JPS5960231A - 熱放射温度測定装置 - Google Patents
熱放射温度測定装置Info
- Publication number
- JPS5960231A JPS5960231A JP17178582A JP17178582A JPS5960231A JP S5960231 A JPS5960231 A JP S5960231A JP 17178582 A JP17178582 A JP 17178582A JP 17178582 A JP17178582 A JP 17178582A JP S5960231 A JPS5960231 A JP S5960231A
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- Japan
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/02—Constructional details
- G01J5/06—Arrangements for eliminating effects of disturbing radiation; Arrangements for compensating changes in sensitivity
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（ａｌ 発明の技術う〕野
本発明は小放射率物体の熱放射温度測定装置に係り、特
に背ｊ７ｊ ｐｊ、５放躬の揺動による温度測定誤差の
修正手段をＵ：Ｉえた新しい熱放射温度ａ１に関する。
に背ｊ７ｊ ｐｊ、５放躬の揺動による温度測定誤差の
修正手段をＵ：Ｉえた新しい熱放射温度ａ１に関する。
（ｂｌ 技術の背景
非接触温度測定法には、対象物が高温度にある時は可視
光線領域の光線を利用し）こ光高温ｆｉｔが用いられて
いたが、低温度領域（約６５０°Ｃ以下）に対しては適
当な方法が従来はなかった。近年赤外線測定装置の発展
に伴い、赤外線放射の豊富な低）話度領域の温度測定に
熱放射温度ｎ１が各方面で利用されるようになってきた
。
光線領域の光線を利用し）こ光高温ｆｉｔが用いられて
いたが、低温度領域（約６５０°Ｃ以下）に対しては適
当な方法が従来はなかった。近年赤外線測定装置の発展
に伴い、赤外線放射の豊富な低）話度領域の温度測定に
熱放射温度ｎ１が各方面で利用されるようになってきた
。
（＋：ｌ ｔｉＬ来技術と問題点
ところが被１ＪＩＩＩ温物体の熱放射量ε１が小さい場
合（例えばよ＜（ｉｌｒｌｌｌｆした滑らかな金属の表
面の熱放射量は０．１〜０．０５）には該表面からの熱
放射量は低く１特に１ｉｉｊ記被測温物体が常温に近い
低温度にある場合には一層ｙ（シ放射量が小さくなる一
方。
合（例えばよ＜（ｉｌｒｌｌｌｆした滑らかな金属の表
面の熱放射量は０．１〜０．０５）には該表面からの熱
放射量は低く１特に１ｉｉｊ記被測温物体が常温に近い
低温度にある場合には一層ｙ（シ放射量が小さくなる一
方。
被測温物体で反射して赤外線検知器に入射する環境温度
ゴθの関数としての背景熱放射量の値が被δＩ１１温物
体自体の熱放射量と同じ桁の値となり、環境１ＭＡ度′
１゛。の変化が１．〜１１度測定の積度に大きな影響を
持つようになる。
ゴθの関数としての背景熱放射量の値が被δＩ１１温物
体自体の熱放射量と同じ桁の値となり、環境１ＭＡ度′
１゛。の変化が１．〜１１度測定の積度に大きな影響を
持つようになる。
第１図はｂＬ；ＩＧの熱放射：Ｘ！を度測定装置の信号
処理のゾし１ツク図を示す図で、赤外線検知素子１から
の検出電圧を増１．１器２で増幅した後、ＡＣ−ＤＣ変
換器３でＤ Ｃ電圧に変換し、さらにリニアライジ゛４
を通して電圧列温度の関係を補正した後１表示器５に温
度表示する構成となっているのであるが、この場合の検
知器の出力電圧は被測温物体からの熱放射と１１−￥足
熱放射の被測温物体の表面からの反射成分とを（ｊｒ−
１に入射光量子数に対応するものとなって、該出力電圧
は真の被測温物体の温度に対応するとは占°えＪ゛、殊
に被測温物体の熱放！（１率εｌの小さい時と温度′「
の低い時において茜だしい。 さらに測定中に環境温度
が変動すると出力電圧は大きく変わり、正しい測定値が
判別しケ１ｔい程になる。
処理のゾし１ツク図を示す図で、赤外線検知素子１から
の検出電圧を増１．１器２で増幅した後、ＡＣ−ＤＣ変
換器３でＤ Ｃ電圧に変換し、さらにリニアライジ゛４
を通して電圧列温度の関係を補正した後１表示器５に温
度表示する構成となっているのであるが、この場合の検
知器の出力電圧は被測温物体からの熱放射と１１−￥足
熱放射の被測温物体の表面からの反射成分とを（ｊｒ−
１に入射光量子数に対応するものとなって、該出力電圧
は真の被測温物体の温度に対応するとは占°えＪ゛、殊
に被測温物体の熱放！（１率εｌの小さい時と温度′「
の低い時において茜だしい。 さらに測定中に環境温度
が変動すると出力電圧は大きく変わり、正しい測定値が
判別しケ１ｔい程になる。
（（ｆ）発明の目的
本発明は＋ｉｉＪ述の点に鑑みなされたもので、熱放射
温度ｉｉｌにより物体の７１１．！ｔ Ｊ、（ｆ：を測
定する際の環境温度の揺動による背景熱放射量の影−Ｗ
を自動的に補正する方法を提供しようとするものである
。
温度ｉｉｌにより物体の７１１．！ｔ Ｊ、（ｆ：を測
定する際の環境温度の揺動による背景熱放射量の影−Ｗ
を自動的に補正する方法を提供しようとするものである
。
（０１発明の構成
上記の発明の目的は、前記被測温物体の周囲に環境温度
を測定する環境温度測定手段を設けるとともに、前記被
測？２Ａ物体の熱放射率と、測定環境の背景放射率かあ
るいは１と仮定した背景放射率および環境温度の関数と
して予め定めた背景熱放射に基づ（補正信号電圧を発生
ずる回路を設け。
を測定する環境温度測定手段を設けるとともに、前記被
測？２Ａ物体の熱放射率と、測定環境の背景放射率かあ
るいは１と仮定した背景放射率および環境温度の関数と
して予め定めた背景熱放射に基づ（補正信号電圧を発生
ずる回路を設け。
さらに該補正信号電圧発生回路からの補正信号電圧を上
記赤外線検知素子の出力信号から減じる補正回路を設け
、環境温度の変化に伴う被測温物体からの反則成分の増
減による誤差を補正するようにした熱放射温度測定装置
を採用するごとにより容易に達成される。
記赤外線検知素子の出力信号から減じる補正回路を設け
、環境温度の変化に伴う被測温物体からの反則成分の増
減による誤差を補正するようにした熱放射温度測定装置
を採用するごとにより容易に達成される。
（ｆｌ 発明の実施例
以下まず本発明の詳細な説明するに先立ち。
本発明の基本となる考え方について概説する。
今熱放射温度針の赤外線検知素子に入射する温度′「の
被測温物体からの入射光量子数をＮ （′Ｔ’） 。
被測温物体からの入射光量子数をＮ （′Ｔ’） 。
被測１ｍ物体のＬ’＋１境’／Ａ１′、度′Ｊ″０にあ
る背ＩＨから放射され被測温物体の表面で反則して入射
する背景光量子数をＮｕ （ＴＯ）とすると、赤外線
検知素子の視野が被／ｌｔ＋几１．に物体の面積よりも
十分小さい場合。
る背ＩＨから放射され被測温物体の表面で反則して入射
する背景光量子数をＮｕ （ＴＯ）とすると、赤外線
検知素子の視野が被／ｌｔ＋几１．に物体の面積よりも
十分小さい場合。
当該赤外線検知素子に入射する全光ｆｊｌ子数Ｎ、ば次
式で表される。
式で表される。
Ｎ＋−Ｎ （′■゛） ＋Ｉ”Ｊｏ （Ｔｏ ）
ｆｌｌ以−１−にこの間の串情をより１１体
的に考察しよう。
ｆｌｌ以−１−にこの間の串情をより１１体
的に考察しよう。
熱放射ｌｌ！７１度ｎ１の赤外Ｂ１検知素子の感度波長
領域をλ１〜λ２ （μｍ）、被測温物体放射率を６１
゜背’ｎｈ文！１１率をＢ２とすると、前記赤外線検知
素子に入射する全光量子数Ｎ１は下の（２）式で示され
る。
領域をλ１〜λ２ （μｍ）、被測温物体放射率を６１
゜背’ｎｈ文！１１率をＢ２とすると、前記赤外線検知
素子に入射する全光量子数Ｎ１は下の（２）式で示され
る。
（２）
ごごに、Ｃは光速度、１１はブランク常数、にはボルツ
マン常数、にはある常数、Ｃ１−２π（２ｈ 、 ｃ
： ２− ｃ ｈ ／ ｋ ’Ｃある。
マン常数、にはある常数、Ｃ１−２π（２ｈ 、 ｃ
： ２− ｃ ｈ ／ ｋ ’Ｃある。
（２）式の第２項にある背景放射率ε２は測定環境によ
りその値が変わるが、前記環境内に存在する物体から放
射１反射されて前記赤外線検知素子に入射する！１ハ放
１４Ｊｆｆｌを、其の環境温度１゛ｏと同一温度の馬体
の熱放射量を１として比較した場合の比率値を示す等１
ｉ１１ｉ放射率であって１発明−Ｕ等の実験によれば殆
ど１に近い値である。
りその値が変わるが、前記環境内に存在する物体から放
射１反射されて前記赤外線検知素子に入射する！１ハ放
１４Ｊｆｆｌを、其の環境温度１゛ｏと同一温度の馬体
の熱放射量を１として比較した場合の比率値を示す等１
ｉ１１ｉ放射率であって１発明−Ｕ等の実験によれば殆
ど１に近い値である。
（２）式の第１項は被測温物体からの！：（シ放躬の内
前記赤外線検知素子に入射する光１■子故を示し、その
表面放射率ε１は既知とする。第２項は背景熱放射の内
被側Ｉｎ物体の表面で反射されて（その反、！１」率は
１−Ｂ１）赤外線検知素子に入射する光量子数であって
２式よりＢ１．ε２１ＴＯの関数であることが判る。
前記赤外線検知素子に入射する光１■子故を示し、その
表面放射率ε１は既知とする。第２項は背景熱放射の内
被側Ｉｎ物体の表面で反射されて（その反、！１」率は
１−Ｂ１）赤外線検知素子に入射する光量子数であって
２式よりＢ１．ε２１ＴＯの関数であることが判る。
本発明は上記のような新しい認識に基づいて。
背景ｐ）７％放！１」の内破測温物体表面で反４・ｊシ
て赤外線検知素子に入射する光量子数Ｎｏ （Ｔｏ
）を予めＢ１．Ｂ２および環境温度Ｔｏの関数として算
出する。或時点でその時の環境温度Ｔ ｏはナーミスタ
温度計等で容易に測定出来る。Ｂ２は実験的には当該測
定ｔ１境条件において被測温物体の代わりに反射率がＯ
に近い黒体コ３よび反射率が１に近い鏡を置いてそれぞ
れ赤外！！Ｊ１検知器で入射光ｍ子数を測定しζその比
率をａ−して求めることが出来る。さら番こ近似的には
上述のように１としても大した誤差はない。
て赤外線検知素子に入射する光量子数Ｎｏ （Ｔｏ
）を予めＢ１．Ｂ２および環境温度Ｔｏの関数として算
出する。或時点でその時の環境温度Ｔ ｏはナーミスタ
温度計等で容易に測定出来る。Ｂ２は実験的には当該測
定ｔ１境条件において被測温物体の代わりに反射率がＯ
に近い黒体コ３よび反射率が１に近い鏡を置いてそれぞ
れ赤外！！Ｊ１検知器で入射光ｍ子数を測定しζその比
率をａ−して求めることが出来る。さら番こ近似的には
上述のように１としても大した誤差はない。
また被測１１！Ａ物体の！：ｌ）放射率ε１は既知であ
るから（２）の第２４ｆＬ １！１１ ’ｂ （１１式
の第２項の背３１灸１勅９．躬による入射光量子数Ｎ。
るから（２）の第２４ｆＬ １！１１ ’ｂ （１１式
の第２項の背３１灸１勅９．躬による入射光量子数Ｎ。
（′１゛。）と環境温度Ｔ。との関係を８１算出来る。
今、前記赤外線検知素子により充電変換されて発生した
電気信号の出力電圧を■とすると。
電気信号の出力電圧を■とすると。
Ｖ−αＮ（Ｔ）十αＮｏ （Ｔｏ ） （３
１ごこにαは熟成ＪＩＪｎｌに固有の常数となる。
１ごこにαは熟成ＪＩＪｎｌに固有の常数となる。
そこで本発明に基づく熱放射温度計では上記（３）ヱい
１１第２項のｆ、ｖ景放！（１の被測温物体からの反射
成分による電圧成分を補正電圧として発生させ、これを
全信号電圧より減じることによって被測ｌｌｌ！Ｌ物体
の温度を正（ｊ（Ｃに測定しようとするものであり７そ
の一実施例を第２図に示す。
１１第２項のｆ、ｖ景放！（１の被測温物体からの反射
成分による電圧成分を補正電圧として発生させ、これを
全信号電圧より減じることによって被測ｌｌｌ！Ｌ物体
の温度を正（ｊ（Ｃに測定しようとするものであり７そ
の一実施例を第２図に示す。
即し１本発明においては、その時々の環境温度′Ｉ″０
を／１１り定Ｊる７ＡＡ度計６と、該温度ｉｔ ６の測
定値と前述の方法で測定した背景放４４率ε２および被
測温物体の表面の熱放射率ε１とを入力して（２）式の
第２Ｊ」１のＲ１算式で算出した背景熱放射に対応する
ン市正電Ｉ」二αＮｏ（Ｔ。）を発生ずる回ｌｌ８７と
。
を／１１り定Ｊる７ＡＡ度計６と、該温度ｉｔ ６の測
定値と前述の方法で測定した背景放４４率ε２および被
測温物体の表面の熱放射率ε１とを入力して（２）式の
第２Ｊ」１のＲ１算式で算出した背景熱放射に対応する
ン市正電Ｉ」二αＮｏ（Ｔ。）を発生ずる回ｌｌ８７と
。
該補止電圧発生回路７からの電圧を赤外線検知素子から
の出力電圧より差し引＜？ｄ１正回路８が新にイ旧月さ
れる。しかる時はこの補正回路８の出力電圧は貫の？ｌ
Ｊ、／ｌｔ＋Ｉ ２＝物体のｌにに度６ご対応するもの
となる。
の出力電圧より差し引＜？ｄ１正回路８が新にイ旧月さ
れる。しかる時はこの補正回路８の出力電圧は貫の？ｌ
Ｊ、／ｌｔ＋Ｉ ２＝物体のｌにに度６ご対応するもの
となる。
（ｇ＋ 発明のりＪ果
以上の説明から明らかなように、赤外線検知素子等を利
用した熱放射温度計による温度測定に際し、該素子の充
電変換後の電気信号の出力電圧を本発明による信号処理
を行うことにより、背景熱放射の影響を消去して被測温
物体の温度を正確に非接触で測定することが出来るとい
う効果がある。
用した熱放射温度計による温度測定に際し、該素子の充
電変換後の電気信号の出力電圧を本発明による信号処理
を行うことにより、背景熱放射の影響を消去して被測温
物体の温度を正確に非接触で測定することが出来るとい
う効果がある。
この効果はとくに被測温物体の表面放射・１シと温度の
低い場合に著しい。
低い場合に著しい。
第１図はｉ）′Ｌ７１−の！：！シ放／ＩＮ！度計の信
号処理のブロック図、第２図は本発明に法づく改良され
た信冒処理のゾ１」ツク図である。 −１５′
号処理のブロック図、第２図は本発明に法づく改良され
た信冒処理のゾ１」ツク図である。 −１５′
Claims (1)
- 被測温物体からの熱放射を赤外線検知素子で受光して光
電変換し、その信号出力から被測温物体の温度を測定す
るようにしだ熱放躬温度針において、前記被測６１、ｋ
物体の周囲の環境？ＡＡ度を測定する環境温度測定手段
を設りるとともに、前記被測温物体の！：Ｊ）放射率と
、測定環境の背景放射率かあるいは■と仮定した背景放
射率および環境温度の関数として予め定めた背景熱放射
に基づく補正信号７ｈ圧を発生ずる回路を設り、さらに
該捕正信゛・Ｊ電圧発生回路からの補正信号電圧を上記
赤外線検知素子の出力信号から減じる補正回路を設り、
環境〆１１！１度の変化に伴う１１＋ｆ景放射量の被測
温物体からの反射成分の増減による温度測定の誤差を補
正するようにした熱放射温度／ｌ１１１定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17178582A JPS5960231A (ja) | 1982-09-29 | 1982-09-29 | 熱放射温度測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17178582A JPS5960231A (ja) | 1982-09-29 | 1982-09-29 | 熱放射温度測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5960231A true JPS5960231A (ja) | 1984-04-06 |
Family
ID=15929635
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17178582A Pending JPS5960231A (ja) | 1982-09-29 | 1982-09-29 | 熱放射温度測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5960231A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62163937A (ja) * | 1986-01-14 | 1987-07-20 | Furuno Electric Co Ltd | 赤外線センサを用いた温度測定装置 |
| JP2023161731A (ja) * | 2022-04-26 | 2023-11-08 | 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス | 温度測定方法 |
-
1982
- 1982-09-29 JP JP17178582A patent/JPS5960231A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62163937A (ja) * | 1986-01-14 | 1987-07-20 | Furuno Electric Co Ltd | 赤外線センサを用いた温度測定装置 |
| JP2023161731A (ja) * | 2022-04-26 | 2023-11-08 | 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス | 温度測定方法 |
| US12598940B2 (en) | 2022-04-26 | 2026-04-07 | SCREEN Holdings Co., Ltd. | Method for measuring temperature |
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