JPH06307939A - 放射温度計 - Google Patents
放射温度計Info
- Publication number
- JPH06307939A JPH06307939A JP12052293A JP12052293A JPH06307939A JP H06307939 A JPH06307939 A JP H06307939A JP 12052293 A JP12052293 A JP 12052293A JP 12052293 A JP12052293 A JP 12052293A JP H06307939 A JPH06307939 A JP H06307939A
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- JP
- Japan
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- temperature
- wavelength
- detection element
- radiation thermometer
- measurement
- Prior art date
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】単一の検出素子で高精度測温を可能とする。
【構成】放射エネルギーＬが波長０．６５〜１．６μｍ
の帯域内のいずれかの波長を透過する互いに異なる透過
波長の複数のフィルタ２１、…、２ｎを介し、ＩｎＧａ
Ａｓの検出素子３に入射する。検出素子３の出力は、増
幅器４で増幅され、演算手段６で各波長に対応した演算
がなされ温度等に変換される。
の帯域内のいずれかの波長を透過する互いに異なる透過
波長の複数のフィルタ２１、…、２ｎを介し、ＩｎＧａ
Ａｓの検出素子３に入射する。検出素子３の出力は、増
幅器４で増幅され、演算手段６で各波長に対応した演算
がなされ温度等に変換される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、測定対象からの放射
エネルギーを検出して温度を測定する放射温度計に関す
るものである。
エネルギーを検出して温度を測定する放射温度計に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に光起電力形の半導体素子は感度波
長帯域が狭く、広い温度範囲にわたって高精度に測温す
ることが困難である。出願人は、特公昭４６−２２７２
０号公報において、互いに波長選択帯域を異にする複数
のフィルタに対応させて分光感度を異にする複数種の検
出素子を設けて組み合わせ、広い測定温度範囲にわたっ
て十分に高精度な測温ができる放射温度計を提案した。
長帯域が狭く、広い温度範囲にわたって高精度に測温す
ることが困難である。出願人は、特公昭４６−２２７２
０号公報において、互いに波長選択帯域を異にする複数
のフィルタに対応させて分光感度を異にする複数種の検
出素子を設けて組み合わせ、広い測定温度範囲にわたっ
て十分に高精度な測温ができる放射温度計を提案した。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この複
数種の検出素子を用いる方法では、装置が大型化し、ま
た、測温精度がやはり十分なものではなかった。
数種の検出素子を用いる方法では、装置が大型化し、ま
た、測温精度がやはり十分なものではなかった。
【０００４】この発明は、以上の点に鑑み、単一の検出
素子で、しかも十分高精度な測温を可能とした放射温度
計を提供することである。
素子で、しかも十分高精度な測温を可能とした放射温度
計を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明は、測定対象か
らの放射エネルギー光のうち約０．６５μｍから１．６
μｍの波長領域における互いに異なる波長帯域の光を透
過させる複数の分光手段と、この各分光手段を透過した
光を検出するＩｎＧａＡｓを用いた検出素子と、この検
出素子の出力を温度に変換する演算手段とを備えるよう
にした放射温度計である。
らの放射エネルギー光のうち約０．６５μｍから１．６
μｍの波長領域における互いに異なる波長帯域の光を透
過させる複数の分光手段と、この各分光手段を透過した
光を検出するＩｎＧａＡｓを用いた検出素子と、この検
出素子の出力を温度に変換する演算手段とを備えるよう
にした放射温度計である。
【０００６】
【実施例】本願発明で用いるＩｎＧａＡｓを用いた光起
電力素子を用いた検出素子は、０．６５μｍ〜１．７μ
ｍの広い感度帯域をもち、この波長領域における異なる
波長帯域を利用してマルチウェーブ（多波長形）検出素
子として使用できる。また、特に、０．６５μｍ〜１．
６μｍでは、温度係数が０．１〜０．２％／℃と少く、
波長特性はないので、この０．６５〜１．６μｍの間の
温度補償は、波長と無関係に簡単な電気回路で行うこと
で済むので、この波長帯域で互いに異る波長の光を利用
する。
電力素子を用いた検出素子は、０．６５μｍ〜１．７μ
ｍの広い感度帯域をもち、この波長領域における異なる
波長帯域を利用してマルチウェーブ（多波長形）検出素
子として使用できる。また、特に、０．６５μｍ〜１．
６μｍでは、温度係数が０．１〜０．２％／℃と少く、
波長特性はないので、この０．６５〜１．６μｍの間の
温度補償は、波長と無関係に簡単な電気回路で行うこと
で済むので、この波長帯域で互いに異る波長の光を利用
する。
【０００７】図１は、上記ＩｎＧａＡｓ素子を用いたこ
の発明の一実施例を示す構成説明図である。
の発明の一実施例を示す構成説明図である。
【０００８】図において、測定対象からの放射エネルギ
ーＬは、波長０．６５〜１．６μｍ帯域内のいずれかの
波長を透過する互いに異なる透過波長の複数の分光手段
としてのフィルタ２１、…、２ｎを有し、モータＭで回
転する、回転盤１により、所定の波長の光がＩｎＧａＡ
ｓの検出素子３に入射し、電気信号に変換され取り出さ
れる。この検出素子３の出力は増幅器４で増幅され、回
転盤１の各フィルタ２１、…、２ｎに対応した同期信号
を発生する同期検出器１０の同期信号によって１個また
複数個のホールド回路５でサンプルホールドされて分離
され各波長帯域に対応した測温範囲について個別又は順
次マイクロコンピュータ等演算手段６でリニアライズそ
の他の演算処理がなされ温度信号に変換され、温度Ｔが
得られる。また、検出素子１の温度を検出する温度素子
７の出力が増幅器４または演算手段６に入力され温度補
償に用いられるが、検出素子３に直結して温度補償回路
を接続する等すれば省略できる。このようにして、各波
長に対応した放射エネルギーが１個の素子で可能とな
り、各波長に対して測温範囲が異なるので、広い範囲に
わたった測温が可能となる。
ーＬは、波長０．６５〜１．６μｍ帯域内のいずれかの
波長を透過する互いに異なる透過波長の複数の分光手段
としてのフィルタ２１、…、２ｎを有し、モータＭで回
転する、回転盤１により、所定の波長の光がＩｎＧａＡ
ｓの検出素子３に入射し、電気信号に変換され取り出さ
れる。この検出素子３の出力は増幅器４で増幅され、回
転盤１の各フィルタ２１、…、２ｎに対応した同期信号
を発生する同期検出器１０の同期信号によって１個また
複数個のホールド回路５でサンプルホールドされて分離
され各波長帯域に対応した測温範囲について個別又は順
次マイクロコンピュータ等演算手段６でリニアライズそ
の他の演算処理がなされ温度信号に変換され、温度Ｔが
得られる。また、検出素子１の温度を検出する温度素子
７の出力が増幅器４または演算手段６に入力され温度補
償に用いられるが、検出素子３に直結して温度補償回路
を接続する等すれば省略できる。このようにして、各波
長に対応した放射エネルギーが１個の素子で可能とな
り、各波長に対して測温範囲が異なるので、広い範囲に
わたった測温が可能となる。
【０００９】つまり、分光放射輝度Ｌ＝ｋＴn とし、ウ
ィーンの式を用いると、ｋは定数とし、指数ｎは次式で
得られる。（（社）計測自動制御学会発行「温度計測」
第１８８頁〜第１８９頁、同「新編温度計測」第１９９
頁〜第２００頁等参照）。
ィーンの式を用いると、ｋは定数とし、指数ｎは次式で
得られる。（（社）計測自動制御学会発行「温度計測」
第１８８頁〜第１８９頁、同「新編温度計測」第１９９
頁〜第２００頁等参照）。
【００１０】 ｎ＝Ｃ2 ／λＴ （１） ここでＣ2 ＝０．０１４３８８ｍ・ｋの定数で、ｎ値は
同一温度Ｔでは、波長が短いほうが大きくなる。
同一温度Ｔでは、波長が短いほうが大きくなる。
【００１１】また、この指数ｎを利用して、放射率変化
Δεが温度変化ΔＴにおよぼす影響を次式であらわすこ
とができる。
Δεが温度変化ΔＴにおよぼす影響を次式であらわすこ
とができる。
【００１２】 ΔＴ＝（１／ｎ）・（Δε／ε）・Ｔ （２） この（２）式より、ｎが十分大きければ、放射率εが変
化しても、温度変動の影響は少いものとなる。
化しても、温度変動の影響は少いものとなる。
【００１３】上記ＩｎＧａＡｓの検出素子３を用い、１
００℃を１．６μｍ、３００℃を１．４μｍ、５００℃
を０．９μｍ、７００℃を０．６５μｍで測定したとき
の各温度でのｎ値は、それぞれ２４、１８、２０、２２
と大きい。通常測定で用いられる１００℃を４μｍのＰ
ｂＳｅ素子ではｎ＝９．６、３００℃を２μｍのＰｂＳ
素子ではｎ＝１３、５００℃を１．６μｍのＧｅ素子で
はｎ＝１２、７００℃を０．９μｍのＳｉ素子ではｎ＝
１６等と比べ、ＩｎＧａＡｓ素子３の方がｎ値が２０前
後で数十％以上大きく、はるかに放射率変動の影響が少
く、１００℃位からの低温域での温度測定が十分高精度
に可能となる。以上のことを図３にまとめて示す。この
ように、複数波長を用いることにより、これを各温度範
囲に対応させることで、低温から高温までの広い温度範
囲の高精度な測定が可能となる。
００℃を１．６μｍ、３００℃を１．４μｍ、５００℃
を０．９μｍ、７００℃を０．６５μｍで測定したとき
の各温度でのｎ値は、それぞれ２４、１８、２０、２２
と大きい。通常測定で用いられる１００℃を４μｍのＰ
ｂＳｅ素子ではｎ＝９．６、３００℃を２μｍのＰｂＳ
素子ではｎ＝１３、５００℃を１．６μｍのＧｅ素子で
はｎ＝１２、７００℃を０．９μｍのＳｉ素子ではｎ＝
１６等と比べ、ＩｎＧａＡｓ素子３の方がｎ値が２０前
後で数十％以上大きく、はるかに放射率変動の影響が少
く、１００℃位からの低温域での温度測定が十分高精度
に可能となる。以上のことを図３にまとめて示す。この
ように、複数波長を用いることにより、これを各温度範
囲に対応させることで、低温から高温までの広い温度範
囲の高精度な測定が可能となる。
【００１４】図２は、この発明の他の一実施例を示し、
図１と同一符号は同一の構成要素を示す。この例では、
回転盤１の各フィルタ２１、…２ｎを透過した光Ｌは、
ＩｎＧａＡｓの検出素子３で検出され、増幅器４で増幅
され、Ａ−Ｄ変換器８で同期検出器１０の同期信号によ
り分離されてデジタル信号とされ、演算手段６で所定の
リニアライズ演算され、温度Ｔが取り出される。また、
温度検出器７の出力で、所要の補償演算がなされ、この
ようにして、上述の波長分割して測温が行われる。ま
た、回折格子、プリズム等の分光手段を利用して連続的
に波長選択して検出素子３に入射させ測定するようにし
てもよい。
図１と同一符号は同一の構成要素を示す。この例では、
回転盤１の各フィルタ２１、…２ｎを透過した光Ｌは、
ＩｎＧａＡｓの検出素子３で検出され、増幅器４で増幅
され、Ａ−Ｄ変換器８で同期検出器１０の同期信号によ
り分離されてデジタル信号とされ、演算手段６で所定の
リニアライズ演算され、温度Ｔが取り出される。また、
温度検出器７の出力で、所要の補償演算がなされ、この
ようにして、上述の波長分割して測温が行われる。ま
た、回折格子、プリズム等の分光手段を利用して連続的
に波長選択して検出素子３に入射させ測定するようにし
てもよい。
【００１５】
【発明の効果】以上述べたように、この発明は、１個の
ＩｎＧａＡｓ素子に多波長の光を透過する０．６５μｍ
〜１．６μｍにわたる分光手段を用いて波長分割して測
温するようにしたので、１００℃位から高温域までの測
温が高精度、かつ安定して可能となり、ｎ値も十分に高
いので放射率変動の影響も少いものとなる。
ＩｎＧａＡｓ素子に多波長の光を透過する０．６５μｍ
〜１．６μｍにわたる分光手段を用いて波長分割して測
温するようにしたので、１００℃位から高温域までの測
温が高精度、かつ安定して可能となり、ｎ値も十分に高
いので放射率変動の影響も少いものとなる。
【図１】本発明の一実施例を示す構成説明図である。
【図２】本発明の一実施例を示す構成説明図である。
【図３】従来例と本発明の比較説明図である。
１ 回転盤 ２１、…、２ｎ フィルタ ３ 検出素子 ４ 増幅器 ５ ホールド回路 ６ 演算手段 ７ 温度検出器 ８ Ａ−Ｄ変換器 １０ 同期検出器 Ｌ 放射エネルギー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 正 東京都板橋区熊野町32番８号 株式会社チ ノー内
Claims (1)
- 【請求項１】測定対象からの放射エネルギーのうち約
０．６５μｍから１．６μｍの波長領域における互いに
異なる波長帯域の光を透過させる分光手段と、この分光
手段を透過した光を検出するＩｎＧａＡｓを用いた検出
素子と、この検出素子の出力を温度に変換する演算手段
とを備えたことを特徴とする放射温度計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12052293A JPH06307939A (ja) | 1993-04-23 | 1993-04-23 | 放射温度計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12052293A JPH06307939A (ja) | 1993-04-23 | 1993-04-23 | 放射温度計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06307939A true JPH06307939A (ja) | 1994-11-04 |
Family
ID=14788344
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12052293A Pending JPH06307939A (ja) | 1993-04-23 | 1993-04-23 | 放射温度計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06307939A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006145290A (ja) * | 2004-11-17 | 2006-06-08 | Chino Corp | 標準放射温度計 |
-
1993
- 1993-04-23 JP JP12052293A patent/JPH06307939A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006145290A (ja) * | 2004-11-17 | 2006-06-08 | Chino Corp | 標準放射温度計 |
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