JP2017003324A - Radiation thermometer - Google Patents
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Abstract
【課題】局所位置の温度を高速で計測可能な放射温度計を提供する。【解決手段】対象物に配置されるプローブ10と、光検出部20と、プローブ10と光検出部20との間に配置される光伝送路30と、光検出部20で検出された光強度に基づいて対象物の温度を算出する制御部40とを備える放射温度計1であって、プローブ10は、外部から内部に入射する所定波長以下の光の所定割合以上を遮蔽する構造となっており、かつ、加温されることにより放射光を放射する放射光発生物質部品12と、放射光発生物質部品12からの放射光を光検出部20に導く光伝送路30の一端部が配置される保持部11とを備えた構成とする。【選択図】図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a radiation thermometer capable of measuring a temperature at a local position at high speed. SOLUTION: A probe 10 arranged on an object, a light detection unit 20, an optical transmission path 30 arranged between the probe 10 and the light detection unit 20, and a light intensity detected by the light detection unit 20. A radiant thermometer 1 including a control unit 40 that calculates the temperature of an object based on the above, and the probe 10 has a structure that shields a predetermined ratio or more of light having a predetermined wavelength or less incident on the inside from the outside. A radiation generating material component 12 that emits radiated light by being heated and one end of an optical transmission path 30 that guides the radiated light from the radiating light generating material component 12 to the light detection unit 20 are arranged. It is configured to include a holding portion 11. [Selection diagram] Fig. 1
Description
本発明は、例えば温度を計測する放射温度計に関し、特に半導体製造装置における真空領域中や煙道中や燃焼プロセス中や内燃機関(エンジン)における取付位置や局所位置の温度を計測する放射温度計に関する。 The present invention relates to a radiation thermometer that measures temperature, for example, and more particularly to a radiation thermometer that measures the temperature at a mounting position or a local position in a vacuum region, a flue, a combustion process, or an internal combustion engine (engine) in a semiconductor manufacturing apparatus. .
近年、エンジン(内燃機関)の燃焼室のように、高温で作動する対象物の温度を計測することが求められてきている。 In recent years, it has been required to measure the temperature of an object that operates at a high temperature, such as a combustion chamber of an engine (internal combustion engine).
ここで、図4は、エンジンの一例を示す概略構成図である。なお、地面に水平な一方向をX方向、地面に水平でX方向と垂直な方向をY方向とし、X方向とY方向とに垂直な方向をZ方向とする。
エンジン50は、例えばアルミニウム製のシリンダ(筒)51と、シリンダ51内でZ方向と−Z方向とに摺動可能なピストン52と、コンロッド53を介してピストン52と連結されるクランクシャフト(図示略)と、ECU60とを備える。
Here, FIG. 4 is a schematic configuration diagram illustrating an example of an engine. One direction horizontal to the ground is defined as an X direction, a direction horizontal to the ground and perpendicular to the X direction is defined as a Y direction, and a direction perpendicular to the X direction and the Y direction is defined as a Z direction.
The
吸気ポートと排気ポートとは、シリンダ51のヘッドに形成され、燃焼室に対しては、吸気ポートと排気ポートとが連通する。吸気ポートは、吸気通路54に接続され、吸気ポートと燃焼室との間には吸気ポートの燃焼室に対する開閉を行う吸気バルブ56が設けられている。また、排気ポートは、排気通路55に接続され、排気ポートと燃焼室との間には、排気ポートの燃焼室に対する開閉を行う排気バルブ57が設けられている。
また、図示は省略するが、燃焼室には、燃焼室内に燃料を噴射するインジェクタや、燃焼室内の混合気に点火するための点火プラグ等が設けられる。
The intake port and the exhaust port are formed in the head of the
Although not shown, the combustion chamber is provided with an injector for injecting fuel into the combustion chamber, an ignition plug for igniting the air-fuel mixture in the combustion chamber, and the like.
ECU60は、クランクシャフト近傍に設けられ、クランク位置やクランク角速度の検出を行う回転センサ等の各種センサからの情報が計測情報として入力され、エンジン50の燃料噴射量や点火時期等の制御を行う。
The
このようなエンジン50によれば、ピストン52の下降とともに、吸気通路54からの吸気ガスが吸気バルブ56を介して燃焼室に吸入される吸気工程が行われる。吸気工程の後、吸気バルブ56が閉じ、下死点に達したピストン52の上昇により、吸入空気に燃料が噴射された混合気が燃焼室において圧縮される圧縮工程が行われる。ピストン52が上死点近くまで上昇すると、所定のタイミングでの混合気に対する点火によって燃焼工程が行われる。そして、燃焼の圧力によって下降したピストン52が、再度上昇する際に排気バルブ57が開かれ、燃焼室内の燃焼ガスが排気バルブ57を介して排気ガスとして排気通路55に排出される排気工程が行われる。これら吸気工程と圧縮工程と燃焼工程と排気工程との4つの一連の工程が1回のサイクルとなる。
According to such an
このようなエンジン50の温度を計測するために、例えば熱電対が用いられている。しかし、燃焼サイクル中の燃焼室内の温度や圧力は高速かつダイナミックに変化するため、φ数十μmの小形化した熱電対でも応答速度が数msec〜数十msecとなり、6000r/mのエンジン50では温度を詳細に計測することができなかった。つまり、6000r/mのエンジン50において1.8°C.A.ごとの温度を計測するためには、0.05msecの応答速度が必要となる。
In order to measure the temperature of such an
一方、高温で作動する対象物の温度を高速(0.05msec)で計測することができる光学的温度センサとして、対象物の放射光を検出して対象物の温度を計測する放射温度計や2色光センサが開示されている(例えば、特許文献1及び特許文献2参照)。
図5は、従来の放射温度計に係るプローブの一例を示す一部断面概略構成図である。放射温度計(波長分布型の2色温度計)101は、プローブ110と、光検出部120と、プローブ110と光検出部120との間に配置された光ファイバ(光伝送路)30と、マイコンやPCで構成される制御部140とを備える。
On the other hand, as an optical temperature sensor that can measure the temperature of an object that operates at a high temperature at high speed (0.05 msec), a radiation thermometer that detects the temperature of the object by detecting the emitted light of the object or 2 Color light sensors are disclosed (see, for example,
FIG. 5 is a partial cross-sectional schematic configuration diagram showing an example of a probe related to a conventional radiation thermometer. A radiation thermometer (wavelength distribution type two-color thermometer) 101 includes a
プローブ110は、光を透過しないSUS製の円筒形状の筐体11を備える。そして、円筒形状の筐体11の一端部に、略円板形状のサファイア窓(透明部品)112がガスケットやOリングやロウ付け等の封止構造を介して接合されるとともに、円筒形状の筐体11の他端部(保持部)に、光ファイバ30の一端部が取り付けられている。
The
このようなプローブ110は、例えば、測定者等によってシリンダ51の側壁等に貫通孔(ネジ穴)が形成され、その貫通孔にX方向に挿入されて取り付けられる。これにより、−X方向へ放射された放射光がサファイア窓112から筐体11内に導かれ、筐体11の内部に導かれた放射光が光ファイバ30内に入射する。
For example, such a
光ファイバ30は、例えば直径0.2mm、長さ1m〜10mの管状であり、光を軸方向に伝達することができ、一端部から入射した光が、内部を通過して他端部から出射するようになっている。
The
光検出部120は、例えば光強度Iを電気信号に変換するフォトダイオード(光検出器)21と、分光器122とを備える。分光器122は、直方体の筐体122aを備え、筐体122aの内部には回折光学素子122bが配置され、筐体122aの側壁には、光ファイバ30の他端部が取り付けられている。このような光検出部120では、制御部140によって回折光学素子122bが制御されることで、光ファイバ30内を通過した波長領域(λ1〜Λ1〜Λ2〜λ2)の放射光の内の波長Λ1、Λ2の光がフォトダイオード21にそれぞれ導かれ、フォトダイオード21は波長Λ1、Λ2の光の強度I1、I2をそれぞれ受光する。
The
制御部140は、マイコンやPCで構成されており、制御部140が処理する機能をブロック化して説明すると、フォトダイオード21から電気信号(光強度I)を取得する取得部40aと、第一波長Λ1の光強度I1と第二波長Λ2の光強度I2とを用いた二色法によって温度を所定時間間隔(例えば0.05msec)で算出する算出部140bとを有する。
The
上述したようなプローブ110では、サファイア窓112の視野に入る放射光が光ファイバ30内に入射する。具体的には、ディーゼルエンジンの場合は、発生するスス粒子からの放射光が光ファイバ30内に入射し、ガソリンエンジンの場合は、ダミー粒子からの放射光が光ファイバ30内に入射する。そのため、上述したような放射温度計101では、プローブ110の−X方向の領域に存在する気体(全粒子)の平均温度が算出されることから、エンジン50における局所位置の温度を計測することができないという問題点があった。
そこで、本発明は、局所位置の温度を高速で計測可能な放射温度計を提供することを目的とする。
In the
Therefore, an object of the present invention is to provide a radiation thermometer capable of measuring the temperature at a local position at high speed.
本件発明者は、上記課題を解決するために、局所位置の温度を高速で計測することができる放射温度計について鋭意検討を行った。そこで、スス粒子やダミー粒子等からの放射光(燃焼発光)を検出するのではなく、燃焼室内部からの燃焼発光を透過しない構造のプローブとし、さらに、放射率が高い放射光発生物質部品をプローブに取り付けることや、放射光発生物質でプローブを形成することを見出し、そのプローブを所望位置に取り付けることにした。 In order to solve the above-mentioned problems, the present inventor has intensively studied a radiation thermometer that can measure the temperature at a local position at a high speed. Therefore, instead of detecting the emitted light (combustion light emission) from soot particles, dummy particles, etc., use a probe with a structure that does not transmit the combustion light emission from the inside of the combustion chamber, and use a synchrotron radiation generating material component with a high emissivity. It was found that the probe was attached to the probe, or that the probe was formed of a synchrotron radiation-generating substance, and the probe was attached at a desired position.
すなわち、本発明の放射温度計は、対象物に配置されるためのプローブと、光検出部と、前記プローブと前記光検出部との間に配置された光伝送路と、前記光検出部で検出された光強度に基づいて、前記対象物の温度を算出する制御部とを備える放射温度計であって、前記プローブは、外部から内部に入射する所定波長以下の光の所定割合以上を遮蔽する構造となっており、かつ、加温されることにより放射光を放射する放射光発生物質部品と、前記放射光発生物質部品からの放射光を前記光検出部に導く前記光伝送路の一端部が配置される保持部とを備えるようにしている。 That is, the radiation thermometer according to the present invention includes a probe arranged on an object, a light detection unit, an optical transmission path arranged between the probe and the light detection unit, and the light detection unit. A radiation thermometer including a controller that calculates the temperature of the object based on the detected light intensity, wherein the probe shields a predetermined ratio or more of light having a predetermined wavelength or less incident from the outside to the inside; A synchrotron radiation generating material component that emits synchrotron radiation when heated, and one end of the optical transmission path that guides the synchrotron radiation from the synchrotron radiation generating material component to the photodetection unit And a holding part in which the part is arranged.
ここで、「所定波長」とは、検出された光強度から対象物の温度を精度よく算出するために、放射光発生物質の種類(放射光発生物質から放射される光強度分布)によって決められる任意の波長である。
また、「所定割合」とは、燃焼室等の内部からの燃焼発光がノイズとならないようにして、検出された光強度から対象物の温度を精度よく算出するために、放射光発生物質の種類(放射光発生物質から放射される光強度の大きさ)によって決められる任意の割合である。
Here, the “predetermined wavelength” is determined by the type of the radiation generating material (light intensity distribution emitted from the radiation generating material) in order to accurately calculate the temperature of the object from the detected light intensity. Any wavelength.
In addition, “predetermined ratio” means the kind of synchrotron radiation generating substance in order to accurately calculate the temperature of the object from the detected light intensity so that the combustion luminescence from the inside of the combustion chamber or the like does not become noise. It is an arbitrary ratio determined by (the magnitude of the light intensity emitted from the synchrotron radiation generating material).
以上のように、本発明の放射温度計によれば、プローブに備えられた放射光発生物質部品からの放射光の強度から温度を算出するので、プローブを所望位置に配置すれば、その取付位置や局所位置の温度を高速で計測することができる。 As described above, according to the radiation thermometer of the present invention, the temperature is calculated from the intensity of the radiated light from the radiated light generating material component provided in the probe. And the temperature at the local position can be measured at high speed.
(他の課題を解決するための手段及び効果)
また、上記の発明では、前記所定波長は、15μmであり、前記所定割合は、95%であるようにしてもよい。
また、上記の発明では、前記プローブは、前記対象物に取り付けられるための筒状の筐体を備え、前記筐体及び前記放射光発生物質部品は、外部から内部に入射する所定波長以下の光の所定割合以上を遮蔽する材料で形成されており、前記筐体の先端部に、前記放射光発生物質部品が配置されるとともに、前記筐体の後端部に、前記保持部が配置されているようにしてもよい。
(Means and effects for solving other problems)
In the invention described above, the predetermined wavelength may be 15 μm, and the predetermined ratio may be 95%.
In the above invention, the probe includes a cylindrical casing to be attached to the object, and the casing and the emitted light generating material component are light having a predetermined wavelength or less incident from the outside to the inside. Is formed of a material that shields a predetermined ratio or more, and the emitted light generating substance component is disposed at the front end of the housing, and the holding portion is disposed at the rear end of the housing. You may make it.
また、上記の発明では、前記放射光発生物質部品は、アルミナセラミックス製の板状体であるか、或いは、前記放射光発生物質部品は、所定波長以下の光を透過する透明部品上に塗布された黒体塗料膜であるようにしてもよい。
また、上記の発明では、前記プローブは、前記対象物に取り付けられるための筒状の筐体を備え、前記筐体は、外部から内部に入射する所定波長以下の光の所定割合以上を遮蔽する材料で形成されており、前記筐体の先端部に、前記放射光発生物質部品が配置されるとともに、前記筐体の後端部に、前記保持部が配置されており、前記放射光発生物質部品の前方に、外部から内部に入射する所定波長以下の光の所定割合以上を遮蔽する遮蔽部品が配置されているようにしてもよい。
In the above invention, the synchrotron radiation generating material component is a plate made of alumina ceramics, or the synchrotron radiation generating material component is coated on a transparent component that transmits light of a predetermined wavelength or less. Alternatively, a black body paint film may be used.
Further, in the above invention, the probe includes a cylindrical housing for attaching to the object, and the housing shields a predetermined ratio or more of light having a predetermined wavelength or less incident from the outside to the inside. The synchrotron radiation generating material component is formed at the front end of the casing, and the holding section is positioned at the rear end of the casing. A shielding component that shields a predetermined ratio or more of light having a predetermined wavelength or less incident on the inside from the outside may be arranged in front of the component.
また、上記の発明では、前記放射光発生物質部品は、前記対象物に取り付けられるための前面を有する筒状体であり、前記放射光発生物質部品は、外部から内部に入射する所定波長以下の光の所定割合以上を遮蔽する材料で形成されており、前記筒状体の後端部に、前記保持部が配置されているようにしてもよい。 In the above invention, the synchrotron radiation generating material component is a cylindrical body having a front surface to be attached to the object, and the synchrotron radiation generating material component has a predetermined wavelength or less incident from the outside to the inside. It may be made of a material that shields a predetermined proportion or more of light, and the holding portion may be arranged at the rear end portion of the cylindrical body.
上記した本発明の放射温度計によれば、不純物(塵埃、粒子等)が発生するような対象物であっても、放射光発生物質部品と光伝送路との間において放射光を遮断する不純物の流入を完璧に防止することができる。 According to the above-described radiation thermometer of the present invention, even if the object is such that impurities (dust, particles, etc.) are generated, the impurity that blocks the radiated light between the radiant light generating material component and the optical transmission line Can be prevented completely.
また、上記の発明では、前記放射光発生物質部品の厚さは、10μm以下であるようにしてもよい。
そして、上記の発明において、前記光伝送路は、光ファイバ又は空間であるようにしてもよい。
Moreover, in said invention, you may make it the thickness of the said synchrotron radiation generating material component be 10 micrometers or less.
In the invention described above, the optical transmission line may be an optical fiber or a space.
さらに、本発明において、前記光検出部は、分光器と光検出器とを備えるようにしてもよい。 Furthermore, in the present invention, the light detection unit may include a spectroscope and a light detector.
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明は、以下に説明するような実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の態様が含まれることはいうまでもない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments described below, and it goes without saying that various aspects are included without departing from the spirit of the present invention.
<第一実施形態>
図1は、本発明の第一実施形態に係る放射温度計のプローブの一例を示す一部断面概略構成図である。なお、上述した従来の放射温度計101と同様のものについては同じ符号を付している。
放射温度計(エネルギー強度型の単色温度計)1は、プローブ10と、光検出部20と、プローブ10と光検出部20との間に配置された光ファイバ(光伝送路)30と、マイコンやPCで構成される制御部40とを備える。
<First embodiment>
FIG. 1 is a partial sectional schematic configuration diagram showing an example of a probe of a radiation thermometer according to the first embodiment of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the thing similar to the
A radiation thermometer (energy intensity type monochromatic thermometer) 1 includes a
プローブ10は、円筒形状の筐体11を備える。そして、筐体11は、外部から内部に入射する所定波長以下の光の所定割合以上を遮蔽する材料で形成されている。
上記筐体の材料としては、15μm以下の光を遮蔽するものが好ましく、全波長の光を遮蔽するものがより好ましい。また、所定波長以下の光の95%以上を遮蔽することが好ましく、所定波長以下の光の100%を遮蔽することがより好ましい。このような材料としては、例えばSUS等が挙げられる。
The
As the material of the casing, a material that shields light of 15 μm or less is preferable, and a material that shields light of all wavelengths is more preferable. Further, it is preferable to block 95% or more of light having a predetermined wavelength or less, and it is more preferable to block 100% of light having a predetermined wavelength or less. Examples of such a material include SUS.
放射光発生物質部品12は、筐体11の内径より直径が大きく、かつ、筐体11の外径より直径が小さい円板状体であって、円筒形状の筐体11の一端部を塞ぐようにガスケットやOリングやロウ付け(流入を防ぐ構造)等の封止構造を介して接合されている。
上記円板状体の厚さは、特に限定されないが、10μm以下であることが好ましく、5μm以下であることがより好ましい。
また、上記放射光発生物質部品の材料としては、加温によって所定波長Λを含む波長領域(λ1〜Λ〜λ2)の放射光を放射するものであることが好ましい。また、15μm以下の光を遮蔽するものが好ましく、全波長の光を遮蔽するものがより好ましい。さらに、所定波長以下の光の95%以上を遮蔽することが好ましく、所定波長以下の光の100%を遮蔽することがより好ましい。このような材料としては、例えばアルミナセラミックス等が挙げられる。
The synchrotron radiation generating
Although the thickness of the said disk-shaped object is not specifically limited, It is preferable that it is 10 micrometers or less, and it is more preferable that it is 5 micrometers or less.
Further, the material of the synchrotron radiation generating material component is preferably one that radiates radiation in a wavelength region (λ 1 to Λ to λ 2 ) including a predetermined wavelength Λ by heating. Moreover, what shields the light of 15 micrometers or less is preferable, and what shields the light of all the wavelengths is more preferable. Furthermore, it is preferable to block 95% or more of light having a predetermined wavelength or less, and it is more preferable to block 100% of light having a predetermined wavelength or less. Examples of such a material include alumina ceramics.
このようなプローブ10は、例えば、測定者等によってシリンダ51の側壁の所望位置に形成された貫通孔に取り付けられる。これにより、シリンダ51内の粒子等から放射された所定波長以下の放射光は筐体11内に入射せず、また、放射光発生物質部品12は加温されることで、波長領域(λ1〜Λ〜λ2)の放射光を放射する。その結果、放射光発生物質部品12から放射された波長領域(λ1〜Λ〜λ2)の放射光が光ファイバ30内に入射する。
光検出部20は、例えば光強度Iを電気信号に変換するフォトダイオード(光検出器)21と、フォトダイオード21の前方に配置され波長Λの光を透過させるフィルタ(分光器)22とを備える。このような光検出部20では、光ファイバ30内を通過した波長領域(λ1〜Λ〜λ2)の放射光の内の波長Λの光がフィルタ22を介してフォトダイオード21に導かれ、フォトダイオード21は波長Λの光の強度Iを受光する。
制御部40は、マイコンやPCで構成されており、制御部40が処理する機能をブロック化して説明すると、フォトダイオード21から電気信号(光強度I)を取得する取得部40aと、波長Λの光強度Iを用いた単色法で温度を所定時間間隔(例えば0.025msec)で算出する算出部40bとを有する。
Such a
The
The
以上のように、第一実施形態の放射温度計1によれば、プローブ10に備えられた放射光発生物質部品12からの放射光の強度Iから温度を算出するので、放射光発生物質部品12が配置されたシリンダ51の側壁における局所位置の温度を所定時間間隔(例えば0.025msec)で計測することができる。また、ススやダミー粒子ではなく、放射光発生物質は特定であって放射物質量も一定である(既知である)ことから、単色法で正確に測定することができる。
As described above, according to the
<第二実施形態>
図2は、本発明の第二実施形態に係る放射温度計のプローブの一例を示す一部断面概略構成図である。なお、上述した放射温度計1、101と同様のものについては同じ符号を付している。
放射温度計(エネルギー強度型の単色温度計)201は、プローブ210と、光検出部20と、プローブ210と光検出部20との間に配置された光伝送路230と、マイコンやPCで構成される制御部40とを備える。
<Second embodiment>
FIG. 2 is a partial cross-sectional schematic configuration diagram showing an example of a probe of a radiation thermometer according to the second embodiment of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the thing similar to the
The radiation thermometer (energy intensity type monochromatic thermometer) 201 includes a
プローブ210は、円筒形状の筐体11を備える。
サファイア窓(透明部品)112は、筐体11の内径より直径が大きく、かつ、筐体11の外径より直径が小さい円板状体であって、円筒形状の筐体11の一端部を塞ぐようにガスケットやOリングやロウ付け等の封止構造を介して接合されている。
The
The sapphire window (transparent part) 112 is a disk-like body having a diameter larger than the inner diameter of the
そして、サファイア窓112の前面には、放射光発生物質を塗布することにより放射光発生物質膜(放射光発生物質部品)212が形成されている。
上記放射光発生物質膜の厚さは、特に限定されないが、10μm以下であることが好ましく、5μm以下であることがより好ましい。
A radiant light generating material film (radiated light generating material component) 212 is formed on the front surface of the
The thickness of the radiation generating substance film is not particularly limited, but is preferably 10 μm or less, and more preferably 5 μm or less.
また、上記放射光発生物質膜の材料としては、加温によって所定波長Λを含む波長領域(λ1〜Λ〜λ2)の放射光を放射するものであることが好ましい。また、15μm以下の光を遮蔽するものが好ましく、全波長の光を遮蔽するものがより好ましい。さらに、所定波長以下の光の95%以上を遮蔽することが好ましく、所定波長以下の光の100%を遮蔽することがより好ましい。このような材料としては、例えば黒体塗料等が挙げられる。 Further, the material of the synchrotron radiation generating material film is preferably a material that emits synchrotron radiation in a wavelength region (λ 1 to Λ to λ 2 ) including a predetermined wavelength Λ by heating. Moreover, what shields the light of 15 micrometers or less is preferable, and what shields the light of all the wavelengths is more preferable. Furthermore, it is preferable to block 95% or more of light having a predetermined wavelength or less, and it is more preferable to block 100% of light having a predetermined wavelength or less. An example of such a material is black body paint.
光伝送路230は、複数のレンズで構成されており、光を軸方向に伝達することができ、一端部から入射した光が、他端部から出射するようになっている。
The
以上のように、第二実施形態の放射温度計201によれば、プローブ210に備えられた放射光発生物質膜212からの放射光の強度Iから温度を算出するので、放射光発生物質膜212が配置されたシリンダ51の側壁における局所位置の温度を所定時間間隔(例えば0.025msec)で計測することができる。また、ススやダミー粒子ではなく、放射光発生物質は特定であって放射物質量も一定であることから、単色法で正確に測定することができる。
As described above, according to the
<第三実施形態>
図3は、本発明の第三実施形態に係る放射温度計のプローブの一例を示す一部断面概略構成図である。なお、上述した放射温度計1、101、201と同様のものについては同じ符号を付している。
放射温度計(エネルギー強度型の単色温度計)301は、プローブ310と、光検出部20と、プローブ310と光検出部20との間に配置された光ファイバ(光伝送路)30と、マイコンやPCで構成される制御部40とを備える。
<Third embodiment>
FIG. 3 is a partial cross-sectional schematic configuration diagram showing an example of a radiation thermometer probe according to the third embodiment of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the thing similar to the
A radiation thermometer (energy intensity type monochromatic thermometer) 301 includes a
プローブ310は、前面を有する円筒形状の筐体(放射光発生物質部品)311を備える。
上記筐体の材料としては、加温によって所定波長Λを含む波長領域(λ1〜Λ〜λ2)の放射光を放射するものであることが好ましい。また、15μm以下の光を遮蔽するものが好ましく、全波長の光を遮蔽するものがより好ましい。さらに、所定波長以下の光の95%以上を遮蔽することが好ましく、所定波長以下の光の100%を遮蔽することがより好ましい。このような材料としては、例えばアルミナセラミックス等が挙げられる。
The
As the material of the casing, it is preferable to emit radiation in a wavelength region (λ 1 to Λ to λ 2 ) including a predetermined wavelength Λ by heating. Moreover, what shields the light of 15 micrometers or less is preferable, and what shields the light of all the wavelengths is more preferable. Furthermore, it is preferable to block 95% or more of light having a predetermined wavelength or less, and it is more preferable to block 100% of light having a predetermined wavelength or less. Examples of such a material include alumina ceramics.
光ファイバ30の一端部は、筐体311の他端部に、円筒形状の保持部312を介して取り付けられている。
One end of the
以上のように、第三実施形態の放射温度計301によれば、プローブ310に備えられた筐体311からの放射光の強度Iから温度を算出するので、筐体311が配置されたシリンダ51の側壁における局所位置の温度を所定時間間隔(例えば0.025msec)で計測することができる。また、ススやダミー粒子ではなく、放射光発生物質は特定であって放射物質量も一定であることから、単色法で正確に測定することができる。
<他の実施形態>
(1)上述した放射温度計1において、筐体11の他端部に光ファイバ30の一端部が取り付けられる構成としたが、プローブ(筐体)と光ファイバとが一体構造となっているような構成としてもよい。また、光ファイバ30は、必要に応じて延長ファイバとアダプタとを用いて接続されるようにしてもよい。
(2)上述した放射温度計1において、光検出部20は、フォトダイオード21を備える構成としたが、PMTや焦電素子や赤外線センサからなる構成としてもよい。また、所定波長Λの光を透過させるフィルタ22を備える構成としたが、同時に複数波長を取得するような構成としてもよい。
As described above, according to the
<Other embodiments>
(1) In the
(2) In the
本発明は、温度を計測する放射温度計等に利用することができる。 The present invention can be used for a radiation thermometer for measuring temperature.
1 放射温度計
10 プローブ
11 筐体(保持部)
12 放射光発生物質部品
20 光検出部
30 光ファイバ(光伝送路)
40 制御部
50 エンジン(内燃機関)
1
12 Synchrotron
40
Claims (9)
光検出部と、
前記プローブと前記光検出部との間に配置された光伝送路と、
前記光検出部で検出された光強度に基づいて、前記対象物の温度を算出する制御部とを備える放射温度計であって、
前記プローブは、外部から内部に入射する所定波長以下の光の所定割合以上を遮蔽する構造となっており、かつ、
加温されることにより放射光を放射する放射光発生物質部品と、
前記放射光発生物質部品からの放射光を前記光検出部に導く前記光伝送路の一端部が配置される保持部とを備えることを特徴とする放射温度計。 A probe for placement on an object;
A light detection unit;
An optical transmission line disposed between the probe and the light detection unit;
A radiation thermometer comprising a control unit that calculates the temperature of the object based on the light intensity detected by the light detection unit,
The probe has a structure that shields a predetermined proportion or more of light having a predetermined wavelength or less incident on the inside from the outside, and
A synchrotron radiation component that emits synchrotron radiation when heated; and
A radiation thermometer comprising: a holding portion in which one end portion of the optical transmission path that guides the radiation light from the radiation light generating material component to the light detection portion is disposed.
前記所定割合は、95%であることを特徴とする請求項1に記載の放射温度計。 The predetermined wavelength is 15 μm,
The radiation thermometer according to claim 1, wherein the predetermined ratio is 95%.
前記筐体及び前記放射光発生物質部品は、外部から内部に入射する所定波長以下の光の所定割合以上を遮蔽する材料で形成されており、
前記筐体の先端部に、前記放射光発生物質部品が配置されるとともに、前記筐体の後端部に、前記保持部が配置されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の放射温度計。 The probe includes a cylindrical housing for being attached to the object,
The casing and the synchrotron radiation generating material component are formed of a material that shields a predetermined ratio or more of light having a predetermined wavelength or less incident on the inside from the outside,
The said radiation | emission light generating substance component is arrange | positioned at the front-end | tip part of the said housing | casing, and the said holding | maintenance part is arrange | positioned at the rear-end part of the said housing | casing. The radiation thermometer described.
前記放射光発生物質部品は、所定波長以下の光を透過する透明部品上に塗布された黒体塗料膜であることを特徴とする請求項3に記載の放射温度計。 The synchrotron radiation generating material component is a plate made of alumina ceramics, or
4. The radiation thermometer according to claim 3, wherein the synchrotron radiation generating material component is a black body paint film coated on a transparent component that transmits light of a predetermined wavelength or less.
前記筐体は、外部から内部に入射する所定波長以下の光の所定割合以上を遮蔽する材料で形成されており、
前記筐体の先端部に、前記放射光発生物質部品が配置されるとともに、前記筐体の後端部に、前記保持部が配置されており、
前記放射光発生物質部品の前方に、外部から内部に入射する所定波長以下の光の所定割合以上を遮蔽する遮蔽部品が配置されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の放射温度計。 The probe includes a cylindrical housing for being attached to the object,
The casing is formed of a material that shields a predetermined ratio or more of light having a predetermined wavelength or less incident on the inside from the outside,
The synchrotron radiation generating material component is disposed at the front end of the housing, and the holding portion is disposed at the rear end of the housing,
The shielding part which shields more than the predetermined ratio of the light below the predetermined wavelength which injects into the inside from the outside is arrange | positioned ahead of the said radiation | emission light generating substance component, The Claim 1 or Claim 2 characterized by the above-mentioned. Radiation thermometer.
前記放射光発生物質部品は、外部から内部に入射する所定波長以下の光の所定割合以上を遮蔽する材料で形成されており、
前記筒状体の後端部に、前記保持部が配置されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の放射温度計。 The synchrotron radiation generating material component is a cylindrical body having a front surface to be attached to the object,
The synchrotron radiation generating material component is formed of a material that shields a predetermined ratio or more of light having a predetermined wavelength or less incident on the inside from the outside,
The radiation thermometer according to claim 1, wherein the holding portion is disposed at a rear end portion of the cylindrical body.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015115107A JP2017003324A (en) | 2015-06-05 | 2015-06-05 | Radiation thermometer |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2015115107A JP2017003324A (en) | 2015-06-05 | 2015-06-05 | Radiation thermometer |
Publications (1)
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|---|---|
| JP2017003324A true JP2017003324A (en) | 2017-01-05 |
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Family Applications (1)
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| JP2015115107A Pending JP2017003324A (en) | 2015-06-05 | 2015-06-05 | Radiation thermometer |
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| Country | Link |
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| JP (1) | JP2017003324A (en) |
-
2015
- 2015-06-05 JP JP2015115107A patent/JP2017003324A/en active Pending
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