温度計 テクニカルマガジン
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 非接触温度計選定のポイント①

「波長」

非接触温度計は物体が発している赤外線を受光し、その赤外線の量を温度に変換しています。
非接触温度計は機種によって受光できる赤外線の「波長」が異なるため機種選定には「波長」の性質について理解する必要があります。

「波長」の性質

あらゆる物体は、様々な長さ(波長)の赤外線を放射していますが、「物体の温度」や「物体の材質」によって、特定の波長が強く放射されたり、弱く放射されるといった性質があります。

「物体の温度」と波長の関係

例えば、温度が高いものは短い波長の赤外線エネルギーが強くでますが、温度が低いものはほとんど出ていません。
このように物体の温度により波長の赤外線エネルギーは変化します。
温度・波長・赤外線エネルギーの関係性を詳しく表したのが下記の図になります。
高温になるほど短波長の赤外線エネルギーの放射が強くなり、低温ではほぼありません。
一方、長波長は低温から高温にかけて一定の弱い赤外線エネルギーを放射していることがわかります。
それでは次に、実際の材質による波長ごとの「放射率」の違いを確認していきます。

「物体の材質」と波長の関係

「放射率」とは、波長がどのくらいの赤外線エネルギーを放射しているかを表す指標です。
放射率が1に近づくにつれて測定しやすく、逆に放射率が「0」では温度測定は不可能となります。
物体から放射される赤外線のうち、どの波長を測定するのが最適かという判断材料として、この「放射率」が使用されます。 その他にも赤外線の「反射」や「透過」といった性質も波長選択の重要な判断材料になるので、次回以降にご紹介していきます。
下記は、それぞれの材質とその状態における、1.0μm、5.1μm、8~14μmの波長の放射率を表しています。
放射率表
  放射率
波長 1.0μm 5.1μm 8~14μm
アルミニウム 非酸化 0.1~0.2 0.02~0.2 0.02~0.1
研磨 0.1~0.2 0.02~0.1 0.02~0.1
粗面 0.2~0.8 0.1~0.4 0.1~0.3
酸化 0.4 0.2~0.4 0.2~0.4
非酸化 0.34 0.05~0.25 0.05~0.2
  0.5~0.8 0.5~0.7
酸化 0.7~0.9 0.6~0.9 0.5~0.9
鋳造、純化 0.9 0.9 0.9
溶融 0.35    
ガラス   0.98 0.85
溶融   0.9  
ゴム   0.9 0.95
※放射率は様々な条件(温度、表面の形状等)によって変わるため、記載の内容と異なる場合がございます
 は、他の波長より比較的放射率が高く、測定に適しているということを表しています。 材質ごとに測定に適した波長をまとめると下記になります。
上記を参考に、温度を測定したい材質に適した測定波長の非接触温度計を選定するようにしてください。


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