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公開番号2024121982
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-09
出願番号2023029256
出願日2023-02-28
発明の名称放射光導光型温度計
出願人株式会社チノー
代理人個人
主分類G01J 5/0818 20220101AFI20240902BHJP(測定;試験)
要約【課題】放射温度計は、測温対象物が放射する放射光の輝度を測定して温度を求めるため、放射輝度が高ければ温度が高くなる。
【課題を解決するための手段】測温対象物から放射される光が大気中での乱反射などによる減衰を低減し、第一導光体内を介し測温対象物表面との間での多重反射によって実効放射率が高められて第二導光体に導かれるように構成された多重反射機構を有することで前記問題を解決する放射光導光型温度計を提供する。この放射光導光型温度計は、実効放射率が高められ、実効的な放射輝度を上げることができ、測定可能な温度下限を上げることができる。
【選択図】図1a
特許請求の範囲【請求項１】
測温対象物からの放射光を導く第一導光体（Ａ）と、
第一導光体（Ａ）より端面積が小さな第一導光体（Ａ）からの放射光を導く第二導光体（Ｂ）と、
第二導光体（Ｂ）に導かれた放射光に基づいて測温対象物の温度を測定するための温度測定部（Ｃ）と、
からなり、
第一導光体（Ａ）中の放射光が第一導光体（Ａ）を介し測温対象物表面との間での多重反射によって実効放射率が高められて第二導光体（Ｂ）に導かれるように構成された多重反射機構（Ｄ）を有する
放射光導光型温度計。
続きを表示（約 490 文字）【請求項２】
多重反射機構（Ｄ）は、第一導光体（Ａ）から第二導光体（Ｂ）への放射光受渡領域に設けられた放射光を反射するミラー手段（Ｅ）である請求項１に記載の放射光導光型温度計。
【請求項３】
多重反射機構（Ｄ）は、第一導光体（Ａ）の側面に設けられた放射光を反射するミラー手段（Ｅ）である請求項１又は２のいずれか一に記載の放射光導光型温度計。
【請求項４】
前記ミラー手段（Ｅ）は、金属面である請求項２又は３のいずれか一に記載の放射光導光型温度計。
【請求項５】
前記ミラー手段（Ｅ）は、第一導光体（Ａ）の中心部分屈折率Ａと非中心部屈折率Ｂとの関係が下記式となる構成である請求項２又は３のいずれか一に記載の放射光導光型温度計。
Ａ＞Ｂ
【請求項６】
前記ミラー手段（Ｅ）は、第一導光体（Ａ）と第二導光体（Ｂ）とは密着しており、第一導光体（Ａ）の中心部分屈折率Ａと、第二導光体（Ｂ）の中心部分屈折率Ｃとの関係が下記式となる構成である請求項２又は３のいずれか一に記載の放射光導光型温度計。
Ａ≦Ｃ

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、測温対象物から放射され第一導光体と第二導光体で導かれた放射光に基づいて、測温対象物の温度を測定する放射光導光型温度計に関する発明である。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
直接測温対象物を覗けない場所や狭い場所など放射温度計の光学系で直接対象物が観察できない場合には、光ファイバを使用し、測温対象物から放射される放射光を導いて測定して温度を求める放射温度計が使われている。
【０００３】
特許文献１には、中心部に光ガイド層を有し被測定物体からの光を受光する石英系ガラスロッドと、この石英系ガラスロッドの出射側に結合された石英系光ファイバを備えた光検出装置が開示されている。
【０００４】
特許文献２には内面を高反射率とした両端面開放の筒状のキャビティと、内面を高反射率にした筒状のキャビティの被測温物体表面から遠い側の端面を中心に小孔を有する閉鎖端面とした２種類のキャビティを用いて放射輝度測定することにより被測温物体の温度を測定する放射温度計が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開昭５８－３７５２７号
【０００６】
特開昭５４－８５０７９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１の明細書の実施例では、石英ロッドと光ファイバがコネクタを介して結合されると記載されている。放射温度計は、所定の波長の放射強度の測定結果から被測定物の温度を求める。通常、放射輝度が大きくなると求められる温度は高くなる。石英ロッドからファイバへ受け渡されるときに光ファイバへ入り込めずに一部の光が漏れてしまうと、測定できる放射輝度が下がってしまう。放射輝度の検出処理部には放射輝度の検出下限強度が存在することが一般的であるため、漏れ光があると、測定可能な温度下限が上がり測定範囲が狭くなるという問題があった。
【０００８】
特許文献２では、冷延や熱延など鋼板の温度測定などの測定を放射率及び表面性状が未知の高温物体の温度を正確に測定できるものの、両端面開放のキャビティと、片側に小孔を設けて閉鎖したキャティの２種のキャビティを用いて複数回測定を行う必要がある。また、特許文献２にはキャビティと被測温物体間、キャビティ内空間、キャビティと放射温度計間の空間について特に記載がないが、上記のように製鉄所などでの使用が想定されていることから通常の大気と考えられる。そのような製造現場では、大気中に塵芥の浮遊は多いことが普通であるため、特に片側に小孔を設けて閉鎖したキャビティは、被測温物体から放射された赤外線などの光線がキャビティと被測温物体表面間を多重反射する際に前記塵芥で乱反射されてしまって減衰し、多重反射による見かけ上の放射率の向上効果が薄れてしまうという問題がある。
【０００９】
そこで本発明では、測温対象物から放射される光の大気中の塵芥での乱反射などによる減衰を低減し、第一導光体内を介し測温対象物表面との間での多重反射によって実効放射率を高めた前記放射光を第二導光体に導くように構成された多重反射機構を有することで前記問題を解決する放射光導光型温度計を提供する。この放射光導光型温度計は、実効放射率が高められ、実効的な放射輝度を上げることができ、測定可能な温度下限を下げる（広げる）ことができる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以上のような放射光導光型温度計に関する課題を解決するために、本願では、第一の発明として、
測温対象物からの放射光を導く第一導光体（Ａ）と、
第一導光体（Ａ）より端面積が小さな第一導光体（Ａ）からの放射光を導く第二導光体（Ｂ）と、
第二導光体（Ｂ）に導かれた放射光に基づいて測温対象物の温度を測定するための温度測定部（Ｃ）と、
からなり、
第一導光体（Ａ）中の放射光が第一導光体（Ａ）を介し測温対象物表面との間での多重反射によって実効放射率が高められて第二導光体（Ｂ）に導かれるように構成された多重反射機構（Ｄ）を有する
放射光導光型温度計を提供する。
（【００１１】以降は省略されています）

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