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TEMPERATURE MEASURING APPARATUS, SIGNAL PROCESSOR AND SIGNAL PROCESSING PROGRAM commons achieved

Patent code P08A013448
File No. K11
Posted date Jun 6, 2008
Application number P2002-293757
Publication number P2004-125741A
Patent number P4214191
Date of filing Oct 7, 2002
Date of publication of application Apr 22, 2004
Date of registration Nov 14, 2008
Inventor
  • (In Japanese)冨田 栄二
  • (In Japanese)河原 伸幸
  • (In Japanese)土田 直樹
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人 岡山大学
Title TEMPERATURE MEASURING APPARATUS, SIGNAL PROCESSOR AND SIGNAL PROCESSING PROGRAM commons achieved
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To improve efficiency of temperature measuring, using a heterodyne interferometric method.
SOLUTION: A phase meter 204 calculates the phase change of a laser light which passes through a temperature measuring region, from the beat frequency rising from the difference in a reference signal and a test signal. A data operation part 205 calculates the temperature of the temperature measuring region, based on the phase information calculated by the phase meter 204.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


従来の温度計測装置では、例えば、特許文献1に開示されているように、気体温度を非接触で計測するために、ヘテロダイン干渉法を用いて気体温度を計測する方法が提案されている。
この方法では、音響光学変調器を利用したヘテロダイン干渉法を用いることで、温度計測領域でのビート周波数の位相変化から気体の屈折率の変化を算出し、その気体の組成からGladstone-Dale(グラッドストーン-デイル)定数を求め、さらに、気体の圧力値を用いることで、気体の状態式から気体温度を算出する。



そして、ヘテロダイン干渉法を用いることで、非接触、高精度、高応答で気体温度を計測することができる。
また、ヘテロダイン干渉法を用いた温度計測方法は、機械的な振動に強いという特徴があり、機械的な振動を伴う内燃機関などへの適用が試みられている。



【特許文献1】
特開2002-39870号公報

Field of industrial application (In Japanese)


本発明は温度計測装置、信号処理装置および信号処理プログラムに関し、特に、ヘテロダイン干渉法を用いた温度計測装置に適用して好適なものである。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
ビート信号を生成するための参照光と試験光とを発生させるヘテロダイン干渉用光学系と、
前記試験光に位相変化を検出させる温度計測領域が設けられた温度センサと、
前記ヘテロダイン干渉用光学系で生成された参照光と前記温度計測領域を通過した試験光とのビート周波数差を検出する位相計と、
前記位相計によって検出されたビート周波数差に基づいて、前記温度計測領域の温度を算出する信号処理手段とを備え
前記ビート周波数差の検出から前記温度計測領域の温度の算出までの処理を一貫して行うことを特徴とする温度計測装置。

【請求項2】
 
前記温度センサは、
前記試験光を伝送する光ファイバと、
前記光ファイバから出射されたレーザ光を集光させる集光部と、
前記集光部で集光されたレーザ光を透過させる光透過窓と、
前記光透過窓を透過したレーザ光を反射させる反射部と、
前記集光部、前記光透過窓および前記反射部を光軸上に保持する保持手段とを備え、
前記温度計測領域は、温度測定対象が入り込み可能な状態で前記光透過窓と前記反射部との間に設けられていることを特徴とする請求項1記載の温度計測装置。

【請求項3】
 
前記信号処理手段は、
ヘテロダイン干渉法による参照信号と試験信号とのビート周波数差に基づいて、前記温度計測領域を通過したレーザ光の位相変化を算出する位相変化算出手段と、
前記位相変化算出手段により算出された位相変化に基づいて、前記温度計測領域の温度を算出する温度算出手段とを備えることを特徴とする請求項1または2記載の温度計測装置。

【請求項4】
 
前記温度算出手段は、
前記位相変化算出手段により算出された前記位相変化に基づいて、前記温度計測領域の屈折率変化を算出する屈折率算出手段と、
前記屈折率算出手段により算出された屈折率変化に基づいて、前記温度計測領域の密度変化を算出する密度算出手段とを備え、
前記密度変化に基づいて、前記温度計測領域の温度を算出することを特徴とする請求項3記載の信号処理装置。

【請求項5】
 
前記屈折率算出手段は、
前記温度計測領域が気体の場合、Gladstone-Daleの式を適用することにより屈折率変化を算出し、
前記温度計測領域が液体の場合、Lorenz-Lorentzの式を適用することにより屈折率変化を算出することを特徴とする請求項4記載の信号処理装置。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2002293757thum.jpg
State of application right Registered
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