放射温度計

放射温度計の概要

放射温度計（ほうしゃおんどけい）は、放射される赤外線や可視光線の強度を測定して物体の温度を推定する機器です。この測定原理は、黒体放射に基づいており、シュテファン＝ボルツマンの法則やプランクの法則を応用することで成り立っています。これにより、物体の温度と放出されるエネルギーの関係を把握し、精密な温度計測が可能となります。

測定の特性

放射温度計の主な特長は、測定が迅速かつ非接触で行える点です。一般的な温度計は、物体に接触して温度を測るため、熱伝導によって対象物と温度計が同じ温度になるまで時間がかかります。一方、放射温度計はこのプロセスが不要で、対象物から放射される赤外線を直接測定するため、短い時間で温度を知ることができます。

赤外放射温度計

赤外放射温度計は、特に低温領域での温度計測に適しており、物体の表面温度を測定します。しかし、様々な物質は異なる熱放射の放射率（ε）を持つため、放射率を適切に補正しないと、正確な測定ができないことがあります。黒体の放射率は1ですが、ゴムやセラミックでは約0.95、金属などの光沢のある表面では0.9未満になります。このため、表面の状態により測定結果が影響を受け、誤差が生じることがあります。

このような誤差を軽減するためには、事前に他の温度測定手法（たとえば、熱電対など）と比較し校正を行うか、黒体放射を模した媒体を対象物に塗布して測定をする必要があります。ただし、後者の方法は、媒体が対象物と同じ温度になるためにある程度の時間を要し、その間に測定値に遅れが生じることがあります。

パイロメーター

パイロメーターは、高温測定器の一種であり、主に白熱した物体の温度を測定します。物体が可視光線を放出するためには、高い温度が必要であり、特に1000K以上での溶融金属などが典型的な測定対象です。これにはウィーンの変位則が関係しており、高温側の応用が広がっています。

メーカーと関連項目

放射温度計は多くのメーカーから提供されており、代表的なものにはルマセンス・テクノロジー、ロトロニック、NEC Avio赤外線テクノロジー、ホリバ製作所、キーエンスなどがあります。これらの製品は、様々な分野—工業、医療、環境測定など—で利用されています。

また、放射温度計に関連する項目として、黒体、シュテファン＝ボルツマンの法則、プランクの法則、ウィーンの変位則などが挙げられます。これらの理論は、放射温度計がどのように機能するかを理解するための基礎となるものです。

まとめ

放射温度計は、非接触で迅速な温度測定が可能なため、非常に優れた測定器です。赤外線や可視光線を利用した計測や、高温物体の測定など、幅広い応用が期待されています。

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