JPH03264829A - ファイバー放射温度計受光部の構造 - 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、被測定物から放射される放射光を測定するこ
とによって被測定物の温度を測定するファイバー放射温
度計の受光部の構造に関する。この発明は特に高温環境
下で用いるファイバー放射温度計に使用するに適するも
のである。

〔概要〕

本発明は、ファイバー放射温度計受光部の構造において
、 伝送用光ファイバーの周囲に入射する放射光を外部に導
く誤差光除去用の光ファイバーを設けることにより、 被測定物のスポット径外からの放射光による誤差を小さ
くするものである。

〔従来の技術〕

ファイバー放射温度計は、物体が放射する熱による放射
光を光ファイバーによって遠隔地に導き、光を電気に変
換する受光素子を備える温度変換部によって、遠隔的に
温度測定を行うものであり、熱せられた金属あるいは炎
の温度などの高温の測定対象の温度を測定するのに多く
用いられるものである。このファイバー放射温度計は放
射エネルギをそのまま光ファイバーで伝送でき、電磁誘
導などの影響を取り除くことができるため、高温度の測
定を遠隔的に行う場合に利用されている。

このファイバー放射温度計の測定対象から放射される放
射光を光ファイバーに入射させる従来のファイバー放射
温度計の受光部の構造を第２図に示す。

このファイバー放射温度計の受光部２は、測定対象１の
表面から放射される光を集光して伝送用光ファイバー６
の端面に入射させる集光レンズ３と、この集光レンズ３
を固定保持するレンズホルダ４と、このレンズホルダ４
および伝送用光ファイバー６の端部を固定保持する受光
部ケース５とから構成されている。

測定対象１の表面から放射される光は集光レンズ３によ
り伝送用光ファイバー６の端面に入射され、入射された
放射光は伝送用光ファイバー６によって離れたところに
あって光電変換素子を備え、光を電気信号に変換し、さ
らにこれを黒体放射によって校正した後、測定対象の温
度を導出する温度変換部８に導かれて測定対象１の温度
が測定される。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、測定対象１が集光レンズ３の光フアイバー放
射温度径の温度測定が可能な必要最小限の径を示すスポ
ット径りより大きい場合には、その集光像は伝送用光フ
ァイバー６の端面の受光径ｄより大きくなる。このため
、集光レンズ３によって受光部内に入射された光は、ケ
ース内部の種々の面で反射を繰り返し、最終的には、伝
送用光ファイバー６に入射し、温度変換部８に導かれる
。

このため、温度変換部８で測定する測定対象１の測定温
度に誤差が生じてくる。

従来は、この誤差を小さくするため、受光部２内の光路
中に絞り機構を設けたり、受光部ケース５あるいはレン
ズホルダ４の内部面の反射面を黒体無反射処理をしたり
していた。

しかし、高温部、例えば航空機用エンジン内部の温度な
どを測定しようとする場合には、この受光部のケース内
も高温になるため、黒体無反射処理では充分でなく、こ
の受光部外から入射した放射光が伝送用光ファイバーに
入射して誤差となってしまう。

また、受光部も高温に曝されるため、レンズホルダ４お
よび受光部ケース５の金属表面が酸化し、このため受光
部内部の放射率が高くなる。この受光部内部の内部放射
光は最終的には伝送用光ファイバー６に入射し、温度変
換部８に導かれるので誤差となって現れてくる問題があ
った。

本発明は上述の欠点を解消するもので、誤差となって現
れる測定対象のスポット径外からの放射光および内部放
射光の伝送用光ファイバーに入射する量を少なくして、
測定誤差を低減化できるファイバー放射温度計を提供す
ることを目的にする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、被測定物から放射される放射光を集光する光
学手段と、この光学手段により集光された放射光を温度
変換部へ伝送する伝送用光ファイバーと、上記光学手段
を保持するホルダと、このホルダおよび伝送用光ファイ
バーの端部を固定保持する受光部ケースとを備えたファ
イバー放射温度計受光部の構造において、 上記伝送用光ファイバーの周囲に、他端が光吸収端に導
かれた光ファイバーが設けられたことを特徴とする。

なお、受光部内面は放射率を低く維持できる金等の材料
で被われることが好ましい。

〔作用〕

測定対象から放射される放射光は集光レンズにより集光
されて伝送用光ファイバーの端面に入射され、この光は
伝送用光ファイバーによって温度変換部に導かれて温度
に変換される。

誤差の原因となる測定対象のスポット径外から入射する
不要な放射光あるいは内部放射光は伝送用光ファイバー
の周囲に設けられた誤差光除去用の光ファイバーによっ
て外部の光吸収端に導かれて受光部外に放射される。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例のファイバー放射温度計の受
光部の断面を示す図である。

本発明実施例のファイバー放射温度計の受光部２は、測
定対象１から放射される放射光を集める光学手段として
の集光レンズ３と、この集光レンズ３により集光された
放射光を温度変換部８へ伝送する伝送用光ファイバー６
と、集光レンズ３を保持するレンズホルダ４と、これら
のレンズホルダ４および伝送用光ファイバー６の端部を
固定保持する受光部ケース５とを備えたファイバー放射
温度計受光部の構造において、本発明の特徴とする伝送
用光ファイバー６の周囲に、他端がこの受光部外にあり
、光を吸収するような材料が塗られた吸収端に導く誤差
光除去用の光ファイバー７が伝送用光ファイバー６を束
ねる形で設けられている。

また、本実施例の受光部ケース５の内面は高温環境下で
も酸化し難く放射率を低く維持する金で被われており、
また、レンズホルダ４の内面も同様に高温環境下でも放
射率を低く維持する金で被われている。

次に本実施例の作用について説明する。

測定対象ｌから放射される熱による放射光は、集光レン
ズ３により集光され、伝送用光ファイバー６の端面に入
射される。この伝送用光ファイバー６に入射された測定
対象１からの放射光は伝送用光ファイバー６によって温
度変換部８に導かれ、この温度変換部８内の光電変換素
子によって電気信号に変換される。そして、黒体放射で
温度校正が行われて測定温度が導き出される。

ファイバー放射温度計の温度測定が可能となる必要最小
径であるスポット径り以上の表面から放出される放射光
も集光レンズ３によってケース内部に集光されるが、こ
の放射光は伝送用光ファイバー６の端面には焦点を結ば
ず、誤差光除去用の光ファイバー７の端面に入射される
。この誤差光除去用の光ファイバー７に入射した光は受
光部外にある光ファイバー７の吸収端により吸収放出さ
れるため、受光部内で伝送用光ファイバー６に入射する
誤差光を削減することが可能である。

また、受光部ケース５の内面およびレンズホルダ４の表
面は酸化され難い金でできているので、高温環境下でも
放射率が低い状態を保つことができる。このため、受光
部内での内部放射量を低減することができ、伝送用光フ
ァイバー６に入射する誤差光を減少することができる。

さらに、受光部内での放射光も伝送用光ファイバー６の
周囲に束ねられている誤差光除去用光ファイバー７に入
射する割合の方が大きいため、受光部内での放射光も外
部に放出され、誤差を小さくすることができる。

なお、この実施例では、受光部ケース５の内面およびレ
ンズホルダ４の表面を金としたが、高温環境下でも酸化
し難く放射率を低く維持できる材質であれば金には限ら
ず、他の材料、例えば白金を使用してもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は測定対象のスポット径以
上からの放射を温度変換部に伝送せず、受光部外に放出
し、また、受光部内での放射光を削減しかつ伝送用光フ
ァイバーに入射する誤差光を低減するので、温度検出に
かかる誤差を小さくすることが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例を示す断面図。 第２図は従来例の構造を示す断面図。 １・・・測定対象、２・・・受光部、３・・・集光レン
ズ、４・・・レンズホルダ、５・・・受光部ケース、６
・・・伝送用光ファイバー、７・・・光ファイバー　８
・・・温度変換部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被測定物から放射される放射光を集光する光学手段
   と、 この光学手段により集光された放射光を温度変換部へ伝
   送する伝送用光ファイバーと、 上記光学手段を保持するホルダと、 このホルダおよび伝送用光ファイバーの端部を固定保持
   する受光部ケースと を備えたファイバー放射温度計受光部の構造において、 上記伝送用光ファイバーの周囲に、他端が光吸収端に導
   かれる光ファイバーが設けられた ことを特徴とするファイバー放射温度計受光部の構造。 ２、受光部内面が放射率を低く維持できる材料で被われ
   た請求項１記載のファイバー放射温度計受光部の構造。