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温度調節器・赤外線放射温度計

温度計の上手な使い方/温調器・温度計の用語説明

温度計の上手な使い方

赤外放射温度計は、物体から放射される赤外線を集光して測定していますので、周囲の熱源からの外乱光や、煙や水蒸気の影響によって測定誤差を生じる場合があります。
各環境下における対策例を紹介します。
湯気・煙の影響
「温度計の上手な使い方」の説明画像

赤外放射温度計は、気体は測定しませんが、液体や固体は測定します。湯気や煙も液体や固体と考えることができますので、目で確認できる程度に存在するとその影響を受けてしまいます。

対策
ヘッド・ワーク間をエアバージします。

オイルミストの影響
「温度計の上手な使い方」の説明画像

油や水は赤外線を透過しません。したがって、レンズ面の汚れがひどくなりますと測定誤差の原因になります。

対策
センサヘッドを筒で囲み、エアの圧力でオイルミストの
侵入を防ぎます。
また、レンズ面が汚れた場合は、アルコールを少し含ませた
綿棒で拭き取ってください。
熱源の影響
「温度計の上手な使い方」の説明画像

赤外線も光の一種ですので、反射したり透過したりします。そのため、放射温度計も熱源が近くに存在すると、その影響を受ける場合があります。

対策
熱源とセンサヘッドあるいは、熱源と対象物の間に遮光板を入れてください。

温調器・温度計の用語説明

熱放射(熱輻射)
熱を持った物体からその熱エネルギーが
電磁波(赤外線)として放出されることをいいます。
熱伝導
物体内部で熱が高温部から低温部へ移ることをいいます。温度差のある物体を接触させたとき、温度の高い物体から低い物体へ熱が移ることも同様です。
熱伝導率

熱が高温部から低温部へ伝わるときの伝わりやすさを示します。熱伝導率が高いことは熱が伝わりやすいことを意味します。
温度差が大きいほど、伝わる面積が大きいほど伝わる熱量が多くなるので、単位面積を通して単位時間に伝わる熱量と温度差(温度勾配)の比で表します。

(例)
物質 熱伝導率 物質 熱伝導率

418.7

0.14
389.6 ガラス 0.74
74.4 空気 0.0257
単位 W(ワット)/mk(メートル・ケルビン)
熱容量
物体の温度を単位温度に上昇させるのに要する熱量。熱容量が大きいと温まりにくく冷めにくい、熱容量が小さいと温まりやすく冷めやすいことになります。
熱平衡
温度差のある2つの物体を接触させると、物体の熱が熱い方から冷たい方へ移動し、やがて一定となります。
この状態を熱平衡といいます。
黒体
白い紙は光をよく反射し、黒い紙は光をよく吸収します。この黒い紙のように光を吸収する物体のうち、入射する赤外線を完全に吸収してしまう物体を特に黒体と呼んでいます。
放射率

同じ温度の物体であっても、物体の材質や表面状態によって放射される赤外線の量が異なります。黒体を基準として、物体の放射エネルギーの割合を求めたのがこの放射率です。放射率を理解する上で大切な公式を以下に紹介します。

「温調器・温度計の用語説明」の説明画像

公式から、反射率と透過率の低い物体ほど放射率が高いことがわかります。
また放射率は、反射率と透過率がゼロ(黒体)の時に1になり、最大でも1を超えることはありません。

例えば、なにげなく熱いやかんに触ってしまい、火傷をすることがあります。これは、金属の放射率が低いために、やかんの熱さを感じることができなかったためです。
逆に、人の皮膚の放射率は0.98と高いため、体に手のひらを近づけると36℃と低い温度にもかかわらず温かさを感じます。

「温調器・温度計の用語説明」の説明画像

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