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THERMOMETRIC METHOD AND APPARATUS WITH THERMOSENSITIVE LIQUID CRYSTAL meetings

Patent code P130008862
File No. P13-006
Posted date Mar 29, 2013
Application number P2013-029052
Publication number P2014-157115A
Patent number P6114960
Date of filing Feb 18, 2013
Date of publication of application Aug 28, 2014
Date of registration Mar 31, 2017
Inventor
  • (In Japanese)鳥山 孝司
  • (In Japanese)井上 義貴
  • (In Japanese)一宮 浩一
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人山梨大学
Title THERMOMETRIC METHOD AND APPARATUS WITH THERMOSENSITIVE LIQUID CRYSTAL meetings
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To easily find a thermometric principle having a wide measuring range by finding a wavelength with high relationship to temperature while directing attention toward a wavelength region other than light's three primary colors, for the purpose of which an intensity of each wavelength in scattered light of a thermosensitive liquid crystal is measured by a spectrometer and the relationship between the wavelength intensity and the temperature is clarified.
SOLUTION: A measuring method of the invention is a thermometric method using a thermosensitive liquid crystal, and measures temperature by using a wavelength region having monotonously increasing relationship between brightness and temperature among wavelength regions (less than 490 nm) corresponding to a blue part of visible light.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

非接触で、かつ簡便な温度(分布)の計測法は、温度制御・管理といった分野で必要になってきている。これらのニーズに対応する製品としては、赤外線カメラや放射温度計といったものがあり、製造の現場などでは既に広く利用されてきている。しかしながら、赤外線カメラは高価であるが、数℃程度の測定誤差があり、あまり精度が高いとは言えない。また、放射温度計についても計測対象の表面形状や色等の放射率の相違により測定精度が低いという問題がある。これらの問題点が解決されれば、より精度の高い合理的な温度制御を行えるようになると共に、今まで利用されていないような分野にも非接触温度計測が使用されるようになると考えられる。

そこで、温度計測幅は狭まるという問題点があるが精度がよい温度計測法である感温液晶をもちいる手法に着目する。なお感温液晶は、温度に対応して散乱光が変化する特性を持っている。この方法では、CCDカメラにて光の3原色の輝度として計測し、その輝度と温度との相関式を用いて温度計測を行う。光の3原色をどのように用いるかによって手法は異なり、光の3原色の輝度を引数とする多項式により温度を検定するRGB法(特許文献1)や、光の3原色の輝度をHSI色空間に変換し、そのHue値と温度との関係を用いて温度を検定するHSIスプライン検定法(非特許文献1)がこれまでに報告されている。

しかし、これらの計測法には、光の3原色全てを含む光源と、光の3原色の輝度を取得可能なCCDカメラが必要になる。光源は、光の3原色に固定しているため、青色として捉えられる波長よりも短い波長の変動が捉えられず、感温液晶の呈色範囲(色の変わる温度範囲)の高温側の温度計測が難しくなり、測定できる範囲が狭まるという問題点を有している。実際、感温液晶の呈色範囲となる温度差は、感温液晶の精製の仕方にもよるが、通常10℃という温度幅を有している。しかしながら、前述の計測法では、その10℃程度の温度幅を有する感温液晶でも7℃程度の範囲しか計測できないのという問題点を有している。また、製品化するうえで、カラーのCCDカメラは、計測系のサイズや価格を下げにくいという要因にもなっている。

本発明は、光の3原色以外の波長域にも目を向け、温度との関係性の高い波長を見つけ、より簡易的に、より測定範囲の広い温度計測原理を見いだすことを目的とした。そのため、感温液晶の散乱光を分光器にて各波長の強度を測定し、波長強度と温度の関係を明らかにした。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、非接触の温度計測法に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
感温液晶を用いた温度計測方法において、可視光の青色部分に相当する波長域(490nm未満)のうち、輝度と温度との関係が単調増加にある領域を用いて、前記感温液晶の測定された輝度から前記感温液晶の温度値を求めることを特徴とした温度計測方法

【請求項2】
 
粉体または液体またはシート状に固定された感温液晶と、
短波長のうち一つ以上の波長を発光することができる光源と、
反射された輝度を計測できるフォトダイオードからなり、計測された前記輝度から前記感温液晶の温度を求める温度計測装置
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2013029052thum.jpg
State of application right Registered
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