赤外線温度計入門

最も基本的なデザインには、検出器に赤外線 (IR) エネルギーを集中させるためのレンズで構成されています。このエネルギーは、周囲温度差に対して補正された後、検出器によって温度の単位で表示できるように電気信号に変換されます。この構成は、測定対象物と接触せずに離れた場所から温度測定できるようにします。このように、赤外線温度計は、熱電対またはその他のプローブ型センサーを用いることができない場合や、さまざまな理由から正確なデータが生成されないような状況下で温度を測定するのに役立ちます。典型的な状況としては、測定対象物が動いている場合、対象物が誘導加熱時のように電磁界によって囲まれている場合、対象物が真空またはその他の調節空気内にある場合、または高速応答が要求されるような用途の場合が挙げられます。

非接触温度測定器を選定する場合、対象物とその放射率だけでなく、周囲の大気や介在する大気も考慮する必要があります。

赤外線温度計の使用に関する一般的な質問：

私の用途で温度を測定するのになぜ赤外線温度計を使うべきでしょうか？
赤外線高温計は、ユーザーが従来のセンサーを用いることができないような用途で温度を測定できるようにします。具体的には、動いている物体 (すなわち、ローラー、移動中の機械、またはコンベヤーベルト) を扱う場合、汚染または危険な環境 (たとえば高電圧など) で非接触型の測定が要求される場合、測定される温度が熱電対や他の接触センサーにとって高すぎる場合などが挙げられます。

赤外線温度計を選定する際、自分の用途のどのような点を考慮すべきですか？
赤外線高温計に関する重要な考慮事項としては、視野 (対象物のサイズと距離)、測定対象の表面のタイプ (放射率の考慮)、スペクトル応答 (大気効果または表面を貫通する伝送)、温度範囲と取り付け (ハンドヘルドポータブルまたは固定マウント) などが含まれます。その他の考慮事項には、応答時間、環境、取り付け制限、表示ポート、または窓の利用、希望する信号処理などがあります。

視野とはどのような意味で、なぜ重要なのですか？
視野とは、器具が動作する視角であり、ユニットの光学によって決定されます。正確な温度の読み取り値を取得するには、測定対象物が完全に器具の視野を満たす必要があります。赤外線機器は、視野に含まれるすべての表面の平均温度を決定するので、背景温度が対象物の温度と異なる場合、測定誤差が発生する可能性があります。OMEGAは、この問題に対して独自のソリューションを提供します。多くのOMEGA赤外線高温計は、サークルからドットに切り替え可能な、特許を取得したレーザーを備えています。サークルモードでは内蔵のレーザー照準が12ポイントの円を作成し、測定される対象領域がはっきりと示されます。ドットモードでは、1つのレーザードットが測定領域の中心をマークします。

放射率とは何ですか？赤外線温度測定とどのような関係があるのですか？
放射率とは、同じ温度で、完全放射体、または黒体によって放出されたエネルギーに対する、測定物よって所定の温度で放射されたエネルギーの比として定義されます。黒体の放射率は1.0です。放射率はすべての0.0～1.0の間に収まる値です。ほとんどの赤外線温度計は、異なる素材に対して、異なる放射率値を補正することができます。一般的に、測定物の放射率が高ければ高いほど、赤外線用いた正確な温度測定が容易になります。放射率が非常に低い (0.2 未満) の測定物は、難しい用途となる可能性があります。アルミニウムのように磨かれ、光沢のある金属表面には、赤外線を大幅に反射するので正確な温度測定が常に可能だとは限りません。

放射率を決定する5つの方法
確実に正確な温度測定ができるように、測定物の放射率を決定するための方法が以下のように5つあります。

正確なセンサーを用いて、既知の温度まで素材のサンプルを加熱し、IR測定器を用いて温度を測定します。その後、インジケータが正しい温度を表示するように強制的に放射率の値を調整します。
比較的低い温度 (最大500 °F) の場合、0.95の放射率であるマスキングテープを測定に使用できます。その後、インジケータが素材の正しい温度を表示するように強制的に放射率の値を調整します。
高温を測定する場合、測定物に穴 (深さが直径の少なくとも6倍) を空けます。この穴は、1.0の放射率を持つ黒体として機能します。穴の中の温度を測定し、インジケータが素材の正しい温度を表示するように強制的に放射率の値を調整します。
素材、またはその一部をコーティングできる場合は、鈍い黒色塗料の放射率はおよそ1.0です。塗料の温度を測定し、インジケータが正しい温度を表示するように強制的に放射率の値を調整します。
ほとんどの素材について、標準化された放射率値を記載しています (114～115ページを参照)。これらの値を測定器に入力し、素材の放射率の値を推定することができます。

赤外線高温計の取り付け方法を教えてください。
高温計は、固定マウントまたはポータブルの2つのタイプのいずれかになります。固定マウントユニットは、所定のプロセス継続的に監視するために、通常は1つの場所に設置されます。それらは通常、線路電力で動作し、単一点を目的とします。このタイプの器具からの出力は、別のディスプレイまたは制御ループに使用することができるアナログ出力に加えて、ローカルまたはリモートのディスプレイに表示することが可能です。バッテリー駆動型のポータブル赤外線「ガン」もご利用できます。これらのユニットは、固定マウント装置のすべての機能を備えていますが、通常、制御目的のアナログ出力はありません。一般的にこれらのユニットは、保守、診断、品質管理、および重要なプロセスの現場測定に利用されます。


赤外線温度計の種類

	ハンドヘルド赤外線温度計ハンドヘルド赤外線温度計は、赤外線高温計の中で最も人気のあるタイプの1つです。これらは一般的に携帯用途に使用されますが、一部のモデルは一体型三脚マウントも可能です。OMEGAはさまざまな形態やフォームファクターの多様な赤外線温度計を提供しています。OMEGAハンドヘルド赤外線高温計の多くには、温度計の視野をはっきりと示すOMEGAの特許取得済みのサークルドット/サークルレーザー照準が付いています。

	ポケット/スティック型赤外線温度計ポケットまたはスティック型赤外線温度計は、極めてコンパクトです。それらは通常、シャツのポケットに入れて持ち運べるほど小型です。

	赤外線熱電対赤外線熱電対は、小型で低コストの赤外線センサーです。電源を内蔵しており、熱電対センサーを模倣する出力を生成するという点でユニークです。

	固定マウント赤外線温度計/送信機固定マウント赤外線温度計は、一般的に、温度計を静止位置に取り付けることができる工業プロセスで使用されます。

	2色対比検温赤外線温度計から正確な温度データを取得するのに放射率がそのような重要な役割を果たしていることを考えれば、この変数から独立して測定するセンサーを設計する試みがなされてきたことは驚くべきことではありません。そのようなデザインの中で最もよく知られ、最も一般的に適用されているのが、2色対比温度計です。この技術は、これまで説明してきた赤外線温度計と異なりませんが、絶対エネルギーを1つの波長または波長帯で測定する代わりに、2つの波長における素材から放射される赤外線エネルギーの比率を2つの波長で測定します。この文脈での「色」という単語の使用はやや時代遅れですが、それにもかかわらず他の単語で変更されていません。これは、「色温度」という、可視色を温度に結び付ける慣行に起因しています。