JPH0450738A - 温度測定方法 - 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］ この発明は、物体から発する赤外線レベルを測定する赤
外線測定装置に関するものである。

［従来の技術］ 絶対零度以上の温度を有するあらゆる物体は、その表面
から赤外線を放射していることが知られており、この放
射赤外線量（エネルギ量）と物体の表面温度との間には
ブランクの放射公式と呼ばれる一定の関係がある９この
ため、放射赤外線量を測定すれば物体の表面温度が分か
る。この赤外線量は赤外線検出器で検出するが、１個の
赤外線検出器はある定まった方向から来る赤外線しか検
出することができない。しかし、赤外線検出器の前に光
の通路を曲げる機構、すなわち走査機構を設けると、い
ろいろな方向からくる赤外線放射を検出することができ
る。

第４図はこの方法の一例を示す図であり、１は１０個の
平面鏡の垂直方向の角度が少しずつ異なる状態で環状に
構成された回転ミラー、２はシリコンウィンド、３は折
り返しミラー、４は集光レンズ、５は位置合わせ用モー
タ、６は垂直方向に１０個配列された赤外線検出素子、
７はそれぞれの赤外線検出素子毎に設けられた増幅器で
あり、１０チャンネル分の独立な出力信号を送出するよ
うになっている。

このように構成された装置において、赤外線だけがシリ
コンウィンド２を透過して回転ミラー１に達する。回転
ミラー１は前述したように平面鏡が垂直方向に少しずつ
ずれて設けられているので、各平面鏡は被写体の垂直方
向に少しずつずれた部分を横方向に走査することになる
。この回転ミラー１の１回転で垂直方向の１０度の範囲
を走査するようになっている。一方、赤外線検出器６は
垂直方向に１０素子並んでおり、そのｒＷＩ１９ｉＩは
垂直方向の角度１．０度に相当するようになっている。

このため１面の平面鏡で１０素子の赤外線検出器６が１
，０度おきの熱像信号を同時に受け、次の平面鏡で前の
位置よりも１．０度ずれた位置の熱像信号を同時に受け
ることになる。このようにして回転ミラー１の１回転で
被写体の垂直方向１０度を走査することになる。また、
水平方向に関しては回転ミラーの各平面鏡の水平視野角
（約１８度）を走査することになる。

このようにして得られた熱像信号は１０個の増幅器７で
それぞれ増幅されて出力される。８は温度テーブルであ
り、そこには黒体炉で温度補正された例えば第１表のよ
うなデータが記憶されている。第１表の温度範囲のうち
、例えば１４度から２３度の温度範囲が必要な場合、ス
イッチ９によって記号イで示す温度範囲を選択し、その
範囲のデータが変換テーブル１０に書き込まれる。

第１表 この書き込みは第５図に示すように、横軸に赤外線のエ
ネルギ相当の電圧すなわち第１表の久方電圧値を書き込
み、縦軸にそのときの温度を書き込む。第１表はアナロ
グ信号で記載しであるが、書き込みは８ビツトのデジタ
ル信号で行うので〇〜２５５の値をとる。このなめ、第
１表の値から不足する部分は補間をしてデータを作成す
る。

この場合、最低値をゼロ、最高値を２５５に設定する。

ところが、赤外線検出器の直線性はある範囲しか保障さ
れていない。このため、その直線性の範囲を外れる場合
はフィルタなどで久方信号を減衰させ、直線性の範囲に
入るようにしている。

［発明が解決しようとする課題］ このようにして測定した測定対象の温度は温度に対応し
た色付けがなされ、ブラウン管に表示される。変換テー
ブルへのデータ書き込みは設定範囲を変更するなど、測
定条件が変わる度に行う必要があるが、設定範囲を自動
的に決定する場合は表示画面の走査途中で測定条件が変
わると画面の途中から変換テーブルが書き換えられるた
め、表示される画面は連続性がなくなり、測定者に違和
感を与えるという課題があった。また、測定対象は温度
変化が激しいものであると、設定範囲を自動設定にして
いると温度変化が発生する都度、変換テーブルが書き換
えられ、非常に見にくい画面になるという課題を有して
いた。

［課題を解決するための手段］ このような課題を解決するため第１の発明は、変換テー
ブルへのデータ書き換えは表示のブランキング期間に行
うようにしたものである。

第２の発明は、測定対象のうち特定点の温度が設定範囲
に設けられた所定限界を越えたときに変換テーブルの書
き換えを行うようにしたものである。

［作用］ 第１の発明では測定条件が変化したとき変換テーブルの
データ書き換えが行われるが、その書き換えは表示のブ
ランキング期間に行われる。

第２の発明は測定対象の温度が変化して設定範囲の自動
設定が行われるとき、測定対象の特定点の温度が設定範
囲の所定限界内にあるときは変換テーブルへのデータ書
き換えが行われず、所定限界を越えたときにデータ書き
換えが行われる。

［実施例］ 第１図にしたがって設定範囲が決められているとし、第
１の発明ではその決められた設定範囲における設定範囲
のシフトが行われる際、変換テーブルの書き換えが行わ
れるが、その書き換えは第２図に示すように、表示のブ
ランクキング期間に行われる。第２図においてステップ
２００に示すように先ず測定条件の変化が検出される。

この測定条件の変化は各種あるが、例えば測定中心温度
を変えたとき、設定範囲を変えたときく温度分解能を変
えたとき）、温度テーブルを変えたとき、室温が変化し
たとき、変換テーブルの飽和部分が変わったときなどが
ある。

このように測定条件が変化する度にステップ２００がｒ
ＹＥＳ、と判断され、ステップ２０１で変換テーブル書
き換えのための補間演算等の所定の演算が行われる。そ
してステップ２０２で表示のブランキング期間であるこ
とが判断されるとステップ２０３に示すように、変換テ
ーブル書き換えの処理が行われる。なお、ステップ２０
０で測定条件が変化しない場合は変換テーブルの書き換
えは行われない。

第３図は第２の発明を示すフローチャートであり、設定
範囲の変更を行う場合の例である。この場合はステップ
３００において測定対象の温度変化が検出されると、ス
テップ３０１において測定対象の特定点の温度が設定範
囲の２５％未満まで変化したか否かが判断される。ここ
で２５％未満になったと判断されたとき、ステップ３０
３に示すように変換テーブルの書き換えが行われる。ス
テップ３０１で２５％未満でない場合は、ステップ３０
２において特定点の温度は設定範囲の７５％以上になっ
たか否かが判断される。この判断がｒＮＯＪであれば処
理を終了する。すなわち現設定範囲のままとしておき、
余分な書き換え処理を行わない。しかし、ステップ３０
２が７５％以上であると判断されたときはステップ３０
３に示すように変換テーブルの書き換えを行う。

なお、第３図においては重複説明を避けるため第２図の
動作は説明していないが、表示の、違和感を避けるため
には変換テーブルの書き換えはブランキング期間に行え
ばさらに良い。

次に第１図に示す設定範囲の自動設定の動作について説
明する。第１図において各記号は次のように定義する。

Ｐ■ａｘ＝第５図の最大入力（赤外線のエネルギ相当で
０から２５５までのデジタル量） Ｐａｉｎ：第５図の最小入力（赤外線のエネルギ相当で
０から２５５までのデジタル量） ＴＬ：測定範囲の最小温度設定値（アナログ量）ＴＩｌ
：測定範囲の最大温度設定値（アナログ量）Ｔｏ）１：
測定対象の最大温度［Ｔｏｔ＋＝ｆ（Ｐｍａｘ　）であ
り、アナログ量である］ ＴＯＬ：測定対象の最小温度［Ｔｏｔ＝　ｆ　（Ｐａｉ
ｎ　）であり、アナログ量である］ 第１図においてＰ　ｗａｘとＰ■ｉｎが等しい場合につ
いて説明すると、この場合は最小値、最大値とも設定範
囲外（丁度境界にある場合を含む）にある場合、あるい
は設定範囲内であるが設定値の最大値と最小値が等しく
なっている場合である。

ステップ１００において入力最小値Ｐ　ｗｉｎと入力最
大値Ｐ■ａｘが等しいと判断され、ステップ１０１に示
すように入力データＰが２５５でもなく、ステップ１０
３に示すように０でもないと判断された場合は、現在設
定値の最大値および最小値が接近し過ぎている場合であ
る。このときはステップ１０５に示すように測定範囲の
最小温度設定値ＴＬを現設定範囲の１０％だけ下げ、測
定範囲の最大温度設定値Ｔｌｌを現設定範囲の１０％だ
け増やす。そしてステップ１０６に示すように、測定対
象の温度差が設定範囲の６０％になったか否かを判断し
、その条件を満足するまで設定範囲の変更を行う。

ステップ１０１で入力データＰ＝２５５と判断された場
合は設定範囲最大値が低すぎるのであるから、ステップ
１０２に示すように最大値を現在の設定範囲量の温度差
分だけ高い側に移動して後述するステップ１１フ以後の
処理を行う。またステップ１０３で入力データＰ−０と
判断された場合は設定範囲最小値が高過ぎるのであるか
ら、ステップ１０４に示すように最小値を現在設定範囲
の温度差分だけ低い側に移動する。そｊ−でステップ１
０２．１０４のどちらの処理が行われた場合でもステッ
プ１１７に示すように測定範囲内に測定対象があるか否
かが判断され、測定範囲内に測定対象がない場合、ステ
ップ１１９に示すように測定レンジが２倍に設定される
。それでもまだ測定範囲内に測定対象がない場合は、測
定範囲内に測定対象が入るまで、その都度測定レンジが
現在設定範囲の２倍に変更される。するとやがて測定対
象が測定範囲内に入るようになるが、ステップ１１８に
示すように測定対象の最小値、最大値の両方が設定範囲
内に入るまで、測定範囲の拡大は続けられる。

測定対象の最小値、最大値の両方が設定範囲内に入った
ことがステップ１１８で判断されるとステップ１１２に
示すように、測定対象の温度差が設定範囲の６０％以下
であるか否かが判断される。

測定対象の温度差が設定範囲の６０％より大きい場合は
設定範囲が狭過ぎるのであるから、ステップ１１５，１
１６に示すように、それが６０％になるまで、設定値最
小値を現在設定範囲の１０％だけ低くするとともに、設
定値最大値を現在設定値の１０％だけ高くする。ステッ
プ７１２で測定対象の温度差が設定範囲の６０％以下で
ある場合はステップ１１３．１１４に示すように、逆の
操作を行う。

ステ・ツブ１００においてＰ　ｗａｘ　＝　Ｐ　ｗｉｎ
ではないと判断され、ステップ１０７においてデータＰ
　ｗａｘは２５５でありＰ　ｗｉｎは０であると判断さ
れたときは測定対象の温度差に比較して設定範囲が狭過
ぎることになる。このため、ステップ１０５．１０６に
おいて前述したように、測定対象の温度差が設定範囲の
６０％になるまで設定範囲が広げられる。しかしステッ
プ１０８において入力データの最大値Ｐ　ｇ＊ａｘだけ
が２５５で最小値Ｐ　ｗｉｎは０でないと判断された場
合は、測定対象の最大値だけが測定範囲外にあるので、
ステップ１０９に示すように設定値最大値を現在設定範
囲の１０％だけ増加させた後、ステップ１１２において
測定対象の温度差が設定範囲の６０％より大きいか、小
さいかを判断する。それによって前述ｌ−たように、ス
テップ１１３，１１４あるいは１１５．１１６の処理に
よって測定対象の温度差が設定範囲の６０％となるまで
設定範囲を広げるか、縮めるかの処理を行う。また入力
データ最小値Ｐｗｉｎが０で最大値Ｐ　ｗａｘが２５５
でない場合は最小設定値が高過ぎるのであるから、ステ
ップ１１１に示すように設定値最小値を現在設定範囲の
１０％だけ下げたうえ、測定対象の温度差が設定範囲の
６０％となるように、前述と同様にして設定範囲の調整
を自動的に行う。

「発明の効果］ 以上説明したように第１の発明は、変換テーブルへのデ
ータ書き込みは表示のブランキング期間におこなったの
で、表示画面が切り換わってから新たな条件の測定結果
が表示され、測定者に違和感を与えないという効果を有
する。第２の発明は温度変化が小さな間は変換テーブル
の書き換えは行わないようにしたので、測定対象の温度
変化が頻繁に発生するものでも、安定に測定が行えると
いう効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は設定範囲の自動設定を行う状態を説明するため
のフローチャート、第２図は第１の発明を説明するため
のフローチャート、第３図は第２の発明を説明するため
のフローチャート、第４図は赤外線検出部の構成を示す
図、第５図は変換テ−プルの特性を示すグラフである。 １・・・・回転ミラー、２・・・・シリコンウィンド、
６・・・・赤外線検出素子、７・・・・増幅器、８・・
・・温度テーブル。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）赤外線エネルギの値に応じた温度データを出力す
   る変換テーブルによって測定対象の温度を測定して表示
   画面に表示する赤外線測定装置において、 測定条件の変化を検出したときデータ変化検出信号を発
   生する測定条件変化検出手段と、データ変化検出信号が
   供給されたとき表示のブランキング期間を検出してブラ
   ンキング期間検出信号を発生するブランキング期間検出
   信号と、ブランキング期間検出信号が供給されたとき変
   換テーブルを新たな測定条件に適合すように書き換える
   書き換え手段とを備えたことを特徴とする赤外線測定装
   置。
2. （２）請求項１において、測定条件の変化は測定対象に
   おける特定箇所の温度が設定範囲に設けられた所定限界
   を越えたときに検出されるものであることを特徴とする
   赤外線測定装置。