JPH1151771A - 放射温度計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】簡易な構成で、自己診断が可能な放射温度計を
提供することである。 【解決手段】測定対象１からの放射エネルギーを検出し
測定対象の温度を測定するための検出素子７と、この検
出素子７に半導体素子光源１５の光を入射させる光分岐
手段４と、この検出素子７に入射する半導体素子光源１
５の放射エネルギーを求めその変化に基いて自己診断を
行う処理手段９とを備えるようにした放射温度計であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、放射エネルギー
を用いて測定対象の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】放射温度計を長時間使用していると、光
学系、検出素子等の放射温度計の各部が劣化して測定誤
差を招く。このため、この劣化状態を把握することが要
望されている。通常、定期的又は必要時に、基準の黒体
炉を放射温度計で照準し、放射温度計の校正を行うよう
にしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、基準の
黒体炉を用いて放射温度計の校正を行うとき、放射温度
計を設置箇所から取り外して基準の黒体炉を設置した所
に持ち込むか、又は基準の黒体炉を放射温度計の設置箇
所の持ち込み、いちいち放射温度計を黒体炉で比較検定
をしなければならず、装置が大がかりなものになり、ま
た、校正時期の把握、校正作業の手間を多く要し、煩雑
であった。

【０００４】又、校正を行うため、校正用の光学電球を
組み込んで用いる方法も考えられるが、電球にバラツキ
が多く、しかも大型となり、不便であった。

【０００５】この発明の目的は、以上の点に鑑み、簡易
な構成で、自己診断が可能な放射温度計を提供すること
である。

【０００６】

【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を検出し測定対象の温度を測定する
ための検出素子と、この検出素子に半導体素子光源の光
を入射させる光分岐手段と、この検出素子に入射する半
導体素子光源の放射エネルギーを求めその変化に基いて
自己診断を行う処理手段とを備えるようにした放射温度
計である。

【０００７】

【発明の実施の形態】図１は、この発明の放射温度計の
一実施例を示す構成説明図である。図において、測定対
象１からの放射エネルギーはレンズ２１、スリット３、
ハーフミラー等のビームスプリッタ（光分岐手段）４、
レンズ２２、フイルタ６等の光学系を介し検出素子７に
入射する。検出素子７で放射エネルギーは電気信号に変
換され、増幅器Ａ１で所定倍増幅され、Ａ−Ｄ変換器８
でデジタル信号とされ、μＣＰＵ等の処理手段９に入力
される。処理手段９でメモリ１０のテーブル等を参照し
温度に換算する等の演算がなされ、表示器１１に温度表
示したり、通信手段１２を介しパソコン等に温度信号を
送信することができる。

【０００８】又、校正必要時、操作手段１３の操作等に
より処理手段９は駆動手段１４を動作させ、発光ダイオ
ードＬＥＤ、レーザーダイオードＬＤ等の半導体素子光
源１５（以下光源１５と略称）を発光させ、この光源１
５の光Ｌ２が光分岐手段４で反射し、検出素子７に入射
するようにする。

【０００９】つまり、測定対象１からの放射エネルギー
成分をＬ１、光源１５からの放射エネルギー成分をＬ２
とし、光源１５をオンのとしたときの検出素子７の出力
をＶ１、光源１５をオフのときの検出素子７の出力をＶ
２とすれば次式が成り立つ。

【００１０】 Ｖ１＝Ｌ１＋Ｌ２ （１） Ｖ２＝Ｌ１ （２） つまり、光源１５がオンのときは検出素子７の測定対象
１の放射エネルギー成分Ｌ１と放射エネルギー成分Ｌ２
とが検出され、光源１５がオフのときは測定対象１の放
射エネルギー成分Ｌ１のみとなる。

【００１１】これより、Ｌ２は次式で求まり、測定対象
１からの成分Ｌ１は除去される。

【００１２】 Ｌ２＝Ｖ１−Ｖ２ （３） つまり、あらかじめ、測定開始前に光源１５をオン・オ
フし、（３）式のＬ２の測定を行い、この初期の基準値
（Ｌ０とする）をメモリ１０に格納しておく。そして、
必要時、又は所定時間間隔で、光源１５をオン・オフ
し、このときの測定値Ｌ２を得る。両者Ｌ０，Ｌ２の差
を処理手段９は比較し、その差が測定精度を越えて大き
い場合や大きくなりつつある場合等の変化の様子に基い
て自己の状態を診断し、エラー情報として、表示手段１
１に表示したり、通信手段１２によりパソコン等の上位
コンピュータに通報でき、自己校正できる。

【００１３】又、光源１５自体をオン・オフしてその光
を断続する他に、測定対象１への光路の途中に（例えば
レンズ２１の前後等に）図示しないシャッタを設け、測
定対象１への光源１５の光を断続し、シャッタが閉のと
きに検出素子７のみに入射する光を検出すれば、直接的
に光源１５の光の成分Ｌ２を求めることができ、この変
動から自己診断を行うことができる。又、光源等の放射
エネルギーの十分大きい領域を用いるようにしても同様
である。

【００１４】ところで、特に光源１５がＬＥＤやＬＤ等
の半導体素子光源なので、温度依存性が大きく、温度に
より放射するエネルギーが変動する。このため、図示し
ない金属ブロックに光源１５、温度センサを設け、この
温度センサで光源１５の近くの温度を検出し、増幅器で
増幅してＡ−Ｄ変換器８でデジタル信号とし、処理手段
９に入力する。そして、あらかじ求めメモリ１０に記憶
された温度に対する光源１５の出力の補正値により、光
源１５からの放射エネルギー成分Ｌ２について補正を行
い、正しい成分になるよう温度補償する。なお、半導体
素子の光源１５に温度センサが組み込まれている場合、
この温度センサの出力を用いて温度補償できる。

【００１５】なお、光源１５が半導体素子の場合、駆動
電圧と流れる電流との電圧電流特性が温度依存性を持つ
ので、この温度に対する電圧電流特性を利用して温度を
求め、温度補償するようにしてもよい。

【００１６】尚、検出素子の種類、光源の種類、光学系
の構成等は上記放射温度計の実施例以外のどのようなも
のでも良く、同様に自己診断が簡易に、容易に可能であ
る。

【００１７】

【発明の効果】以上述べたように、この発明は、測定対
象からの放射エネルギーを検出し測定対象の温度を測定
するための検出素子と、この検出素子に半導体素子光源
の光を入射させる光分岐手段と、この検出素子に入射す
る半導体素子光源の放射エネルギーを求めその変化に基
いて自己診断を行う処理手段とを備えるようにした放射
温度計である。つまり、小型でバラツキが少ない半導体
素子光源を用い、この光をほぼ直接的に検出素子に入射
し、その変動から、自己診断、自己校正を行うようにし
ているので、従来のような大型でバラツキの大きい光学
電球と異なり、はるかに高精度、安定的、高信頼性、簡
易な構成で自己診断、自己校正を行うことができる。
又、光源等を断続することで容易に測定対象からの影響
を除去し光源の放射エネルギーのみを取り出すことがで
き、正確な自己診断ができる。通常、光源の変動は少な
く安定性がよいが、半導体素子光源等の温度係数を持つ
場合、金属ブロックに設けた光源の温度を温度センサで
検知し補償を行ったり、又は、光源への駆動電流を変化
させたときの検出素子の出力の変化や電圧電流特性から
光源の温度を求め補償を行うようにすることで、いっそ
う高精度で、自己診断、異常診断を行うことができ、外
部に表示したり、上位計算機に送信し、総合的な診断、
異常検知ができ、システムの信頼性がより向上する。
又、自己が異常となりつつある等の異常情報ををあらか
じめ把握することができ、事前に予知、予測することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す構成説明図である。

【図２】この発明の一実施例を示す動作説明図である。

【符号の説明】

１ 測定対象 ２１、２２ レンズ ３ スリット ４ ビームスプリッタ（光分岐手段） ６ フィルタ ７ 検出素子 ８ Ａ−Ｄ変換器 ９ 処理手段 １０ メモリ １１ 表示手段 １２ 通信手段 １３ 操作手段 １４ 駆動手段 １５ 半導体素子光源 Ａ１ 増幅器

【手続補正書】

【提出日】平成９年１０月３０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図２

【補正方法】削除

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】測定対象からの放射エネルギーを検出し測
   定対象の温度を測定するための検出素子と、この検出素
   子に半導体素子光源の光を入射させる光分岐手段と、こ
   の検出素子に入射する半導体素子光源の放射エネルギー
   を求めその変化に基いて自己診断を行う処理手段とを備
   えたことを特徴とする放射温度計。