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赤外線温度計は、測定対象物から放出される熱放射（黒体放射とも呼ばれる）の一部から温度を推測する温度計です。 [ 1 ] [ 2 ]レーザーを使用して温度計の照準を合わせるため、レーザー温度計と呼ばれることもあります。また、遠距離から温度を測定できることから、非接触温度計や温度ガンと呼ばれることもあります。対象物から放出される赤外線エネルギーの量とその放射率を知ることで、多くの場合、対象物の温度を実際の温度の一定の範囲内で決定できます。赤外線温度計は、「熱放射温度計」として知られる装置のサブセットです。[ 2 ]
場合によっては、特に周囲温度付近では、より高温の物体からの放射の反射や、誤って仮定された放射率のために、測定値に誤差が生じる可能性があります。[ 2 ]
この設計は基本的に、赤外線熱放射を検出器に集束させるレンズで構成されており、検出器は放射電力を電気信号に変換し、周囲温度補正後に温度単位で表示します。これにより、測定対象物に接触することなく、離れた場所から温度を測定できます。非接触赤外線温度計は、熱電対やその他のプローブ型センサーが使用できない、またはさまざまな理由で正確なデータが得られない状況で温度を測定するのに役立ちます。[ 2 ]
典型的な状況としては、測定対象物が移動している場合、誘導加熱のように対象物が電磁場に囲まれている場合、対象物が真空またはその他の制御された雰囲気中に含まれている場合、あるいは、高速応答が必要な場合、正確な表面温度が必要な場合、対象物の温度が接触式センサーの推奨使用点を超えている場合、またはセンサーとの接触によって対象物やセンサーが損傷したり、対象物の表面に大きな温度勾配が生じたりするような用途が挙げられます。
赤外線温度計は、さまざまな温度監視機能に使用できます。いくつかの例を挙げると、遠隔望遠鏡操作のための雲の検出、機械または電気機器の温度とホットスポットのチェック、病院で患者に触れることなく体温を測定すること、校正と制御のためのヒーターまたはオーブンの温度のチェック、消火活動におけるホットスポットのチェック、加熱または冷却を伴うプロセスにおける材料の監視、火山の温度の測定などがあります。SARSコロナウイルスやエボラウイルス病などの発熱を引き起こす病気の流行時には、赤外線温度計を使用して到着した旅行者の発熱をチェックし、検査対象者間で有害な感染を引き起こすことなく検査を行いました。[ 3 ] [ 4 ]
2020年にCOVID-19パンデミックが世界を襲ったとき、赤外線体温計は人々の体温を測定し、発熱の兆候が見られる場合は感染の可能性のある場所への入場を拒否するために使用されました。米国のFDAなどの公衆衛生当局は、赤外線体温計の精度と一貫性を保証するための規則を発表しました。[ 5 ]
赤外線温度センサーには、携帯型や手持ち型、固定設置型など、さまざまな種類がある。
赤外線温度計は、精度や測定角度範囲などの仕様によって特徴付けられます。よりシンプルな機器では、測定誤差が約± 2 ℃（3.6 °F）になる場合があります。
距離対スポット比（D:S）とは、測定対象面までの距離と温度測定領域の直径の比です。例えば、D:S比が12:1の場合、測定領域の直径は対象物までの距離の12分の1になります。D:S比が高い温度計は、比が低い温度計よりも遠距離でより狭く、より正確な表面を感知できます。12:1の比を持つ機器は1フィートの距離で1インチの円を感知できますが、10:1の比を持つ機器では、同じ1インチの円は10インチの距離で、12インチの距離ではより広く、精度の低い1.2インチの円を感知することになります。
理想的なターゲット領域は、その距離でのスポットの少なくとも2倍の大きさであるべきであり、[ 6 ]距離に対して領域が小さいと測定精度が低下します。 赤外線温度計は、高温のターゲットに近づけすぎないようにしてください。この近さによって温度計のハウジング内に熱が蓄積され、センサーが損傷する可能性があります。測定誤差は、反射率の影響とセンサーの視野内に他の熱源が含まれるため、一般的に距離が長くなるにつれて減少します。[ 7 ] [ 8 ]
ステファン・ボルツマンの法則によれば、放射電力は温度の4乗に比例するため、測定面に高温部と低温部が混在する場合、表示される温度は実際の平均温度よりも高くなり、4乗平均温度に近くなる可能性がある。[ 9 ]
ほとんどの表面は高い放射率（ほとんどの生体表面では0.9以上）を持ち、ほとんどの赤外線温度計はこの単純化された仮定に基づいています。しかし、反射面は非反射面よりも放射率が低くなります。 一部のセンサーには放射率調整機能があり、反射面と非反射面の温度を測定できます。調整機能のない温度計でも、非反射塗料やテープを貼ることで反射面の温度を測定できますが、精度は多少低下します。
放射率設定を調整できるセンサーは、特定の表面に合わせてセンサーを校正したり、表面の放射率を測定したりするためにも使用できます。表面の温度が正確にわかっている場合（例えば、接触式温度計で測定した場合）、赤外線方式による温度測定値が接触式方式による温度測定値と一致するまで、センサーの放射率設定を調整できます。放射率設定は表面の放射率を示し、これは類似の表面のその後の測定にのみ考慮することができます。
最も一般的な赤外線温度計は、スポット赤外線高温計または赤外線高温計で、表面上の特定の箇所（実際にはD:S比によって決まる比較的小さな領域）の温度を測定します。これらの温度計は通常、測定対象領域の中心に目に見える赤い点を投影し、測定対象箇所を識別しますが、この赤い点は測定自体には影響しません。実際に測定される角度領域は機器によって異なり、目に見える点に限定されません。
関連機器としては、厳密には温度計ではありませんが、赤外線スキャンシステムや赤外線サーマルイメージングカメラなどがあります。赤外線スキャンシステムは、回転ミラーに向けられたスポット温度計を基本として、より広い領域をスキャンします。これらの装置は、コンベアや「ウェブ」プロセスを伴う製造業で広く使用されており、オーブンから出てくる大きなガラスや金属板、布、紙、コンベアベルトに沿って連続的に積み上げられる材料などが挙げられます。赤外線サーマルイメージングカメラ、または赤外線カメラは、基本的に赤外線放射温度計であり、比較的広い領域にわたる多数の点の温度を測定して、サーモグラムと呼ばれる2次元画像を生成します。各ピクセルは温度を表します。この技術は、スポット温度計やスキャン温度計よりもプロセッサとソフトウェアの負荷が高く、広い領域の監視に使用されます。典型的な用途としては、軍や警備員による境界監視、製造プロセスの検査/プロセス品質監視、安全と効率の維持を目的とした機器や密閉空間の高温または低温スポットの監視などがあります。
赤外線フィルムと適切なレンズなどを用いた写真カメラは、「赤外線カメラ」とも呼ばれる。これは近赤外線のみを捉えるため、室温の物体からの熱放射には感度がない。
{{cite web}}: CS1 maint: url-status (リンク)コナクリとパリの間で、同じ温度計のレーザーが検出され、最高の見世物賞が授与され、フランスのエボラウイルスに到着します。