温度係数を異ならせ、
かつ赤外線検出部への赤外線照射を断続させてい
るので、周囲温度測定のために特別の検知素子を
必要とせず、安価で精度のよい輻射温度計を提供
することができる。
温度検出部の発振周波数の温度係数を異ならせ、
かつ赤外線検出部への赤外線照射を断続させてい
るので、周囲温度測定のために特別の検知素子を
必要とせず、安価で精度のよい輻射温度計を提供
することができる。
第１図は本発明にかかる輻射温度計の原理を説
明するための図、第２図はその特性の一例を示す
図である。第３図は本発明の一実施例の輻射温度
計の構成を示すブロツク図、第４図はその要部の
動作特性を説明するための図、第５図は要部の温
度特性を示す図である。 １……圧電体基板、２……帰還増幅器、３……
櫛歯状電極、５……赤外線、６……赤外線検出
部、７……周囲温度検出部、８……混合器。
明するための図、第２図はその特性の一例を示す
図である。第３図は本発明の一実施例の輻射温度
計の構成を示すブロツク図、第４図はその要部の
動作特性を説明するための図、第５図は要部の温
度特性を示す図である。 １……圧電体基板、２……帰還増幅器、３……
櫛歯状電極、５……赤外線、６……赤外線検出
部、７……周囲温度検出部、８……混合器。
Claims (1)
- １ 弾性表面波素子を用いた発振器からなり、互
いに発振周波数の温度係数が異なる赤外線検出部
ならび周囲温度検出部、および前記赤外線検出部
と前記周囲温度検出部の発振周波数の差の周波数
を発生する手段を有し、前記赤外線検出部の弾性
表面波素子に被測定物からの赤外線を断続的に照
射するとともに、前記赤外線検出器の発振周波数
と前記周囲温度検出器の発振周波数との差で、照
射赤外線の断続による前記赤外線検出部の発振周
波数の変化を温度補償することを特徴とする輻射
温度計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57161741A JPS5950321A (ja) | 1982-09-16 | 1982-09-16 | 輻射温度計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57161741A JPS5950321A (ja) | 1982-09-16 | 1982-09-16 | 輻射温度計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5950321A JPS5950321A (ja) | 1984-03-23 |
| JPH0156695B2 true JPH0156695B2 (ja) | 1989-12-01 |
Family
ID=15740997
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57161741A Granted JPS5950321A (ja) | 1982-09-16 | 1982-09-16 | 輻射温度計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5950321A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4584475A (en) * | 1984-05-29 | 1986-04-22 | Allied Corporation | Surface acoustic wave infrared line imaging array |
-
1982
- 1982-09-16 JP JP57161741A patent/JPS5950321A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5950321A (ja) | 1984-03-23 |
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