パイロメーターの基礎知識 | 原理、種類、高温モニタリング

パイロメーターについて基礎知識を解説。原理、種類、そして溶鉱炉や電力プラントでの高温モニタリングの応用方法を紹介します。

パイロメーターは、物体の温度を非接触で測定するための装置で、高温領域での温度測定に特に適しています。この記事では、パイロメーターの基本的な原理、種類、そして高温モニタリングにおける応用について解説します。

パイロメーターの原理

パイロメーターは、物体から放射される赤外線や可視光線を検出することで温度を測定します。物体の温度が上がると、その物体から放射される電磁波の強度も増加します。この放射エネルギーは、プランクの放射法則に基づいて計算されます:

E = \frac{hc}{\lambda}\left(\frac{1}{e^\frac{hc}{\lambda kT}-1}\right)

ここで、E はエネルギー、h はプランク定数、c は光の速さ、λ は波長、k はボルツマン定数、T は絶対温度です。この式をベースにパイロメーターは温度を推定します。

放射温度計は、全波長帯域で放射されるエネルギーをキャッチします。これを「全放射パイロメーター」とも呼びます。

光学温度計は、特定の波長帯域で放射されるエネルギーをキャッチし、温度を測定します。一般に可視光線を利用します。

比色温度計は、異なる波長の放射エネルギーを比較し、温度を推定します。特に高温での精度が高いです。

パイロメーターは、以下のような高温条件下でのモニタリングで幅広く使用されています:

これらの領域では、温度が非常に高く、従来の接触式温度計では測定が困難です。パイロメーターは非接触で高精度の温度測定を実現するために不可欠なツールです。

このように、パイロメーターは高温モニタリングにおいて重要な役割を果たしており、産業界での応用範囲は非常に広いです。さらに、技術が進化するにつれて、より高精度で使いやすいパイロメーターが開発されていくことが期待されます。