放射温度計の総合ガイド

放射温度計とは？

放射温度計は、非接触で物体の温度を測定する手段です。赤外線温度計と呼ばれることもあります。

機能は一般的な接触型温度計と同様ですが、物体や表面から放射される赤外線から温度を推測する仕組みになっているのが大きな違いです。

放射温度計は、温度測定用途として幅広い用途や産業で使用できます。これらは汎用性が高く、対象物の選別、潜在的な問題の特定、正確な温度測定に役立ち、高い有用性を発揮します。

放射温度計の歴史

放射線は19世紀初頭に発見されましたが、これが赤外線と呼ばれるようになるのは1800年代後半になってからです。現代の放射温度計の原型は1901年に特許を取得されているが、商用モデルが利用可能になったのは1930年代初頭でした。

近代的な放射温度計は、2000年頃にかなり普及し、それ以来、さまざまな用途や産業で幅広く使われるようになりました。

放射温度計で何が測れるの？

放射温度計は、物体の表面から透過する赤外線エネルギーを非接触で測定する方法として設計されています。最終的には、一定期間処理した後、物体の表面温度を画面に表示し、ユーザーが見ることができるようになります。

放射温度計は、対象物に直接触れることなく、離れたところから温度を検出できます。そのため、物体の内部温度とは異なり、表面温度しか測定できないことに注意が必要です。放射温度計の中には、測定結果に誤差発生する可能性のある外的環境要因（外気温など）を補正することで、より正確な測定結果を保証するものもあります。

ほとんどの放射温度計は、ディスプレイ上に℃または°Fのどちらかの単一の温度を表示します。いくつかのハイエンドの放射温度計は、ちょうど中央の1点の温度を測定しながら、ビュー全体の熱マップを表示できます。これにより、視界の中で最も暑い場所や最も涼しい場所をより簡単に見ることができ、必要に応じてそのポイントを測定するためのガイドになるという大きな利点があります。これは、画像内のすべてのポイントの温度を同時に取得して保存できる赤外線カメラより一歩進んだ機能と言えます。

放射温度計は何に使うの？

接触式温度計は温度測定プローブと表面が直接接触することで機能するのが大きな違いです。IRガンは通常、接触型プローブを使用するのが難しい対象物に使用されます。例えば、動いているもの、危険なもの、アクセスが困難な場所にあるものなどです。

この温度計は、幅広い用途、産業、環境において、数多くの用途があります。例えば、以下のような用途が考えられます。

• 高速回転機械
• 手の届きにくい場所にあるエアコン
• 触媒コンバーター・自動車整備

また、質量が小さい物体の温度を測定する場合、接触式の温度計を使用すると、測定対象物から熱を奪ってしまい、誤った測定値になってしまうことがあります。非接触温度計は、この問題を回避できます。

放射温度計の仕組み

放射温度計は、赤外線信号が入力されたときのみ動作するパッシブなデバイスです。温度計のレンズは、サーモパイルと呼ばれる特殊なセンサに入力された赤外線に焦点をあわせます。このセンサーの信号は、その後、増幅され、電圧に変換される電気信号に赤外線を変換します。

この出力にプランクの放射則に基づく温度方程式を適用し、電子的に処理して温度の読み値を出力する装置です。モデルによっては、この段階で放射率や周囲温度などの外的要因を補正することもあります。読み取った温度はデバイスの画面に表示され、モデルがデータ保存をサポートしている場合は、ユーザーが必要なときにアクセスできるように保存されることもあります。

放射温度計の使用方法

放射温度計を使用する場合、観測対象物の放射率を考慮する必要があります。放射率とは、物体が赤外線を放射する能力です。放射率は、物体の温度を計測するために重要です。

このため、反射性のある金属を扱う場合は、放射率調整機能付き放射温度計「SUS304」を選ぶとよいでしょう。これにより、対象物質の放射率に対応し、放射温度計の性能を効率的かつ正確に発揮させることができます。最近の放射温度計の多くは、放射率の値を手動で調整できますが、お使いの機器がこの機能をサポートしているかどうかは確認する必要があります。

放射率とは別に、放射温度計を使用する際のもう一つのポイントは、焦点距離です。これは、対象に対する距離の比率とも呼ばれることがあります。例えば対象までの距離12:1、対象物から12ftの距離にある場合、検出器は直径1ftの対象物上の測定範囲を見ることになります。放射温度計は、ユーザーが測定範囲の中心を見ることができるように、小さなレーザーが内蔵されていることがあります。また、複数のレーザーを搭載し、焦点の全エリアを表示するモデルもあります。

放射温度計の校正はどのように行うのですか？

黒体校正器は、放射温度計を校正するために設計された装置です。これらは通常、専門家がコントロールされた条件下で放射温度計を校正し、校正標準を認証するために使用されます。

放射温度計銃が不正確な測定値を提供していることが判明した場合、特に同じ状況下で同じ物体の測定値を取っている校正済みの温度計と比較した場合に不正確なデバイスは再校正が必要になります。しかし、放射率などの外的要因が赤外線の読み取り精度に影響を与える可能性があることを念頭に置く必要があります。

放射温度計の校正を行う場合

• 測定精度に影響を与える外的要因に注意する
• 室温（理想的には22℃前後）でキャリブレーションを行う
• キャリブレーションを行う前に、デバイスが環境に適応する時間を与えること
• 測定中に対象物の温度が変動する時間を与えないように、素早く複数回測定すること

放射温度計の精度は？

放射温度計の精度は、機種やメーカーによって異なります。そのため、仕様書を確認し、機器の精度を確認しておきましょう。

最近の放射温度計の多くは、測定誤差を補正する機能が搭載されています。これは、その最高の精度実現するために、可能な限り受け取った誤差を装置が補正することを可能にします。読み取りの精度に影響を与える可能性のある他の要因には、温度計と比較して、測定されるオブジェクトの材料とその位置が含まれます。ここで考慮すべき重要な点は、上記のセクションで説明したように、対象物の放射率とスポットに対する距離の比率です。

また、放射温度計の精度は、大気中の蒸気や塵の存在によって影響を受けることがあります。前述のように、放射温度計は表面の温度を読み取ります。それが最初に見た '表面'が蒸気や空気中の塵である場合、それらが少なくとも部分的に、測定されてしまいます。

よくある質問

放射温度計で触媒を検査するには？

触媒コンバーターは、自動車に搭載され、排ガスを制御するための装置です。内燃機関から発生する汚染物質や有毒ガスを触媒作用により酸化還元し、汚染物質の有害性を低減させる働きをします。

触媒コンバーターの温度を測定することは、デバイスの効率をテストし評価するのに役立ちますが、放射温度計はこの作業に最適なツールです。以下のステップでは、放射温度計を使用した触媒コンバーターの検査方法について説明します。

• 正確な測定ができるように、エンジンは運転温度である必要があります。
• 触媒コンバーターにアクセスできるように、車両を平らな場所に安全に置いてください。車両によっては、フロアジャッキとサポートスタンドが必要な場合があります。
• 可能であれば放射率の値を放射温度計に設定します。
• 温度計を、測定が必要な触媒コンバーターの部分（下 記参照）だけに焦点を合わせ、測定値に影響を与える可能 性のある周囲の部分を含まないように、十分に近づけます。
• 放射温度計でインレットパイプ（コンバーターの前面に接続するパイプ）を読み取ります。

2つの測定値を記録したら、その結果を分析します。触媒コンバーターが最適に機能している場合、後部が前部よりも高温になるはずです。2つの測定値が同じようなものであるか、または前部の測定値がより高い温度である場合、触媒コンバータに問題がある可能性があります。

放射温度計で水は測れますか？

放射温度計は水を測定できますが、液体そのものの温度ではなく、表面温度しか測定できないことに注意が必要です。これは、非接触の装置であるため、読み取りの性質上、内部の温度を検知できない為です。

そのため、放射温度計は水などの液体を通した温度を測定できません。また、ガラスビーカーなどのタンクや容器の材質が透明で可視光が透過しても、水の温度を正確に測定することはできないので注意が必要です。この場合、容器内の液体ではなく、容器の表面を読み取ることになります。

キャビネット内の部品の温度を測定するにはどうしたらよいですか？

放射温度計は物体の表面温度しか測れないため、前述のように内部の部品の温度は測れませんません。これは、例えば透明なパースペックスパネルなどにも当てはまります。正確に測定するためには、筐体を開けて、測定したい特定の部分に向ける必要があります。これは不便で、また高電圧がかかっている場合は危険でもあります。

これを回避する方法があります。特殊なIRウィンドウは、筐体を開けることなく、外から筐体内部の測定ができる製品があります。