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公開番号2025148780
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-08
出願番号2024049070
出願日2024-03-26
発明の名称放射光測温装置
出願人株式会社チノー
代理人個人
主分類G01J 5/0804 20220101AFI20251001BHJP(測定;試験)
要約【課題】放射温度計は、放射光の放射輝度を測定する放射測温センサーの測定可能な放射輝度範囲の制約のため、測定可能な温度範囲が制約される。
【課題を解決するための手段】測温対象から放射される放射光の放射束密度を任意比率に増減するように調整するために液晶シャッター又は/および回動可能偏光板などを有する放射束密度調整部と、前記放射束密度調整部で調整された調整済比率を取得するために、既知の放射束量の固定光源と、前記放射束密度調整部を介して前記固定光源の放射束量を取得する調整済放射束量取得部をさらに有し、前記調整済比率に基づいて保持されている換算関数を選択し、選択された換算関数と測定された放射輝度に基づいて、より精度よく温度を算出する放射光測温装置を提供する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
測温対象の温度を取得するために、測温対象から放射される放射光の輝度である放射輝度（特定波長の放射輝度である分光放射輝度である場合も含む）を放射測温センサーで測定する放射測温部（Ａ）と、
放射測温部（Ａ）の放射測温センサーに入射される放射光の前記放射測温センサー単位面積当たりの放射束量である放射束密度を所定範囲内の任意比率に増減するように調整する放射束密度調整部（Ｂ）と、
調整された比率である調整済比率を測定するための放射束量既知の固定光源（Ｆ）と、
前記放射束密度調整部（Ｂ）を介して前記固定光源（Ｆ）の放射束量を取得する調整済放射束量取得部（Ｇ）と、
前記既知の固定光源（Ｆ）の放射束量と、取得された調整済放射束量と、に基づいて調整された調整済比率を算出する調整済比率算出部（Ｈ）と、
放射束密度調整部（Ｂ）で調整される比率に応じて、放射測温部（Ａ）の放射測温センサーに入射した放射光の輝度である入射放射光輝度と測温対象の温度とを対応させた換算関数を測温対象の測温温度帯に応じて複数保持する換算関数保持部（Ｃ）と、
調整済比率算出部（Ｈ）で算出された調整済比率に基づいて保持されている換算関数を選択し、選択された換算関数と測定された放射輝度に基づいて温度を算出する温度算出部（Ｄ）と、
を有する放射光測温装置。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記固定光源（Ｆ）と、前記放射束密度調整部（Ｂ）と、前記調整済放射束量取得部（Ｇ）と、からなる光学系は、放射測温部（Ａ）の前記放射測温センサーを含む光学系とは別個に独立の光学系である請求項１に記載の放射光測温装置。
【請求項３】
測温対象の温度を取得するために、測温対象から放射される放射光の輝度である放射輝度（特定波長の放射輝度である分光放射輝度である場合も含む）を放射測温センサーで測定する放射測温ステップ（ａ）と、
放射測温ステップ（ａ）の放射測温センサーに入射される放射光の前記放射測温センサー単位面積当たりの放射束量である放射束密度を所定範囲内の任意比率に増減するように調整する放射束密度調整ステップ（ｂ）と、
調整された比率である調整済比率を測定するための放射束量既知の固定光源（Ｆ）と、
前記放射束密度調整部（Ｂ）を介して、調整された比率である調整済比率を測定するための放射束量既知の固定光源（Ｆ）の放射束量を取得する調整済放射束量取得ステップ（ｇ）と、
前記既知の固定光源（Ｆ）の放射束量と、取得された調整済放射束量と、に基づいて調整された調整済比率を算出する調整済比率算出ステップ（ｈ）と、
放射束密度調整ステップ（ｂ）で調整される比率に応じて、放射測温ステップ（ａ）で放射測温センサーに入射した放射光の輝度である入射放射光輝度と測温対象の温度とを対応させた換算関数を測温対象の測温温度帯に応じて複数保持する換算関数保持ステップ（ｃ）と、
調整済比率算出ステップ（ｈ）で算出された調整済比率に基づいて保持されている換算関数を選択し、選択された換算関数と測定された放射輝度に基づいて温度を算出する温度算出ステップ（ｄ）とを有する、
計算機である放射光測温装置の動作方法。
【請求項４】
測温対象の温度を取得するために、測温対象から放射される放射光の輝度である放射輝度（特定波長の放射輝度である分光放射輝度である場合も含む）を放射測温センサーで測定する放射測温ステップ（ａ）と、
放射測温ステップ（ａ）の放射測温センサーに入射される放射光の前記放射測温センサー単位面積当たりの放射束量である放射束密度を所定範囲内の任意比率に増減するように調整する放射束密度調整ステップ（ｂ）と、
調整された比率である調整済比率を測定するための放射束量既知の固定光源（Ｆ）と、
前記放射束密度調整部（Ｂ）を介して、調整された比率である調整済比率を測定するための放射束量既知の固定光源（Ｆ）の放射束量を取得する調整済放射束量取得ステップ（ｇ）と、
前記既知の固定光源（Ｆ）の放射束量と、取得された調整済放射束量と、に基づいて調整された調整済比率を算出する調整済比率算出ステップ（ｈ）と、
放射束密度調整ステップ（ｂ）で調整される比率に応じて、放射測温ステップ（ａ）で放射測温センサーに入射した放射光の輝度である入射放射光輝度と測温対象の温度とを対応させた換算関数を測温対象の測温温度帯に応じて複数保持する換算関数保持ステップ（ｃ）と、
調整済比率算出ステップ（ｈ）で算出された調整済比率に基づいて保持されている換算関数を選択し、選択された換算関数と測定された放射輝度に基づいて温度を算出する温度算出ステップ（ｄ）とを、
計算機である放射光測温装置に実行させるプログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、測温対象から放射された放射光の、放射測温センサー単位面積当たりの放射束量である放射束密度を所定範囲内の任意比率に増減するように調整する際に、前記調整された調整済比率を既知の放射束量の固定光源を用いて求め、調整済比率に基づいて保持されている換算関数を選択し、選択された換算関数と測定された放射輝度に基づいて温度を算出する放射光測温装置と、前記放射光測温装置の動作方法と、前記装置に実行させるためのプログラムに関する。さらに前記プログラムを収めた記憶媒体に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
直接測温対象物に触れられないほどの高温物体の温度を測定する場合や、温度分布を観察するための熱画像装置（サーモグラフィ）などでは、測温対象から放射される放射光の放射輝度を測定して温度を求める放射温度計が使われている。特定の波長の放射輝度を測定したり、特定の２波長の分光放射輝度の比を求めたりして温度を算出している。
【０００３】
特許文献１には、温度の測定をしようとする物体から輻射される赤外線をカメラ部の光学系で受け、その赤外線のエネルギーを検知した赤外線検知素子の出力信号に基づいて対象物の温度分布を熱画像として生成して表示する赤外線熱画像装置であって、少なくとも２以上のあらかじめ用意した測定温度のレンジを切り替える測定温度レンジ自動切り換え装置について開示されている。前記装置は自動的に絞り又は／及びフィルターをカメラ部の光学系の光軸に挿入するかしないかを制御して測定温度レンジを切り替える機構を備える。対象物の温度と赤外線検知素子で検知した赤外線の受光エネルギーとの関係の直線性が良い範囲を測定温度レンジとして設定し、対象物の熱画像中の最高温度が測定温度レンジの最高温度を超えた場合に次に高い測定温度レンジを選択する。選択した別の測定温度レンジへ変更するには、前記絞り又は／及びフィルターを動かし、カメラ部の光学系により赤外線検知素子へ導かれる赤外線の光路中に挿入して赤外線量を制御することにより、測定温度レンジを切り替える。測定温度レンジに対応した温度テーブルを使用して、赤外線検知素子の出力を参照し、温度データを得る。
【０００４】
特許文献２には、ハロゲンランプからの光束が被測定ガスセルを通る光路と、前記光束が基準ガスセルを通る光路とを切り替えるチョッパーとして液晶パネルを使用しているガス分析装置が実施例として開示されている。
【０００５】
特許文献３には、赤外線検出器の温度が上がると被測定物体の温度を正確には測れなくなることを防ぐために、赤外線検出器近傍に温度検出器を配し、温度検出器の出力に応じて、赤外線検出器に入社する光を液晶チョッパーの変量率を変化させて調光を行う放射温度計が開示されている。
【０００６】
特許文献４には、ＴＴＬ開放測光用の受光素子の測光情報に基づいて、エレクトロクロミック素子を用いた可変ＮＤフィルターの着色度を調整するように電荷が注入され、着色度を別個に設けた発光素子と受光素子によって光透過率として得る一眼レフカメラが開示されている（図４等）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開平９－１０１２０７号
特許３２９６１２０号
特開平９－２６４７８９号
特開昭６３－２６２６３３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１の明細書では、あらかじめ設定した複数の測定温度レンジを自動で切り替えることができるが、少なくとも一以上のフィルター又は／及び絞りを装置に組み込んでおくことが必要であり、任意の比率に赤外線量を減じることができない。温度測定の対象物の放射率があらかじめ想定した範囲にない場合などにおいて、温度測定に適した測定温度レンジを選択できないかもしれないという問題がある。また少なくとも一以上のフィルター又は／及び絞りを切り替える機械的機構（特許文献１の実施形態では、ステッピングモーターで回転させて光路中に出し入れする）を有するため、測定温度レンジ自動切り換え装置のサイズが大きくなる問題がある。
【０００９】
特許文献２の発明では、液晶チョッパーは光路を切り替えるシャッターとして使用されており、光束量としては、すべてか０の選択のみで、光束量を可変できていない。
【００１０】
特許文献３の発明では、赤外線検出器の出力の温度影響補正のため、温度検出器の出力に応じて液晶チョッパーの変調を行うものであり、液晶チョッパー自体の変調（光透過率）を求めるものではない。
（【００１１】以降は省略されています）

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