JPS5965734A - 標準光高温計 - 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】 温度は国際実用温度目盛によるべきであることＣは、計
量法にも規定されている。角１行の国際実用湿度目盛で
は１、金の凝固点（以下欽点ということにする）忙１３
３７．５８Ｋ（１０６４，４３℃）とし、それ以上の湿
度領域では、温度Ｔ　Ｋは によって定義されている。ここにＬλ（Ｔ）　、　Ｌλ
（Ｔ（Ａｕ））は温度ＴＫと全点との黒体のエネルギー
輝度の波長λの分光密度であＦ）、Ｃｚ　＝　０．０１
４３８８ｍ、にである。波長λは適宜に選定してよい。

国際実用温度目盛の全点以上の温度領域について、規定
を実現するだめの温度計を標準光高温計ということにす
る。本発明は標準光高温計についてのものである。実際
には、レンズによって作られる被測温物体の像を利用し
て温度が測定されるので、最初に、物体の輝度とその像
の輝度および照度との関係を調べておく。

レンズで像を結ばせるときに、レンズの表面での反射と
レンズ内での吸収とによって光の強さが多少減少するが
、このような減少は、一応無視されるとする。

波長がλとλ＋Ｌλとの間の光を考える。１は物体、１
′は物体１の像である。（第１図） １）像の輝度 レンズが物体１の一端Ａで張る立体角をΔΩとする。輝
度にの物体１の表面の面積Ｊσの部分からレンズを通シ
像１′の面積ｄσ′の部分に到達する光の単位時間当り
の量（エネルギー）は、ＫｄσΔΩ　・°・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（２）
である。

物体１とレンズとの距離をＬルンズと像との距離をＬ′
とし、レンズの面積（レンズに絞りがついているときに
は絞りの面積）をＦとする。このとである。ΔΩｊはレ
ンズが像１′の一端Ａ′で張る立体角であり、また、像
１′を通過した光線の方向がすべて含まれる立体角であ
る。それで、像１′から立体角ΔΩ′の中のあらゆる方
向に進む光の単位時間当りの量は ＫｄσΔΩ＝Ｋｄσ′ΔΩ′・・・・・・・・・・・・
（４）である。

輝度に′の物体が像１′の位置にあるときには、その表
面の面ｍｄσ′の部分から、立体角ΔΩ′の中のあらゆ
る方向に放出される光の単位時間当シの量は、　　　　
　Ｋ’ｄσ′ΔΩｌ であるから、式（４）により、像１′は輝ｇ　Ｋ／の物
体の表面と同等である。この意味において、１敗１′の
輝度は物体１の輝度に等しい。

レンズによる光の強さの減少が多少はあるので、像の輝
度は物体の輝度より多少小さい。

レンズによる光の強さの減少の割合は、レンズによるほ
か波長によるが、−足の波長の単色光については、像１
′の輝度は物体１の輝度だけで定まる０ ２）像の照度 レンズの表面での反射およびレンズ内での吸収による光
の強さの減少は無視されるとする。

輝度にの物体の表面の面積ｄσの部分からの光で像の面
積ｄσ′の部分に到達する光の単位時間当りの量は、式
（２）であるから、その照度はｄσ　　　　Ｆｄσ にΔΩ氾、＝に、−■・ ｄσ　　　　　　　　　　　　　　ｋ である。比っけ、レンズの倍率丁０２乗に等ｄσ しく、その倍率は であるから、像の照度が であることが知られる。

レンズの焦点距離ｆは、Ｌが十分に大きいとしているの
で、Ｌ’　＝　ｆとみられ、レンズの口径（絞すの半径
）をρとするので、Ｆ−πρ２であるから、像の照度は ρ である。すなわち、像の照度は、比−と物体の輝度にと
で定まり、Ｌによらない。

レンズの反射、吸収による光の強さの減少の割合はレン
ズと波長とによるので、像の照度は式（８）の値よシ多
少小さいが、一定の波長の単色光についでは、１２ミの
照度は物体の輝度に比例し、レンズの口径の２乗に比例
する。像の輝度がレンズの口径によらないのに対して、
像の照度はレンズの口Ｅ２乗に比例する。それで、絞り
によって口径を変えると、像の照度が変わる。

３）標準光高温計 古くから広く用いられている線条消滅形光高温計は、像
の輝度を利用するものであり、像の輝度が、像の位置に
置かれている電球の線条の輝度と等しくなるように電球
の電流を加減して、その電流によって温度が知られる方
式のものであって、像の輝度が金魚の輝度の何倍である
かによって温度が知られるのではない。それで、標準光
高温計ではない。

本発明の標準光高温計は、レンズ２による被測温物体の
像の位置にホトダイオード、光電管などの光エネルギー
を電気的の量に変換する検光子５を置き、その出力を変
換して表示する表示器６を設け、光が像に到達する前に
、既知の割合で連続的に光の強さを減少する装置を通過
する構造のものである。第２図は、その−例として、光
の強さを減少させる装置として、５個の偏光子４を用い
る。第２図には赤色フィルター３が置かれているが、単
色光とするだめのフィルターであシ、赤色に限らない。

光の強さを知られた割合で減少させる装置としては、１
）偏光子、＋＋）レンズの絞シ、１１１）楔形の吸光板
、１ｖ）吸光平板、■）回転セクターなどがある、この
中で１）〜１１１）は光の強さを連続的に変えることが
できるものであり、ｉＶ）　、Ｖ）は不連続的に変える
ことができるものである。なお、不連続的に変えられる
ものと連続的に変えられるものとを併用して、光の強さ
を連続的に変えることができる。

偏光子の偏光が完全であり、また偏光子の表面での反射
およびその中での吸収による光の強さの減少が無視され
るとする。ｎ個の偏光子を平行に置いて１つおきに偏光
方向を同じにそろえて２群とし、両群の偏光方向の間の
角θが変えられるようにする。偏光子群に入射する単色
光の強さを工。

とじ、通過後の強さを１とすると、 ■＝’　Ｉ　ｃｏ５２（ｎ−１）θ・・・・・・・・・
・・・（９）０ である。

偏光子の偏光が完全でないとか、偏光子の表面での反射
、偏光子内での吸収が無視されないときには、式（９）
は成立しないが、減少の割合はθだけで定まり、 Ｉ＝Ｉｏｆ（θ）　・・・・・・・・・・・・・・・・
・・　（１０）と置くことができる。関数　Ｆ（θ）は
、温度測定に関係なく、実験的に知られる。５個の偏光
子を用いると、精度よく測定できる温度範囲が３００〜
５００℃の程度であるから、広い温度範囲の測定には、
つぎのようにすればよい。

１）基準温度として全点以外の高い温度をも採用し、そ
の温度についての検光子の電気的の量を求めておき、被
測温物体からの光の強さを減少させて、検光子の電気的
の量がその基準温度についての電気的の量と等しくなる
ようにする。

１１）偏光子の数を増す １１１）吸光板などを併用する 光の強さを変えるのに、偏光子を使用する必要はなく、
他の装置を用いてもよいことはいうまでもない。

本発明の標準光高温計では、検光子が完全に像の中に入
っているようにして、金魚の黒体炉の温度を測定したと
きの検光子の電気量を求めておき、被測温物体の温度を
測定するときに、知られた割゛合で光の強さを減少させ
て検光子の電気的の量が金魚のときの値に等しくなるよ
うにする。このときの光の強さの減少の割合の逆数が、
被測温黒体のエネルギー輝度の分光密度と金魚の黒体の
エネルギー輝度の分光密度との比に等しい。従って、そ
の比が式（１）に等しいとして温度を求めるので、本発
明の光高温計は、現行の国除実用温度目盛の全点以上の
高温領域の定義通υの温度測定ができるので、標光高温
計である。

なお、本発明の光高温計で、全点以下の温度をも測定す
ることができる。すなわち、光の強さを減少させた状態
で金魚の黒体炉の温度を測定して検光子の電気的の量を
求めておき、全点以下の温度を測定する際には、光の強
さを請人させて、その増大のν）１合によってｖＡ度が
知られるＯ

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる標準光高温計の一実施例を示す
原理図、第２図は本発明の一実施例を示す説明図である
。 １　・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・　物体１′・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・像２　・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・　レンズ３　・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・　
赤色フィルター４　・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・　偏光子５　・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・　検光子特許出
願人　株式会社　シサ　カ　研究所代理人（７５２４）
最上正太部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. レンズによって作られた被測温黒体の像の照度を適宜の
   検光子で測定する方式で、金の凝固点の黒体の温度を測
   定したときの検光子の光電流あるいは電圧を求めておき
   、被測温黒体の温度を測定する際に、その像の照度を既
   知の割合で減少させて検うＣ子の光電流あるいは′電圧
   が金の凝固点の黒体の場合と等しくなるようにして、該
   照度の減少のν’；ｉｌ＠　ＶＬよって被ン則温黒体の
   温度が知られる標準光高温計。