赤外線温度センサに関するFAQ

日本語フォーラム よくある質問
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この記事では、赤外線（IR）温度センサの基本的な機能と、その動作や技術的特性に関するよくある質問を取り上げます。

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https://www.digikey.jp/short/47pz9n9

さらに、完成品のIR温度計ユニットについては、こちらをクリックしてください：
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IRとは何ですか？

赤外線は電磁スペクトルの一部です。 マイクロ波放射線よりも高く、可視光よりも低い周波数です ( 図1) 。

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図1： 電磁スペクトル

すべての固体は、絶対零度（-273°C）を超えると、さまざまなエネルギーを熱（IR）の形で放出します。科学者Wilhelm Wienは、固体の温度とそのピーク波長の関係を次の式で求めることができると述べています。

lmax =2898 / T

T = 温度（K、ケルビン）

l = 波長（μm）

熱検出器はどのように機能しますか？

IR検出器には大きく分けて量子型検出器と熱型検出器の2つのクラスがあります。この記事では、熱型検出器に焦点を当てています。熱型検出器は放射を受け取り、それを使用してサーモパイルなどの感知材料の温度を上げます。物体間で温度差がある場合は、それを測定できます。IR温度センサは、対象物の温度値を生成し、それを表す信号を送信します。 IR温度センサは、一般的にレンズを使用して1つの物体からの光をサーモパイルに集光します。サーモパイルはIR放射を吸収し、それを熱に変えます。吸収されるIRエネルギーが多いほど、温度の読み取り値が高くなります。サーモパイルからの熱は、正味の放射量に比例した定電圧出力に変換されます。

熱電効果

熱電効果 （図2） は、2つの異種材料（AとB）に温度差を与えることで作用します。材料の接合部の電圧Vを読み取ることで、温度差に比例した電圧が観測されます。

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図2：熱電効果

非接触温度センサのメリット・デメリット

IR温度センサは、迅速かつ正確で、遠隔監視に最適です。非接触での測定は、オペレータの安全のために有用であり、潜在的な汚染を制限します。IR温度センサを非接触で使用するための簡単な例としては、以下のようなものがあります：

  • 表面温度の検査
  • ホットスポットやコールドスポットの検査
  • 電熱コイルの動作確認

通常、IR温度計は表面温度の読み取りのみに制限されており、透明な表面や液体を通しては測定できません。 IRセンサの読み取り値は、ほこり、霧、過剰な湿気、煙などの環境条件/空気粒子によっても悪影響を受ける可能性があります。

温度センサの分解能は何を意味しますか？

この仕様は、出力信号で検出できる入力パラメータの検出可能な最小の増分変化です。例えば、100分の1度（99.68度）までの温度を検出して出力できるセンサは、10分の1度（99.7度）までしか表示しないセンサよりも高い分解能を持っています。分解能は、読み取り値（またはフルスケール読み取り値）の比率として、または絶対値で表すことができます。解像度が14b、15bなどのビットで表される場合、値が高いほど、すべてのサンプルでより多くのデータ量が表されることを意味します。

IRセンサの洗浄とメンテナンス方法

IRセンサは赤外線を集光して機能するため、適切な性能を発揮するためには清潔にしておくことが理想的です。洗浄するには、柔らかい布または綿棒に水または医療グレードの消毒用アルコールを含ませて、部品のレンズを慎重に拭きます。部品を使用する前にレンズを完全に乾燥させてください。石鹸や化学薬品を使用したり、センサや温度計を水に浸したりしないでください。

ご質問やご意見がございましたら、下記にご返信ください。

情報提供：
Excelitas Thermal Infrared Sensors（Excelitas 熱赤外線センサ）

ハンドヘルド赤外線温度計のヒントやアプリケーションノートについては、Flukeからのリンクをご覧ください：




オリジナル・ソース（英語）