(57)【要約】【課題】被測定物に直接接触せずにその温度を精度良く測定できるようにする。【解決手段】温度検出部２３は、被測定物に対して異なる距離を置いて配置された第１、第２の温度測定部からの測定温度Ｔ１、Ｔ２と、被測定物について予め測定した測定温度Ｔ３を出力する。入力部３３はそれら測定温度Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３をＡＤ変換して入力する。係数設定部３９は、第１、第２の温度測定部と被測定物間の熱抵抗に関係する係数Ｋを設定する。係数補正部３５は、その係数Ｋを測定温度Ｔ１、Ｔ２の変化に応じて補正係数αで補正した温度算出用補正係数Ｋ’を求める。温度算出部３７は、測定温度Ｔ１、Ｔ２をその温度算出用補正係数Ｋ’で補正して被測定物の温度Ｔ３’を算出する。【選択図】  図３
2004233120.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定物に直接接触せずに当該被測定物の温度を測定する温度測定装置であって、
前記被測定物に対して互いに異なる距離を置いて配置された第１の温度測定部および第２の温度測定部とを有する温度検出部と、
前記第１および第２の温度測定部と被測定物間の熱抵抗に関係し予め設定された係数に対し、前記第１および第２の温度測定部からの測定温度の変化に応じて補正した温度算出用補正係数を求める係数補正部と、
前記第１および第２の温度測定部からの前記測定温度を前記温度算出用補正係数で補正して前記被測定物の温度を算出する温度算出部と、
を具備することを特徴とする温度測定装置。
【請求項２】
前記係数補正部は、前記第１および第２の温度測定部からの前記測定温度の変化とこれに応じた前記温度算出用補正係数との組合せテーブルを有し、この組合せテーブルから当該測定温度に対応する前記温度算出用補正係数を出力する請求項１記載の温度測定装置。
【請求項３】
前記温度検出部は前記被測定物に接触して当該被測定物の温度を予め事前測定する第３の温度測定部を有し、
前記事前測定時における前記第１、第２および第３の温度測定部の前記測定温度から前記熱抵抗に関係する前記係数を算出して予め設定するとともに、算出されたこの係数を前記係数補正部に出力する係数設定部を具備する請求項１記載の温度測定装置。
【請求項４】
前記第１および第２の温度測定部からの前記測定温度の変化に応じ、前記熱抵抗に関係する前記係数を補正する補正係数を設定する補正係数設定部を具備し、
前記係数補正部は前記補正係数設定部からの前記補正係数を用いて前記温度算出用補正係数を求めるものである請求項３記載の温度測定装置。
【請求項５】
前記補正係数設定部は、前記事前測定時における前記第１、第２および第３の温度測定部の前記測定温度から前記補正係数を算出して設定するものである請求項４項記載の温度測定装置。
【請求項６】
被測定物に直接接触せずに当該被測定物の温度を測定する温度測定方法であって、
前記被測定物に対して互いに異なる距離を置いて配置された第１の温度測定部および第２の温度測定部、並びに前記被測定物に直接接触する第３の温度測定部の各測定温度から、所定の事前測定時に、前記第１および第２の温度測定部と前記被測定物間の前記熱抵抗に関係する係数を予め求めて設定する第１の工程と、
前記熱抵抗に関係する前記係数に対し、実際の本測定時に、前記第１および第２の温度測定部からの前記測定温度の変化に応じて補正した温度算出用補正係数を求める第２の工程と、
前記第１および第２の温度測定部からの前記測定温度を前記温度算出用補正係数で補正し、実際の本測定時における前記被測定物の温度を算出する第３の工程と、
を具備することを特徴とする温度測定方法。
【請求項７】
前記事前測定時に、前記第１および第２の温度測定部からの測定温度の変化に応じて前記熱抵抗に関係する前記係数を補正する補正係数を、前記第１、第２および第３の温度測定部の前記測定温度から求める第４の工程を具備し、前記第２の工程は前記補正係数から実際の本測定時の前記温度算出用補正係数を求めるものである請求項６記載の温度測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は温度測定装置および温度測定方法に係り、特に、高温加熱物、移動体、回転物などのように温度センサを直接接触させて温度測定し難い被測定物について、実際の温度を精度良く測定する非接触方式の温度測定装置および温度測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、非接触方式の温度測定方法としては、図９に示すように、被測定物１に対し、一端を開放面３とした筒体５内に例えば熱電対からなる３つの温度測定部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃを配置したセンサ部７を用い、被測定物１の被温度測定点Ｐｄの温度Ｔｄを測定するものがある。
【０００３】
センサ部７は、温度測定部Ｐａ、Ｐｃを筒体５の開放面３近傍にて被測定物１の被温度測定点Ｐｄから等距離に位置させ、温度測定部Ｐａ、Ｐｃを底辺とした２等辺三角形の頂点にして筒体５の奥を温度測定部Ｐｂとし、温度測定部Ｐａ、Ｐｃ間の電圧差Ｖを測定するものである。
【０００４】
このような温度測定方法では、各温度測定部Ｐａ〜Ｐｃや被温度測定点Ｐｄの温度Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄについて、温度差（Ｔｄ−Ｔａ）と（Ｔｂ−Ｔａ）が等しくなるようセンサ部７の位置間隔ｘ１、ｘ２を調整すれば、温度Ｔａ〜Ｔｄの関係が次の式１のようになり、
Ｔｄ＝Ｔａ−（Ｔｂ−Ｔａ）                （式１）
【０００５】
電位差Ｖが次の式２のようになるから、
Ｖ∝Ｔａ−（Ｔｂ−Ｔａ）                  （式２）
電位差Ｖすなわちセンサ部７の温度測定部Ｐａ、Ｐｃにおける出力電圧を測定すれば、被測定物１における被温度測定点Ｐｄの温度Ｔｄを非接触で測定することができる。
【０００６】
この種の特許文献１として、例えば特開昭５８−８３２２３号公報がある。
【０００７】
また、別の温度測定方法としては、図１０に示すように、間隔を置いてヒータ９で加熱された被測定物１１に対し、間隔を置いて配置した熱板１３に凹部１５を設け、この凹部１５内に熱流束センサ１７および温度センサ１９を配置してセンサ部２１を形成し、以下の調整ステップ１、２からなる方法によって、被測定物１１の被温度測定点Ｐｅの温度Ｔｅを測定するものがある。
【０００８】
この温度測定方法は、予め事前測定である調整ステップ１として、被測定物１１の被温度測定点Ｐｅの温度Ｔｅを適当な測定手段で測定し、センサ部２１を貫通する熱流ｑを熱流束センサ１７で測定するとともに、センサ部２１の温度Ｔｆを温度センサ１９で測定する。
【０００９】
ついで、熱板１３の上面から被測定物１１の被温度測定点Ｐｅ間の間隔ｇ１に係る熱抵抗Ｒｇ１と被測定物１１の熱抵抗Ｒｏとの合成熱抵抗（Ｒｏ＋Ｒｇ１）、更に、被温度測定点Ｐｅの温度Ｔｅ、温度センサ１９での測定温度Ｔｆおよび熱流束センサ１７による熱流値ｑから、次の式３のように合成熱抵抗（Ｒｏ＋Ｒｇ１）を係数ｋの形態で算出し、記憶しておく。
【００１０】
（Ｒｏ＋Ｒｇ１）＝（Ｔｅ−Ｔｆ）／ｑ      （式３）
【００１１】
そして、実際の本測定である調整ステップ２として、その係数ｋと、本測定時の測定温度Ｔｆおよび熱流値ｑから、次の式４のように被温度測定点Ｐｅの温度Ｔｅ’を推定計算する。
【００１２】
Ｔｅ’＝Ｔｆ＋ｑ（Ｒｏ＋Ｒｇ１）          （式４）
【００１３】
なお、図１０Ｂは同図Ａの伝熱等価回路図であり、同図Ｂ中の符号Ｒｇ２、Ｒｓ、Ｒｅｔｃは、ヒータ９と被測定物１１間の間隔ｇ２の熱抵抗、温度センサ１９の熱抵抗、熱板１３その他の熱抵抗である。
【００１４】
この種の特許文献２として、例えば特開２００２−１７０７７５号公報がある。
【００１５】
【特許文献１】
特開昭５８−８３２２３号公報
【００１６】
【特許文献２】
特開２００２−１７０７７５号公報
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した図９に関する前者の温度測定方法では、各温度測定部Ｐａ〜Ｐｃや被温度測定点Ｐｄの温度Ｔａ〜Ｔｄについて、温度差（Ｔｄ−Ｔａ）と（Ｔｂ−Ｔａ）が等しくなるよう間隔ｘ１、ｘ２を物理的に調整する必要があるが、温度測定部Ｐａと被温度測定点Ｐｄ間の熱抵抗が測定温度によって変化するため、測定温度全域にわたって間隔ｘ１、ｘ２を一定にすることが困難で、被測定物１の被測定温度Ｔｄが変化する毎に、センサ部７内の温度測定部Ｐａ〜Ｐｃの物理的位置を調整する必要があり、測定操作が煩雑となる。
【００１８】
また、上述した図１０に関する後者の温度測定方法では、係数ｋを固定定数として考えているが、実際には係数ｋが温度の関数であって変化するから、調整ステップ１で求めた係数ｋを、異なる温度条件の調整ステップ２で演算に用いると、測定温度誤差が大きくなり易く、しかも調整ステップ２の温度条件が調整ステップ１の温度条件から離れるほどその誤差が大きくなり、場合によってはその誤差レベルが数℃に達して実用上問題となるおそれがある。
【００１９】
さらに、センサ部２１を熱板１３の凹部１５内に設置したことにより、熱流束センサ１７、温度センサ１９と熱板１３との材料の違いなどから、それらセンサ１７、１９周囲の熱板１３を貫通する熱流量とセンサ１７、１９を実際に貫通する熱流量ｑとが異なったり、熱板１３には望ましくない温度分布が生じ、測定温度誤差の生じる原因となり易い課題もある。
【００２０】
本発明はそのような課題を解決するためになされたもので、被測定物に直接接触せずにその温度を精度良く測定できる温度測定装置および温度測定方法の提供を目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するために本発明に係る温度測定装置は、被測定物に対して互いに異なる距離を置いて配置された第１の温度測定部およびその被測定物により近い第２の温度測定部とを有する温度検出部と、それら第１の温度測定部と第２の温度測定部間および第２の温度測定部と被測定物間の各々の熱抵抗に関係し予め係数が設定され、この設定された係数に対し、それら第１および第２の温度測定部からの測定温度の変化に応じて補正した温度算出用補正係数を求める係数補正部と、それら第１および第２の温度測定部からの測定温度を上記温度算出用補正係数で補正して被測定物の温度を算出する温度算出部とを具備して構成されている。
【００２２】
しかも、本発明に係る温度測定装置は、上記係数補正部に、それら第１および第２の温度測定部からの測定温度の変化とこれに応じた上記温度算出用補正係数との組合せテーブルを設け、この組合せテーブルから当該測定温度に対応する上記温度算出用補正係数を出力するよう形成可能である。
【００２３】
また、本発明に係る温度測定装置は、上記温度検出部に、その被測定物に接触して当該被測定物の温度を予め事前測定する第３の温度測定部を設け、事前測定時におけるそれら第１、第２および第３の温度測定部の測定温度から上記熱抵抗に関係するその係数を算出して予め設定するとともに、算出されたその係数を上記係数補正部に出力する係数設定部を具備する構成も可能である。
【００２４】
さらに、本発明に係る温度測定装置では、それら第１および第２の温度測定部からの測定温度の変化に応じて上記熱抵抗に関係する係数の補正係数を設定する補正係数設定部を具備し、補正係数設定部からの補正係数を用いて上記温度算出用補正係数を求めるよう上記係数補正部を形成する構成も可能である。
【００２５】
さらにまた、本発明に係る温度測定装置では、その事前測定時におけるそれら第１、第２および第３の温度測定部の測定温度からその補正係数を算出して設定できるよう上記補正係数設定部を形成可能である。
【００２６】
そして、本発明に係る温度測定方法は、被測定物に対して互いに異なる距離を置いて配置された第１の温度測定部およびその被測定物により近い第２の温度測定部、並びに前記被測定物に直接接触する第３の温度測定部の各測定温度から、所定の事前測定時に、それら第１、第２の温度測定部間の熱抵抗、および第２の温度測定部と被測定物間の熱抵抗に関係する係数を予め求めて設定する第１の工程と、その熱抵抗に関係する上記係数に対し、実際の本測定時に、それら第１および第２の温度測定部からの測定温度の変化に応じて補正した温度算出用補正係数を求める第２の工程と、それら第１および第２の温度測定部からの測定温度を上記温度算出用補正係数で補正し、実際の本測定時における被測定物の温度を算出する第３の工程とを具備して構成されている。
【００２７】
また、その温度測定方法においては、上記事前測定時に、それら第１および第２の温度測定部からの測定温度の変化に応じてその熱抵抗に関係する係数の補正係数を、それら第１、第２および第３の温度測定部の測定温度から求める第４の工程を具備し、上記第２の工程はその補正係数から実際の本測定時の上記温度算出用補正係数を求める方法も可能である。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００２９】
図１は本発明に係る温度測定装置に用いる温度検出部と被測定物を含めた図であり、図２はその伝熱等価回路図、図３は本発明に係る温度測定装置を示すブロック図である。
【００３０】
なお、本発明に係る温度測定方法は、本発明に係る温度測定装置の動作を説明する過程で説明する。
【００３１】
図１において、温度検出部２３は、図示しないヒータなどの熱源２５の配置された熱板２７と、この熱板２７中にその厚み方向に位置をずらせて直列的に配置された例えば熱電対からなる第１および第２の温度測定部Ｐ１、Ｐ２を有して形成されている。
【００３２】
温度検出部２３は、熱板２７の上表面から間隔ｇ１を置いて配置された被測定物２９の被温度測定点Ｐ３の温度Ｔ３を、後述するように調整ステップ１および調整ステップ２によって測定し、それら第１の温度測定部Ｐ１や被測定物２９により近い第２の温度測定部Ｐ２および被温度測定点Ｐ３の各測定温度を電気信号として出力するようになっている。
【００３３】
被測定物２９は、後述する調整ステップ１で、被温度測定点Ｐ３における熱板２７とは反対側（図中上側）に直接接触する例えば熱電対などの第３の温度測定部（図示せず。）でその部分の温度Ｔ３が測定され出力されるよう形成されるとともに、熱板２７とは反対側（図中上側）が開放されているが、便宜上、間隔ｇ２を置いて室温に接する状態で図示されている。なお、適宜、第３の温度測定部も符号Ｐ３を用いる。
【００３４】
図２は、上述したように温度検出部２３および被測定物２９を含めた伝熱等価回路図であり、符号Ｒｇ２、Ｒｏ、Ｒｇ１、Ｒｓ、Ｒｘ、Ｒｅｔｃは、被測定物２９と室温間の間隔ｇ２の熱抵抗、被測定物２９自体の熱抵抗、被測定物２９と第２の温度測定部Ｐ２間の熱抵抗、第２、第１の温度測定部Ｐ２、Ｐ１間の熱抵抗、第１の温度測定部Ｐ１と熱板２５間の熱抵抗、熱板２５その他の熱抵抗である。
【００３５】
本発明に係る温度測定装置を示す図３において、入力部３３は、温度検出部２３からの測定温度Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３を示す測定電圧をＡ／Ｄ変換して取り込むもので、係数補正部３５、温度算出部３７、係数設定部３９および補正係数設定部４１に接続されている。
【００３６】
係数設定部３９は、事前測定時（後述する調整ステップ１）に、入力部３３から入力した測定温度Ｔ１〜Ｔ３から、被測定物２９と第２の温度測定部Ｐ２間の熱抵抗に関係する（比例）係数Ｋを算出するもので、スイッチＳＷ１を介して係数補正部３５に接続されている。
【００３７】
その係数Ｋは、図２中の伝熱等価回路の熱抵抗比  （Ｒｏ＋Ｒｇ１）／Ｒｓに相当し、図４に示すように、測定温度（Ｔ１、Ｔ２）例えば測定温度Ｔ２のうち任意の基準測定温度Ｔ２ｒに対応するものである。図示はしないが、係数Ｋは、同様に測定温度Ｔ１のうち任意の基準測定温度Ｔ１ｒに対応するものである。
【００３８】
補正係数設定部４１は、事前測定時に、測定温度に応じてその係数Ｋを補正する補正係数αを予め設定した記憶部であり、スイッチＳＷ１と連動するスイッチＳＷ２を介して係数補正部３５に接続されている。
【００３９】
なお、スイッチＳＷ１、ＳＷ２は温度測定装置３１の外部からオン・オフ切換制御される。
【００４０】
補正係数αは、係数Ｋの温度変化量を示すもので、事前測定時に求めるものである。例えば、図４に示す測定温度Ｔ２と係数Ｋの変化量が補正係数αであり、測定温度Ｔ２のうち基準とする基準測定温度Ｔ２ｒに対応した係数Ｋから、任意に変化する個々の測定温度Ｔ２の温度算出用補正係数Ｋ’が得られるようにその温度変化によるずれを補正するものである。
【００４１】
なお、その補正係数αは、測定温度Ｔ１を考慮して温度算出用補正係数Ｋ’を算出することができものである。
【００４２】
この補正係数αにより、任意に変化する測定温度Ｔ１、Ｔ２と係数Ｋから温度算出用補正係数Ｋ’を算出することができ、後述する係数補正部３５で用いられる。
【００４３】
係数補正部３５は、事前測定時に、係数設定部３９からの係数Ｋと補正係数設定部４１からの補正係数αとを設定記憶するとともに、実際の本測定時（後述する調整ステップ２）に、入力部３３からの測定温度Ｔ１、Ｔ２と、それら係数Ｋおよび補正係数αとを次の式３に示す関数Ｆに代入して演算することにより、それら測定温度Ｔ１、Ｔ２の変化に沿って変化する温度算出用補正係数Ｋ’を算出するもので、温度算出部３７に接続されている。
【００４４】
すなわち、温度算出用補正係数Ｋ’は、任意に変化する熱板２７の測定温度（Ｔ１、Ｔ２）各々に対応し、かつ次式によって得られる係数の集合であり、基準の測定温度（Ｔ１ｒ、Ｔ２ｒ）に対応した係数Ｋを上述した補正係数αにより温度補正した係数である。
【００４５】
Ｋ’＝Ｆ（α、Ｋ、Ｔ１、Ｔ２）        （式３）
【００４６】
温度算出部３７は、係数補正部３５からの温度算出用補正係数Ｋ’と測定温度Ｔ１、Ｔ２を、次の式４の関数ｆに代入して演算することにより被測定物２９の被温度測定点Ｐ３の温度Ｔ３’を算出するもので、表示部４３に接続されている。
【００４７】
Ｔ３’＝ｆ（Ｋ’、Ｔ１、Ｔ２）          （式４）
【００４８】
表示部４３は、算出した被温度測定点Ｐ３の算出温度Ｔ３’を表示する公知のＣＲＴや液晶表示器である。
【００４９】
次に、上述した本発明に係る温度測定装置３１の動作を説明する。
【００５０】
上述した温度測定装置３１に係る動作は、事前測定である調整ステップ１および実際の本測定である調整ステップ２からなっているので、まず、調整ステップ１から説明する。
【００５１】
調整ステップ１は、被測定物２９の被温度測定点Ｐ３に温度測定センサなどの第３の温度測定部（図示せず。）を接触して温度測定する期間であり、スイッチＳＷ１、ＳＷ２がオン（閉）状となっている（第１の工程）。
【００５２】
この状態で、係数設定部３９は、入力部３３からの測定温度Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３から被測定物２９と第２の温度測定部Ｐ２間の熱抵抗および第１の温度測定部Ｐ１と第２の温度測定部Ｐ２間の熱抵抗に関係し、図１中の伝熱等価回路の熱抵抗比  （Ｒｏ＋Ｒｇ１）／Ｒｓに相当する係数Ｋを算出し、スイッチＳＷ１を介して係数補正部３５へ出力する（第１の工程）。
【００５３】
補正係数設定部４１は、その係数Ｋを補正するために予め設定された補正係数αをスイッチＳＷ２を介して係数補正部３５へ出力し、係数補正部３５はそれら係数Ｋおよび補正係数αを記憶する。
【００５４】
次に、被測定物２９の第３の温度測定点Ｐ３に第３の温度測定部を接触させることが許されない期間である調整ステップ２について説明する。この状態ではスイッチＳＷ１、ＳＷ２がオフ（開）状となっている。
【００５５】
この状態で、係数補正部３５は、入力部３３からの測定温度Ｔ１、Ｔ２、補正係数設定部４１からの補正係数α、係数設定部３９からの係数Ｋとに基づき、上述した式３「Ｋ’＝Ｆ（α、Ｋ、Ｔ１、Ｔ２）」を用いて温度算出用補正係数Ｋ’を算出し、温度算出部３７へ出力する（第２の工程）。
【００５６】
温度算出部３７では、係数補正部３５からの温度算出用補正係数Ｋ’、測定温度Ｔ１、Ｔ２および補正係数αとを用いて、式４「Ｔ３’＝ｆ（Ｋ’、Ｔ１、Ｔ２）」で被温度測定点Ｐ３の温度Ｔ３’を算出し、表示部４３へ出力する（第３の工程）。
【００５７】
表示部４３ではその被温度測定点Ｐ３の算出温度Ｔ３’を表示する。
【００５８】
上述した実施の形態では、係数設定部３９で係数Ｋを演算設定するとともに係数補正部３５へ出力したが、本発明では、図示しない他の方法で知り得た既知の係数Ｋを予め係数設定部３９に設定しておき、これを係数補正部３５に出力して予め記憶するよう構成することも可能であり、設定構成は任意である。
【００５９】
また、補正係数設定部４１は、上述したように、既知の補正係数αを設定しておく構成に限らず、調整ステップ１において入力部３３から入力した測定温度Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３から補正係数αを演算して設定しておき、これを係数補正部３５に出力するよう構成することも可能である（第４の工程）。
【００６０】
さらに、係数補正部３５についても、それら第１および第２の温度測定部Ｐ１、Ｐ２からの測定温度Ｔ１、Ｔ２の変化とこれに応じた温度算出用補正係数との組合せテーブルを設けておき、この組合せテーブルから当該測定温度に応じた上記温度算出用補正係数を求めて温度算出部３７へ出力するよう形成しても良い。
【００６１】
すなわち、本発明の基本的構成は、係数補正部３５が、第１、第２の温度測定部Ｐ１、Ｐ２の測定温度Ｔ１、Ｔ２と、その第２の温度測定部Ｐ２と被測定物２９間の熱抵抗に関係し予め設定された係数Ｋとを用い、それら第１、第２の温度測定部Ｐ１、Ｐ２からの測定温度Ｔ１、Ｔ２の変化に応じて係数Ｋを補正した温度算出用補正係数Ｋ’を求めるよう形成され、温度算出部３７が、それら第１、第２の温度測定部Ｐ１、Ｐ２からの測定温度Ｔ１、Ｔ２をその温度算出用補正係数Ｋ’で補正して被測定物２９の温度を算出するよう形成されていれば良い。
【００６２】
そのような基本構成において、第１、第２の温度測定部Ｐ１、Ｐ２および被温度測定点（第３の温度測定部）Ｐ３の測定温度Ｔ１〜Ｔ３から係数設定部３９で係数Ｋを演算して設定したり、補正係数設定部４１で補正係数αを設定し、それら係数Ｋおよび補正係数αを用いて温度算出部３７で温度を算出する構成や、更に、補正係数設定部４１で第１、第２の温度測定部Ｐ１、Ｐ２および被温度測定点（第３の温度測定部）Ｐ３の測定温度Ｔ１〜Ｔ３から補正係数αを演算設定する構成が可能である。
【００６３】
次に、上述した本発明に係る温度測定装置３１および温度測定方法の応用例を説明する。
【００６４】
図５は、上述した本発明と被測定物との関係を概略的に図示したものである。
【００６５】
すなわち、図５Ａは図１に対応し、同図Ｂは熱板２７を省略して熱源２５とは反対側に配置した熱板２７ａに第１および第２の温度測定部Ｐ１、Ｐ２を設け、温度検出部２３と同様な温度検出部２３ａを形成したものであり、同図Ｃは同図Ａの第２の温度測定部Ｐ２を熱版２５とは反対側に配置した熱板２７ｂに配置して温度検出部２３ｃを形成し、第２の温度測定部Ｐ２のない温度検出部２３ｂと温度検出部２３ｃとで被測定物を２９を挟むようにして温度測定可能にしたものである。
【００６６】
本発明の温度測定装置３１および方法は、それら図５Ａ〜Ｃのいずれの構成でも実施可能である。
【００６７】
図６は、図５Ａの構成において、実測した測定温度Ｔ３（○印）と、上述した式３の係数Ｋを従来のように固定定数（Ｔ２＝３０℃で算出）として算出（推定）した温度Ｔ３’（■印）と、係数Ｋの温度変化を本発明に従って補正して算出（推定）した温度Ｔ３’（×印）とを比較した特性図であり、図中の▲印と●印は各々次のように定義した誤差を示している。
【００６８】
▲印：Ｔ３（○印）−Ｔ３’（■印）
●印：Ｔ３（○印）−Ｔ３’（×印）
【００６９】
この特性から、本発明では温度Ｔ２が上昇しても測定誤差（●印）が一定となり、本発明による算出温度（×印）が被測定物２９の実測温度（○印）に重なり、全体で精度良く被測定物２９の温度を測定できることが分かる。
【００７０】
この点、従来では係数Ｋを定数としていたので、第２の温度測定部Ｐ２からの測定温度Ｔ２が上昇すると測定誤差（▲印）が大きくなっていた。
【００７１】
図７および図８は、上述した本発明の温度測定装置３１を更に具体的な装置に応用した場合の温度検出部を概略的に示す図である。
【００７２】
図７は、射出成形機４５から成形されたシート４７についてローラ４９に巻き取らせる途中に、図１のような温度検出部２３を配置し、予めシート４７の測定点Ｐ３の温度を測定しておき、本発明の温度測定装置３１で温度測定するものである。
【００７３】
図８は、その射出成形機４５のシリンダ４５ａ中の溶融樹脂（被測定物）の温度を測定するものである。
【００７４】
すなわち、モータＭで回転駆動されるスクリュー４５ｂ、材料樹脂を供給するホッパ４５ｃ、バンドヒータ４５ｄを有するシリンダ４５ａにおいて、図８の部分拡大図で示すように、シリンダ４５ａ中に第１および第２の温度測定部Ｐ１、Ｐ２を設け、そのシリンダ４５ａ内壁とスクリュー４５ｂ間を被温度測定点Ｐ３として測定するものである。図８中の符号５１は公知の金型である。
【００７５】
なお、被温度測定点Ｐ３は適宜測定する部分であり、実際の射出動作時には温度センサなどを除去することは言うまでもない。
【００７６】
さらに、図示はしないが、本発明の温度測定装置３１は、半導体製造装置にあってフォトリソグラフィ工程のベーキング処理や成膜処理に用いることも可能である。
【００７７】
すなわち、熱源を有するホットプレートなどの熱板の上に被測定物としてのウェハを載置し、熱板に第１および第２の温度測定部を配置し、テストウェハにテスト用の被温度測定点を設定する構成である。
【００７８】
また、熱板に第１および第２の温度測定部の複数組を分散して配置したり、熱板に１個の第１の温度測定部と複数の第２の温度測定部を分散して配置する構成も可能である。
【００７９】
すなわち、本発明は、第１〜第３の温度測定部Ｐ１〜Ｐ３を直線的に配置しなくともその目的達成が可能である。もっとも、第１〜第３の温度測定部Ｐ１〜Ｐ３を直線的に配置すれば、上述した計算式が簡素化されることが期待できる。
【００８０】
ところで、本発明の温度測定装置は、図１および図５に示した温度検出部２３〜２３ｃと被測定物２９が一定の間隔で離れた非接触な場合に好適するが、温度検出部温度検出部２３〜２３ｃと被測定物２９を直接接触させる場合にも応用可能である。
【００８１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る温度測定装置は、被測定物に対して互いに異なる距離を置いて配置された第１の温度測定部および被測定物により近い第２の温度測定部とを有する温度検出部と、それら第１および第２の温度測定部と被測定物間の熱抵抗に関係し予め係数を設定記憶し、この設定された係数に対し、それら第１および第２の温度測定部からの測定温度の変化に応じて補正した温度算出用補正係数を求める係数補正部と、それら第１および第２の温度測定部からの測定温度を上記温度算出用補正係数で補正して被測定物の温度を算出する温度算出部とを具備したから、被測定物と温度検出部間の熱抵抗を補正可能となり、被測定物に直接接触せずに、測定する全体の温度範囲についてその温度を精度良く測定できるうえ、次のような効果を有する。
すなわち、予め熱抵抗に関係した係数Ｋを用いるから、従来のような温度センサの精密な位置調整を必要とせずに温度を測定することができるし、被測定物の温度が変化したことにより伝熱等価回路の熱抵抗が変化しても、高精度な温度測定が可能となる利点がある。
さらに、温度検出部が２点の第１、第２の温度測定部からなって特別な構造は必要なく簡単であるから、温度検出部を貫通する熱流の阻害要素を小さくできる。
さらにまた、温度検出部に第１、第２の温度測定部を多数配置して被測定物の温度分布を測定することも可能で、被測定物が限定されずに幅広く応用可能である。
そして、それら第１および第２の温度測定部からの測定温度の変化とこれに応じた上記温度算出用補正係数との組合せテーブルを有し、この組合せテーブルから当該測定温度に対応する上記温度算出用補正係数を出力するよう上記係数補正部を形成する構成では、実際の本測定時に上記温度算出用補正係数の算出が不要となり、構成が簡素化されるとともに被測定物の温度算出を高速化される。
また、その被測定物に接触して当該被測定物の温度を予め事前測定する第３の温度測定部を上記温度検出部に設け、事前測定時におけるそれら第１、第２および第３の温度測定部の測定温度から上記熱抵抗に関係するその係数を算出して予め設定するとともに、算出されたその係数を上記係数補正部に出力する係数設定部を具備する構成では、上記熱抵抗に関係するその係数を自動的に算出可能となり、係数の設定が簡単となるばかりか、種々の被測定物の温度測定に応用可能である。
さらに、それら第１および第２の温度測定部からの測定温度の変化に応じ上記熱抵抗に関係する係数の補正係数を設定する補正係数設定部を具備し、この補正係数設定部からの補正係数から上記温度算出用補正係数を求めるよう上記係数補正部を形成する構成では、より正確な補正が可能となって信頼性が向上する。
さらにまた、その事前測定時におけるそれら第１、第２および第３の温度測定部の測定温度からその補正係数を算出して設定するよう上記補正係数設定部を形成する構成では、上記熱抵抗の補正に関係する補正係数を自動算出が可能となり、補正係数の設定が簡単となるばかりか、種々の被測定物の温度測定に応用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る温度測定装置に用いる温度検出部を示す図である。
【図２】図１の温度検出部と被測定物を含めた伝熱等価回路図である。
【図３】本発明に係る温度測定装置の実施の形態を示すブロック図である。
【図４】本発明の温度測定装置における係数Ｋの温度変化を示す特性図である。
【図５】本発明の温度測定装置における温度検出部の具体例を説明する図である。
【図６】本発明および従来の温度測定装置又は温度測定方法による誤差温度変化を示す図である。
【図７】本発明の温度測定装置における温度検出部の別の具体例を説明する図である。
【図８】本発明の温度測定装置における温度検出部の別の具体例を説明する図である。
【図９】従来の温度測定方法を説明する図である。
【図１０】従来の別の温度測定方法を説明する図である。
【符号の説明】
１、１１、２９  被測定物
３  開放面
５  筒体
７、２１  センサ部
９、２５  ヒータ
１３、２７、４７  熱板
１５  凹部
１７  熱流束センサ
１９  温度センサ
２３  温度検出部
３１  温度測定装置
３３  入力部
３５  係数設定部
３７  係数補正部
３９  温度算出部
４１  補正係数設定部
４３  表示部
４５  射出成形機
４５ａ  シリンダ
４５ｂ  スクリュー
４５ｃ  ホッパ
４５ｄ  バンドヒータ
４７  シート（被測定物）
４９  ローラ
５１  金型
Ｍ  モータ
Ｐ１  第１の温度測定部
Ｐ２  第２の温度測定部
Ｐ３  被温度測定点（第３の温度測定部）
Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ  温度測定部
Ｐｄ  被温度測定点
Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３  測定温度
Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄ  測定温度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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