計測機器

【計測機器】光高温計の原理、メリット、放射温度計との違いは?

計測機器の原理について知ることは、生産・運転状況の正しい理解や、トラブル時の対応に生かされると思います。

今回は温度計の一種、光高温計の原理やメリット、デメリットについて解説します。光高温計は放射温度計に分類されますが、高温の被測定物にしか使われない特殊な温度計になります。

光高温計とは

光高温計とは、熱放射を測定することで温度に換算する放射温度計の一種です。

英語ではOptical pyrometerと呼ばれています。赤外線を利用するタイプの放射温度計(体温計としての利用で話題となり、品薄になりましたね)と同様に、非接触で測定ができます。

違いとしては利用する光が、可視光線か赤外線かの違いです。光高温計は可視光線を利用しています。700℃以上の高温の物体に対して用いられ、内蔵のフィルターを切り替えることで最大で3500℃程度までの測定が可能です。

光高温計の原理

光高温計の測定原理について解説します。

物体は温度が高ければ高いほど、短波長の光が多く放出します。およそ600℃以上の高温領域では可視光線の波長(400〜800nm)が多く発生し、光高温計では通常、650nmの波長の光を利用しています。

物体から放出される光を観測ながら、標準電球と呼ばれる電球に流す電流の量を調整します。

物体の光の強度と、電球のフィラメント の色が一致している時に流れている電流値から、温度を測定するという仕組みです。
 
溶解した鉄鋼や、溶鉱炉など白熱する高温の素材・装置に対して用いられます。ハンディタイプで、乾電池で動くものもあります。 

光高温計のメリット・デメリットは?

光高温計のメリットは、高温の物体を非接触で測定できることだと言えます。

熱電対や抵抗温度計など、接触式で用いられる温度計の測定可能な最大温度は、それぞれ2000℃や700℃程度などで、測定温度に耐えられたとしても、連続使用で溶けてしまったり傷んだりしてしまいます。それに対し、光高温計は3000℃以上の高温を測定することができます。

デメリットとしては、放射温度計と同様に、表面の温度のみで内部温度は測定できないこと、黒体以外の場合は被測定物ごとに放射率の違いによる誤差が生まれることが挙げられます。

まとめ

  • 光高温計は可視光線を利用した原理の温度計。
  • 3000℃近くの高温を、非接触で測定可能。
  • 黒体以外の場合は放射率による誤差が生まれる。

使用する現場のある業界は限られていると思いますが、特徴を覚えておいて損はないかと思います。

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