放射温度計の原理について
- 放射温度計の原理とは？ステファン・ボルツマンの法則とプランクの法則を解説します。
- 放射温度計には光高温計や放射温度計など様々なタイプがありますが、それぞれの原理について詳しく説明します。
- 放射温度計の原理に関して、ステファン・ボルツマンの法則やプランクの法則がどのように関係しているのか解説します。
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放射温度計の原理について
こんばんわ。 放射温度計には様々なタイプがあるようですが、その理論のベースになっているのはステファン・ボルツマンの法則のようですが、プランクの法則というのもあります。おそらくステファン・ボルツマンの特別な場合がプランクの法則になるのでしょが、一般に市販されている放射温度計がどちらの法則に準じるものなのかいまいち専門書を読んでもしっくりきません。光高温計や（全）放射あるいは狭帯域放射温度計はどっちの理論に基づくものなのかご存知の方がおられましたら教えてください。
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ちょっと調べてみました。 プランクの法則 黒体の単位表面から単位時間に放射されるエネルギー量は、その物体の温度とその温度に対する電磁波の波長に関係することを表した法則。 ステファン・ボルツマンの法則 黒体の単位表面から単位時間に放射される熱量は絶対温度の４乗に比例することを表した法則（プランクの法則の式を全波長で積分すればステファン～の式が導き出せるみたいです）。 従って狭帯域でも、全波長でも基本はプランクの法則が元になっていると思われます。ただ全波長はステファン～の解釈でも間違っていないのでしょう。 光高温計もプランクの法則を元にしていて、プランクの法則を元に温度毎にグラフを描くと、高温になるほどエネルギーのピークが短波長側になっていきます（高温ほど赤→黄→白の色に見えるますよね）。この現象を利用して、タングステンフィラメントを加熱し、その時の色と対象物の色とを同じになるように、フィラメントの温度を調節して対象物の温度を求めています。 川惣電機工業さんのホームページに「赤外線温度計セミナーハンドブック」の資料がありますので参考になると思います（私が説明するよりわかりやすいと思います）
- 参考URL：
- http://www.kawaso.co.jp/
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実際の市販品の中身について書いてみます。 ＃質問の意図とピントがずれていたらごめんなさい。 ☆全放射温度計 ：赤外線のすべての波長におけるパワーを積分（足し算）し、ステファン・ボルツマンの法則に則って温度を算出する メリット 理論に則った正確な温度が測定できる デメリット 高価 ⇒ 回折格子が必要 ⇒ 大型 長波長赤外受光素子（Si系は1100nmまでなのでInGsP系）が必要 ☆狭帯域放射温度計（単色放射温度計、部分放射温度計） ：ある波長帯のみの赤外光ををフィルターを使って分離し、そのパワーのみを受光する⇒すでに積分（足し算）されている プランクの放射則に則って、受けたパワーによって温度を算出 メリット 小型、安価が可能 デメリット フィルター、受光素子によっては精度がかなり落ちる （実際は、受けたパワーに係数をかけているだけです。）
お礼
おつ様 たびたびのご回答ありがとうございます。参考にさせていただきなんとか理解したいと思います。
市販のものでしたら、それぞれのメーカーHPなどに詳しく書いてあります。 http://www.jp.horiba.com/analy/it/subete5.htm こういったセンサーに関する仕事をしていますが、 ハンディタイプは精度がかなり犠牲になっています。
お礼
おつ様 ご回答ありがとうございます。とても詳しく解説されているサイトですね。勉強になります。ただ、どうしてもプランクの法則とステファンボルツマンの法則と放射温度計の関係がいまいち理解できません。
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汀良雲丹 様 ご回答いただきありがとうございます。なるほど２つの法則の結びつきがわかってきました。さっそく教えていただいたＨＰで勉強してみたいと思います。