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June 21, 2007

赤外線放射温度計

 非破壊検査のような非接触温度計測に使用される計測器として、赤外線放射温度計があります。
 熱エネルギーを保有する対象物の表面からは、赤外線の放射エネルギーが生じています。対象物の表面から放出されている赤外線放射エネルギーを検出することで、対象の温度を計測することが可能となります。
 この方法で計測する装置を、サーモグラフィーという呼び方をします。また、一般に非接触型の温度計測装置は、対象物表面の赤外線放射量を計測することでおこなったいます。この場合は、赤外線放射温度計という呼び方をします。温度計という場合は、対象物の表面温度を点で計測します。サーモグラフィーの場合は、対象物の表面温度を分布で計測します。
JIS Z2300(非破壊検査用語から)
 黒体(block body):入射する赤外線放射エネルギーを、波長、入射方向や偏向状態に関係なく吸収し、放射する物体。理想的には、放射率が1となる熱放射対。
 赤外線放射エネルギー(infraed radiant energy):可視光の波長より長く、1mmより短い電磁波として、放射・伝播するエネルギー。[単位:J(ジュール)]

 赤外線放射量の計測を行う場合、注意しなければならないのは、計測対象物と赤外線検出器までの間にある物質による赤外線吸収率(通常は標準大気)、計測対象物に反射して赤外線検出器に入射する背景放射と計測対象物の赤外線反射率。ここらへんが、計測する時に注意しておかなければならない内容です。
 サーモグラフィーは、内部に一個ないし複数の赤外線放射温度計を持ちます。赤外線放射温度計で分布面をスキャニングすることで、温度分布の計測をおこないます。このため、ある一定以上の温度変化に対してはスキャニングの速度が間に合わない場合もあります。(工業用放射温度計の場合、1/4秒程度のスキャニング速度を持つ)一般には、温度変化は秒単位で対応可能と考えることが多いので、反応できないことはないと考えます。(燃焼現象や半導体製造装置での温調の場合では、スキャニングの結果から、補間作業をおこなう必要性があります)
 計測温度は、絶対温度[K]での計測結果となります。

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