JPH0295223A - 過熱検出装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、赤外線撮像により物体の温度を遠隔測定する
術に関し、特に太陽光の影響を除去して温度測定を行い
被測定体の過熱を検出する過熱検出装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種の赤外線撮像においては大気の窓と言われ
る３〜５μｍ帯か８〜１２μｍ帯のいずれかを用いてい
る。前者の３〜５μｍ帯では太陽光の影響が大きく、昼
間晴天時には無視できない誤差を生じる。現在８〜１２
μｍ帯が主流となりつつある要因の一つでもある。

しかし近年ＩＲ（Ｉｎｆｒａ　　Ｒｅｄ）ＣＣＤとして
、３〜４μｍ帯に感度のあるＴＶ並の解像度、フレーム
数を有する撮像デバイスが開発され、この波長域でのリ
アルタイム撮像が容易になりつつある。

〔発明が解決しようとする課題〕

赤外線撮像による物体の温度測定、特に送配電機材の過
熱検出を目的とする場合、昼間の測定に限られる為、太
陽光の影響の低減が実用上非常に重要である。一方現在
実用化されつつあるＰｔ１Ｓ　ｉ　ＩＲＣＣＤ　（白金
・シリサイド型ＩＲＣＣＤ）は、短波長側に強い感度を
有する事から、その影響を受けやすい。このため太陽光
を除去する為にできる限り短波長側を光学的にカットす
る事が必要となっているが、このような対策では信号光
自体も低下していまうし、太陽光の影響の完全な除去は
困難である。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によれば、２個のＩＲＣＣＤを用い、２つの異な
る波長域の撮像を行い、太陽光の除去を実現する手段を
提供するものである。つまり、太陽光２信号光の放射ス
ペクトルを仮定して、２つの波長域のＩＲＣＣＤからの
撮像結果より、太陽光の強度を推定して、それを除去す
るものである。

〔実施例〕

次に、本発明の一実施例を第１図にもとすいて説明する
。

第１図で１は被測定体、２は太陽光、３は赤外線撮像装
置の集光光学系、４は２つの波長域に光束を分割する光
学系で４−　ａグイクロイックミラー、４−ｂバンドパ
スフィルターより成る。５゜６は２つ１７）ＩＲＣＣＤ
、７はＣＣＤ駆動回路、８は増幅器、９は利得調整増幅
器、１０は差動増幅器である。

撮像デバイスであるＩＲＣＣＤは第２図（ａ）に示す分
光感度特性を有する。一方太陽光のスペクトルは、５９
００　Ｋの黒体放射に大気の透過特性を加えた形で表わ
せるが、代表的なスペクトル例を第２図（ｂ）に実線で
示す。第２図（ｂ）には同時に破線で常温物体の放射ス
ペクトルを示す。

被測定体１からの放射は、３の集光光学系で集光され、
ＩＲＣＣＤ上に結像される。その放射は、被測定体自身
の温度による熱放射と、太陽光の反射より成る。４の波
長分割光学系で第２図（ｃ）の破線を第１のＣＣＤ５の
利用波長域、実線を第２のＣＣＤ６の利用波長域とする
ように分割したとする。

単純化して第１のＣＯＤの利用波長をλ２〜λ２、第２
のＣＯＤの利用波長をλ１〜λ２とする。第１、第２の
ＣＯＤの出力信号をそれぞれＶ、、Ｖ２とすれば あるが、 と表わせる。ただし Ｒ１はＩＲＣ，ＣＤの分光感度特性（Ｖ／Ｗ、　ｐ　ｍ
）Ｂλは太陽光スペクトル（Ｗ／μｍ） Ｓ、は熱放射スペクトル（Ｗ／μｍ） である。ここで第２図の（ａ）がＲλ、（ｂ）の実線が
Ｂλ、（ｂ）の破線がＳＡに相当している。ここでより
求められる。ここで太陽光の除去を誤差少なく実行する
ためには〆はできるだけ大きく、ｂはできるだけ小さい
方が望ましい。つまりａ＞ｂ　　　　　　　　　　　　
　　　　・・・・・・（６）従って（６）式が中間波長
λ２の決定要求となる。

当然（６）式のａを大きくするためにはλ２が長波長で
あるほどよく、ｂを小さくするためには逆に短波長であ
るほどよい。

測定精度を上げる為、できる限りＳＮ比の良い測定が必
要である。従がって（５）式の直接測定されめる。これ
は（５）式より とする。

真の信号成分は（１）式の第２項に比例するはずでを最
大にする事と等価である。１例として、第２図に示した
スペクトルを用いると、最適なλ２は、３２μｍである
事が計算できる。

つまり、太陽光の影響を除去した信号は、第１のＣＣＤ
５出力から（第２のＣＣＤ６出力×−）を差し引いたも
のから得られる。

以上説明したように本発明では従来の、１つのＩＲＣＣ
Ｄを用い、極力短波長側を光学フィルターでカットする
方法での、太陽光の除去と、信号光の低下と言う相反す
る事項を適切に解決する技術を提供するものである。

なお、この方式では、第２のＩＲＣＣＤの出力に一定の
比率を乗じるが、その比率の決定が重要である。この比
率は、スペクトルを仮定して計算より求められる。最も
被測定体に近いと考えられる表面状態を持つ、反射板を
用い、太陽に直射した場合と、太陽に直接光らない場合
での指示目盛より実験的に比率を微調整する事により、
実際のスペクトルの変動にも対応できるものと考えられ
る。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば２つの工ＲＣＣＤ
を用い、２つの波長域で撮像する事に声 よって太陽光の影響を相当軽減して温度検印することが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す図である。 ｌ・・・・・・被測定体、２・・・・・・太陽光、３・
・・・・・集光光学系、４・・・・・・分割光学系、５
・・・・・・第１のＩＲＣＣＤ、６・・・・・・第２の
ＩＲＣＣＤ、７・・・・・・ＣＣＤ駆動回路、８・・・
・・・増幅器、９・・・・・・利得調整増幅器、１０・
・・・・・差動増幅器、 第２図は各部の分光特性を示す図であり（ａ）はＩＲＣ
ＧｆＤの分光高感度特性、（ｂ）は放射スペクトル、（
Ｃ）は分割スペクトルを示す。 代理人　弁理士　　内　原　　　晋

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　赤外線撮像によって物体の表面温度を計測し、その過
   熱部分を検出する過熱検出装置において、利用波長の異
   なる２つの撮像素子で同時に物体を撮像し、第１の撮像
   素子からの赤外画像からその物体の温度パターンを求め
   るに際し、第２の撮像素子からのより短波長側の赤外画
   像結果に一定比率を乗じたものを第一の撮像素子からの
   赤外画像より差し引いて、太陽光の影響を低減させる事
   を特徴とする過熱検出装置。