JPH0269626A - 輻射高温計 - 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】 （従来の技術） 近年、金属の鋳造、圧延、焼鈍などの加工工程において
、加工時の温度管理が製品の品質に大きく影響すること
が知られており、そのために、温度測定を行ない、その
測定値に基づいて自動温度制御が行なわれるようになっ
た。

（発明が解決しようとする課題） そして、この温度測定手段として、非接触的に測定ｆき
る色温度計、輝度温度計、全輻射形温度計のような輻射
高温計が採用されているが、金属の加工工程における最
適な温度は、ある特定の温度であって、許容される誤差
範囲は、きわめて狭いものであるから、このような温度
制御に用いる光学的な温度計として具備しなければなら
ない条件は、測定可能温度範囲が比較的狭く、その測定
可能温度範囲内においては、精度が良くなければならず
、しかも、経時変化が無いことである。

そこで、この発明は、このような各条件を満足する輻射
高温計を得るために考えられたものである。

（実施例） 第１図に示すように、金属塊、金属板のような測定対象
である被測温物体より輻射された光！１１を受光レンズ
８、回動反射鏡よりなる光路切換器２、通過波長が異な
る２種のフィルタ１１．１２を有する回転フィルタ１０
を経て光電変換素子１５へ入射させる測定用光学系と、
標準光源となる内蔵した電球３から輻射された光線７を
光路切換器２および回転フィルタ１０を経て光電変換素
子１５へ入射させる校正用光学系を備えている。

この回転フィルタ１０は、モータ１３によって回転させ
られるものであり、モータ１３には１回転フィルタｌＯ
のほかに２相交流発電機１４が直結されている。

さらに、光電変換素子１５の電気的出力を増幅する増幅
器１Ｂと、この増幅器１６の出力を、２相交流発電機１
４の出力を用いて、２種のフィルタ１１．１２を通過し
た光線の波長成分の強度に対応する２つの出力に分離す
る分＠姦１７と、分離された各出力をそれぞれ直流信号
にする同期整流回路１８．１９とこれら２つの同期整流
回路１８．１８の各出力の比を算出する割算回路２０を
備えている。

この割算回路２０のアナログ出力は、Ａ／Ｄ変換回路２
１によってデジタル信号に変換されたのち。

第１のランダム会アクセスーメそり（以下ＲＡＭと略称
する）２２のアドレス端子に導かれている。

この第１のＲＡＭ２２のＩ１０端子は、デジタル表示器
２３およびコネクタ２４に接続されるとともに双方向ス
イッチ２５およびデータ一パス２６を介して第２のＲＡ
　Ｍ２７のアドレス端子に導かれており、このデータ魯
バス２６は、双方向スイッチ２８を介して、クロツク１
１ハルス発生器３０のパルス出力を計数するＢＣＤカウ
ンタ２９の出力端子に接続されている。

第２（７）ＲＡＭ２７（７）Ｉ１０端子は、Ｄ／Ａ変換
器３１のデジタル入力端子に接続されるとともに、双方
向スイッチ３３を介してＡ／Ｄ変換器３２のデジタル出
力端子に接続されている。

Ｄ／Ａ変換器３１のアナログ出力端子は、切換スイッチ
３４のｒ接点および加算回路３５を介して駆動増幅器３
６の入力端子に接続されており、この駆動増幅器３６の
出力により、標準光源となる電球３を点灯させる。

電球３には、直列に抵抗４が接続されており、この抵抗
４に発生する通電電流に比例した電圧は加算回路３５お
よびＡ／Ｄ変換器３２のアナログ入力端子に接続されて
いる。

切換スイッチ３４のＷ接点は、積分器４０の出力端子に
接続されている。この積分器４０は、演算増幅器４５よ
りなり、その負帰還回路にコンデンサ４１および放電用
スイッチ４２の並列回路を接続し、その入力端子を抵抗
４３介して基準電圧源４４に接続したものである。

（作用） 被測温物体より輻射された光線１または電球３より輻射
された光線７を受光レンズ８および回転フィルタｌＯを
経て、光電変換素子１５へ入射させると、光電変換素子
１５から、回転フィルタｌＯを通過した光線の強度に対
応した電気出力を生じ、増幅器１６で増幅されて第２図
Ｃに示す波形の出力が得られるから、これを分離器１７
において、２相交流発′市機１４の出力を用いて２種の
フィルタ１１．１２を通過した波長成分に対応する波高
値ａ、　　ｂなる２つの出力（第２図Ａ、Ｂ）に分離し
、同期整流回路１８．１９において、それぞれ直流化す
ると、波高値ａ、　　ｂに対応した直流電圧を得ること
ができ。

割算回路２０において両直流電圧の比を得たのち、Ａ／
Ｄ変換回路２１においてデジタル信号に変換させる。

このＡ／Ｄ変換回路２１から出力されるデジタル信号は
、被測温物体または電球３の色温度に対応するものであ
る。

このように構成された色温度計は、製造時にまず温度標
準となる黒体炉５０によって校正される。

黒体炉５０には、黒体炉５０の温度を測定するための熱
電対５１が設けられており、そして、この熱電対５１の
出力を電気信号に変換し、それをデジタル値で発生する
回路５２を備えており、熱電対５１から発生した起電力
に基づいて、黒体炉５０の温度を示すデジタル出力を端
子より発生するように構成されている。

製造時における校正は、色温度計の第１のＲＡＭ２２を
書込み状態にし、コネクタ２４を黒体炉５０のデジタル
出力端子に接続し、色温度計を黒体炉５０に指向して、
黒体炉５０かも輻射される光線を受光レンズ８を介して
入射させる。

そして、黒体炉５０の温度を全温度範囲にわたってゆっ
くり上昇させてゆくと、その温度に対応した光線が、色
温度計に入射して、Ａ／Ｄ変挽変格回路２１、黒体炉５
０から輻射した光線の色温度に対応したデジタル出力を
生じるから、このデジタル出力を書込み状態にされた第
１のＲＡＭ２２のアドレス端子に導く。

一方、第１のＲＡ　Ｍ２２のＩ１０端子には、コネクタ
２４を介して黒体炉５０から、そのときの温度を示すデ
ジタル出力が印加されているから、全温度範囲にわたり
、各アドレスに対してその温度を示すデジタル出力を記
憶させる。

このようにして、色温度計に入射した光線に対応するＡ
／Ｄ変換回路２１の出力と黒体炉５０の温度との対応関
係を第１のＲＡＭ２２に記憶させる。

次に、コネクタ２４を外し、黒体炉５０を切離したのち
、切換スイッチ３４をＷ接点に切換え、光路切換器２を
点線で示すように電球３の側に切換え、双方向スイッチ
２５を閉路し、第１のＲＡＭ２２を読出し状態にし、第
２のＲＡ　Ｍ２７を書込み状態にする。

そして、積分器４０を作動させると、積分器４０の出力
端子から、ゆっくりと上昇するランプ電圧を発生するか
ら、この積分器４０の出力電圧を、切換スイッチ３４の
Ｗ接点および加算回路３５を介して駆動増幅器３６の入
力端子に印加し、この駆動増幅器３６の出力により、電
球３を点灯させる。

このとき、電球３に流れる電流に比例した電圧を抵抗４
より加算回路３５へ帰還させているので、この抵抗４に
生じる電圧と積分器４０の出力電圧とが等しくなるよう
に電球３の温度を上昇させる。

そして、抵抗４に生じた電圧は、Ａ／Ｄ変換器３２によ
ってデジタル信号に変換され、双方向スイッチ３３を介
して、書込み状態にある第２のＲＡＭ２７のＩ１０端子
に印加され、一方、第２のＲＡＭ２７のアドレス端子に
は、電球３の色温度を表わすデジタル信号が、読出し状
態にある第１のＲＡＭ２２のＩ１０端子より双方向スイ
ッチ２５を介して印加されているので、標準光源となる
電球３に流れる電流と色温度との対応関係を第２のＲＡ
　Ｍ２７に記憶させる。

通常の使用状態において、色温度計を校正したい場合に
は、光路切換器２を電球３の側に切換えて、双方向スイ
ッチ２５および２８を閉路し、デジタルφスイッチ回路
３３を開路し、第１のＲＡＭ２２を書込み状態にし、第
２のＲＡＭ２７を読出し状態にする。

そして、クロックφパルス発生器３０を作動させると、
そのパルス出力をＢＣＤカウンタ２９で計数し、その出
力端子より計数値が増大するデジタル出力が、第１のＲ
ＡＭ２２のＩ１０端子および第２のＲＡ　Ｍ２７のアド
レス端子に、色温度のデジタル値として印加される。

このとＳ、第２のＲＡ　Ｍ２７のＩ１０端子より。

既に記憶している全範囲にわたる色温度に対応した電球
３の電流値を順次にデジタル値で発生するから、これを
Ｄ／Ａ変換器３１でアナログ値に変換したのち、切換ス
イッチ３４のｒ接点および加算回路３５を介して駆動増
幅器３６の入力端子に導き、全温度範囲にわたって電球
３を既知の色温度で順次に点灯させる。

このとき、電球３に流れる電流に比例した電圧を抵抗４
より加算回路３５へ帰還させているので、この抵抗４に
生じる電圧とアナログ値に変換されたＤ／Ａ変換器３１
の出力電圧とが等しくなるように電球３の温度を上昇さ
せる。

一方、書込み状態にされた第１のＲＡＭ２２のアドレス
端子には、Ａ／Ｄ変換回路２１より電球３の色温度に対
応したデジタル出力が印加され、第１のＲＡ　Ｍ２２の
Ｉ１０端子には、順次に各色温度を示すデジタル値が印
加されるから、全温度範囲にわたって、その温度を示す
デジタル値を再記憶させることができる。

このようにして、第２のＲＡ　Ｍ２？に記憶されている
値に従って電球３を既知の色温度で点灯させることによ
り、第１のＲＡＭ２２の記憶内容を変更して、校正を行
なうのである。

（効果） 以上で説明したように、この発明の色温度計によると、
電球３に流れる電流値と色温度との対応関係を記憶した
第２のＲＡＭ２７のデータに基づいて、随時校正を打体
うことができ、常に正確な色温度をデジタル値で表示ま
たは出力することかでさるので、微妙な温度制御を必要
とする分野に利用すると、優れた効果を発揮することが
できる。

以上では、この発明を色温度計に適用した実施例につい
て説明したが、輝度温度計などの他の輻射高温計に適用
しても、同様の作用効果を奏することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の輻射高温計を色温度計に適用した
一実施例を示すブロック図、第２図は、第１図の装置の
動作を説明するために使用するタイミング・チャートで
ある。 ｌ・・・被測温物体から輻射された光線３・・・電球 ４・・・電球の通電電流を検知する抵抗７・・・電球か
ら輻射された光線 ｌＯ〜２０・・・光・電気変換手段 ２２・・・第１のＲＡＭ ２３・・・デジタル表示器 ２７・・・第２のＲＡＭ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）被測温物体または電球より輻射された光線に基づ
   いて、該光線の特性に対応した値をデジタル値で出力す
   る光・電気変換手段と、 該光・電気変換手段より出力されるデジタル値と温度と
   の対応関係を記憶する第１のＲＡＭと、上記電球の通電
   電流と温度との対応関係を記憶する第２のＲＡＭと、 被測温物体に基づく上記光・電気変換手段より出力され
   るデジタル値を上記第１のＲＡＭで温度に変換して表示
   する温度測定系と、 上記第２のＲＡＭに記憶されている通電電流と温度との
   対応関係に基づいて上記電球を既知の温度で点灯させ、
   このとき上記光・電気変換手段より出力されるデジタル
   値および上記電球を点灯させている既知の温度に基づい
   て上記第１のＲＡＭの記憶内容を修正する校正系と、 を具備することを特徴とする輻射高温計。