JPH08278203A - 赤外線放射温度計 - Google Patents

赤外線放射温度計

Info

Publication number
JPH08278203A
JPH08278203A JP7082584A JP8258495A JPH08278203A JP H08278203 A JPH08278203 A JP H08278203A JP 7082584 A JP7082584 A JP 7082584A JP 8258495 A JP8258495 A JP 8258495A JP H08278203 A JPH08278203 A JP H08278203A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
temperature
sensor
lens
infrared
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP7082584A
Other languages
English (en)
Inventor
Eiji Sato
栄治 佐藤
Takashi Fujishiro
隆 藤代
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Anritsu Meter Co Ltd
Original Assignee
Anritsu Meter Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Anritsu Meter Co Ltd filed Critical Anritsu Meter Co Ltd
Priority to JP7082584A priority Critical patent/JPH08278203A/ja
Publication of JPH08278203A publication Critical patent/JPH08278203A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Radiation Pyrometers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 レンズとセンサとの間の放射エネルギーの授
受に起因する測定誤差を補正し、常に正確な温度測定が
できる赤外線放射温度計を提供すること。 【構成】 測温対象11から放射される赤外線を集光する
レンズ12と、この赤外線を電気信号に変換する赤外線セ
ンサ13と、この電気信号を温度の単位に変換する演算手
段14と、レンズ12の温度を測温するレンズ測温手段15
と、赤外線センサ13の温度を測温するセンサ測温手段16
と、両測温手段によって補正信号を作る補正手段17と、
演算手段14と補正手段17の信号を使って温度信号に変換
する変換手段18と、この温度信号を出力・表示する出力
手段19を備えた赤外線放射温度計。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は赤外線を用い、非接触で
温度測定を行う赤外線放射温度計に係わり、特に温度計
測時の精度、安定度を向上させた赤外線放射温度計に関
する。
【0002】
【従来の技術】温度計測の分野では、非接触で計測でき
る赤外線放射温度計が広く用いられているが、計測を行
う条件次第で、かなり大きな誤差が生じることが判明し
ている。この誤差は、特に携帯用の赤外線放射温度計
を、雰囲気温度と測温対象物の温度差が大きい場合や、
雰囲気温度の変化が著しい条件で使用した時などに顕著
に現れる。
【0003】図9に基づいて説明すると、例えば、赤外
線放射温度計をある一定の周囲温度の場所に長時間置い
ておき、その温度に赤外線放射温度計を馴染ませた状態
で、周囲温度よりも遙に高温の測温対象物1の温度を測
定しようとすると、レンズ2の温度TL とセンサ3の温
度TS に温度差が無い最初期の状態では、TL =TS
あり、レンズ2自体からセンサ3への放射は無く、セン
サ3に入射するエネルギーは、測温対象物1から放射さ
れるET のみである。
【0004】しかし、レンズ2を測温対象物1の方向に
向けておくと、時間の経過と共に、測温対象物1からの
放射熱の影響で、先ず測温対象物1に近いレンズ2が加
熱され、TL >TS となり、その結果、温度の高くなっ
たレンズ2から温度の低いセンサ3に向かってエネルギ
ーEL が放射され、センサ3に入射するエネルギーは、
T +EL となり、EL が誤差の要因となる。
【0005】その後、時間の経過と共に、矢印Hで示す
ようにレンズ2の熱がケース4を伝ってセンサ3に伝導
し、再びTL =TS になると、レンズ2からの放射エネ
ルギーが無くなるので、センサ3に入射するエネルギー
は、測温対象物1からのETだけとなる。また、例えば
室温が40℃の場所から25℃の場所に移動して温度測定を
行った場合には、レンズ2の温度変化とセンサ3の温度
変化の時間的なズレによって、図10に示すような大きな
測定誤差が生じることが、本発明の実験によって確認さ
れた。
【0006】このように、雰囲気温度や測温対象物の温
度、赤外線放射温度計の部分的な温度差、更に時間の経
過など、様々な要因によって、計測条件に変化がある
と、上述したような測定誤差が生じて、正確な温度計測
ができなくなるのである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】そこで、このようなレ
ンズの温度変化による誤差を補正する赤外線検知装置が
特開平 2−196933号公報に提案されている。しかしなが
ら、この装置では、フレネルレンズ単体の温度を絶対温
度計測して補正を行っているため、センサとの間の相対
温度が特定できず、特に周囲温度の変化が激しい計測環
境では、レンズからの放射エネルギーによる誤差を補正
することができず、正確な温度計測ができないという問
題があった。
【0008】本発明は以上の問題点に鑑みて、レンズと
センサとの間の放射エネルギーの授受に起因する測定誤
差を補正し、常に正確な温度測定ができる赤外線放射温
度計を提供することを目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明の赤外線放射温度計は、測温対象から放射され
る赤外線を集光するレンズと、この赤外線を電気信号に
変換する赤外線センサと、この電気信号を温度の単位に
変換する演算手段と、前記レンズの温度を測温するレン
ズ測温手段と、前記赤外線センサの温度を測温するセン
サ測温手段と、これらの測温手段によって補正信号を作
る補正手段と、前記演算手段と補正手段の信号を使って
温度信号に変換する変換手段と、この温度信号を出力・
表示する出力手段を備えたものである。
【0010】また、前記赤外線センサにサーモパイルを
用い、前記レンズに光学凸レンズを用い、前記レンズ測
温手段とセンサ測温手段に熱電対を用いると、より正確
な温度測定を行う上で好ましく、その場合には、前記サ
ーモパイルに冷接点センサを設けると共に、この冷接点
センサの出力信号に基づいて補償を行う冷接点補償手段
を設けると更に好ましい。そして、前記サーモパイルと
レンズ測温手段とセンサ測温手段と冷接点センサの信号
を入力切り換え手段により切り換え、変換処理と補正処
理をマイクロコンピュータのソフトウェアによって行う
ことも可能である。
【0011】
【作 用】本発明の赤外線放射温度計は以上の構成を有
しているため、レンズ測温手段によって検出されるレン
ズの温度と、センサ測温手段によって検出されるセンサ
の温度との間の温度差から、レンズとセンサとの間の放
射エネルギーの授受が分かるので、測温対象物からセン
サに入射する放射エネルギーだけを割り出すことがで
き、周囲温度が大きく変化するような測温環境でも、常
に正確な温度計測ができる。
【0012】また、前記赤外線センサにサーモパイルを
用い、前記レンズに光学凸レンズを用い、前記レンズ測
温手段とセンサ測温手段に熱電対を用いた場合には、レ
ンズの光学視野特性が良好で、センサの温度測定範囲も
広く、耐久性にも優れる。また、前記サーモパイルに冷
接点センサを設けると共に、この冷接点センサの出力信
号に基づいて補償を行う冷接点補償手段を設けた場合に
は、冷接点温度による校正ができ、より正確な温度測定
ができる。
【0013】また、前記サーモパイルとレンズ測温手段
とセンサ測温手段と冷接点センサの信号を入力切り換え
手段により切り換え、変換処理と補正処理をマイクロコ
ンピュータのソフトウェアによって行う場合には、変換
手段や補正手段を簡略化することができ、装置の小型化
に対応できる。
【0014】
【実施例】次に図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。本発明の実施例1は、図1に示すような概略構造と
なっており、測温対象11から放射される赤外線を集光す
るレンズ12と、集光した赤外線を光電変換する赤外線セ
ンサ13と、この赤外線センサ13から出力される電圧に応
じて、温度の単位に変換する演算手段14の他に、レンズ
12の温度を検出するレンズ測温手段15と赤外線センサ13
の温度を検出するセンサ測温手段16と、これらレンズ測
温手段15とセンサ測温手段16から出力される信号に基づ
いて、レンズ12と赤外線センサ13の温度差に応じた電気
信号を発生させる補正手段17とを有している。そして、
上記演算手段14と補正手段17の出力信号に基づいて、誤
差補正された温度測定値が変換手段18によって、温度信
号として出力され、出力手段19によって視覚的又は聴覚
的に認識できるように、出力・表示される。
【0015】このように、レンズ12の温度と赤外線セン
サ13の温度の差によって、レンズ12と赤外線センサ13と
の間に生じるエネルギーの放射を誤差として補償し、レ
ンズ12を通して赤外線センサ13によって計測された温度
を修正することができるので、いかなる条件でも極めて
正確に温度測定を行うことができるのである。次に図2
及び図3に概略構造を示す本発明の実施例2は、測定範
囲が−50℃〜+ 500℃で、 0.1℃分解能で絶対温度を計
測する携帯用の赤外線放射温度計に適用したものであ
る。本体ケース20の内側には、耐久性が高く、光学視野
特性も良好な光学Ge凸レンズ12と赤外線センサ(本実
施例ではサーモパイル)13を取り付けた内側ケース21が
収容されており、更に、このサーモパイル13の冷接点温
度を検出する冷接点センサ22と、レンズ12の温度を検出
するレンズ測温手段(第1の熱電対)15と、サーモパイ
ル13の温度を検出するセンサ測温手段(第2の熱電対)
16とを、回路基板23に接続している。
【0016】この回路基板23には、図2に示す冷接点補
償手段24と、演算手段14と、変換手段18と、補正手段17
とが実装されており、本体ケース20の外部に露出する表
示部25も一体的に取り付けられている。また、本体ケー
ス20のグリップ部20aには、バッテリ26が収容されてお
り、前記回路基板23に給電するようになっている。本実
施例では、図4に示すように第1の熱電対15はレンズ12
の裏側に取り付けられており、内側ケース21の内部に位
置している。そして、内側ケース21の側面に開口した配
線穴27から熱電対素線28を取り出して、回路基板23まで
配線している。また、第2の熱電対16はサーモパイル13
の温度を測定するために、サーモパイル13と略同等の温
度になる内側ケース21の閉塞端21aの裏側に取り付けて
いる。尚、これら第1の熱電対15と第2の熱電対16は、
共に図5に示すような構造となっており、縦横 1.5mm角
で厚さ0.05mmの接触板29の中央部の表面に、測温接点と
なる両熱電対素線28の端部が接するようにして固着され
ている。
【0017】尚、これらの熱電対としては、クロメル−
アルメル、クロメル−コンスタンタン、鉄−コンスタン
タン、銅−コンスタンタン、白金ロジウム−白金などを
適宜選択して使用することができる。本実施例による
と、サーモパイル13で光電変換された信号は、冷接点セ
ンサ22と冷接点補償手段24とによって補償され、また、
第1の熱電対15と第2の熱電対16によって、レンズ12と
サーモパイル13の温度差による誤差修正が行われるの
で、図6に示すように、測定誤差が極めて小さくなり、
図10に示す従来例に比して大幅な改善を見たことが判
る。
【0018】次に、図7に示す実施例3は、上記実施例
2の変形例であり、図2の冷接点補償手段24、演算手段
14、補正手段17、変換手段18に代えて、入力切り替え手
段30、A/D変換手段31、マイクロコンピュータ32を使
用して、装置の簡略化を図っている。また、図8に示す
ように、レンズ12の温度を測定するための第1の熱電対
15は、レンズ12の表側、即ち、測温対象11に近い側に配
置しており、サーモパイル13の温度を測定するための第
2の熱電対16と冷接点センサ22は、サーモパイル13に一
体的に固定している。
【0019】この実施例の場合には、マイクロコンピュ
ータ32の指令により入力切り替え手段30を操作して、任
意のタイミングに、サーモパイル13、冷接点センサ22、
レンズ測温手段(第1の熱電対)15、センサ測温手段
(第2の熱電対)16からのデータ取り込みを行い、A/
D変換手段31によって、測定温度に対応するディジタル
信号に変換して、マイクロコンピュータ32によってデー
タ処理を行い、ディスプレーやスピーカなどの出力手段
19を通じて、計測者に測定温度を知らせる。
【0020】この実施例の場合にも、レンズ12の温度と
赤外線センサ(サーモパイル)13の相対温度に基づく補
正を行うことができるので、測定する環境に影響され
ず、常に正確な測温が可能となる。
【0021】
【発明の効果】本発明の赤外線放射温度計は、測温対象
から放射される赤外線を集光するレンズと、この赤外線
を電気信号に変換する赤外線センサと、この電気信号を
温度の単位に変換する演算手段と、前記レンズの温度を
測温するレンズ測温手段と、前記赤外線センサの温度を
測温するセンサ測温手段と、これらの測温手段によって
補正信号を作る補正手段と、前記演算手段と補正手段の
信号を使って温度信号に変換する変換手段と、この温度
信号を出力・表示する出力手段を備えているので、レン
ズ測温手段によって検出されるレンズの温度と、センサ
測温手段によって検出されるセンサの温度との間の温度
差から、レンズとセンサとの間の放射エネルギーの授受
が分かり、測温対象物からセンサに入射する放射エネル
ギーだけを割り出すことができ、周囲温度が大きく変化
するような測温環境でも、常に正確な温度計測ができ
る。
【0022】また、前記赤外線センサにサーモパイルを
用い、前記レンズに光学凸レンズを用い、前記レンズ測
温手段とセンサ測温手段に熱電対を用いた場合には、レ
ンズの光学視野特性が良好で、センサの温度測定範囲も
広く、耐久性にも優れた赤外線放射温度計を提供するこ
とができる。更に、前記サーモパイルに冷接点センサを
設けると共に、この冷接点センサの出力信号に基づいて
補償を行う冷接点補償手段を設けた場合には、冷接点温
度による校正ができ、より正確な温度測定ができる。
【0023】また、前記サーモパイルとレンズ測温手段
とセンサ測温手段と冷接点センサの信号を入力切り換え
手段により切り換え、変換処理と補正処理をマイクロコ
ンピュータのソフトウェアによって行う場合には、変換
手段や補正手段を簡略化することができ、装置の小型化
に対応できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1の赤外線放射温度計のブロッ
ク図である。
【図2】本発明の実施例2の赤外線放射温度計のブロッ
ク図である。
【図3】図2の赤外線放射温度計の概略断面図である。
【図4】図3の赤外線放射温度計のセンサ部分の拡大断
面図である。
【図5】図4のレンズと赤外線センサの温度を測定する
熱電対の斜視図である。
【図6】図2の赤外線放射温度計による測定誤差を示す
特性図である。
【図7】本発明の実施例3の赤外線放射温度計のブロッ
ク図である。
【図8】図7の赤外線放射温度計のセンサ部分の拡大断
面図である。
【図9】従来の赤外線放射温度計のセンサ部分の拡大断
面図である。
【図10】図9の赤外線放射温度計による測定誤差を示す
特性図である。
【符号の説明】
11 測温対象 12 レンズ 13 赤外線センサ(サーモパイル) 14 演算手段 15 レンズ測温手段(第1の熱電対) 16 センサ測温手段(第2の熱電対) 17 補正手段 18 変換手段 19 出力手段 22 冷接点センサ 24 冷接点補償手段 30 入力切り換え手段 32 マイクロコンピュータ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 測温対象から放射される赤外線を集光す
    るレンズと、この赤外線を電気信号に変換する赤外線セ
    ンサと、この電気信号を温度の単位に変換する演算手段
    と、前記レンズの温度を測温するレンズ測温手段と、前
    記赤外線センサの温度を測温するセンサ測温手段と、こ
    れらの測温手段によって補正信号を作る補正手段と、前
    記演算手段と補正手段の信号を使って温度信号に変換す
    る変換手段と、この温度信号を出力・表示する出力手段
    を備えた赤外線放射温度計。
  2. 【請求項2】 前記赤外線センサにサーモパイルを用
    い、前記レンズに光学凸レンズを用い、前記レンズ測温
    手段とセンサ測温手段に熱電対を用いたことを特徴とす
    る請求項1に記載の赤外線放射温度計。
  3. 【請求項3】 前記サーモパイルに冷接点センサを設け
    ると共に、この冷接点センサの出力信号に基づいて補償
    を行う冷接点補償手段を設けたことを特徴とする請求項
    2に記載の赤外線放射温度計。
  4. 【請求項4】 前記サーモパイルとレンズ測温手段とセ
    ンサ測温手段と冷接点センサの信号を入力切り換え手段
    により切り換え、変換処理と補正処理をマイクロコンピ
    ュータのソフトウェアによって行うことを特徴とする請
    求項3に記載の赤外線放射温度計。
JP7082584A 1995-04-07 1995-04-07 赤外線放射温度計 Pending JPH08278203A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7082584A JPH08278203A (ja) 1995-04-07 1995-04-07 赤外線放射温度計

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7082584A JPH08278203A (ja) 1995-04-07 1995-04-07 赤外線放射温度計

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH08278203A true JPH08278203A (ja) 1996-10-22

Family

ID=13778535

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7082584A Pending JPH08278203A (ja) 1995-04-07 1995-04-07 赤外線放射温度計

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH08278203A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007139660A (ja) * 2005-11-21 2007-06-07 Nippon Ceramic Co Ltd 多素子型サーモパイルモジュール
JP2017067839A (ja) * 2015-09-28 2017-04-06 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 定着装置及び画像形成装置
JP2019039951A (ja) * 2017-08-22 2019-03-14 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 定着装置及び画像形成装置
JP2019039952A (ja) * 2017-08-22 2019-03-14 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 定着装置及び画像形成装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007139660A (ja) * 2005-11-21 2007-06-07 Nippon Ceramic Co Ltd 多素子型サーモパイルモジュール
JP2017067839A (ja) * 2015-09-28 2017-04-06 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 定着装置及び画像形成装置
CN106842862A (zh) * 2015-09-28 2017-06-13 京瓷办公信息***株式会社 定影装置以及图像形成装置
JP2019039951A (ja) * 2017-08-22 2019-03-14 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 定着装置及び画像形成装置
JP2019039952A (ja) * 2017-08-22 2019-03-14 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 定着装置及び画像形成装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0593415B1 (en) Radiation clinical thermometer
USRE34507E (en) Radiation clinical thermometer
US6751497B2 (en) Infrared thermometer
US5232284A (en) Radiation clinical thermometer
US7036978B2 (en) Pyrometer
US6155712A (en) Radiation clinical thermometer
JPH0741026B2 (ja) 体温計
US20040057494A1 (en) Ear thermometer with improved temperature coefficient and method of calibration thereof
JPH08278203A (ja) 赤外線放射温度計
JP2828258B2 (ja) 放射体温計
JPH06142063A (ja) 放射体温計
JPS63286729A (ja) サ−モパイル検出装置
JPH04299225A (ja) 体温計
JP3099470B2 (ja) 遠心分離機用非接触式温度計測システム
JP3733846B2 (ja) 補正システムの制御方法、測温計および補正装置
JP2813331B2 (ja) 放射温度計
JP2861070B2 (ja) 赤外線映像装置
JPH02196933A (ja) 赤外線検知装置
KR100202694B1 (ko) 온도측정장치
JPH10290790A (ja) 放射体温計
JPH0375531A (ja) 赤外線センサを用いた体温計
JPH03296628A (ja) 放射温度測定方法及び装置
JPH11281489A (ja) 温度計及び温度測定方法
JPH09264791A (ja) 非接触型温度計
JPH08254466A (ja) 放射温度計