赤外線温度測定 vs 熱電対：違いを本当に理解していますか？

赤外線放射は、可視光とマイクロ波の間に位置し、電磁スペクトルにおいて700ナノメートルから1ミリメートルの波長を持ち、近赤外線、中赤外線、遠赤外線を含みます。近赤外線は可視光に近い赤外線スペクトルの一部を指し、遠赤外線はマイクロ波に近い赤外線スペクトルの一部を指し、中赤外線はその中間に位置します。

赤外線放射は「不可視」であることに注意が必要です。つまり、人間の目で見ることはできません。人間の目に見える赤色光の外側に位置し、赤色光よりも低い周波数を持っています。紫外線も同様で、人間の目に見える紫色光の外側に位置し、紫色光よりも高い周波数を持っています。

赤外線放射は、人間の目で観察することができないものであり、赤外線放射を「見る」ためには特別な機器が必要です。表面温度を測定するための最も一般的な2つの技術は、赤外線（IR）センサー（非接触型）と熱電対（接触型）です。それぞれに独自の利点と理想的な用途があります。市場で信頼性の高い温度測定ソリューションをお探しの場合、自問自答するかもしれません。「どちらが私に適しているのだろうか？」

この記事では、赤外線センサーと接触型熱電対の基本について詳しく紹介し、その動作原理、利点、およびニーズに最適な技術を決定する方法を比較します。

赤外線温度センサー（IRセンサー）とは？
赤外線温度センサーは、単にIRセンサーと呼ばれることもあり、対象物の表面から放射される赤外線放射を測定します。絶対零度以上のすべての物体は赤外線放射を放出するため、これらのセンサーは物体に物理的に触れることなく表面温度を測定できます。

1. 仕組み
IRセンサーは、内蔵の検出器とレンズを使用して赤外線エネルギーの強度を検出し、エネルギーを感知素子に集めます。次に、センサーは赤外線波の強度に基づいて温度を計算します。

2. 主な利点

• 非接触測定：危険な表面、移動する表面、または非常に高温の表面に最適です。
• 高速応答時間：測定はほぼ瞬時に行われます。
• 汚染リスクの最小化：接触しないため、交差汚染の懸念を軽減します（特に食品および医療現場で有用です）。

3. 考慮事項

• 放射率：異なる材料は異なる速度で赤外線放射を放出します。放射率を理解することは、正確な測定に不可欠です。
• 反射面：高反射または光沢のある材料は、センサーが適切に構成されていない限り、不正確な測定を引き起こす可能性があります。
• 距離対スポット比：赤外線センサーには、特定の距離での測定スポットのサイズを決定する特定の比率があります。精度を維持するには、最適な範囲内に留まることが重要です。

接触型熱電対とは？
接触型熱電対は、温度測定のためのシンプルでありながら非常に一般的なタイプのセンサーです。熱にさらされると小さな電圧を発生させる2つの異なる金属を使用します。電圧は温度によって変化し、熱電対が接触する物体の温度を測定できます。

1. 仕組み
熱電対は、2本の金属線を接合部（「ホットジャンクション」）で溶接することによって作られます。この接合部が加熱されると、金属は電圧を生成します。メーターまたはデータロガーが電圧を読み取り、それを温度測定値に変換します。

2. 主な利点

• 広い温度範囲：熱電対は、使用する金属の種類に応じて、極低温から非常に高温まであらゆるものを測定できます。
• 費用対効果：通常、安価で広く利用可能です。
• 堅牢で汎用性：多くの熱電対モデルは、炉や腐食性の工業プロセスなど、過酷な環境に耐えるように設計されています。

3. 考慮事項

• 応答時間の遅さ：熱電対は、物体の温度に物理的に達する必要があり、非接触型の方法よりも遅くなる可能性があります。
• 摩耗と損傷：接触型のソリューションとして、熱電対は研磨性または腐食性の環境で劣化または損傷する可能性があります。
• 設置：一部のシナリオでは、機器または製品の内部への直接配置が非現実的または安全でない場合があります。

どちらが必要ですか？
次のような場合は、赤外線センサー（IRセンサー）を選択してください。

• 遠くから迅速な非接触測定が必要な場合。
• 測定対象の表面が危険、移動中、または手の届かない場所にある場合。
• 汚染を回避する必要があるプロセス（食品、医療）を扱っている場合。
• 複数のアイテムをすばやく「スポットチェック」したい場合。

次のような場合は、熱電対を選択してください。

• 機械、キルン、または炉内の極端な温度を測定する場合。
• 組み込みまたは継続的な温度監視のための耐久性があり、費用対効果の高いソリューションが必要な場合。
• 直接接触が安全で実現可能である場合（たとえば、表面にアクセスでき、容易に汚染されない場合）。

適切なセンサーを選択するためのヒント
1. 環境を決定する
対象の表面が移動中、危険、またはその他の方法でアクセスできないかどうかを検討してください。

2. 必要な温度範囲を確認する
IRセンサーと熱電対の両方に、特定の温度範囲用に設計されたモデルがあります。

3. 精度ニーズを評価する
両方のセンサータイプは、さまざまな精度を提供します。アプリケーションの精度要件に合わせます。

4. メンテナンスを考慮する
熱電対は時間の経過とともに交換用プローブが必要になる場合があります。赤外線センサーはレンズのクリーニングが必要になる場合があります。

5. 予算と規模
ユニットあたりのコスト、必要な数量、および全体的なシステム統合が、選択に影響を与える可能性があります。

赤外線（IR）センサーと接触型熱電対は、それぞれ異なる分野でうまく機能します。赤外線センサーは、特に手の届きにくい場所や危険な表面を扱う場合に、高速で非接触測定に非常に適しています。熱電対は、過酷な条件に対処するための耐久性があり、費用対効果の高いオプションを提供する、実績のある直接温度測定ツールです。