JPH07324983A - Consumption-type optical fiber thermometer - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To reduce errors in the measurement of temperature because of the consumption of an optical fiber and continuously measure temperature of a high-temperature molten metal, etc., with high accuracy, by allowing only a spectral light of a narrow band having a specific wavelength at its center among the light emitted from the end of the optical fiber and detecting the light by an InGaAs photodiode. CONSTITUTION:A light emitted from the end of an optical fiber 1 covered with a metallic tube is guided through an optical connector 2 to a selection filter 5 selecting a narrow band wavelength. For example, only a light of a central wavelength of 1.55mum and a transmission band of + or -01.mum is allowed to pass and input to an InGaAs photodiode 7. The photodiode 7 detects the entering light with a good S/N ratio even when the light is small, and sends a detection signal to a temperature converter 9. The converter 9 calculates an indicated temperature T with the use of Wien's approximate expression L(lambdaT)=2C1XEXP(-C2/lambdaT)/lambda<5> wherein the L(lambdaT) is a spectral radiance of a black body, lambda is a wavelength, C1 is 5.9548X10<-7>Wmum<2>, and C2 is 0.014388m.K. The temperature T is a temperature of a molten steel 15 (not corrected).

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、高温被測定物から放出
される放射光を光ファイバの一端より入射し、前記光フ
ァイバ内を伝播し、その他端から出射される光を受光検
出して温度に変換する放射温度計を用いて、前記高温被
測定物の温度を計測する消耗型光ファイバ温度計に関す
るものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention detects radiant light emitted from a high temperature object to be measured from one end of an optical fiber, propagates in the optical fiber, and detects light emitted from the other end. The present invention relates to a consumable optical fiber thermometer that measures the temperature of the high temperature object by using a radiation thermometer that converts the temperature.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来、溶融金属の温度計測方法として
は、消耗型の熱電対が用いられてきた。着脱式のセンサ
・プローブは使い捨てであるため測温は間欠的で、一回
の測定毎にセンサ・プローブを交換するため高価であり
測定回数を増やす事が困難であったうえ、自動化にも不
向きであった。また、プローブ径が３０ｍｍ以上と大き
く、長さも１ｍ以上もあり、狭い空間での測定ができな
いという制約もあった。2. Description of the Related Art Conventionally, a consumable thermocouple has been used as a method for measuring the temperature of molten metal. The detachable sensor / probe is disposable, so temperature measurement is intermittent, and it is expensive to replace the sensor / probe after each measurement, making it difficult to increase the number of measurements and unsuitable for automation. Met. In addition, the probe diameter is as large as 30 mm or more and the length is 1 m or more, and there is a restriction that measurement in a narrow space cannot be performed.

【０００３】溶融金属の温度計測を連続的に行うニーズ
は強く、最近ではセラミックの保護管を溶融金属中に浸
漬し、保護管の中に挿入した熱電対で温度を連続計測す
る装置が実用化されている。この方法の問題点は保護管
の耐久性にあり、計測時間が４０から５０時間程度しか
持続できない。また、保護管が高価な点および温度変化
に対する応答性が悪いという点もこの測定方法の問題点
となっている。There is a strong need to continuously measure the temperature of the molten metal, and recently, a device for continuously measuring the temperature by immersing a ceramic protective tube in the molten metal and inserting a thermocouple into the protective tube has been put into practical use. Has been done. The problem with this method is the durability of the protective tube, and the measurement time can only last for 40 to 50 hours. Another problem with this measuring method is that the protective tube is expensive and that the responsiveness to temperature changes is poor.

【０００４】上記問題点を解決することを目的として、
本出願人により特開平５−２４８９６０号公報に示され
た溶融金属の温度測定装置及びレベル測定装置が提案さ
れている。この温度計は金属管被覆光ファイバを連続的
に溶融金属中に挿入し、光ファイバを導波する赤外光を
検出して温度を連続的に測定するもので、金属管被覆に
より光ファイバの機械的強度を高める事により溶融金属
中への挿入を可能にしている。For the purpose of solving the above problems,
The applicant of the present invention has proposed a molten metal temperature measuring device and level measuring device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-248960. This thermometer continuously inserts an optical fiber coated with a metal tube into a molten metal, detects infrared light guided through the optical fiber, and continuously measures the temperature. By increasing the mechanical strength, it can be inserted into molten metal.

【０００５】しかし、このような、光ファイバを消耗し
ながら使用するタイプの放射温度計は光ファイバの長さ
が短くなると伝送損失が低下し、指示温度が上昇し、測
定誤差を生じるとともに、検出光量が増大し放射温度計
のレンジを越える場合がでてくる。通信用の石英光ファ
イバＧＩファイバ（コア径／クラッド径が５０／１２５
μｍ）を光の導波路として、高温の被測定物から放出さ
れる放射光をこの光ファイバの先端から入射し、その他
端に設けた受光波長が０．９μｍのＳｉ検出器及赤外放
射温度計に導入し、約１２００℃の温度を計測した場合
に、光ファイバの長さが１００ｍ減少すると約１０℃の
測定誤差が生じた。However, in the radiation thermometer of the type used while consuming the optical fiber, the transmission loss decreases as the length of the optical fiber decreases, the indicated temperature rises, a measurement error occurs, and detection is performed. In some cases, the amount of light increases and exceeds the range of the radiation thermometer. Quartz optical fiber GI fiber for communication (core diameter / clad diameter 50/125
(μm) as the optical waveguide, the radiant light emitted from the high temperature DUT is incident from the tip of this optical fiber, and the other end has a Si detector with a receiving wavelength of 0.9 μm and infrared radiation temperature. When introduced into a meter and measuring a temperature of about 1200 ° C., a measurement error of about 10 ° C. occurred when the length of the optical fiber decreased by 100 m.

【０００６】上記の光ファイバの長さの減少による測定
誤差を補正する方法として、光ファイバの繰り出し量を
タッチロールのような機構で測定し、既知のファイバ伝
送損失特性から減衰量を計算で求めて補正をする方法も
ある。しかし、この方法による装置の構造が複雑になる
うえ、光ファイバ伝送損失特性の不均一性等から１ｋｍ
程度の長尺ファイバでは十分な補正精度を得ることはで
きない。また、数百ｍのファイバの長さの減少を補正す
る場合にも、ファイバの伝送損失が正確に既知でなけれ
ば十分な補正精度が得られない。As a method for correcting the measurement error due to the decrease in the length of the optical fiber, the payout amount of the optical fiber is measured by a mechanism such as a touch roll, and the attenuation amount is calculated from the known fiber transmission loss characteristic. There is also a method of making corrections. However, due to the complicated structure of the device by this method and the non-uniformity of optical fiber transmission loss characteristics, 1 km
Sufficient correction accuracy cannot be obtained with a long fiber. Further, even when correcting a decrease in fiber length of several hundreds of meters, sufficient correction accuracy cannot be obtained unless the transmission loss of the fiber is accurately known.

【０００７】オンラインで光ファイバ長さの影響を補正
する方法として、本出願人により先に出願された特願平
５−２９０９４６号公報に記載の光ファイバによる測温
装置において、消耗型熱電対による測定値をもとに光フ
ァイバによる測定値を補正する方法が提案されている。
この方法は転炉のように消耗型熱電対が常時使用される
場合には有効であるものの、熱電対による測温値が得ら
れない場合には適応できない。As a method of correcting the influence of the length of the optical fiber online, in the temperature measuring device using the optical fiber described in Japanese Patent Application No. 5-290946 previously filed by the present applicant, a consumable thermocouple is used. There has been proposed a method of correcting the measurement value of the optical fiber based on the measurement value.
This method is effective when a consumable thermocouple is always used, such as a converter, but cannot be applied when a temperature measurement value by the thermocouple cannot be obtained.

【０００８】熱電対など他の温度計測手段を必要としな
い光ファイバ長さの補正方法として、本出願人により先
に出願された特開平５−１４２０４９号公報に記載の消
耗形光ファイバ温度計において、２つの波長の異なる光
を検出する赤外放射温度計を２台測定に用い、それぞれ
の波長における光ファイバの伝送損失特性の違いを利用
して真温度を求める方法（２波長ファイバ長さ補正法）
が提案されている。なお従来、赤外放射温度計の受光検
出素子としてＧｅフォトダイオードも使用されている
が、このＧｅフォトダイオードについての問題点は後述
する。As a method of correcting the length of an optical fiber which does not require other temperature measuring means such as a thermocouple, the consumable optical fiber thermometer described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-142049 previously filed by the present applicant. Two infrared radiation thermometers that detect light of two different wavelengths are used for measurement, and the true temperature is obtained by using the difference in transmission loss characteristics of the optical fiber at each wavelength (two-wavelength fiber length correction Law)
Is proposed. Conventionally, a Ge photodiode has also been used as a light receiving and detecting element of an infrared radiation thermometer, but problems with this Ge photodiode will be described later.

【０００９】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記特開
平５−１４２０４９号公報に示された２波長の光を用い
た光ファイバ長減少の補正方法では下記の問題点があ
る。 （１）光ファイバの伝送損失が厳密に既知であることが
要求される。実用上、これは使用する光ファイバ各々の
伝送損失を精度良くあらかじめ測定して、その値に基づ
いて補正演算をしなければならないことを意味する。こ
れは較正作業の負担を増大するだけでなく、放射温度計
と波長帯域が完全には同一でない通信用光ファイバの損
失測定に用いられる汎用の測定器例えばＯＴＤＲ（光パ
ルス試験器）等を用いた簡易測定の利用を不可能にす
る。さらに、ファイバ長さ方向の伝送損失の僅かな不均
一さが大きな補正誤差をもたらす。However, the method of correcting the reduction of the optical fiber length using the light of two wavelengths, which is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-142049, has the following problems. (1) It is required that the transmission loss of the optical fiber is strictly known. In practice, this means that the transmission loss of each optical fiber to be used must be accurately measured in advance and correction calculation must be performed based on that value. This not only increases the burden of calibration work, but also uses a general-purpose measuring instrument, such as an OTDR (optical pulse tester), that is used to measure the loss of the communication optical fiber whose wavelength band is not completely the same as that of the radiation thermometer. Disable the simple measurement that was used. Furthermore, a slight non-uniformity of the transmission loss along the fiber length causes a large correction error.

【００１０】（２）測定時には、測定に含まれるノイズ
や誤差が、補正演算により増幅され、十分な測定精度が
得られず、指示値も安定しない。 （３）溶鋼温度等を長時間測定する場合の消耗量を補給
できるように、１ｋｍ程度の長尺ファイバを使用するた
めには、複雑な補正演算が要求されるため、演算装置が
高価になる。 （４）温度較正時にＧｅフォトダイオードの指示値はド
リフトを生じ較正が困難である。(2) At the time of measurement, noises and errors included in the measurement are amplified by the correction calculation, sufficient measurement accuracy cannot be obtained, and the indicated value is not stable. (3) A complicated correction calculation is required to use a long fiber of about 1 km so that the consumption amount can be replenished when measuring the molten steel temperature or the like for a long time, and thus the calculation device becomes expensive. . (4) When the temperature is calibrated, the indicated value of the Ge photodiode causes a drift and is difficult to calibrate.

【００１１】これは、Ｇｅフォトダイオードの感度波長
帯域が０．８μｍ〜１．８μｍと広く、その範囲内には
ＯＨ基による光の吸収帯の１．４μｍに含んでいるため
と考えられる。石英硝子光ファイバは高温雰囲気に曝す
と大気中あるいは樹脂被覆中の水素が浸透してＯＨ基が
生成することが一般に知られており、そのため、専用較
正炉を用いて較正する際に、高温に曝されたファイバ先
端部の失透の影響が強く現れ、安定して較正することは
困難である。さらに、Ｇｅフォトダイオードの熱雑音が
大きいことも理由の一つと考えられる。またＧｅフォト
ダイオードをＳｉフォトダイオードに置き換えれば
（４）の問題は回避されるが依然として（１）〜（３）
の問題は残る。It is considered that this is because the sensitivity wavelength band of the Ge photodiode is as wide as 0.8 μm to 1.8 μm, and the range is included in the light absorption band of 1.4 μm due to the OH group. It is generally known that when exposed to a high temperature atmosphere, quartz glass optical fiber permeates hydrogen in the air or resin coating to generate OH groups, and therefore, when calibrated using a dedicated calibration furnace, it is exposed to high temperatures. The effect of devitrification on the exposed fiber tip appears strongly and it is difficult to calibrate stably. Furthermore, it is considered that one of the reasons is that the thermal noise of the Ge photodiode is large. Further, if the Ge photodiode is replaced with a Si photodiode, the problem of (4) can be avoided, but still (1) to (3).
The problem of remains.

【００１２】本発明はかかる問題点を解決するためにな
されたもので、温度計測時に、高温の被測定物によりそ
の先端部分が次第に消耗する光ファイバと赤外線放射温
度計とを用いた消耗型光ファイバ温度計において、光フ
ァイバ長の減少による温度誤差を低減して、高温溶融金
属などの温度を±２℃程度の高精度で、且つ高速応答で
計測できると共に、安価に連続測定のできる消耗型光フ
ァイバ温度計を得ることを目的とする。The present invention has been made in order to solve the above problems, and is a consumable optical device using an infrared radiation thermometer and an optical fiber whose tip portion is gradually consumed by a high temperature object to be measured during temperature measurement. In the fiber thermometer, the temperature error due to the decrease of the optical fiber length is reduced, the temperature of high temperature molten metal etc. can be measured with high accuracy of about ± 2 ° C and high-speed response, and at the same time, it is a consumable type that can be continuously measured at low cost. The purpose is to obtain an optical fiber thermometer.

【００１３】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係わ
る消耗型光ファイバ温度計は、高温被測定物から放出さ
れる放射光を光ファイバの一端より入射し、前記光ファ
イバ内を伝播し、その他端から出射される光を受光検出
して温度に変換する放射温度計を用いて、前記高温被測
定物の温度を計測する消耗型光ファイバ温度計におい
て、前記光ファイバの他端から出射される光から中心波
長を１．５５μｍ又は１．５５μｍの近傍の波長とする
狭帯域スペクトル光のみを透過させて前記放射温度計に
受光検出させる狭帯域波長選択フィルタを備えたもので
ある。A consumable optical fiber thermometer according to a first aspect of the present invention is characterized in that radiant light emitted from a high temperature object is incident from one end of the optical fiber and propagates in the optical fiber. However, in the consumable optical fiber thermometer that measures the temperature of the high temperature object by using a radiation thermometer that detects the light emitted from the other end and converts it into temperature, from the other end of the optical fiber It is provided with a narrow band wavelength selection filter for transmitting only narrow band spectrum light having a center wavelength of 1.55 μm or a wavelength near 1.55 μm from the emitted light and allowing the radiation thermometer to detect the light.

【００１４】本発明の請求項２に係わる消耗型光ファイ
バ温度計は、前記請求項１に係わる消耗型光ファイバ温
度計において、前記狭帯域波長選択フィルタの透過帯域
が前記中心波長±０．１μｍの範囲を越えない波長帯域
である前記狭帯域波長選択フィルタを備えたものであ
る。The consumable optical fiber thermometer according to claim 2 of the present invention is the consumable optical fiber thermometer according to claim 1, wherein the transmission band of the narrow band wavelength selective filter is the central wavelength ± 0.1 μm. The narrow band wavelength selection filter having a wavelength band that does not exceed the above range.

【００１５】本発明の請求項３に係わる消耗型光ファイ
バ温度計は、前記請求項１又は請求項２に係わる消耗型
光ファイバ温度計において、前記放射温度計が受光検出
する受光検出素子としてＩｎＧａＡｓフォトダイオード
を備えたものである。A consumable optical fiber thermometer according to claim 3 of the present invention is the consumable optical fiber thermometer according to claim 1 or 2, wherein InGaAs is used as a light receiving and detecting element for detecting the light received by the radiation thermometer. It is equipped with a photodiode.

【００１６】本発明の請求項４に係わる消耗型光ファイ
バ温度計は、高温被測定物から放出される放射光を光フ
ァイバの一端より入射し、前記光ファイバ内を伝播し、
その他端から出射される光を受光検出して温度に変換す
る放射温度計を用いて、前記高温被測定物の真温度を計
測する消耗型光ファイバ温度計において、前記光ファイ
バの他端から出射される光を２つに分光する分波器と、
前記分波器により２つに分光された一方の光から、中心
波長を１．５５μｍ又は１．５５μｍの近傍の波長と
し、透過帯域を前記中心波長±０．１μｍの範囲内とす
る狭帯域波長選択フィルタを透過させた光を受光検出
し、これを温度に変換して第１の指示温度を出力する第
１の放射温度計と、前記分波器により２つに分光された
他方の光から、前記第１の放射温度計が受光検出する波
長帯域と異なる波長帯域の光を透過する波長選択フィル
タを透過させた光を受光検出し、これを温度に変換して
第２の指示温度を出力する第２の放射温度計と、前記第
１及び第２の放射温度計についての、それぞれに固有の
温度変換用のパラメータと、それぞれの受光検出波長帯
域における光ファイバの伝送損失情報と、それぞれから
出力される第１及び第２の指示温度とを用いて、所定の
演算式に基づき前記高温被測定物の真温度を算出する演
算手段とを備えたものである。In the consumable optical fiber thermometer according to claim 4 of the present invention, the radiant light emitted from the high temperature object to be measured enters from one end of the optical fiber and propagates in the optical fiber.
In a consumable optical fiber thermometer that measures the true temperature of the high temperature DUT by using a radiation thermometer that detects the light emitted from the other end and converts it into temperature, it emits from the other end of the optical fiber. Demultiplexer that splits the emitted light into two,
Narrow band wavelength with a central wavelength of 1.55 μm or a wavelength in the vicinity of 1.55 μm and a transmission band within the range of the central wavelength ± 0.1 μm from one light split into two by the demultiplexer From the first radiation thermometer that receives and detects the light that has passed through the selective filter, converts it into temperature, and outputs the first indicated temperature, and the other light split into two by the demultiplexer. , Receives and detects light transmitted through a wavelength selection filter that transmits light in a wavelength band different from the wavelength band detected and detected by the first radiation thermometer, converts this to temperature, and outputs a second indicated temperature From the second radiation thermometer and the first and second radiation thermometers, the parameters for temperature conversion unique to each, and the transmission loss information of the optical fiber in each light reception detection wavelength band. First and second output By using the indicated temperature, in which an arithmetic means for calculating a true temperature of the hot object to be measured based on a predetermined arithmetic expression.

【００１７】本発明の請求項５に係わる消耗型光ファイ
バ温度計は、前記請求項４に係わる消耗型光ファイバ温
度計において、前記第１の放射温度計が受光検出する受
光検出素子としてＩｎＧａＡｓフォトダイオードを備
え、また前記第２の放射温度計が受光検出する受光検出
素子としてＳｉフォトダイオードを備えたものである。A consumable optical fiber thermometer according to a fifth aspect of the present invention is the consumable optical fiber thermometer according to the fourth aspect, wherein an InGaAs photodetector is used as a light receiving and detecting element for receiving and detecting the first radiation thermometer. A diode is provided, and a Si photodiode is provided as a light receiving and detecting element for receiving and detecting the second radiation thermometer.

【００１８】[0018]

【作用】本請求項１に係わる発明においては、高温被測
定物から放出される放射光を光ファイバの一端より入射
し、前記光ファイバ内を伝播し、その他端から出射され
る光を受光検出して温度に変換する放射温度計を用い
て、前記高温被測定物の温度を計測する消耗型光ファイ
バ温度計において、狭帯域波長選択フィルタは、前記光
ファイバの他端から出射される光から中心波長を１．５
５μｍ又は１．５５μｍの近傍の波長とする狭帯域スペ
クトル光のみを透過させて前記放射温度計に受光検出さ
せる。According to the first aspect of the present invention, the radiation light emitted from the high temperature object is incident from one end of the optical fiber, propagates in the optical fiber, and the light emitted from the other end is received and detected. In the consumable optical fiber thermometer for measuring the temperature of the high temperature object to be measured by using a radiation thermometer for converting the temperature into a temperature, a narrow band wavelength selection filter is provided from the light emitted from the other end of the optical fiber. Center wavelength is 1.5
Only the narrow-band spectrum light having a wavelength in the vicinity of 5 μm or 1.55 μm is transmitted, and the radiation thermometer detects the received light.

【００１９】本請求項２に係わる発明においては、前記
請求項１に係わる狭帯域波長選択フィルタの透過帯域が
前記中心波長±０．１μｍの範囲を越えない波長帯域と
したものである。In the invention according to claim 2, the transmission band of the narrow band wavelength selection filter according to claim 1 is a wavelength band which does not exceed the range of the central wavelength ± 0.1 μm.

【００２０】本請求項３に係わる発明においては、前記
請求項１又は請求項２に係わる放射温度計が受光検出す
る受光検出素子をＩｎＧａＡｓフォトダイオードとした
ものである。According to the third aspect of the invention, the InGaAs photodiode is used as the light receiving and detecting element for detecting the light received by the radiation thermometer according to the first or second aspect.

【００２１】本請求項４に係わる発明においては、高温
被測定物から放出される放射光を光ファイバの一端より
入射し、前記光ファイバ内を伝播し、その他端から出射
される光を受光検出して温度に変換する放射温度計を用
いて、前記高温被測定物の真温度を計測する消耗型光フ
ァイバ温度計において、分波器は前記光ファイバの他端
から出射される光を２つに分光する。第１の放射温度計
は、前記分波器により２つに分光された一方の光から、
中心波長を１．５５μｍ又は１．５５μｍの近傍の波長
とし、透過帯域を前記中心波長±０．１μｍの範囲内と
する狭帯域波長選択フィルタを透過させた光を受光検出
し、これを温度に変換して第１の指示温度を出力する。
第２の放射温度計は、前記分波器により２つに分光され
た他方の光から、前記第１の放射温度計が受光検出する
波長帯域と異なる波長帯域の光を透過する波長選択フィ
ルタを透過させた光を受光検出し、これを温度に変換し
て第２の指示温度を出力する。演算手段は、前記第１及
び第２の放射温度計についての、それぞれに固有の温度
変換用のパラメータと、それぞれの受光検出波長帯域に
おける光ファイバの伝送損失情報と、それぞれから出力
される第１及び第２の指示温度とを用いて、所定の演算
式に基づき前記高温被測定物の真温度を算出する。In the invention according to the fourth aspect, the radiation light emitted from the high temperature object to be measured is incident from one end of the optical fiber, propagates in the optical fiber, and the light emitted from the other end is received and detected. In the consumable optical fiber thermometer for measuring the true temperature of the high temperature object by using a radiation thermometer for converting the temperature into a temperature, the demultiplexer splits two lights emitted from the other end of the optical fiber. Disperse into. The first radiation thermometer uses one light split into two by the demultiplexer,
The central wavelength is 1.55 μm or a wavelength in the vicinity of 1.55 μm, and the light transmitted through a narrow band wavelength selection filter having a transmission band within the range of the central wavelength ± 0.1 μm is received and detected, and this is set to a temperature. It is converted and the first indicated temperature is output.
The second radiation thermometer is a wavelength selection filter that transmits light in a wavelength band different from the wavelength band received and detected by the first radiation thermometer from the other light split into two by the demultiplexer. The transmitted light is received and detected, converted into a temperature, and the second indicated temperature is output. The calculating means outputs the first and second radiation thermometers each having a unique temperature conversion parameter and transmission loss information of the optical fiber in each received light detection wavelength band. And the second indicated temperature, the true temperature of the high temperature measured object is calculated based on a predetermined arithmetic expression.

【００２２】本請求項５に係わる発明においては、前記
請求項４に係わる第１の放射温度計が受光検出する受光
検出素子をＩｎＧａＡｓフォトダイオードとし、また前
記第２の放射温度計が受光検出する受光検出素子として
Ｓｉフォトダイオードとしたものである。In the invention according to claim 5, the light receiving and detecting element for receiving and detecting the first radiation thermometer according to claim 4 is an InGaAs photodiode, and the second radiation thermometer receives and detects. A Si photodiode is used as the light receiving and detecting element.

【００２３】[0023]

【実施例】最初に光ファイバの減衰を考慮にいれた放射
温度計の感度特性を以下に示す。黒体の分光放射輝度Ｌ
（λ，Ｔ）はプランクの放射則により次の（１）式で表
される。 Ｌ（λ，Ｔ）＝２Ｃ₁ ／｛λ⁵ ×（ＥＸＰ（Ｃ₂ ／λＴ）−１）｝…（１） ここで、λ：波長 Ｔ：絶対温度 （Ｋ） Ｃ₁ ＝５．９５４８×１０^-7Ｗ×ｍ² 、 Ｃ₂ ＝０．０１４３８８ｍ・ＫEXAMPLES First, the sensitivity characteristics of the radiation thermometer taking into consideration the attenuation of the optical fiber are shown below. Spectral radiance of black body L
(Λ, T) is expressed by the following equation (1) according to Planck's radiation law. L (λ, T) = 2C ₁ / {λ ⁵ × (EXP (C ₂ / λT) -1)} (1) where λ: wavelength T: absolute temperature (K) C ₁ = 5.9548 × 10 ^-7 W × m ² , C ₂ = 0.014388 m · K

【００２４】なお（１）式は、λＴ≦λ_m Ｔ （λ_m Ｔ
＝２．８９７８×１０^-3ｍ・Ｋ）の領域では、下記の
（２）式で示すウイーンの式で近似できる。 Ｌ（λ，Ｔ）＝２Ｃ₁ ×ＥＸＰ（−Ｃ₂ ／λＴ）／λ⁵ …（２） また一般的な放射温度計では、ＪＩＳ規格に基づき（計
測自動制御学会編「新温度計測」ｐ．２５６参照）、実
験より求めたＡ，Ｂ，Ｃの定数を用いた下記の近似式
（３）によって輝度信号を温度に変換している。 Ｌ（λ，Ｔ）＝Ｃ×ＥＸＰ｛−Ｃ₂ ／（ＡＴ＋Ｂ）｝ …（３）The expression (1) is expressed by λT ≦ λ _m T (λ _m T
= 2.8978 × 10 ⁻³ m · K), it can be approximated by the Wien's equation shown in the following equation (2). L (λ, T) = 2C ₁ × EXP (−C ₂ / λT) / λ ⁵ (2) In addition, a general radiation thermometer is based on the JIS standard (“New temperature measurement” p. 256)), the luminance signal is converted to temperature by the following approximate expression (3) using the constants A, B, and C obtained from the experiment. L (λ, T) = C × EXP {−C ₂ / (AT + B)} (3)

【００２５】図１は本発明に係わる消耗型光ファイバ温
度計の構成例１を示す図である。図１において、１は金
属管被覆光ファイバ、２は光コネクタ、３は消耗型光フ
ァイバ温度計であり、狭帯域波長選択フィルタ５、フォ
トダイオード７及び温度変換器９を含む。狭帯域波長選
択フィルタ５は、例えば干渉フィルタにより構成され、
薄膜による光の干渉を利用して特定の波長帯域（この例
では１．５５±０．０２５μｍ）の光のみを透過させ
る。フォトダイオード７には、この例ではＩｎＧａＡｓ
素子のフォトダイードを用い、前記狭帯域波長選択フィ
ルタ５を透過した１．５５±０．０２５μｍの波長帯域
光を受光検出する。FIG. 1 is a diagram showing a configuration example 1 of an expendable optical fiber thermometer according to the present invention. In FIG. 1, 1 is a metal tube coated optical fiber, 2 is an optical connector, 3 is a consumable optical fiber thermometer, and includes a narrow band wavelength selection filter 5, a photodiode 7 and a temperature converter 9. The narrow band wavelength selection filter 5 is composed of, for example, an interference filter,
Only light in a specific wavelength band (1.55 ± 0.025 μm in this example) is transmitted by utilizing the light interference of the thin film. In this example, the photodiode 7 is made of InGaAs.
Using the photodiode of the device, the light of the wavelength band of 1.55 ± 0.025 μm transmitted through the narrow band wavelength selection filter 5 is received and detected.

【００２６】温度変換器９は前記ＩｎＧａＡｓフォトダ
イオード７が受光検出した出力信号を温度に変換して指
示温度Ｔを出力するものである。なお図１の場合には、
指示温度Ｔをそのまま使用する（即ち補正演算を行なわ
ない）ので、温度変換器９は、前記（２）式又は（３）
式のいずれの変換式を用いるものでもよい。なおフォト
ダイオード７と温度変換器９により単色放射温度計が構
成される。The temperature converter 9 converts the output signal detected by the InGaAs photodiode 7 into a temperature and outputs the temperature T as indicated. In the case of FIG. 1,
Since the instruction temperature T is used as it is (that is, the correction calculation is not performed), the temperature converter 9 uses the equation (2) or the equation (3).
Any of the conversion formulas may be used. The photodiode 7 and the temperature converter 9 form a monochromatic radiation thermometer.

【００２７】１２は光ファイバ供給ドラム、１３は光フ
ァイバ供給ローラである。１４はモールド、１５は溶
鋼、１６は浸漬ノズル、１７はパウダである。金属管被
覆光ファイバ１の光ファイバとしては、通信用の石英光
ファイバを用い、その外周に、被覆材としてＳＵＳ管な
どの金属管を用いた金属管被覆光ファイバ１をセンサと
することにより、高温での機械的強度を増し、溶鋼１５
中への挿入を可能にしている。Reference numeral 12 is an optical fiber supply drum, and 13 is an optical fiber supply roller. Reference numeral 14 is a mold, 15 is molten steel, 16 is a dipping nozzle, and 17 is powder. As an optical fiber of the metal tube-coated optical fiber 1, a quartz optical fiber for communication is used, and the metal tube-coated optical fiber 1 using a metal tube such as a SUS tube as a coating material on the outer periphery thereof is used as a sensor. Increased mechanical strength at high temperatures
Insertion is possible inside.

【００２８】また溶鋼１５中に挿入された金属管被覆光
ファイバ１は、高温のため時間の経過につれ消耗するの
で、光ファイバ供給ドラム１２に巻込まれている金属管
被覆光ファイバ１が順次送り出され、消耗した分が常に
補給される機構になっている。またこの機構を備えた温
度計を消耗型光ファイバ温度計と称する。なお図１にお
いては、温度の測定に単一の波長帯のみしか使用しない
ので単波長による消耗型光ファイバ温度計という。Since the metal tube-coated optical fiber 1 inserted in the molten steel 15 is worn out with time due to high temperature, the metal tube-coated optical fiber 1 wound around the optical fiber supply drum 12 is sequentially sent out. , It is a mechanism that the consumed amount is always replenished. A thermometer equipped with this mechanism is called a consumable optical fiber thermometer. Note that, in FIG. 1, since only a single wavelength band is used for temperature measurement, it is referred to as a single wavelength consumable optical fiber thermometer.

【００２９】図１の消耗型光ファイバ温度計の場合に、
光ファイバの先端から入射した赤外光は、その他端から
出射するまでの伝播過程で光ファイバの伝送損失により
減衰する。この光ファイバの減衰特性は波長の関数にな
っている。最近の通信用石英光ファイバの性能はかなり
向上しているが、その伝送損失は通常波長０．９μｍで
２〜３ｄＢ／ｋｍ、１．５μｍで０．２〜０．５ｄＢ／
ｋｍ程度である。公表されている光ファイバの伝送損失
の測定例を図６、図７に示す。In the case of the consumable optical fiber thermometer of FIG. 1,
The infrared light incident from the tip of the optical fiber is attenuated by the transmission loss of the optical fiber in the propagation process until it is emitted from the other end. The attenuation characteristic of this optical fiber is a function of wavelength. Although the performance of recent quartz optical fibers for communication has improved considerably, its transmission loss is usually 2-3 dB / km at a wavelength of 0.9 μm and 0.2-0.5 dB / km at a wavelength of 1.5 μm.
It is about km. 6 and 7 show examples of publicly known transmission loss measurements of optical fibers.

【００３０】図６は通信用石英光ファイバの伝送損失を
示す特性図（島田、林田：『光ファイバケーブル』ｐ５
２、オーム社、昭和６２年発行）であり、図７も通信用
石英光ファイバの伝送損失を示す特性図（島田、林田：
『光ファイバケーブル』ｐ５６、オーム社、昭和６２年
発行）である。これらの図からも予想されるように、消
耗形光ファイバ温度計の出力はファイバ長の影響を受け
る。実際に０．９μｍの波長の単色放射温度計でＧＩフ
ァイバ（前記コア径／クラット径が５０／１２５μｍ）
を用いて黒体炉で検定したところファイバ長１００ｍの
基準値に対して、ファイバ長が１０ｍまで短くなると、
約＋１０℃高めの指示値を示した。従って、本発明の消
耗型光ファイバ温度計は、ファイバ長が短くなっても指
示値が変動せず高精度な温度計測を可能とするように開
発された。FIG. 6 is a characteristic diagram showing the transmission loss of a quartz optical fiber for communication (Shimada, Hayashida: “Optical fiber cable” p5.
2, Ohmsha, Ltd., issued in 1987), and FIG. 7 is also a characteristic diagram showing the transmission loss of the quartz optical fiber for communication (Shimada, Hayashida:
"Optical fiber cable" p56, Ohmsha, published in 1987). As expected from these figures, the output of the consumable optical fiber thermometer is affected by the fiber length. GI fiber (core diameter / crat diameter 50/125 μm) with a monochromatic radiation thermometer with a wavelength of 0.9 μm.
When the fiber length is shortened to 10 m with respect to the standard value of 100 m,
The indicated value was about + 10 ° C higher. Therefore, the consumable optical fiber thermometer of the present invention was developed to enable highly accurate temperature measurement without changing the indicated value even when the fiber length is shortened.

【００３１】図１において、まず金属管被覆光ファイバ
１の長さが基準ファイバ長の時に温度計の較正を行い、
この時の単色放射温度計の受光した放射輝度をＥとする
と、このＥは下記のウイーンの式（２Ａ）で示される。 Ｅ＝２Ｃ′×ＥＸＰ（−Ｃ₂ ／λＴ）／λ⁵ …（２Ａ） ここで、Ｃ′は温度計固有の定数である。一般に光ファ
イバ長Ｘにおける光伝送損失による減衰量は次式で表す
ことかできる。 Ｒ（Ｘ）＝ＥＸＰ（−ＤＸ）In FIG. 1, first, when the length of the metal tube-coated optical fiber 1 is the reference fiber length, the thermometer is calibrated,
When the radiance received by the monochromatic radiation thermometer at this time is E, this E is expressed by the following Wien's equation (2A). E = 2C '× EXP (-C 2 / λT) / λ 5 ... (2A) where, C' is a thermometer-specific constants. In general, the attenuation amount due to the optical transmission loss in the optical fiber length X can be expressed by the following equation. R (X) = EXP (-DX)

【００３２】従って光ファイバ長が基準長さからＸだけ
減少（消耗）すると、上記減衰量と等しい受光量が増加
することになり、このときの単色放射温度計の輝度出力
Ｅ′は次の（２Ｂ）式で表せる。 Ｅ′＝２Ｃ′×ＥＸＰ（ＤＸ）×ＥＸＰ（−Ｃ₂ ／λＴ）／λ⁵ ）…（２Ｂ） この光ファイバ長がＸだけ消耗した時の温度指示値を
Ｔ′とおくとＥ′は次の（２Ｃ）式で表せる。 Ｅ′＝２Ｃ′×ＥＸＰ（−Ｃ₂ ／λＴ′）／λ⁵ ） …（２Ｃ） 従って、温度計較正時の（２Ａ）式における温度指示値
Ｔと、光ファイバ消耗時の（２Ｃ）式における温度指示
値Ｔ′とは一致すぜ、その差ΔＴ＝Ｔ′−Ｔが指示誤差
となる。Therefore, when the optical fiber length is reduced (consumed) by X from the reference length, the received light amount equal to the above-mentioned attenuation amount increases, and the brightness output E'of the monochromatic radiation thermometer at this time is as follows. 2B) can be expressed. E ′ = 2C ′ × EXP (DX) × EXP (−C ₂ / λT) / λ ⁵ ) ... (2B) If the temperature instruction value when this optical fiber length is consumed by X is T ′, E ′ is It can be expressed by the following equation (2C). E ′ = 2C ′ × EXP (−C ₂ / λT ′) / λ ⁵ ) (2C) Therefore, the temperature instruction value T in the equation (2A) when the thermometer is calibrated and the equation (2C) when the optical fiber is consumed Since it coincides with the temperature instruction value T'in the above, the difference ΔT = T'-T becomes the instruction error.

【００３３】光ファイバの減衰特性は波長の関数になっ
ており、図６及び図７に示したように、一般的に長波長
の方が短波長よりも減衰量が小さい。しかし、１．４μ
ｍ近傍はＯＨ基の吸収帯のため減衰量が大きくなってい
る。またＧｅフォトダイオードは感度波長帯域が０．８
〜１．８μｍと広いので、Ｇｅ放射温度計は較正時には
高温に曝されたファイバ先端が水素元素の浸透により変
質し、１．４μｍのＯＨ基の吸収帯において伝送損失Ｄ
が増大し、安定した指示値が得られない。The attenuation characteristic of an optical fiber is a function of wavelength. As shown in FIGS. 6 and 7, generally, long wavelengths have smaller attenuation than short wavelengths. However, 1.4μ
In the vicinity of m, the amount of attenuation is large due to the absorption band of the OH group. Moreover, the sensitivity wavelength band of the Ge photodiode is 0.8.
Since it is as wide as ~ 1.8 μm, the Ge radiation thermometer is calibrated and the fiber tip exposed to high temperature is altered by the permeation of hydrogen element, and the transmission loss D in the 1.4 μm OH group absorption band.
Increases, and a stable reading cannot be obtained.

【００３４】それに対し、図１の消耗型光ファイバ放射
温度計３は中心波長１．５５μｍ±０．０２５μｍの光
のみが透過する狭帯域波長選択フィルタ５をＩｎＧａＡ
ｓフォトダイオード７の入射面に設けている。こよう
に、１．４μｍの吸収帯の影響を受けない波長帯のた
め、光ファイバの伝送損失指数Ｄの値は約０．３ｄＢ／
ｋｍと小さな値である。従って、測定温度が１５００℃
の場合に、１００ｍのファイバ消耗についてわずか２〜
３℃の指示値上昇しか伴わない。また、ＯＨ基の吸収帯
を含まないため較正時に、Ｇｅ放射温度計において生じ
る温度指示値の不安定性も伴わない。さらに、検出素子
にＩｎＧａＡｓフォトダイオード７を使用するため、狭
帯域波長選択フィルタ５を透過することにより検出光量
が小さくなっても暗電流に埋もれることなく良好のＳ／
Ｎ比で光量が検出できる。On the other hand, in the consumable optical fiber radiation thermometer 3 of FIG. 1, a narrow band wavelength selective filter 5 which transmits only light having a central wavelength of 1.55 μm ± 0.025 μm is used as InGaA.
It is provided on the incident surface of the s photodiode 7. As described above, since the wavelength band is not affected by the 1.4 μm absorption band, the value of the transmission loss index D of the optical fiber is about 0.3 dB /
It is a small value of km. Therefore, the measurement temperature is 1500 ℃
In case of 100m fiber consumption, only 2 ~
Only accompanied by a reading increase of 3 ° C. Further, since the absorption band of the OH group is not included, the instability of the temperature indication value which is generated in the Ge radiation thermometer is not accompanied during the calibration. Further, since the InGaAs photodiode 7 is used as the detection element, even if the amount of detected light is reduced by passing through the narrow band wavelength selection filter 5, it is not buried in the dark current and has a good S /
The amount of light can be detected by the N ratio.

【００３５】図２は図１の消耗型光ファイバ温度計によ
る測定結果を示す図である。図２の実線はＩｎＧａＡｓ
フォトダイオードを使用した場合で、破線は比較用にＳ
ｉフォトダイオードを使用した場合を示している。なお
図２において、金属管被覆光ファイバ１の金属管は１．
２ｍｍ径のＳＵＳ製とし、光ファイバは通信用石英光フ
ァイバＧＩファイバ（コア径／クラット径が５０／１２
５μｍ）とした。また狭帯域波長選択フィルタ５の透過
波長域は１．５５±０．０２５μｍのものを使用した。
図２の実線の場合、ファイバ消耗量が１ｋｍあっても測
定誤差は２５℃程度である。FIG. 2 is a diagram showing a measurement result by the consumable optical fiber thermometer of FIG. The solid line in Figure 2 is InGaAs
When a photodiode is used, the broken line is S for comparison.
The case where an i photodiode is used is shown. In FIG. 2, the metal tubes of the metal tube-coated optical fiber 1 are 1.
It is made of SUS with a diameter of 2 mm, and the optical fiber is a quartz optical fiber for communication GI fiber (core diameter / crat diameter is 50/12.
5 μm). The narrow band wavelength selection filter 5 used has a transmission wavelength range of 1.55 ± 0.025 μm.
In the case of the solid line in FIG. 2, the measurement error is about 25 ° C. even if the fiber consumption amount is 1 km.

【００３６】図１の構成による消耗型光ファイバ温度計
を使用した場合に、較正時から光ファイバの消耗量が１
００ｍ以内の間は常に±２℃での測温が可能である。従
って光ファイバが１００ｍ消耗する度にファイバを基準
長のものと交換すればよいことになる。従って間欠的に
温度測定を行なう場合に、消耗型光ファイバ温度計は、
通常１回の測定で約４０〜５０ｍｍ程度だけ消耗するの
で、測定頻度を１時間に３回、１日に３×２４＝７２回
測定したとしても、１００ｍのファイバドラムがあれば
約１ケ月（測定回数７２×３０＝２１６回）間の連続使
用が可能となる。従って図１の構成の単波長による消耗
型光ファイバ温度計は、測定対象によっては、補正演算
をしなくとも、そのままで精度上の問題がなく十分に使
用できることになる。When the consumable type optical fiber thermometer having the configuration shown in FIG. 1 is used, the consumption amount of the optical fiber is 1 from the time of calibration.
It is possible to measure temperature at ± 2 ℃ at any time within 00m. Therefore, every time the optical fiber is consumed by 100 m, it is sufficient to replace the fiber with a reference length. Therefore, when intermittently measuring temperature, the consumable optical fiber thermometer
Usually, one measurement consumes about 40 to 50 mm, so even if the measurement frequency is 3 times an hour and 3 × 24 = 72 times a day, if there is a fiber drum of 100 m, it takes about 1 month ( It is possible to continuously use the measurement for 72 × 30 = 216 times). Therefore, the single-wavelength consumable optical fiber thermometer configured as shown in FIG. 1 can be used satisfactorily as it is without any correction calculation depending on the measurement target.

【００３７】図１では単波長により補正演算を行なわな
い消耗型光ファイバ温度計について述べたが、次に２波
長によりファイバ長さの補正演算を行なう計測法につい
て説明する。２波長によるファイバ長さ補正法において
は、光ファイバの先端から入射する放射光を光ファイバ
の他端において２分し、この２つの光をそれぞれ検出波
長帯の異なる別個の単色放射温度計に導入し、２つの指
示温度Ｔ_a ，Ｔ_b を求め、このＴ_a ，Ｔ_b に補正演算を
行ない真温度Ｔを算出する。以下この補正演算の演算方
法を述べる。While FIG. 1 describes the consumable optical fiber thermometer that does not perform the correction calculation based on the single wavelength, the measurement method that performs the correction calculation on the fiber length based on the two wavelengths will be described next. In the two-wavelength fiber length correction method, the radiated light incident from the tip of the optical fiber is divided into two at the other end of the optical fiber, and these two lights are introduced into separate monochromatic radiation thermometers having different detection wavelength bands. Then, two indicated temperatures T _a and T _b are obtained, and a correction calculation is performed on these T _a and T _b to calculate the true temperature T. The calculation method of this correction calculation will be described below.

【００３８】次に基準値で較正した２つの単色放射温度
計の指示値が、ファイバ長が短くなるに従い指示値に差
が生じる事を利用し、２つの指示値から真温度を演算に
よって求める演算方法を示す。 （１）赤外放射温度計で検出される放射輝度と温度の関
係が前記（２）式のウイーンの式で表される場合につい
て補正式を導出する。赤外放射温度計の光検出器の応答
波長域が十分に狭く、単一のスペクトルであるとみなせ
る時にこの式が適用可能である。なおここで、２つの単
色放射温度計の実効波長をそれぞれλ_a ，λ_b （μｍ）
とする。Next, the true temperature is calculated from the two indicated values by utilizing the fact that the indicated values of the two monochromatic radiation thermometers calibrated with the reference values differ as the fiber length becomes shorter. Show the method. (1) A correction formula is derived for the case where the relationship between the radiance detected by the infrared radiation thermometer and the temperature is represented by the Wien's formula of the above formula (2). This formula is applicable when the response wavelength range of the photodetector of the infrared radiation thermometer is sufficiently narrow and can be regarded as a single spectrum. Here, the effective wavelengths of the two monochromatic radiation thermometers are λ _a and λ _b (μm), respectively.
And

【００３９】まず、基準ファイバ長の時に温度計の較正
を行い、この時の単色放射温度計のそれぞれの受光した
放射輝度をＥ_a ，Ｅ_b とおき、下記のウイーンの式（２
ａ），（２ｂ）で表わす。 Ｅ_a ＝２Ｃ_a ′×ＥＸＰ（−Ｃ₂ ／λ_a Ｔ）／λ_a ⁵ …（２ａ） Ｅ_b ＝２Ｃ_b ′×ＥＸＰ（−Ｃ₂ ／λ_b Ｔ）／λ_b ⁵ …（２ｂ） ここで、Ｃ_a ′，Ｃ_b ′はそれぞれの放射温度計固有の
定数である。First, the thermometer is calibrated when the reference fiber length is set, and the received radiances of the monochromatic radiation thermometers at this time are set to E _a and E _b , respectively, and the following Wien's equation (2
It is represented by a) and (2b). _{E a = 2C a '× EXP} (-C 2 / λ a T) / λ a 5 ... (2a) E b = 2C b' × EXP (-C 2 / λ b T) / λ b 5 ... (2b) Here, C _a ′ and C _b ′ are constants specific to each radiation thermometer.

【００４０】次に光ファイバ長が基準長さからＸだけ減
少（消耗）すると、長さＸにおける光伝送損失分である
Ｒ（Ｘ）＝ＥＸＰ（−ＤＸ）と等しい受光量が増加する
ことになり、このときの単色放射温度計の輝度出力
Ｅ_a ，Ｅ_b は次の（４），（５）式で表せる。 Ｅ_a ＝２Ｃ_a ′×ＥＸＰ（Ｄ_a Ｘ）×ＥＸＰ（−Ｃ₂ ／λ_a Ｔ）／λ_a ⁵ …（４） Ｅ_b ＝２Ｃ_b ′×ＥＸＰ（Ｄ_b Ｘ）×ＥＸＰ（−Ｃ₂ ／λ_b Ｔ）／λ_b ⁵ …（５） この光ファイバ長がＸだけ消耗した時の温度指示値をそ
れぞれＴ_a ，Ｔ_b とおくとＥ_a ，Ｅ_b は次の（６），
（７）式で表せる。 Ｅ_a ＝２Ｃ_a ′×ＥＸＰ（−Ｃ₂ ／λ_a Ｔ_a ）／λ_a ⁵ …（６） Ｅ_b ＝２Ｃ_b ′×ＥＸＰ（−Ｃ₂ ／λ_b Ｔ_b ）／λ_b ⁵ …（７）Next, when the optical fiber length is reduced (consumed) by X from the reference length, the amount of received light equal to R (X) = EXP (-DX), which is the optical transmission loss at the length X, increases. Then, the luminance outputs E _a and E _b of the monochromatic radiation thermometer at this time can be expressed by the following equations (4) and (5). _{E a = 2C a '× EXP} (D a X) × EXP (-C 2 / λ a T) / λ a 5 ... (4) E b = 2C b' × EXP (D b X) × EXP (-C _{2 / λ b T) / λ} b 5 ... (5) the optical fiber length X only depleted temperature indication value of each T _a when a, T _b and put the E _a, E _b is the following (6),
It can be expressed by equation (7). _{E a = 2C a '× EXP} (-C 2 / λ a T a) / λ a 5 ... (6) E b = 2C b' × EXP (-C 2 / λ b T b) / λ b 5 ... ( 7)

【００４１】次に、前記（４），（５），（６），
（７）式よりＥ_a ，Ｅ_b を消去し、対数をとると下記の
（８），（９）式が得られる。 Ｄ_a Ｘ−Ｃ₂ ／λ_a Ｔ＝−Ｃ₂ ／λ_a Ｔ_a …（８） Ｄ_b Ｘ−Ｃ₂ ／λ_b Ｔ＝−Ｃ₂ ／λ_b Ｔ_b …（９） 次に前記（８），（９）式よりＸを消去し、真温度Ｔに
ついて解くと次の（１０）式が得られる。Next, the above (4), (5), (6),
By eliminating E _a and E _b from the equation (7) and taking the logarithm, the following equations (8) and (9) are obtained. D _a X-C ₂ / λ _a T = −C ₂ / λ _a T _a (8) D _b X−C ₂ / λ _b T = −C ₂ / λ _b T _b (9) Next, the above ( Eliminating X from the equations (8) and (9) and solving for the true temperature T yields the following equation (10).

【００４２】[0042]

【数１】 [Equation 1]

【００４３】上記（１０）式はその導出に近似を含ま
ず、よって赤外放射温度計で検出される放射輝度と真温
度の関係がウイーンの式で表される限り、誤差なくファ
イバ長さの影響を排除し真温度Ｔを求めることができ
る。The above equation (10) does not include approximation in its derivation, so that as long as the relationship between the radiance detected by the infrared radiation thermometer and the true temperature is represented by the Wien equation, there is no error in the fiber length. The true temperature T can be obtained by eliminating the influence.

【００４４】（２）次に、赤外放射温度計の検出波長帯
域が有限の幅を持ち、単一スペクトルと見なせない一般
の放射温度計の場合について補正式を導出する。この場
合、放射輝度と温度の関係は前記（３）式のＡ，Ｂ，Ｃ
定数を用いた式で表される。まず、基準ファイバ長の時
に温度計の較正を行い、この時の単色放射温度計のそれ
ぞの受光した放射輝度をＥ_a ，Ｅ_b とおき、それぞれの
放射温度計のＡ，Ｂ，Ｃ常数Ａ_a ，Ｂ_a ，Ｃ_a ，Ａ_b ，
Ｂ_b ，Ｃ_b を用いて真温度Ｔとの関係を下記の（３
ａ），（３ｂ）式で表わす。 Ｅ_a ＝Ｃ_a ×ＥＸＰ｛−Ｃ₂ ／（Ａ_a Ｔ＋Ｂ_a ）｝ …（３ａ） Ｅ_b ＝Ｃ_b ×ＥＸＰ｛−Ｃ₂ ／（Ａ_b Ｔ＋Ｂ_b ）｝ …（３ｂ）(2) Next, a correction formula will be derived for the case of a general radiation thermometer which cannot be regarded as a single spectrum because the detection wavelength band of the infrared radiation thermometer has a finite width. In this case, the relationship between the radiance and the temperature is A, B, C in the equation (3).
It is expressed by an expression using a constant. First, the calibration of the thermometer at the time of the reference fiber length, radiance and E _a which respectively have received the monochromatic radiation thermometer at that time, E _b Distant, each radiation thermometer A, B, C constants A _a , B _a , C _a , A _b ,
By using B _b and C _b , the relationship with the true temperature T is given by (3
It is represented by the equations a) and (3b). _{E a = C a × EXP {} -C 2 / (A a T + B a)} ... (3a) E b = C b × EXP {-C 2 / (A b T + B b)} ... (3b)

【００４５】次に光ファイバ長が基準長さからＸだけ減
少（消耗）した時の単色放射温度計の輝度出力Ｅ_a ，Ｅ
_b は次の（１１），（１２）式で表せる。 Ｅ_a ＝Ｃ_a ×ＥＸＰ（Ｄ_a Ｘ）×ＥＸＰ｛−Ｃ₂ ／（Ａ_a Ｔ＋Ｂ_a ）｝ …（１１） Ｅ_b ＝Ｃ_b ×ＥＸＰ（Ｄ_b Ｘ）×ＥＸＰ｛−Ｃ₂ ／（Ａ_b Ｔ＋Ｂ_b ）｝ …（１２） この時の温度指示値をそれぞれＴ_a ，Ｔ_b とおくと
Ｅ_a ，Ｅ_b は次の（１３），（１４）式で表せる。 Ｅ_a ＝Ｃ_a ×ＥＸＰ｛−Ｃ₂ ／（Ａ_a Ｔ_a ＋Ｂ_a ）｝ …（１３） Ｅ_b ＝Ｃ_b ×ＥＸＰ｛−Ｃ₂ ／（Ａ_b Ｔ_b ＋Ｂ_b ）｝ …（１４）Next, the luminance output E _a , E of the monochromatic radiation thermometer when the optical fiber length is reduced (consumed) by X from the reference length
_b can be expressed by the following equations (11) and (12). _{E a = C a × EXP (} D a X) × EXP {-C 2 / (A a T + B a)} ... (11) E b = C b × EXP (D b X) × EXP {-C 2 / ( _{a b T + B b)}} ... (12) respectively T _a temperature indication value at this time, T _b and put the E _a, E _b is the next (13), expressed by equation (14). _{E a = C a × EXP {} -C 2 / (A a T a + B a)} ... (13) E b = C b × EXP {-C 2 / (A b T b + B b)} ... (14)

【００４６】次に、前記（１１），（１２），（１
３），（１４）式よりＥ_a ，Ｅ_b を消去し、対数をとる
と下記の（１５），（１６）式が得られる。 Ｄ_a Ｘ−Ｃ₂ ／（λ_a Ｔ＋Ｂ_a ）＝−Ｃ₂ ／（λ_a Ｔ_a ＋Ｂ_a ）…（１５） Ｄ_b Ｘ−Ｃ₂ ／（λ_b Ｔ＋Ｂ_b ）＝−Ｃ₂ ／（λ_b Ｔ_b ＋Ｂ_b ）…（１６） 前記（１５），（１６）式よりＸを消去すると次の（１
７）式が得られる。 １／Ｄ_a （λ_a Ｔ＋Ｂ_a ）−１／Ｄ_b （λ_b Ｔ＋Ｂ_b ） ＝１／Ｄ_a （λ_a Ｔ_a ＋Ｂ_a ）−１／Ｄ_b （λ_b Ｔ_b ＋Ｂ_b ）…（１７）Next, (11), (12), (1
By eliminating E _a and E _b from the equations (3) and (14) and taking the logarithm, the following equations (15) and (16) are obtained. D _a X−C ₂ / (λ _a T + B _a ) = − C ₂ / (λ _a T _a + B _a ) ... (15) D _b X−C ₂ / (λ _b T + B _b ) = − C ₂ / (λ _b T _b + B _b ) ... (16) When X is eliminated from the above equations (15) and (16), the following (1
Equation (7) is obtained. 1 / D _a (λ _a T + B _a ) −1 / D _b (λ _b T + B _b ) = 1 / D _a (λ _a T _a + B _a ) −1 / D _b (λ _b T _b + B _b ) ... (17) )

【００４７】上記（１７）式を真温度Ｔについて解くと
下記の（１８）式が得られる。 Ｔ＝《−（Ａ_a Ｂ_b ＋Ａ_b Ｂ_a ）｛−Ｄ_a Ｃ₂ ／（Ａ_b Ｔ_b ＋Ｂ_b ）＋Ｄ_b Ｃ₂ ／（Ａ_a Ｔ_a ＋Ｂ_a ）｝＋（Ａ_b Ｄ_b −Ａ_a Ｄ_a ）Ｃ₂ ＋［（Ａ_a Ｂ_b −Ａ_b Ｂ_a ）² ｛−Ｄ_a Ｃ₂ ／（Ａ_b Ｔ_b ＋Ｂ_b ）＋Ｄ_b Ｃ₂ ／（Ａ_a Ｔ_a ＋Ｂ_a ）｝² ＋２Ｃ₂ （Ａ_a Ｂ_b −Ａ_b Ｂ_a ）（Ａ_a Ｄ_a ＋Ａ_b Ｄ_b ）｛−Ｄ_a Ｃ₂ ／（Ａ_b Ｔ_b ＋Ｂ_b ）＋Ｄ_b Ｃ₂ ／（Ａ_a Ｔ_a ＋Ｂ_a ）｝＋（Ａ_a Ｄ_a −Ａ_b Ｄ_b ）² Ｃ₂ ² ］^1/2 》／［２Ａ_a Ａ_b ｛−Ｄ_a Ｃ₂ ／（Ａ_b Ｔ_b ＋Ｂ_b ）＋Ｄ_b Ｃ₂ ／ （Ａ_a Ｔ_a ＋Ｂ_a ）｝］ …（１８） （１８）式はその導出に近似を含まず、よって赤外放射
温度計で検出される放射輝度と真温度の関係が（３）式
で表される限り、誤差なくファイバ長さの影響を排除し
真温度を求めることができる。When the above equation (17) is solved for the true temperature T, the following equation (18) is obtained. T = <<-(A _a B _b + A _b B _a ) {-D _a C ₂ / (A _b T _b + B _b ) + D _b C ₂ / (A _{a Ta} + B _a )} + (A _b D _b − _{A a D a) C 2 +} [(A a B b -A b B a) 2 {-D a C 2 / (A b T b + B b) + D b C 2 / (A a T a + B a)} ^{_{2 + 2C 2 (A a B}} b -A b B a) (A a D a + A b D b) {- D a C 2 / (A b T b + B b) + D b C 2 / (A a T a + B _{a)} + (A a D} a -A b D b) 2 C 2 2] 1/2 "/ [2A a A b {-D a C 2 / (A b T b + B b) + D b C 2 / _{(a a T a + B a} )}] ... (18) (18) formula contains no approximation to its derivation, thus the relationship of radiance and true temperature detected by the infrared radiation thermometer (3) in As long as it is represented, the true temperature can be determined without any error by eliminating the influence of the fiber length.

【００４８】しかし、（１８）式は複雑で演算時間もか
かることから、簡便な補正演算を可能にする近似式を導
出する。一般にＴが１５００℃の付近で、λが１〜２μ
ｍの付近ではＡＴ＞＞Ｂが成り立つことに注目すると、
１／（ＡＴ＋Ｂ）は近似的に｛１／ＡＴ−Ｂ／（ＡＴ）
² ｝と等しいとみなすことができる。この近似関係を利
用すると（１７）式は（１９）式と表わせる。 （１／Ｔ_a −１／Ｔ）／Ｄ_a Ａ_a −Ｂ_a （１／Ｔ_a ² −１／Ｔ² ）／Ｄ_a Ａ_a ＝（１／Ｔ_b −１／Ｔ）／Ｄ_b Ａ_b −Ｂ_b （１／Ｔ_b ² −１／Ｔ² ）／ Ｄ_b Ａ_b …（１９）However, since the equation (18) is complicated and requires a long calculation time, an approximate equation that enables a simple correction calculation will be derived. Generally, T is around 1500 ° C. and λ is 1 to 2 μ.
Paying attention to the fact that AT >> B holds near m,
1 / (AT + B) is approximately {1 / AT-B / (AT)
² } can be regarded as equal to. If this approximate relationship is used, equation (17) can be expressed as equation (19). (1 / T _a −1 / T) / D _a A _a −B _a (1 / T _a ² −1 / T ² ) / D _a A _a = (1 / T _b −1 / T) / D _b A _{b -B b (1 / T b} 2 -1 / T 2) / D b A b ... (19)

【００４９】さらに、Ｔ_a −Ｔ＜＜Ｔ_a ，Ｔ_b −Ｔ＜＜
Ｔ_b が成り立つことに注目すると、（１／Ｔ_a ＋１／
Ｔ）は近似的に２／Ｔ_a と等しく、また（１／Ｔ_b ＋１
／Ｔ）は近似的に２／Ｔ_b と等しいとみなせる。これら
の近似関係を利用すると（１９）式は（２０）式で表わ
せる。 （１／Ｔ_a −１／Ｔ）（１−２Ｂ_a ／Ａ_a Ｔ_a ）／Ｄ_a Ａ_a ＝（１／Ｔ_b −１／Ｔ）（１−２Ｂ_b ／Ａ_b Ｔ_b ）／Ｄ_b Ａ_b …（２０） （２０）式を真温度Ｔについて解くと、（２１）式が導
かれる。Furthermore, T _a -T << T _a , T _b -T <<
Paying attention to the fact that T _b holds, (1 / T _a + 1 /
T) is approximately equal to 2 / T _a and also (1 / T _b +1
/ T) can be considered approximately equal to 2 / T _b . By using these approximate relationships, equation (19) can be expressed by equation (20). _{(1 / T a -1 / T} ) (1-2B a / A a T a) / D a A a = (1 / T b -1 / T) (1-2B b / A b T b) / D _{b Ab} (20) When the equation (20) is solved for the true temperature T, the equation (21) is derived.

【００５０】[0050]

【数２】 [Equation 2]

【００５１】（１８）式または（２１）式を用いること
により、２つの赤外放射温度計の指示値Ｔ_a ，Ｔ_b と、
それぞれの放射温度計の特性を表すＡ，Ｂ，Ｃパラメー
タのうちのそれぞれ２つのパラメータＡ_a ，Ｂ_a 及びＡ
_b ，Ｂ_b と、さらに、それぞれの放射温度計の測定波長
における光ファイバの伝送損失係数Ｄ_a ，Ｄ_b とを用い
て、光ファイバの長さＸの影響を除去した真温度Ｔを演
算により求めることが出来る。By using the equation (18) or the equation (21), the indicated values T _a and T _{b of the} two infrared radiation thermometers,
Two parameters A _a , B _a and A of the A, B and C parameters representing the characteristics of each radiation thermometer, respectively.
_b , B _b, and the transmission loss coefficients D _a , D _b of the optical fiber at the measurement wavelengths of the radiation thermometers, the true temperature T from which the influence of the length X of the optical fiber is removed is calculated. You can ask.

【００５２】（２１）式は、データをデジタル信号に変
換し、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）やセントラル
プロセッシングユニット（ＣＰＵ）がデジタル演算をす
る場合は、この式のままでもよいが、（２１）式の演算
をアナログ回路で実現するには複雑すぎる。そこでアナ
ログ回路による演算を容易にするため、更に以下の近似
を導入する。｛１／Ｔ_a −１／Ｔ｝は近似的に｛（Ｔ−
Ｔ_a ）／Ｔ² ｝に等しく、また｛１／Ｔ_b −１／Ｔ｝は
近似的に｛（Ｔ−Ｔ_b ）／Ｔ² ｝に等しいという関係を
（２０）式に適用すると（２０ａ）式が得られる。 （１−２Ｂ_a ／Ａ_a Ｔ_a ）（Ｔ−Ｔ_a ）／Ｄ_a Ａ_a ＝（１−２Ｂ_b ／Ａ_b Ｔ_b ）（Ｔ−Ｔ_b ）／Ｄ_b Ａ_b …（２０ａ） （２０ａ）式を真温度Ｔについて解くと、（２２）式が
得られる。The equation (21) may be used as it is when the data is converted into a digital signal and the digital signal processor (DSP) or the central processing unit (CPU) performs the digital calculation. Is too complex to implement the operation of in analog circuits. Therefore, the following approximation is introduced to facilitate the calculation by the analog circuit. {1 / T _a −1 / T} is approximately {(T−
T _a) / T ² equals} and _{{1 / T b -1 / T} } is Applying the relationship of approximately equal to _{{(T-T b) /} T 2} in (20) (20a ) Is obtained. _{(1-2B a / A a T a} ) (T-T a) / D a A a = (1-2B b / A b T b) (T-T b) / D b A b ... (20a) ( By solving the equation 20a) for the true temperature T, the equation (22) is obtained.

【００５３】[0053]

【数３】 [Equation 3]

【００５４】さらに、Ｔ_a ，Ｔ_b に関して、測定対象物
の温度範囲が既知であり、指示温度の概略値Ｔ_a ′，Ｔ
_b ′が設定できる場合を考える。例えば測定対象物の温
度範囲が１４００°〜１６００℃と既知の場合に、この
温度範囲の中央値である１５００℃を指示温度の概略値
として設定することができる。このような場合には、
（２２）式を（２３）式により近似することができる。Further, regarding T _a and T _b , the temperature range of the object to be measured is known, and the approximate values T _a ′ and T of the indicated temperature are given.
Consider the case where _b ′ can be set. For example, when the temperature range of the measurement object is known to be 1400 ° to 1600 ° C, 1500 ° C, which is the center value of this temperature range, can be set as the approximate value of the indicated temperature. In such cases,
Equation (22) can be approximated by equation (23).

【００５５】[0055]

【数４】 [Equation 4]

【００５６】（２３）式はＴ_a ，Ｔ_b に関して線形であ
り、その係数は全て既知の定数で、予め求めることがで
きるものであるので、（２３）式の演算は簡単なアナロ
グ回路でも実現できるという効果がある。Since the equation (23) is linear with respect to T _a and T _b and all the coefficients are known constants and can be obtained in advance, the operation of the equation (23) can be realized by a simple analog circuit. The effect is that you can do it.

【００５７】次に温度指示値誤差や各パラメータの誤差
が真温度の推定値にどれだけの誤差となって反映するか
を求めてみる。例えば、２つの赤外放射温度計の検出ス
ペクトルが単一のスペクトルとみなせる場合に、２つの
温度計の指示値Ｔ_a ，Ｔ_b と、それぞれの赤外放射温度
計の実効波長λ_a ，λ_b と、その実効波長での光ファイ
バの伝送損失指数、Ｄ_a ，Ｄ_bとを用いて、ファイバ先
端部の真温度Ｔを求める前記（１０）式において、Ｔと
Ｔ_a とＴ_b とがほぼ等しい値に近似すると、真温度Ｔの
推定値の誤差ｄＴは次の（２４）式で与えられる。Next, how much the error of the temperature instruction value and the error of each parameter are reflected in the estimated value of the true temperature will be calculated. For example, when the detected spectra of the two infrared radiation thermometers can be regarded as a single spectrum, the indicated values T _a and T _b of the two thermometers and the effective wavelengths λ _a and λ of the respective infrared radiation thermometers. _{In the} above equation (10) for obtaining the true temperature T of the fiber tip portion using _b and the transmission loss index D _a and D _b of the optical fiber at the effective wavelength, T, _Ta and T _b are When approximated to almost equal values, the error dT of the estimated value of the true temperature T is given by the following equation (24).

【００５８】[0058]

【数５】 [Equation 5]

【００５９】次に２つの放射温度計として、両方ともＳ
ｉ放射温度計を用いた場合（イ）と、一方はＩｎＧａＡ
ｓ放射温度計で他方はＳｉ放射温度計を用いた場合
（ロ）とについて、（２４）式で示される真温度Ｔの誤
差ｄＴの大きさを比較してみる。 （イ）２つの放射温度計が両方ともＳｉ放射温度計の場
合、いまＳｉフォトダイオードを２つの赤外放射温度計
の検出素子に用い、２つの異なる波長をλ_a ＝０．８５
μｍ、λ_b ＝１．０μｍとした場合の前記（２４）式の
ｄＴを評価する。なお伝送損失指数は、実測値のＤ_a ＝
２．６ｄＢ／ｋｍ、Ｄ_b ＝１．８ｄＢ／ｋｍとし、（２
４）式にλ_a ，λ_b ，Ｄ_a ，Ｄ_b の値を代入すると、Ｔ
＝１５００℃、ファイバ長１ｋｍの場合、ｄＴは次の
（２５）式となる。 ｄＴ＝−４９０（ｄＤ_a ／Ｄ_a −ｄＤ_b ／Ｄ_b ）−４．４ｄＴ_a ＋５．４ｄＴ_b …（２５）Next, two radiation thermometers, both S
When i radiation thermometer is used (a), one is InGaA
An error dT of the true temperature T expressed by the equation (24) will be compared between the case where the s radiation thermometer is used and the other case where the Si radiation thermometer is used (b). (B) When both radiation thermometers are Si radiation thermometers, Si photodiodes are now used as the detection elements of two infrared radiation thermometers, and two different wavelengths are used for λ _a = 0.85.
The dT of the equation (24) is evaluated when μm and λ _b = 1.0 μm. The transmission loss index is the measured value D _a =
2.6 dB / km, D _b = 1.8 dB / km, and (2
Substituting the values of λ _a , λ _b , D _a , and D _{b into} the equation 4), T
In the case of = 1500 ° C. and fiber length 1 km, dT is expressed by the following equation (25). _{dT = -490 (dD a / D} a -dD b / D b) -4.4dT a + 5.4dT b ... (25)

【００６０】（２５）式において、２つの赤外放射温度
計の指示値ノイズや測温誤差ｄＴ_a，ｄＴ_b は約５倍に
増幅され、その符号は逆になっている。従ってｄＴ_a ，
ｄＴ_b が同一極性の場合は相殺されるが、異極性の場合
は加算される。また、伝送損失Ｄ_a ，Ｄ_b の値が正確で
はなく、かりに１％の誤差があった場合には、真温度Ｔ
に約５℃の温度誤差をもたらすことになる。従って
（イ）の場合に、２つの単色放射温度計の精度が±２℃
であったとしても、光ファイバ長さ補正後には温度指示
値の精度は、最悪の場合に±１０℃までは劣化し得るこ
とがある。また伝送損失Ｄ_a ，Ｄ_b の値に含まれる誤差
の影響が大きいので、光ファイバの各測定波長帯域での
伝送損失値として厳密な値が必要となる。In the equation (25), the indicated value noises and the temperature measurement errors dT _a and dT _b of the two infrared radiation thermometers are amplified by about 5 times, and their signs are opposite. Therefore dT _a ,
When dT _b has the same polarity, they are canceled, but when they have different polarities, they are added. If the values of the transmission losses D _a and D _b are not accurate and there is a 1% error in the scale, the true temperature T
Will result in a temperature error of about 5 ° C. Therefore, in the case of (a), the accuracy of the two monochromatic radiation thermometers is ± 2 ° C.
However, the accuracy of the temperature instruction value after the optical fiber length correction may be deteriorated up to ± 10 ° C. in the worst case. Further, since the influence of the error included in the values of the transmission losses D _a and D _b is large, a strict value is required as the transmission loss value in each measurement wavelength band of the optical fiber.

【００６１】（ロ）一方はＩｎＧａＡｓ放射温度計を他
方はＳｉ放射温度を用いた場合、次に一方の放射温度計
には図１の単色放射温度計、即ち受光素子としてＩｎＧ
ａＡｓフォトダイオードを使用し、その入射面に中心波
長１．５５μｍの狭帯域波長選択フィルタを設置し、他
方の放射温度計には前記Ｓｉフォトダイオードを使用し
た場合を考える。そしてこの２つの放射温度計の指示値
Ｔ_a ，Ｔ_b を補正演算器へ入力し、（１０）式に基づき
Ｔを演算によりもとめる。この場合に、λ_a ＝０．９μ
ｍ、λ_b ＝１．５５μｍ、Ｄ_a ＝２．２ｄＢ／ｋｍ、Ｄ
_b ＝０．３ｄＢ／ｋｍを（２４）式に代入すると、Ｔ＝
１５００℃、Ｘ＝１ｋｍの場合、ｄＴは次の（２６）式
となる。 ｄＴ＝−３０（ｄＤ_a ／Ｄ_a −ｄＤ_b ／Ｄ_b ）−０．３ｄＴ_a ＋１．３ｄＴ_b …（２６）(B) When one uses the InGaAs radiation thermometer and the other uses the Si radiation temperature, then the one radiation thermometer is the monochromatic radiation thermometer of FIG. 1, that is, InG as a light receiving element.
Consider a case where an aAs photodiode is used, a narrow band wavelength selective filter having a center wavelength of 1.55 μm is installed on the incident surface, and the Si photodiode is used as the other radiation thermometer. Then, the indicated values T _a and T _b of the two radiation thermometers are input to the correction calculator, and T is calculated by the equation (10). In this case, λ _a = 0.9μ
m, λ _b = 1.55 μm, D _a = 2.2 dB / km, D
Substituting _b = 0.3 dB / km into the equation (24), T =
When 1500 ° C. and X = 1 km, dT is expressed by the following equation (26). _{dT = -30 (dD a / D} a -dD b / D b) -0.3dT a + 1.3dT b ... (26)

【００６２】（２６）式においては、ＩｎＧａＡｓ放射
温度計の測温誤差ｄＴ_b がそのままほとんど増幅される
ことなくｄＴに反映され、またＳｉ放射温度計の測温誤
差ｄＴ_a はほとんど真温度の推定誤差には影響しない。
そして伝送損失Ｄの誤差は、かりに５％あったとしても
Ｔの誤差としては１．５℃にしからならない。従って
（ロ）の場合に、２つの放射各温度計の精度が±２℃で
あった場合、補正演算後の精度は±３℃以内であり、し
かも、伝送損失Ｄ_a ，Ｄ_b の値は厳密な値が要求されな
いので、カタログ値、もしくはＯＴＤＲ（光パルス試験
器）による測定値が利用でき、較正作業が大幅に簡略化
出来る。In the equation (26), the temperature measurement error dT _b of the InGaAs radiation thermometer is reflected in the dT without being amplified as it is, and the temperature measurement error dT _a of the Si radiation thermometer is almost the true temperature estimation. It does not affect the error.
The error of the transmission loss D must be 1.5 ° C. as the error of T even if the error is 5%. Therefore, in the case of (b), if the accuracy of the two radiation thermometers is ± 2 ° C, the accuracy after the correction calculation is within ± 3 ° C, and the values of the transmission losses D _a and D _b are Since exact values are not required, catalog values or measured values by OTDR (optical pulse tester) can be used, and the calibration work can be greatly simplified.

【００６３】このように、補正演算後の真温度の精度を
比較すると、２つの放射温度計として（ロ）の場合が
（イ）の場合よりも優れている。また放射温度計の検出
スペクトルが有限帯域であり、ウイーンの（２）式の代
りに前記（３）式が適用される場合には、前記（１０）
式とは異なる補正演算式、例えば前記（２１），（２
３）式等を用いる必要があるが、この場合の補正演算後
の真温度の精度も、（ロ）の場合が（イ）の場合よりも
優れている。As described above, comparing the accuracy of the true temperature after the correction calculation, the two radiation thermometers (b) are superior to the case (a). Further, when the detection spectrum of the radiation thermometer has a finite band and the above equation (3) is applied instead of the equation (2) of Vienna, the above (10)
A correction calculation formula different from the formula, for example, (21), (2
Although it is necessary to use equation (3) or the like, the accuracy of the true temperature after the correction calculation in this case is also superior in the case of (b) to the case of (a).

【００６４】図３は本発明に係わる消耗型光ファイバ温
度計の構成例２を示す図である。図３において、１，
２，５，７，９及び１２〜１７は図１と同一のものであ
る。３Ａは２つの異なる波長によりそれぞれ温度測定を
行なうＮｏ．１及びＮｏ．２単色放射温度計と補正演算
を行なう演算部１１等を含んだ消耗型光ファイバ温度計
である。４はビームスプリッタ等の分波器であり、金属
管被覆光ファイバ１の終端から光コネクタ２を介して入
射する光を２つに分光して、一方の光は狭帯域波長選択
フィルタ５へ、他方の光は波長帯域選択フィルタ６へそ
れぞれ出射する。一方の狭帯域波長選択フィルタ５は図
１と同一のもので、波長１．５５±０．０２５μｍの狭
帯域光を透過してＩｎＧａＡｓフォトダイオード７へ入
射する。他方の波長帯域選択フィルタ６は、例えば色ガ
ラス波長選択フィルタにより構成され、波長０．７〜
１．１μｍの帯域光を透過してＳｉフォトダイード８へ
入射する。９，１０はそれぞれフォトダイオード７，８
の検出信号が入力される温度変換器である。FIG. 3 is a diagram showing a configuration example 2 of the consumable optical fiber thermometer according to the present invention. In FIG. 3, 1,
2, 5, 7, 9 and 12 to 17 are the same as those in FIG. No. 3A is No. 3 which measures temperature by two different wavelengths. 1 and No. 2 is a consumable optical fiber thermometer including a monochromatic radiation thermometer and a calculation unit 11 for performing a correction calculation. Reference numeral 4 denotes a demultiplexer such as a beam splitter, which splits the light incident from the end of the metal tube-coated optical fiber 1 via the optical connector 2 into two, and one of the lights is passed to the narrow band wavelength selection filter 5. The other light is emitted to the wavelength band selection filter 6. One of the narrow band wavelength selection filters 5 is the same as that shown in FIG. 1 and transmits narrow band light having a wavelength of 1.55 ± 0.025 μm and makes it enter the InGaAs photodiode 7. The other wavelength band selection filter 6 is composed of, for example, a colored glass wavelength selection filter and has a wavelength of 0.7 to
The light having a band of 1.1 μm is transmitted and is incident on the Si photodiode 8. 9 and 10 are photodiodes 7 and 8 respectively
Is a temperature converter to which the detection signal of is input.

【００６５】温度変換器９はＩｎＧａＡｓフォトダイオ
ード７が前記波長１．５５±０．０２５μｍのスペクト
ル光を受光検出した検出信号に基づき温度変換を行ない
指示温度Ｔ_a を出力し、同様に温度変換器１０はＳｉフ
ォトダイオード８が前記波長０．７〜１．１μｍのスペ
クトル光を受光検出した検出信号に基づき温度変換を行
ない指示温度Ｔ_b を出力する。またこの例では、温度変
換器９，１０はそれぞれ温度変換式として、有限スペク
トル光から変換する場合の前記（３）式と固有のパラメ
ータＡ_a ，Ｂ_a ，Ｃ_a及びＡ_b ，Ｂ_b ，Ｃ_b を用いるも
のとする。なお、ＩｎＧａＡｓフォトダイオード７と温
度変換器９によりＮｏ．１単色放射温度計が構成され、
Ｓｉフォトダイオード８と温度変換器１０によりＮｏ．
２単色放射温度計が構成される。The temperature converter 9 performs temperature conversion based on the detection signal obtained by the InGaAs photodiode 7 receiving and detecting the spectral light having the wavelength of 1.55 ± 0.025 μm, and outputs the instructed temperature T _a . Numeral 10 performs temperature conversion based on a detection signal obtained by the Si photodiode 8 receiving and detecting the spectral light having the wavelength of 0.7 to 1.1 μm, and outputs an instruction temperature T _b . Further, in this example, the temperature converters 9 and 10 respectively use, as temperature conversion equations, the equation (3) when converting from finite spectrum light and the unique parameters A _a , B _a , C _a and A _b , B _b , Let C _b be used. It should be noted that the InGaAs photodiode 7 and the temperature converter 9 are used for No. 1 monochromatic radiation thermometer is configured,
With the Si photodiode 8 and the temperature converter 10, the No.
Two monochromatic radiation thermometers are constructed.

【００６６】１１は前記Ｎｏ．１及びＮｏ．２放射温度
計が出力する指示温度Ｔ_a ，Ｔ_b から光ファイバ長の影
響を除去する補正演算を行ない真温度Ｔを算出する演算
部である。この演算部１１が実行する演算式としては、
前記（１８），（２１），（２３）式等のいずれも使用
することができる。演算部１１がデジタル信号プロセッ
サ（ＤＳＰ）やセントラルプロセッシングユニット（Ｃ
ＰＵ）等により構成されデジタル演算を行なう場合に
は、入力データをデジタル信号に変換しておけば、前記
（２１）式の演算は容易である。また演算部がアナログ
演算器により構成された場合でも、前記の（２３）式は
線型近似式であるので容易に演算を行なうことができ
る。要は計測精度、演算処理時間、コスト等を考慮し
て、使用目的に適した演算式を選択すればよい。No. 11 is the above No. 1 and No. (2) A calculation unit that calculates a true temperature T by performing a correction calculation that removes the influence of the optical fiber length from the indicated temperatures T _a and T _b output by the radiation thermometer. As an arithmetic expression executed by the arithmetic unit 11,
Any of the equations (18), (21), (23) and the like can be used. The arithmetic unit 11 includes a digital signal processor (DSP) and a central processing unit (C
If the input data is converted into a digital signal in the case of performing a digital operation, the operation of the equation (21) is easy. Further, even when the arithmetic unit is composed of an analog arithmetic unit, the above equation (23) is a linear approximation equation, so that the arithmetic operation can be easily performed. In short, the calculation formula suitable for the purpose of use may be selected in consideration of the measurement accuracy, the calculation processing time, the cost, and the like.

【００６７】演算部１１が実施する演算式として前記
（２１）式を使用する場合には、Ｎｏ．１及びＮｏ．２
放射温度計についての、それぞれ固有の温度変換用の２
つのパラメータＡ_a ，Ｂ_a 及びＡ_b ，Ｂ_b と、それぞれ
の受光検出波長帯における光ファイバ伝送損失Ｄ_a ，Ｄ
_b と、それぞれから出力される２つの指示温度Ｔ_a ，Ｔ
_b とを（２１）式に代入して、真温度Ｔを求めることが
できる。When the above equation (21) is used as the arithmetic expression executed by the arithmetic unit 11, No. 1 and No. Two
2 for each unique temperature conversion of the radiation thermometer
Parameters A _a , B _a and A _b , B _b, and optical fiber transmission loss D _a , D in each received and detected wavelength band
_b and the two indicated temperatures T _a and T output from each
_The true temperature T can be obtained by substituting _b and _b into the equation (21).

【００６８】図４は図３の消耗型光ファイバ温度計の演
算部１１が補正演算式（２１）を用いた場合の測定結果
を示す図である。図４の実線は図３の構成によるＩｎＧ
ａＡｓフォトダイオードとＳｉフォトダイオードとを用
い、破線は比較用に２つの波長共にＳｉフォトダイオー
ドを用い、いずれも（２１）式により補正した結果を示
している。図４の実線においては、２ｋｍのファイバ消
耗量があっても、補正後の誤差は１．５℃と小さく、破
線に比較してきわめて高精度の測定が可能であることを
示している。FIG. 4 is a diagram showing the measurement results when the calculation unit 11 of the consumable optical fiber thermometer of FIG. 3 uses the correction calculation formula (21). The solid line in FIG. 4 is the InG according to the configuration in FIG.
The aAs photodiode and the Si photodiode are used, and the broken lines show the results corrected by the equation (21) for both wavelengths using the Si photodiode for comparison. The solid line in FIG. 4 shows that the error after correction is as small as 1.5 ° C. even if the fiber consumption amount is 2 km, and that highly accurate measurement is possible compared to the broken line.

【００６９】演算部１１が実施する演算式として前記
（２３）式を使用する場合には、Ｎｏ．１及びＮｏ．２
放射温度計についての、それぞれ固有の温度変化用の２
つのパラメータＡ_a ，Ｂ_a 及びＡ_b ，Ｂ_b と、それぞれ
の受光検出波長帯における光ファイバ伝送損失Ｄ_a ，Ｄ
_b と、それぞれから出力される２つの指示温度Ｔ_a ，Ｔ
_b と、この２つの指示温度の概略値Ｔ_a ′，Ｔ_b ′とを
（２３）式に代入して真温度Ｔを求めることができる。
なお（２３）式は線型であるのでアナログ回路により構
成される簡易な演算部１１を使用することができる。When the above equation (23) is used as the arithmetic expression executed by the arithmetic unit 11, No. 1 and No. Two
2 for each unique temperature change of the radiation thermometer
Parameters A _a , B _a and A _b , B _b, and optical fiber transmission loss D _a , D in each received and detected wavelength band
_b and the two indicated temperatures T _a and T output from each
_The true temperature T can be obtained by substituting _b and the approximate values T _a ′ and T _b ′ of these two indicated temperatures into the equation (23).
Since the equation (23) is linear, it is possible to use the simple arithmetic unit 11 composed of an analog circuit.

【００７０】図５は図３の消耗型光ファイバ温度計の演
算部１１が補正演算式（２３）を用いた場合の測定結果
を示す図である。図５の実線は図３の構成によるＩｎＧ
ａＡｓフォトダイオードとＳｉフォトダイオードとを用
い、破線は比較用に２つの波長共にＳｉフォトダイオー
ドを用い、いずれも（２３）式により補正した結果を示
している。図５の実線においては、１ｋｍのファイバ消
耗量があっても、補正後の誤差は２℃と小さく、近似計
算を行なうので、図４の実線の場合よりも精度は劣る
が、それでも同図の破線の場合よりも優れており、ファ
イバ消耗量が１００ｍで誤差が０．２℃程度なので十分
に実用となる精度といえる。FIG. 5 is a diagram showing the measurement results when the calculation unit 11 of the consumable optical fiber thermometer of FIG. 3 uses the correction calculation formula (23). The solid line in FIG. 5 is the InG according to the configuration in FIG.
The aAs photodiode and the Si photodiode are used, and the broken line shows the results corrected by the equation (23) for both wavelengths using the Si photodiode for comparison. In the solid line of FIG. 5, the error after correction is as small as 2 ° C. even if there is a fiber consumption amount of 1 km, and the accuracy is inferior to the case of the solid line of FIG. It is superior to the case of the broken line, and it can be said that the accuracy is sufficiently practical because the fiber consumption amount is 100 m and the error is about 0.2 ° C.

【００７１】なお図３における狭帯域波長選択フィルタ
５の特性として、中心波長を１．５５μｍとして、透過
帯域幅を中心波長±０．０２５μｍの範囲内とする場合
の例を示したが、本発明はこれに限定されるものではな
い。この中心波長は少くともＯＨ基の吸収帯である１．
４μｍを避ける必要はあるが、受光検出素子から次段の
温度変換に必要とする検出信号が得られる波長帯域であ
れば、１．５５μｍの近傍は勿論、さらに１．５５μｍ
から長波長側にずらせた波長であってもよい。また透過
帯域幅を、例えば中心波長±０．１μｍ程度にまで帯域
幅を広げてもよく、Ｓ／Ｎ比が劣化せずに検出光量が大
きくなれば問題はない。As a characteristic of the narrow band wavelength selection filter 5 in FIG. 3, an example in which the central wavelength is 1.55 μm and the transmission bandwidth is within the central wavelength ± 0.025 μm is shown. Is not limited to this. This center wavelength is at least the absorption band of the OH group.
It is necessary to avoid 4 μm, but in the wavelength band where the detection signal required for the temperature conversion of the next stage can be obtained from the light receiving and detecting element, it is of course 1.55 μm in the vicinity of 1.55 μm.
May be shifted to the long wavelength side. Further, the transmission bandwidth may be widened to, for example, a central wavelength of about ± 0.1 μm, and there is no problem if the detected light amount increases without deteriorating the S / N ratio.

【００７２】[0072]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、高温被測
定物から放出される放射光を光ファイバの一端より入射
し、前記光ファイバ内を伝播し、その他端から出射され
る光を受光検出して温度に変換する放射温度計を用い
て、前記高温被測定物の温度を計測する消耗型光ファイ
バ温度計において、前記光ファイバの他端から出射され
る光から中心波長を１．５５μｍ又は１．５５μｍの近
傍の波長とする狭帯域波長選択フィルタを介して前記放
射温度計に受光検出させるようにしたので、測定対象物
の温度が１５００℃程度の場合に、光ファイバの消耗量
が１００ｍ以内では、温度誤差を２〜３℃以下とするこ
とができる。従って光ファイバが１００ｍ消耗するたび
に基準長さのものと交換するようにすれば、上記精度に
より放射温度計の指示温度に補正演算をしないで長期間
の連続測定が可能である。As described above, according to the present invention, the radiation light emitted from the high temperature object to be measured is incident on one end of the optical fiber, propagates in the optical fiber, and is emitted from the other end. In a consumable optical fiber thermometer that measures the temperature of the high temperature object by using a radiation thermometer that detects light and converts it into temperature, the center wavelength from the light emitted from the other end of the optical fiber is 1. Since the radiation thermometer detects light through a narrow band wavelength selection filter having a wavelength near 55 μm or 1.55 μm, when the temperature of the object to be measured is about 1500 ° C., the amount of consumption of the optical fiber is reduced. Within 100 m, the temperature error can be 2 to 3 ° C. or less. Therefore, if the optical fiber is replaced with the one having the reference length each time it is consumed by 100 m, the long-term continuous measurement can be performed without performing the correction calculation to the temperature indicated by the radiation thermometer due to the above-mentioned accuracy.

【００７３】また本発明によれば、前記狭帯域波長選択
フィルタの透過帯域幅を前記中心波長±０．１μｍの範
囲内とするようにしたので、１．４μｍ周辺のＯＨ基吸
収帯の影響を受けずに、また放射温度型は単一スペクト
ル光とみなせるウイーンの近似式を使用することができ
る。Further, according to the present invention, since the transmission band width of the narrow band wavelength selection filter is set within the range of the central wavelength ± 0.1 μm, the influence of the OH group absorption band around 1.4 μm is eliminated. Independently, the radiation temperature type can use Wien's approximation which can be regarded as single spectrum light.

【００７４】また本発明によれば、前記放射温度計が受
光検出する受光検出素子としてＩｎＧａＡｓフォトダイ
オードを使用するようにしたので、狭帯域波長選択フィ
ルタの透過光量が小さくとも、暗電流に埋まることな
く、良好のＳ／Ｎ比で入射光の検出ができる。Further, according to the present invention, since the InGaAs photodiode is used as the light receiving and detecting element for detecting the light received by the radiation thermometer, even if the transmitted light amount of the narrow band wavelength selection filter is small, it is buried in the dark current. In addition, the incident light can be detected with a good S / N ratio.

【００７５】また本発明によれば、高温被測定物から放
出される放射光を光ファイバの一端より入射し、前記光
ファイバ内を伝播し、その他端から出射される光を受光
検出して温度に変換する放射温度計を用い、前記高温被
測定物の真温度を計測する消耗型光ファイバ温度計にお
いて、前記光ファイバの他端から出射される光を分光器
を介して２つに分光して、それぞれ第１及び第２の放射
温度計に導入し、第１の放射温度計は前記導入光を中心
波長を１．５５μｍ又はこの近傍の波長とし、透過帯域
幅を前記中心波長±０．１μｍの範囲内とする狭帯域波
長選択フィルタを介して受光検出して温度に変換し、第
２の放射温度計は前記導入光を前記第１の放射温度計が
受光検出する波長帯域と異なる波長帯域の光を透過する
波長選択フィルタを介して受光検出して温度に変換し、
演算手段は前記第１及び第２の放射温度計についての、
それぞれに固有の温度変換用のパラメータと、それぞれ
の受光検出波長帯域における光ファイバの伝送損失情報
と、それぞれから温度変換されて出力される２つの指示
温度とを用いて、所定の演算式に基づき前記高温被測定
物の真温度を算出するようにしたので、従来の消耗型光
ファイバ温度計の最大の問題点であったファイバ長の減
少の影響を除去することが可能となり、従来の熱電対を
用いた消耗型浸漬温度計に代わって、溶融金属等の高温
被測定物の温度を、高精度且つ高速応答で、しかも安価
に連続測定ができるようになった。特に１ｋｍ程度の長
尺ファイバの使用が可能になったことにより経済性が向
上し、また較正作業負荷が低減されメンテナンス性が向
上したことにより適用対象が格段に広がった。例えば製
鉄プロセスにおいて、転炉、電気炉、その他精練炉、連
続鋳造のタンディッシュなどにおける温度制御精度が向
上するという多大な効果が生じた。Further, according to the present invention, the radiation light emitted from the high temperature object to be measured is incident from one end of the optical fiber, propagates in the optical fiber, and the light emitted from the other end is received and detected to detect the temperature. In the consumable optical fiber thermometer for measuring the true temperature of the high temperature object to be measured using a radiation thermometer for converting into light, the light emitted from the other end of the optical fiber is split into two through a spectroscope. To the first and second radiation thermometers, and the first radiation thermometer has a center wavelength of the introduced light of 1.55 μm or a wavelength in the vicinity thereof and a transmission bandwidth of the center wavelength ± 0. The second radiation thermometer has a wavelength different from the wavelength band in which the first radiation thermometer receives and detects the introduced light by detecting the light received through a narrow band wavelength selection filter having a range of 1 μm and converting it into temperature. Wavelength selection filter that transmits light in the band And converted to temperature by receiving detected,
The calculating means is for the first and second radiation thermometers,
Based on a predetermined arithmetic expression, the temperature conversion parameters unique to each of them, the transmission loss information of the optical fiber in each light reception detection wavelength band, and the two indicated temperatures output by temperature conversion from each are output. Since the true temperature of the high temperature measured object is calculated, it is possible to eliminate the influence of the decrease in the fiber length, which is the biggest problem of the conventional consumable optical fiber thermometer, and the conventional thermocouple. In place of the consumable immersion thermometer using, the temperature of a high temperature measured object such as molten metal can be continuously measured with high accuracy and high speed and at low cost. In particular, it has become possible to use a long fiber of about 1 km, which has improved the economical efficiency, and the calibration work load has been reduced and the maintainability has been improved. For example, in the iron making process, a great effect has been brought about that the temperature control accuracy in a converter, an electric furnace, a refining furnace, a tundish for continuous casting, etc. is improved.

【００７６】また本発明によれば、前記第１の放射温度
計が受光検出する受光検出素子としてＩｎＧａＡｓフォ
トダイオードを用い、また前記第２の放射温度計が受光
検出する受光検出素子としてＳｉフォトダイオードを用
いるようにしたので、この２つの受光検出素子はいずれ
も、Ｇｅフォトダイオードよりも熱雑音が小さく、それ
ぞれ入射光量が小さくとも暗電流に埋まることなく、良
好のＳ／Ｎ比で入射光の受光検出ができる。Further, according to the present invention, an InGaAs photodiode is used as a light receiving and detecting element for detecting light received by the first radiation thermometer, and a Si photodiode is used as a light receiving and detecting element for detecting light received by the second radiation thermometer. Since both of the two light receiving detection elements have smaller thermal noise than the Ge photodiode, even if the amount of incident light is small, they are not buried in the dark current, and the incident light of a good S / N ratio is obtained. Can detect received light.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明に係わる消耗型光ファイバ温度計の構成
例１を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration example 1 of an expendable optical fiber thermometer according to the present invention.

【図２】図１の消耗型光ファイバ温度計による測定結果
を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing measurement results by the consumable optical fiber thermometer of FIG.

【図３】本発明に係わる消耗型光ファイバ温度計の構成
例２を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a configuration example 2 of an expendable optical fiber thermometer according to the present invention.

【図４】図３の消耗型光ファイバ温度計の演算部が補正
演算式（２１）を用いた場合の測定結果を示す図であ
る。FIG. 4 is a diagram showing a measurement result when the calculation unit of the consumable optical fiber thermometer of FIG. 3 uses the correction calculation formula (21).

【図５】図３の消耗型光ファイバ温度計の演算部が補正
演算式（２３）を用いた場合の測定結果を示す図であ
る。5 is a diagram showing a measurement result when the calculation unit of the consumable optical fiber thermometer of FIG. 3 uses the correction calculation formula (23).

【図６】通信用石英光ファイバの伝送損失を示す特性図
である。FIG. 6 is a characteristic diagram showing transmission loss of a quartz optical fiber for communication.

【図７】通信用石英光ファイバの伝送損失を示す特性図
である。FIG. 7 is a characteristic diagram showing transmission loss of a quartz optical fiber for communication.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 金属管被覆光ファイバ ２ 光コネクタ ３，３Ａ 消耗型光ファイバ温度計 ４ 分波器 ５ 狭帯域波長選択フィルタ ６ 波長帯域選択フィルタ ７ ＩｎＧａＡｓフォトダイオード ８ Ｓｉフォトダイオード ９ 温度変換器 １０ 温度変換器 １１ 演算部 １２ 光ファイバ供給ドラム １３ 光ファイバ供給ローラ １４ モールド １５ 溶鋼 １６ 浸漬ノズル １７ パウダ 1 Metal Tube Covered Optical Fiber 2 Optical Connector 3, 3A Consumable Optical Fiber Thermometer 4 Demultiplexer 5 Narrow Band Wavelength Selection Filter 6 Wavelength Band Selection Filter 7 InGaAs Photodiode 8 Si Photodiode 9 Temperature Converter 10 Temperature Converter 11 Calculation unit 12 Optical fiber supply drum 13 Optical fiber supply roller 14 Mold 15 Molten steel 16 Immersion nozzle 17 Powder

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 高温被測定物から放出される放射光を光
ファイバの一端より入射し、前記光ファイバ内を伝播
し、その他端から出射される光を受光検出して温度に変
換する放射温度計を用いて、前記高温被測定物の温度を
計測する消耗型光ファイバ温度計において、 前記光ファイバの他端から出射される光から中心波長を
１．５５μｍ又は１．５５μｍの近傍の波長とする狭帯
域スペクトル光のみを透過させて前記放射温度計に受光
検出させる狭帯域波長選択フィルタを備えたことを特徴
とする消耗型光ファイバ温度計。1. A radiation temperature at which radiation light emitted from a high-temperature DUT is incident from one end of an optical fiber, propagates in the optical fiber, and is detected by the light emitted from the other end to be detected and converted into temperature. In a consumable optical fiber thermometer for measuring the temperature of the high temperature object by using a meter, a center wavelength of light emitted from the other end of the optical fiber is 1.55 μm or a wavelength near 1.55 μm. A consumable optical fiber thermometer, comprising a narrow band wavelength selection filter for transmitting only the narrow band spectrum light to be received and detected by the radiation thermometer. 【請求項２】 前記狭帯域波長選択フィルタの透過帯域
が前記中心波長±０．１μｍの範囲を越えない波長帯域
である前記狭帯域波長選択フィルタを備えた請求項１記
載の消耗型光ファイバ温度計。2. The consumable optical fiber temperature according to claim 1, further comprising the narrow band wavelength selection filter having a transmission band of the narrow band wavelength selection filter not exceeding the range of the central wavelength ± 0.1 μm. Total. 【請求項３】 前記放射温度計が受光検出する受光検出
素子としてＩｎＧａＡｓフォトダイオードを備えた請求
項１又は請求項２記載の消耗型光ファイバ温度計。3. The consumable optical fiber thermometer according to claim 1, wherein an InGaAs photodiode is provided as a photodetection element for the photodetection of the radiation thermometer. 【請求項４】 高温被測定物から放出される放射光を光
ファイバの一端より入射し、前記光ファイバ内を伝播
し、その他端から出射される光を受光検出して温度に変
換する放射温度計を用いて、前記高温被測定物の真温度
を計測する消耗型光ファイバ温度計において、 前記光ファイバの他端から出射される光を２つに分光す
る分波器と、 前記分波器により２つに分光された一方の光から、中心
波長を１．５５μｍ又は１．５５μｍの近傍の波長と
し、透過帯域を前記中心波長±０．１μｍの範囲内とす
る狭帯域波長選択フィルタを透過させた光を受光検出
し、これを温度に変換して第１の指示温度を出力する第
１の放射温度計と、 前記分波器により２つに分光された他方の光から、前記
第１の放射温度計が受光検出する波長帯域と異なる波長
帯域の光を透過する波長選択フィルタを透過させた光を
受光検出し、これを温度に変換して第２の指示温度を出
力する第２の放射温度計と、 前記第１及び第２の放射温度計についての、それぞれに
固有の温度変換用のパラメータと、それぞれの受光検出
波長帯域における光ファイバの伝送損失情報と、それぞ
れから出力される第１及び第２の指示温度とを用いて、
所定の演算式に基づき前記高温被測定物の真温度を算出
する演算手段とを備えたことを特徴とする消耗型光ファ
イバ温度計。4. A radiation temperature at which radiation light emitted from a high temperature DUT enters from one end of the optical fiber, propagates in the optical fiber, and detects light emitted from the other end to be detected and converted into temperature. In a consumable optical fiber thermometer for measuring the true temperature of the high temperature measured object using a meter, a demultiplexer for splitting light emitted from the other end of the optical fiber into two, and the demultiplexer From one light split into two, the central wavelength is set to 1.55 μm or a wavelength in the vicinity of 1.55 μm, and the light is transmitted through a narrow band wavelength selection filter having a transmission band within the range of the central wavelength ± 0.1 μm. The first radiation thermometer that receives and detects the emitted light, converts it into temperature and outputs a first indicated temperature, and the other light split into two by the demultiplexer Wavelength band different from the wavelength band detected by the radiation thermometer Second radiation thermometer that receives and detects the light transmitted through the wavelength selection filter that transmits the light, converts the light into the temperature, and outputs the second indicated temperature; and the first and second radiation temperatures. Using the parameters for temperature conversion unique to each of the meters, the transmission loss information of the optical fiber in each received light detection wavelength band, and the first and second indicated temperatures output from each,
A consumable optical fiber thermometer, comprising: a calculating means for calculating the true temperature of the high temperature measured object based on a predetermined calculation formula. 【請求項５】 前記第１の放射温度計が受光検出する受
光検出素子としてＩｎＧａＡｓフォトダイオードを備
え、また前記第２の放射温度計が受光検出する受光検出
素子としてＳｉフォトダイオードを備えた請求項４記載
の消耗型光ファイバ温度計。5. The InGaAs photodiode is provided as a light receiving and detecting element for the first radiation thermometer to detect light reception, and the Si photodiode is provided as a light receiving and detecting element for the second radiation thermometer to detect light reception. 4. The consumable optical fiber thermometer according to 4.