JPH03229118A - 温度センサ装置 - 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】 ［産業上の利用分舒］ この発明は温度センサ装置、特に高い温度の測定を行う
温度センサ装置に関するものである。

［従来の技術］ 第３図は従来のこの種の温度センサ装置それぞれの構成
を示す図で、図において（１）は被測定物、（５）は光
ファイバ、（５１）は光ファイバの被覆、（７）は蛍光
物質、（８）は保護膜、（１０）は接合部、（１１）は
第１の金属、（１２）は第２の金属、（１３）はサファ
イアロッド、（１４）は黒体物質コーティングを示す。

第３図（ａ）は接触型温度センサを示し、光ファイバ（
５）の先端に蛍光物質（７）が付着されており、この蛍
光物質（７）を保護膜（８）を介して被測定物（１）に
接触させ、蛍光物質（７）の温度を被測定物（１）の温
度と同一にすることで、蛍光物質（７）の温度消光現象
を利用し、消光速度を測定して被測定物（１）の温度を
検出している。

第３図（ｂ）は非接触型温度センサ装置を示し、被測定
物（１）からの赤外輻射光を光ファイバ（５）で光検出
部（図示せず）へ導き、被測定物（１）の温度を閉接的
に測定している。

第３図（ｃ）は熱電対を使用した温度センサ装置を示し
、第１および第２の金属（１１）、（１２）には、例え
ば白金−白金ロジウム、クロメル−アルメルなどが用い
られており、接合部（１０）の温度と他端の接合部（図
示せず）の温度（常温）との温度差により、第１および
第２の金属の間に発生する起電力を電圧計（図示せず）
で測定し、被測定物（１）の温度を測定している。

第３図（ｄ）は光ファイバ（５）の替わりにサファイア
ロッドを使用したもので、黒体物質コーティング（１４
）の部分の温度が被測定物の温度と同一温度になるよう
にし、コーティングされた黒体物質からの輻射をサファ
イアロッド（１３）で光検出部（図示せず）へ導き、被
測定物（１）の温度を測定している。

［発明が解決しようとする課題］ 上記のような従来の温度センサ装置は以上のように構成
されているので、第３図（ａ）に示す装置においては、
光ファイバ（５）の状態が変化してしまうためにガラス
の転移点（５００℃前後）以上の温度の測定ができない
という問題がある。

そして第３図（ｂ）に示す装置においては被測定物（１
）からの赤外輻射率が既知でないと被測定物（１）の温
度を決定することができず、且つ被測定物（１）に対向
させる光ファイバ（５）の断面が測定環境雰囲気により
汚染されて、また第３図（ｃ）に示す装置においては電
磁雑音の影響を受けることにより、それぞれ測定値に誤
差を生じるという問題がある。

また第３図（ｄ）に示す装置においては、サファイアロ
ッド（１３）が高価であり、且つ柔軟性がないため、光
検出部の装着位置が制限されてしまう等の問題点があっ
た。

この発明はかかる課題を解決するなめになされたもので
、光ファイバによって輻射光を伝送するという利点を保
ちながら、高温の被測定物の温度を測定することができ
る温度センサ装置を得ることを目的としている。

し課題を解決するための手段］ この発明にかかる温度センサ装置は、被測定物と接触さ
せる測温部と光ファイバとの間に光導波管を設けること
としたものである。

［作用コ この発明においては、測温部と光ファイノくとの間に光
導波管を設けることにより、測温部が高温となっても光
ファイバの温度上昇を抑えること力（可能となる。

［実施例］ 以下、この発明の実施例を図面を用ｌｔλて説明する。

第１図はこの発明の一実施例を示す断面図で、図におい
て第３図と同一符号は同−又は相当部分を示し、（２）
は測温部、（２１）は測温部（２）の接触面、（２２）
は測温部（２）の輻射面、（３）は光導波管、（４）は
光導波管（３）と光ファイバ（５）とを結合する結合部
、（４１）は結合部（４）に設けられた集光レンズ、（
４２）は結合部（４）に設けられたスリーブ、（６）は
光検出部である。

この実施例では、測温部（２）と光導波管（３）とは融
点の高い金属で一体に形成されており、輻射面（２２）
の赤外輻射率は予め測定され既知となっている。そして
光導波管く３）の内面には鏡面を形成し、通過する光を
全反射するように構成している。そして輻射面（２２）
と光導波管（３）の内面とが汚染されないようにスリー
ブ（４２）で密封し、光ファイバ（５）と結合している
。

そして接触面（２１）を被測定物（１）に接触させるこ
とにより、速やかに輻射面（２２）の温度が被測定物（
１）の温度と同一温度となるように、接触面（２１）と
輻射面（２２）との間は良好な熱伝導を持たせている。

従って接触面（２１）を被測定１１（１）に接触させる
ことにより、輻射面（２２）からは被測定物（１）の温
度と同一の温度で既知の輻射率を持って赤外光が輻射さ
れ、この輻射光が光導波管（３）に導かれ、集光レンズ
（４１）で集光されて光ファイバ（５）に入り、光ファ
イバ（５）を介して光検出部（６）へ導かれ、光検出部
（６）で被測定物（１）の温度が検出される。

光導波管（３）は例えば肉薄の金属パイプなどで構成す
ることができるので、柔軟性を持たせることができ、ま
た光導波管（３）の長さを適当な長さにすることによっ
て、簡単にスリーブ（４２）付近の温度をガラスの転移
点温度より低くすることができる。

なお、測温部（２）における接触面（２１）と輻射面（
２２）との構成形状は、第１図に示すもの以外に各用途
に対応させて種々の形状とすることができる。第２図は
この発明の測温部（２）の形状例を示す断面図で、第１
図と同一符号は同−又は相当部分を示し、第２図（ｅ）
、（ｆ）は測温部（２）に熱伝導の良好なセラミックを
用いた場合を示す。

上記実施例では集光効率を向上させるために、結合部（
４）に集光レンズ（４１）を設けているが、この集光レ
ンズ（４１）は特に限定されるものではない。

［発明の効果］ この発明は以上説明したように、光ファイバによって輻
射光を伝送するという利点を保ちながら、従来の装置の
欠点を除去して高温の被測定物の温度を容易に測定する
ことができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す断面図、第２図はこ
の発明の測温部の形状例を示す断面図、第３図は従来の
装置を示す図。 １・・・被測定物、２・・・測温部、２１・・接触面、
２２・・・輻射面、３・・・光導波管、５・・・光ファ
イバ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 温度を測定すべき被測定物に接触する接触面と、この接
   触面との間が良好な熱伝導によって接続されその輻射率
   が既知である輻射面とを有する測温部、 内面が鏡面で形成され上記輻射面からの輻射光を内面の
   鏡面により全反射して伝送する光導波管、この光導波管
   を伝送された光を光ファイバに入力する結合部、 上記光ファイバ内を伝送された光の強さを検出する光検
   出部、 を備えたことを特徴とする温度センサ装置。