JPH0462011B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (1) 発明の分野 この発明は、ガラス、高分子フイルム等の半透
明体の温度を測定する装置に関するものである。

(2) 従来技術 半透明体の温度を測定するには、その物質の吸
収帯に測定波長を限定した放射温度計を用いて行
う方法がある。

しかしながら、この方法では、波長を限定して
いるため、感度が悪く、測定下限温度を低くとれ
ない問題点がある。また、顕著な吸収帯がない場
合は、特に測定が困難となる。

(3) 発明の目的 この発明の目的は、以上の点に鏡み、鏡を利用
して半透明体の温度を高精度に測定することがで
きる温度測定装置を提供することである。

(4) 発明の実施例 第１図は、この発明の一実施例を示す構成説明
図である。

図において、１は被測定対象であるガラス、高
分子フイルム等の半透明体２をおおう壁、３は半
透明体２の背面に設けられた鏡（ミラー）、４は
半透明体２からの放射エネルギーを受光する放射
温度計、５は放射温度計４の出力を記憶する記憶
手段、６は放射温度計４の出力等から半透明体２
の真温度を演算する演算手段である。

ここで測定原理は次のようである。

半透明体２の温度をＴ、表面の反射率をρ₁、裏
面の反射率をρ₂、透過率をτとし、鏡３の温度を
T₀，反射率をρ₀、壁面１ａの温度をT_W、放射率
をε_Wとし、半透明体２、鏡３、壁面１ａからの
放射エネルギーをＥ(T)，Ｅ（T₀），Ｅ（T_W）、放射
温度計５の受光する放射エネルギーをＥ(S)とすれ
ば、半透明体２と鏡３との間の多重反射を考慮し
て次式が成り立つ。

Ｅ(S)＝｛（１−ρ₁−τ）＋（１−ρ₂−τ）ρ₀〓／
１−ρ₀ρ₂｝Ｅ(T)＋１−ρ₀／１−ρ₀ρ₂τE（T₀） ＋ε_W（ρ₁＋τ²ρ／１−ρ₀ρ₂）Ｅ（T_W） ＝（１
−α−β）Ｅ(T)＋ε_WαE（T_W）＋βE（T₀）……(1) ここで、 α＝ρ₁＋ρ₀／１−ρ₀ρ₂τ²，β＝１−ρ₀／１−ρ₀
ρ₂τ……(2) である。

つまり、(1)式において、右辺第１項，第２項，
第３項は、それぞれ、熱放射の半透明体２から、
壁面１ａから、背面の鏡３からの寄与分で、その
係数１−α−β，α，βは寄与率を示す。

(1)式よりＥ(T)を求めれば次式となる。

Ｅ(T)＝Ｅ(S)−ε_WαE（T_W）−βE（T₀）／１−α−
β……(3) ところで、半透明体２がないときの放射温度計
４の出力をＥ（S₀）とすれば、鏡３のみを考慮し
て次式が成り立つ。

Ｅ（S₀）＝ρ₀ε_WＥ（T_W）＋（１−ρ₀）Ｅ（T₀）
……(4) これより、 ε_WＥ（T_W）＝Ｅ（S₀）−（１−ρ₀）Ｅ（T₀）／ρ…
…(5) となり、この(5)式を(1)式に代入して整理すると次
式となる。

Ｅ(S)＝(1-γ-δ)Ｅ(T)＋γE(S₀)＋δE(T₀) ……(6) ここで、 γ＝α／ρ₀，δ＝α＋β−γ ……(7) である。背面を鏡３で構成すれば、(6)式の第３項
はほぼ無視でき、例えば、ρ₁＝ρ₂＝0.2、τ＝0.4、
ρ≧0.8とすればδ≒０となり、(6)式は次のよう
になる。

Ｅ(S)＝（１−γ）Ｅ(T)＋γE（S₀） ……(8) これより、Ｅ(T)を求めれば次式となる。

Ｅ(T)＝Ｅ(S)−γE（S₀）／１−γ ……(9) (9)式によれば、半透明体２がないときの放射温
度計４の出力Ｅ（S₀）を記憶手段５に記憶させ、
半透明体２があるときの出力Ｅ(S)に補正を加える
ことにより、壁面１ａの影響を除去できる。

第１図の装置の動作は次の通りである。

あらかじめ、測定前に透明体２の反射率ρ₁，
ρ₂、透過率τ、鏡３の反射率ρ₀に基く定数γを演
算手段６の設定値として入力させ、また、半透明
体２がないときの放射温度計４の出力Ｅ（S₀）を
適当な記憶手段５に記憶させておく。

次に、測定時、演算手段６は放射温度計４の半
透明体２からの出力Ｅ(S)に、記憶手段５の出力Ｅ
（S₀）、定数γに基いて、(9)式のような補正演算を
行つてＥ(T)を求め、これより透明体２の真温度Ｔ
を演算して求めることができる。

なお、壁面１ａの温度は、測定前、測定中で大
きく変化しないものとし、δ≒０とできない場合
は、(6)式に基いてδ，T₀を考慮して温度Ｔを求
めればよい。また、演算手段６等は、マイクロコ
ンピユータで構成してもよい。

(5) 発明の要約 以上述べたように、この発明は、半透明体の背
面に鏡を設け、放射温度計の半透明体からの放射
エネルギー出力を、半透明体がないときの放射温
度計出力、半透明体の反射率、透過率、鏡の反射
率等で演算手段により補正し、透明体の真温度を
測定するようにした温度測定装置である。

(6) 発明の効果 半透明体の背面に鏡を設けることにより、半透
明体のみかけの放射率を高め、背面からの熱放射
の影響を除去するようにしているので、簡単な構
成で半透明体の真温度を高精度に測定することが
できる。また、壁面の温度の測定は不要なので、
いつそう安価、高信頼性のものとなる。特に、特
定の吸収帯がなく、低温測定の場合に有効で、半
透明体全般の温度測定に好適で、実用的効果が大
きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例を示す構成説明
図である。 １…壁、２…半透明体、３…鏡、４…放射温度
計、５…記憶手段、６…演算手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 半透明体の背面に設けられた鏡と、前記半透
   明体からの放射エネルギーＥ(T)などを受光する放
   射温度計と、この放射温度計の出力Ｅ(S)を、記憶
   手段に記憶された前記半透明体がないときの出力
   Ｅ（S0）ならびに前記半透明体の表面および裏面
   の反射率ρ1，ρ2、透過率τ、前記鏡の反射率ρ0に
   よる定数γに基いて Ｅ(T)＝［Ｅ(S)−γE（S0）］／（１−γ） なる補正演算を行い、前記半透明体の温度Ｔを演
   算する演算手段とを備えた温度測定装置［ここ
   で、 γ＝ρ1／ρ0＋τ²／（１−ρ0ρ2）］。