JPS6042342Y2 - 赤外線放射温度計

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【考案の詳細な説明】本考案は正確に非接触測温を行なうことのできる赤外線
放射温度計に関するものである。

一般に放射率Ｅなる物体表面は透過率がゼロであれば（
１−ｔ）なる反射率をもっている。

したがって表面条件にあわせて放射率Ｅを補正しただけ
では反射率の影響が残り真の表面温度を求めることには
ならない。

特に常温付近の温度領域を測定する場合、反射の影響が
顕著に現われ、測定対象が黒体以外では誤差が大きく、
このことが赤外線放射温度を使用した非接触測温におけ
る大きな欠点となっていた。

すなわち従来は第１図に示すように、被測定物体１０及
び反射による背景物体１１からの赤外エネルギーは赤外
用レンズ１で集光され、検出器２に到達する。

モーター２に駆動される鏡面扇形回転セクタ８の働きに
より入射赤外光は基準黒体７と交互に検出器２に入光す
ることによりＷ１＝〔ＥσＴＡ。

＋（１−Ｅ）σＴＢｎ〕−σＴｃｎなる信号が得られる。

なおσはステファン・ボルツマン定数である。

周囲の壁温がＴＢ（’Ｋ）で一定のとき壁面空間は多
重反射によって黒体とみなせる。

その後同期整流器３で直流信号とし、ローパスフィルタ
４を経て加算器５に入る。

一方基準黒体７の温度は測温されσＴｃｎなる絶対温度
レベルでの赤外エネルギー相当の直流信号に増幅器９で
変換されて、加算器５に入る。

加算器５によってσＴｏｎが加算され、Ｗ□に室温補償
が施されるとＷ２＝Ｗｔ＋ｃｒＴｃ’ ＝ｔｒｙＴＡ” ＋（１ｔ）ａＴＢＡ”と
なり、その後可変低抗１３の操作により放射率補正Ｅｍ
が行なわれ、次式の如くなり、増幅器６に導かれる。

Ｗ＝Ｗｘｊ− ２＝σＴＡｎ十七二’（７ＴＢ” ＥしかしＷ３のように放射率補正を行っても１−ｔσ ＴＢｎなる反射の影響が消えず、これが誤差となる。

本発明はこのような欠点を除去するもので、以下にその
実施例について説明する。

同図において１〜１３は第１図と同様であり、Ｗ１＝ＥｔｙＴＡｎ＋（１−ｔ）ｃｒＴｎｎ−ａＴ
ｃ”なる信号がローパスフィルタ４を通過するまでは、
前述した第１図の装置と同じであるが、可変低抗１３の
操作による放射率補正を加算器５の前段で行うと、Ｗ’＝Ｗｘ’ １１−Ｅｎ１＝ａＴＡ’ ＋ｒｙＴＢａＴｃ。

ＥＥが加算器５に入力される。

一方基準温度Ｔ。は増幅器９でσＴｏｎに変換されて加
算器５に入力されると、加算器出力Ｗ３′はＷ３′＝Ｗ２′＋σＴｃｎ −ｔ＝σＴＡ。

＋ｃｒ（’ｒＢｎ’ｒｅ。）となる。

したがってＷ３′の誤差成分は第２項の１−ｔσ（’ｒ
ａ°−ＴＣ”）である。

基準黒体Ｔｃは背景物体の壁温（周囲の環境温度）に追
従し収束するからＴＢ隻Ｔｃと見なせるので、Ｗ３
′はＷ３′隻σＴＡｎとなり正確に被測定物体の温度を求められる。

このように本実施例では、放射率補正により確実に誤差
成分を除去でき、正確な測定を行なうことができる。

また放射率補正は絶対温度レベルで行わなければならな
いが、従来は基準黒体Ｔ。

もこの放射率補正に含まれるため、第１図に示したＥｓ
Ｅなる直流バイアス電圧が必要である。

しかし本発明による放射率補正は、基準黒体Ｔ。

の加算を行う前に実施するため、信号はすでに絶対温度
レベルであるからバイアス電圧は不用となる。

このことは増幅器のダイナミックレンジを考慮した場合
、電源電圧に対する信号の利用率が向上するのでＳ／Ｎ
が良くなり、結果的に温度計の精度向上につながる。

本考案は上記実施例から明らかなように、鏡面扇形回転
セクタを回転させて、赤外線検出器により測定対象およ
び基準黒体の双方の赤外エネルギーの差のエネルギーを
検出させ、測定対象の放射率補正と基準黒体の室温補償
を行うよう構成したので、反射率の影響を容易に取り除
くことができるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の赤外線放射温度計の系統図、第２図は本
考案の一実施例による赤外線放射温度計の系統図である
。２・・・・・・検出器、５・・・・・・加算器、７・・
・・・・基準黒体、１０・・・・・・測定物体、１３・
・・・・・可変低抗。

【実用新案登録請求の範囲】