Pyrometer - high temperature meter

A thermometer for measuring high temperatures. In this document, high temperatures are defined as temperatures above 1000°C. There are two types of pyrometers: those that use thermocouples (a combination of two metal wires that uses thermoelectromotive force to measure temperature) and those that use thermal radiation.

Those that use thermocouples are generally called thermocouples. They are widely used due to advantages such as easy operation and the ability to measure the temperature at almost one point, but a heat-resistant thermocouple must be used to measure high temperatures. Precious metal thermocouples are easy to use and can be used at maximum temperatures of around 1700°C to 2000°C. These can be used in air. Tungsten and carbide thermocouples can be used up to around 2500°C, but these are sensitive to oxidation and must be used in reducing or neutral gases.

Pyrometers that use thermal radiation include those that measure the intensity of radiant energy and those that measure the wavelength distribution of radiant energy. The former are further divided into optical pyrometers and radiation pyrometers, and the latter is actually used as a color temperature meter (or two-color pyrometer). Optical pyrometers measure the luminance of the surface of the object whose temperature is to be measured, and the most commonly used type is the line disappearance type. By forming an image of the object to be measured at the position of the filament using a lens, and adjusting the current flowing through the filament to match the luminance of the object to be measured and the luminance of the filament, the filament appears to disappear from the field of view. If a curve (calibration curve) that shows the numerical correspondence between the temperature of the object to be measured and the current flowing through the filament is created in advance, the temperature can be known by reading the current. In recent years, luminance adjustment is not done by the naked eye, but by electro-optical methods such as photocells. Since the emissivity of the object to be measured is always smaller than 1 in practice (1 for a perfect black body), a correction is necessary. Radiation pyrometers measure the amount of energy radiated from the surface of the object to be measured. The method of measuring energy is also electro-optical. A color temperature meter measures the radiation from the object being measured by dividing it into two wavelengths (bands) and determines the temperature from the ratio of these.

[Shozo Sawada]

Source: Shogakukan Encyclopedia Nipponica About Encyclopedia Nipponica Information | Legend

高い温度を測定する温度計。ここでは高温をいちおう1000℃以上をさすものとする。高温計には熱電対（熱起電力を利用して温度を測定するため、2種の金属線を接合したもの）を使用するものと、熱放射を利用するものとがある。

　熱電対を使用するものは、一般に熱電温度計とよばれている。操作が簡単なこと、ほとんど一点の温度が測れることなどの利点があり、広く使われているが、高温測定には耐熱性の熱電対を使用しなければならない。使いやすいものは貴金属系熱電対で、使用可能最高温度は1700℃から2000℃ぐらいまでである。これらは空気中で使用できる。2500℃ぐらいまで使えるものには、タングステン系あるいは炭化物系のものがあるが、これらは酸化に弱いので、還元性あるいは中性気体中で使用されなければならない。

　熱放射を利用する高温計には、放射エネルギーの強さを測るものと、放射エネルギーの波長分布を測るものとがある。前者はさらに光高温計と放射高温計とに分けられ、後者で実際に使われているのは色温度計（または二色高温計）である。光高温計は、温度を測定しようとする物体の表面の輝度を測るが、もっとも普通に使われるのは線条消失型である。レンズによって被測温体の像をフィラメントの位置につくり、フィラメントに流す電流を調節して、被測温体の輝度とフィラメントの輝度とを一致させると、フィラメントは視野からは消えて見える。あらかじめ、被測温体の温度とフィラメントに流す電流との間の数値の対応をとった曲線（校正曲線）をつくっておくと、電流を読んで温度を知ることができる。近年は、肉眼によってではなく、光電池などの電気光学的方法で輝度合わせをするものも使われている。被測温体の放射率は実際にはかならず1より小さいので（完全黒体では1）、これによる補正が必要である。放射高温計は、被測温体の表面から放射されるエネルギーの量を測る。エネルギーの測定法としては、やはり電気光学的なやり方が用いられる。色温度計は、被測温体からの放射を二つの波長（帯）に分けて測定し、それらの比から温度を知る。

［沢田正三］

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