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光高温計

3.21に示すように 高温の物質の出す放射光の色を既知の温度であるタングステンフィラメントの色 と比較することで温度を測定する方法である。 被計測対象の色とタングステンフィラメントの色が同じになり フィラメントが背景に消えた時の加熱電流から温度を読みとる。 被測定部の温度が高く輝度の強いときには、 補償フィルターと呼ばれる ND フィルターを付けて減光する。

図 3.21: 光高温計の原理

ある物体の放射エネルギーが すべての波長において黒体の放射エネルギー比例して 一定の値を持つ場合、この物体を灰色体という。 灰色体の出す光(赤外線)のエネルギは、 放射率を$\varepsilon$とすると次の関係がある。

\begin{displaymath}
Q = AF\sigma\varepsilon T^4
\end{displaymath}

$A $は被測定の表面積、$F$は被測定体の検出器に対する形態係数、$T$は被測定 体の温度である。

通常、0.65$\mu$m の赤橙色に近い波長の光を利用して、 600以上の赤熱した固体や熔融金属の温度を測定する。 古くはこの比較を人間の目で行っていたが、 光電管や太陽電池などの光・赤外センサを用いる方法によって タングステンフィラメント電流を直接制御して温度を求める方法となっている。 被測定物体の灰色 放射率$\varepsilon$を仮定して求めるため、 この放射率の見積り誤差が温度測定誤差につながる。



Ken Kishimoto 2014-06-02