JPH02140611A - 高温物体の距離測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は高温物体の距離測定装置、例えば高温炉にて加
熱中の物体までの距離や物体間の距離を測定する装置に
関する。なお、本発明における高温物体とは、熱放射光
を発する温度にある物体を指すものである。

（従来の技術） 例えばスラブ、ビレット、ブルーム等の鋼片は、熱間加
工を円滑にするために加熱炉や均熱炉等で加熱される。

所定温度に加熱された鋼片は熱間圧延されるが、加熱炉
における鋼片の加熱や搬送等の操業を効率的に行うには
、炉内における鋼片までの距離を精度よく測定すること
が必要である。即ち、距離測定は炉内での鋼片の位置や
温度を正確に検出するうえで重要である。

従来、高温物体の距離測定に関するものとして、例えば
特開昭５５−１６４３１６号公報では熱塊から放射され
る赤外線を光電素子で受光し、これを電気信号に変換し
、次いでフィルタをかけて熱塊以外からの外乱光を除く
ものが提案されている。これでは熱塊の有無は検出され
るが、その位置までの距離を正確に知寥督難点がある。

また、特開昭５１−１１０３５８号公報発は検出コイル
のインピーダンス変化から検出コイル近傍に位置する被
測定物との距離を測定するものである。ところが、高温
炉内の被測定物は温度により磁気特性が変化するため、
インピーダンス変化と距離との対応がとりにくくなる。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、高温下において高温物体までの距離を温度変
化や物体自身の厚み変化があっても精度よく測定するこ
とができ、また測定装置自体が耐熱性にすぐれる高温物
体の距離測定装置を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明は高温物体からの熱放射を受光し、受光信号から
距離測定を行うもので、その要旨は、熱放射光を受光光
学系の焦点位置で受光する距離依存性のない検出ヘッド
と、熱放射光を受光光学系の焦点からずれた位置で受光
する距離依存性を有する検出ヘッドと、前記距離依存性
のない検出ヘッドと距離依存性を有する検出ヘッドの受
光熱放射光をそれぞれ電気信号に変換する変換器と、変
換された距離依存性のない検出ヘッドからの信号と距離
依存性を有する検出ヘッドからの信号を演算して距離信
号を出力する演算器とからなることを特徴とする高温物
体の距離測定装置である。

（作用、実施例） 以下、本発明について一実施例に基き第１図を参照して
詳細に説明する。

距離測定装置１の内部には、熱放射光を受光する光学系
、例えばレンズ２ａの焦点位置で受光する距離依存性の
ない検出ヘッド３と、別の光学系、例えばレンズ２ｂの
焦点からずれた位置で受光する距離依存性を有する検出
ヘッド４が設けられている。距離測定装置外筒５は必要
に応じて冷却できるようになっている。

被測定物６はこの実施例では加熱炉７にて例えば１００
０℃以上の高温に加熱されている。加熱中の被測定物６
からの熱放射光エネルギーは、レンズ２ａを経て距離依
存性のない検出ヘッド３と、レンズ２ｂを経て距離依存
性を有する検出ヘッド４とにそれぞれ受光される。変換
器８ａは距離依存性のない検出ヘッド３で受光した熱放
射光を電気信号に変換し、変換器８ｂは距離依存性を有
する検出ヘッド４の受光熱放射光を電気信号に変換する
。また、演算器９は変換器８ａ、８ｂを経て人力される
信号を演算して距離信号を出力する。

距離依存性のない検出ヘッド３はレンズ２ａの焦点位置
に設けられているので、検出ヘッド３と被測定物６の距
離変化に関係なく、被測定物６の温度と一定の関係にあ
る熱放射光量を受光する。

これを変換器８ａを経て演算器９に入力する。この人力
をｅｌとすると、 ｅ、＝に１ｆ（ｔ）　　　　　　　　　　・・・（１）
但し、ｔ：被測定物の温度 ｋｌ　：定数 と表わすことができる。

一方、距離依存性を有する検出ヘッド４はレンズ２ｂの
焦点位置からずらして設けられているから、検出ヘッド
４と被測定物６間の距離りの変化と、被測定物６の温度
と一定の関係にある熱放射光量を受光する。これを変換
器８ｂを経て演算器９に入力する。これをｅ２とすると
、 ｅ　２　　＝　ｋ２ｆ　（ｔＬｆ　（Ｌ）　　　　　　
　　−（２）但し、Ｌ：距離 に２　：定数 と表わすことができる。

演算器９はこの二つの入力ｅＩｒ　ｅ２より加熱中の被
測定物６の温度変化分を除却するため下記（３）式にて
演算処理し、距離りの信号を出力して距離計１０に表示
する。

ｅｏ＝ｅ２／ｅ。

＝に２ｆ（ｔ）・ｆ　（Ｌ）／ｋ　Ｉ−ｆ　（ｔ）＝　
ｋ２／　ｋ　ｌ・ｆ（Ｌ）　　　　　　　　・・・（３
）これにより、被測定物６までの距離が測定されるが、
演算器９における演算は前記に限らず次のようにしても
よい。

まず、距離依存性のない検出ヘッド３で受光し、変換器
８ａで変換した熱放射光量Ｖ、から被測定物６の温度Ｔ
を次式の演算により求める。

・・・（４） Ｃ、Ｃ２、Ａ　２　、　Ｂ　２　　：定数次に、基準距
離において被測定物６の温度がＴのときの距離依存性を
有する検出ヘッド４の受光熱放射量からの電気信号出力
Ｅを次式により算出する。

・・・（５） ＣＩ、ＡＩ、Ｂｌ　　：定数 プ１ 離成分比率Ｇを次式により算出する。

■２ Ｇ−□　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　・・
・（６）この距離成分比率Ｇから、あらかじめ実験によ
り定めて記憶させたＧ／Ｌ変換データに照合し、距離が
求められる。

本発明の距離測定装置で、加熱炉内にて１０５０〜１２
００℃の温度にある鋼片の距離を測定したところ、測定
精度は真正値より±２ｍｍ以内であった。

（発明の効果） 本発明によると前述の如く高精度にて高温物体までの距
離が測定される。また熱放射光を距離依存性のない検出
ヘッドとある検出ヘッドでそれぞれ受光し、その受光に
基き測距離するから、被測定物の厚み変化や温度変化が
生じてもそれに影響されない。また、熱放射光検出ヘッ
ドはもともと耐熱性を有するので、高温環境下で長寿命
の装置となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す図である。 １・・・距離測定装置、２ａ、２ｂ・・・レンズ、３・
・・距離依存性のない検出ヘッド、４・・・距離依存性
を有する検出ヘッド、５・・・距離測定装置外筒、６・
・・被測定物、７・・・加熱炉、８ａ、８ｂ・・・変換
器、９・・・演算器、１０・・・距離計。 代　　理　　人　　　弁理士　　秋　　沢　　政　　光
他　　１　　名 自発乎続補正涯 特ＦＦ庁艮′自′殿 昭和６３年１２月２６０ １、事件の表示 特願昭６３−２９４０　！３５号 ２、発明の名称 畠温物体の距離測定装置ｄ ３、補正をする者 事件との関係　　出　Ｎ　べ 住　　　　所　東京都千代田区大Ｆ町２丁目６番３号名
　　　　称　（６６５）新日本製鐵株式会社（ほか１名
）４、代理人 居　　　　所　東京都中央区日本橋兜町１２番１号６゜ 補正の対象 明細書（特許請求の範囲、発明の ７、補正の内容 （１）特許請求の範囲を別紙の通り補正する。 （２）明細書第３頁１４行の［焦７点位置］をｒ焦点か
らずれた位置」と補正する。 （３）同￥ｔ：第１６行の「焦点からずれた位置」を　
「焦、つ、位置」と補正する。 （４）明細書第４頁８行の「焦点位置」を「焦点からず
れた位置」と補正する。 （５）同頁第１０行の「焦点からずれた位置」を「焦点
位置」と補正する。 （６）明細書Ｐｔ５５頁６行の「焦点位置」を「焦点か
らずれた位置」と補正する。 （７）同頁第１６行の「焦点位置からずらして」を「焦
点位置に」と補正する。 （８）明細書第６頁Ｐｔ５６行の「除却」を「際去」と
補正する。 （９）図面第１図を別紙１１図の通り補正する。 別　　紙 特許請求の範囲 （１）熱放射光を受光光字系の焦、α薦配り転配位置で
受光する距離依存性のない検出ヘッドと、熱放射光を受
光光学系の焦尻【置で受光する距離依存性を有する検出
ヘッドと、前記距離依存性のない検出ヘッドと距離依存
性を有する検出ヘッドの受光熱放射光をそれぞれ電気信
号に変換する変換器と、変換された距離依存性のない検
出ヘッドからの信号と距離依存性を有する検出ヘッドが
らの信号を演算して距＃ｌ信号を出力する演算器とから
なることを特徴とする高温物体の距離測定装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 熱放射光を受光光学系の焦点位置で受光する距離依存性
   のない検出ヘッドと、熱放射光を受光光学系の焦点から
   ずれた位置で受光する距離依存性を有する検出ヘッドと
   、前記距離依存性のない検出ヘッドと距離依存性を有す
   る検出ヘッドの受光熱放射光をそれぞれ電気信号に変換
   する変換器と、変換された距離依存性のない検出ヘッド
   からの信号と距離依存性を有する検出ヘッドからの信号
   を演算して距離信号を出力する演算器とからなることを
   特徴とする高温物体の距離測定装置。