JPH0285731A - 非接触式温度計 - Google Patents
非接触式温度計Info
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- JPH0285731A JPH0285731A JP63236579A JP23657988A JPH0285731A JP H0285731 A JPH0285731 A JP H0285731A JP 63236579 A JP63236579 A JP 63236579A JP 23657988 A JP23657988 A JP 23657988A JP H0285731 A JPH0285731 A JP H0285731A
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- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 abstract description 24
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Landscapes
- Radiation Pyrometers (AREA)
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。
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〕
本発明は冷圧鋼板の如き低放射率の板体の温度測定に好
適な非接触式温度計に関する。
適な非接触式温度計に関する。
この種の鋼板の表面温度の測定には、一般に、放射温度
計が使用されるが、走行する鋼板の放射率の変動による
測定誤差の発生を防止するために、鋼板からの放射エネ
ルギーを多重反射させて、見掛けの放射率を極力「１」
に近づける方法が提案されている。
計が使用されるが、走行する鋼板の放射率の変動による
測定誤差の発生を防止するために、鋼板からの放射エネ
ルギーを多重反射させて、見掛けの放射率を極力「１」
に近づける方法が提案されている。
この方法を利用したものとして、特開昭５５−１４１６
４２号公報や特開昭６０−８６４３１号公報に示された
ものがある。前者は走行する鋼板とロールとの間のくさ
び部に起きる多重反射を利用するものでり、後者は互い
に逆向きに並走する鋼板間に起きる多°重反射を測定部
位とするものである。
４２号公報や特開昭６０−８６４３１号公報に示された
ものがある。前者は走行する鋼板とロールとの間のくさ
び部に起きる多重反射を利用するものでり、後者は互い
に逆向きに並走する鋼板間に起きる多°重反射を測定部
位とするものである。
このように、従来のものでは、装置内で多重反射が発生
する部位を利用して温度測定するので、測定可能な部位
が限定されてしまうという問題がある他、測定対象物と
反射物体との間に温度差があると、この温度差が誤差要
因となる等、測定精度がすぐれているとは云えない。
する部位を利用して温度測定するので、測定可能な部位
が限定されてしまうという問題がある他、測定対象物と
反射物体との間に温度差があると、この温度差が誤差要
因となる等、測定精度がすぐれているとは云えない。
本発明は上記問題を解消するためになされたもので、従
来に比し、測定部位に対する制限が少なく、反射効率が
高く、測定精度を向上することができる非接触式温度計
を提供することを目的とする。
来に比し、測定部位に対する制限が少なく、反射効率が
高く、測定精度を向上することができる非接触式温度計
を提供することを目的とする。
本発明では、凹面反射鏡が測定対象物の放射エネルギー
を多重反射する。この反射鏡として、鏡面深さの浅いも
のを使用し、温度計に狭視野のものを使用すると、多重
反射が系外え出るのを防止することができるとともに測
定光の鏡面反射を防ぐことができる。また、外乱光の多
重反射系への進入を抑制することができる。凹面反射鏡
を冷却することによって、測定対象物に対して充分に低
い温度にしていることから、凹面反射鏡と測定対象物の
温度差に起因する誤差は無視できる。また、浅い凹面反
射鏡とファイバー式温度計を組合せで装置を小型化する
ことが可能となる。更に、２色温度計を多重反射法に組
合わせることにより、放射率の変動による影響を小さく
することができる。
を多重反射する。この反射鏡として、鏡面深さの浅いも
のを使用し、温度計に狭視野のものを使用すると、多重
反射が系外え出るのを防止することができるとともに測
定光の鏡面反射を防ぐことができる。また、外乱光の多
重反射系への進入を抑制することができる。凹面反射鏡
を冷却することによって、測定対象物に対して充分に低
い温度にしていることから、凹面反射鏡と測定対象物の
温度差に起因する誤差は無視できる。また、浅い凹面反
射鏡とファイバー式温度計を組合せで装置を小型化する
ことが可能となる。更に、２色温度計を多重反射法に組
合わせることにより、放射率の変動による影響を小さく
することができる。
以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。
第１図において、Ｓは焼鈍炉内を走行する鋼板、１はス
テンレス製の本体プロツタである。この本体ブロック１
は、上に開口する所定深さの凹所２を有し、底壁ブロッ
ク部３の下部には、凹面反射鏡部４が形成され、該底壁
ブロック部３の周部には、環状の冷却ユニット５が設け
られている。
テンレス製の本体プロツタである。この本体ブロック１
は、上に開口する所定深さの凹所２を有し、底壁ブロッ
ク部３の下部には、凹面反射鏡部４が形成され、該底壁
ブロック部３の周部には、環状の冷却ユニット５が設け
られている。
この冷却ユニット５は、外側冷却帯６、中間冷却帯７及
び内側冷却帯８からなり、冷却水供給管９から冷却水を
順次内側、中間及び外側冷却帯を環状に通過させ、冷却
水排水管１０に戻す。１）は外壁部材であって、冷却ユ
ニット５を取り巻いており、下端は底壁ブロック部３の
凹面反射鏡部４の周囲に形成されたフランジ部１２の上
面にシーにシールリング１３を介在して載置され、ボル
ト１４で固定されている。１５は環状の蓋部材であって
、外壁部材１）の上端面、外側冷却帯６の上端面及び本
体ブロック１の周壁ＩＡの上端面に亘って面接し、外壁
部材１）の上端面、周壁Ｉへの上端面との間に、それぞ
れ、シールリング１６．１７を介在して、ボルト１８．
１９で固定されている。２０は保護筒であって、凹所２
と同軸にして蓋部材１５の上に立設されている。２１は
光フアイバー式の放射温度計の測定部であって、光ファ
イバー２２が保護筒２０内を貫通して図示しない測定装
置まで伸びており、該保護筒２０から伸びるプローブ（
光フアイバー測温部）２３は、凹所２の底に一端が開口
し他端（小径窓）２４Ａが凹面反射鏡面３０の鏡面中心
０近傍Ｘに開口する、ある傾斜角度α（鏡面中心○を通
る軸″ｆｆ１ＡＹに対して５°〜２００）で、貫設され
た孔２４内に、所定深さまで、挿入され、ナツト２５で
固定されている。プローブ２３はパージ用流体が流れ構
造となっている。２６はエアパージ用配管である。
び内側冷却帯８からなり、冷却水供給管９から冷却水を
順次内側、中間及び外側冷却帯を環状に通過させ、冷却
水排水管１０に戻す。１）は外壁部材であって、冷却ユ
ニット５を取り巻いており、下端は底壁ブロック部３の
凹面反射鏡部４の周囲に形成されたフランジ部１２の上
面にシーにシールリング１３を介在して載置され、ボル
ト１４で固定されている。１５は環状の蓋部材であって
、外壁部材１）の上端面、外側冷却帯６の上端面及び本
体ブロック１の周壁ＩＡの上端面に亘って面接し、外壁
部材１）の上端面、周壁Ｉへの上端面との間に、それぞ
れ、シールリング１６．１７を介在して、ボルト１８．
１９で固定されている。２０は保護筒であって、凹所２
と同軸にして蓋部材１５の上に立設されている。２１は
光フアイバー式の放射温度計の測定部であって、光ファ
イバー２２が保護筒２０内を貫通して図示しない測定装
置まで伸びており、該保護筒２０から伸びるプローブ（
光フアイバー測温部）２３は、凹所２の底に一端が開口
し他端（小径窓）２４Ａが凹面反射鏡面３０の鏡面中心
０近傍Ｘに開口する、ある傾斜角度α（鏡面中心○を通
る軸″ｆｆ１ＡＹに対して５°〜２００）で、貫設され
た孔２４内に、所定深さまで、挿入され、ナツト２５で
固定されている。プローブ２３はパージ用流体が流れ構
造となっている。２６はエアパージ用配管である。
なお、温度計２１の視野中心（視線）は、鋼板Ｓ上の、
上記鏡面中心Ｏの直下の近傍にある。
上記鏡面中心Ｏの直下の近傍にある。
凹面反射鏡部４の鏡面３ｏは鏡面深さの浅い切欠球面（
例えば、半径Ｒ−８０ｍｍの球面の切欠球面であって、
切欠面半径Ｒ１＝５０ｍｍ）であって、金メツキを施し
て鏡面３ｏを形成している。
例えば、半径Ｒ−８０ｍｍの球面の切欠球面であって、
切欠面半径Ｒ１＝５０ｍｍ）であって、金メツキを施し
て鏡面３ｏを形成している。
この温度計は、鋼板Ｓと鏡面中心０との間の距離が該鏡
面３０の含む球面の半径Ｒより小さい間隔となるように
、焼鈍炉の所定個所に取着される。
面３０の含む球面の半径Ｒより小さい間隔となるように
、焼鈍炉の所定個所に取着される。
第２図は、この放射温度計を、測定対象である鋼板Ｓに
対して、例えば、間隔５０ｍｍを隔てるように、焼鈍炉
の壁に取着した場合の多重反射のシュミレーション結果
を示している。
対して、例えば、間隔５０ｍｍを隔てるように、焼鈍炉
の壁に取着した場合の多重反射のシュミレーション結果
を示している。
このように、本実施例では、鋼板Ｓと反射鏡面３０との
間で、多重反射が起こるが、反射鏡面３０が鏡面深さの
浅いものであるため、多重反射線が反射鏡面３０の外に
出ていくことは無いので、効率が良く、また、鏡面間反
射も起こりにくく、外乱光を遮蔽し、他方、放射温度計
２７は狭視野の温度計であるので、外乱光の影響を受け
にくいので、上記が相まって、高い測定精度を得ること
ができる。
間で、多重反射が起こるが、反射鏡面３０が鏡面深さの
浅いものであるため、多重反射線が反射鏡面３０の外に
出ていくことは無いので、効率が良く、また、鏡面間反
射も起こりにくく、外乱光を遮蔽し、他方、放射温度計
２７は狭視野の温度計であるので、外乱光の影響を受け
にくいので、上記が相まって、高い測定精度を得ること
ができる。
本実施例では、反射鏡面３０の温度が鋼板Ｓの温度に比
べて、充分に低くすることができるので、銅板Ｓの見掛
けの放射率ε８゜は、下式で表せる。
べて、充分に低くすることができるので、銅板Ｓの見掛
けの放射率ε８゜は、下式で表せる。
εａｆｔ ＝ε□ ・・・・（１）
１−ＴＩ （１−ε）
但し、ε：鋼板Ｓの放射率
Ｔ、二反射鏡面３０の反射率
焼鈍炉内の鋼板Ｓの放射率は、通常、０．３〜０、５程
度であるから、金メツキを施した反射鏡面３０の反射率
が０．９５であるとすると、となり、「１」に近い値を
得ることができ、また変動中も小さ（なる。
度であるから、金メツキを施した反射鏡面３０の反射率
が０．９５であるとすると、となり、「１」に近い値を
得ることができ、また変動中も小さ（なる。
本実施例の温度計は、自らが反射物体である反射鏡面３
０を有しているので、その設置場所を、従来のように、
装置内の多重反射が発生する部位に限定されることは無
（、取付場所の汎用性が大きい。
０を有しているので、その設置場所を、従来のように、
装置内の多重反射が発生する部位に限定されることは無
（、取付場所の汎用性が大きい。
また、反射鏡部４が水冷されるので、反射鏡面３０を、
鋼板Ｓの温度に対して充分に低温にするこができるから
、反射鏡面３０と鋼板Ｓとの温度差に起因する誤差を無
視することができる。
鋼板Ｓの温度に対して充分に低温にするこができるから
、反射鏡面３０と鋼板Ｓとの温度差に起因する誤差を無
視することができる。
上記実施例の反射鏡面３０は切欠球面であるが、これに
限定されるものではなく、円錐の頂角の補角が温度計の
視線と測定対象物の面の垂線とでなす角の２〜４倍であ
る凹状円錐反射鏡面、あるいは、底面部が球面の一部を
なし、周囲が上記円錐面である鏡面、その他、円錐曲線
の回転体の凹面等にすることができる。
限定されるものではなく、円錐の頂角の補角が温度計の
視線と測定対象物の面の垂線とでなす角の２〜４倍であ
る凹状円錐反射鏡面、あるいは、底面部が球面の一部を
なし、周囲が上記円錐面である鏡面、その他、円錐曲線
の回転体の凹面等にすることができる。
また、放射温度計として、２色温度計を用いれば、単色
温度計を使用する場合に比し、鋼板Ｓの放射率の変動に
よる影響を少なくすることができる。この効果を例を用
いて以下に説明する。
温度計を使用する場合に比し、鋼板Ｓの放射率の変動に
よる影響を少なくすることができる。この効果を例を用
いて以下に説明する。
第３図は種類の異なる鋼板ＡとＢについての分光放射率
の実測データであって、２色温度計の２波長λ、（２，
５μｍ）、λｇ（２，３５μｍ）を使用するとき、各波
長における鋼Ａ、Ｂに対応する放射率は、各々Ａ７、Ａ
２、Ｂ１、Ｂ２にとなることを示している。また鏡面反
射率０．９５の多重反射方式を用いたときの見掛けの分
光放射率特性は鋼板Ａ、Ｂに対して点線Ａ’ 、Ｂｏ
となるＡ１、Ａ２における放射率はＡｌ 、Ａｔ 、Ｂ
＋ 、Ｂｚに対してＡ”Ｉ 、Ａ’ ｔ 、Ｂ’ ＋
、Ｂ’ ｚとなることを示している。今、Ａｌ 、Ａｚ
、Ｂ＋ １Ｂｚ、Ａ’＋、Ａ’ｚ、Ｂ’＋、Ｂ’ｚに
対する放射率の値をεＡｌ、Ｂ０、・・・・Ｂ０、ε、
２、とし、２色温度計で温度を求める式 ％式％（２） ここで、Ｔ：対象物体の絶対温度 Ａ１、Ａ２ ：２色温度計の検出波長 Ｗ、 、Ｗ、：Ａ３、／１２により得られる対象物体の
放射温度計の出 力 Ｃ２：定数 において、誤差要因であるεｌ／ε２について、測定対
象の分光放射率特性がＡからＢに変った場合を考えて見
る。第３図において、εＡｌ／εＡ２がε□／ε３ｔに
変わる割合は、はぼ位置１．３％であるのに対し、多重
反射の場合のＡｏがらＢｏへの変化に対応するεＡｌ／
εＡ２のＢ８．／εＢ２に変わる割合は、はぼ０．６％
となり、ε１／ε２あ変動は多重反射を用いると小さく
なることがわがる。
の実測データであって、２色温度計の２波長λ、（２，
５μｍ）、λｇ（２，３５μｍ）を使用するとき、各波
長における鋼Ａ、Ｂに対応する放射率は、各々Ａ７、Ａ
２、Ｂ１、Ｂ２にとなることを示している。また鏡面反
射率０．９５の多重反射方式を用いたときの見掛けの分
光放射率特性は鋼板Ａ、Ｂに対して点線Ａ’ 、Ｂｏ
となるＡ１、Ａ２における放射率はＡｌ 、Ａｔ 、Ｂ
＋ 、Ｂｚに対してＡ”Ｉ 、Ａ’ ｔ 、Ｂ’ ＋
、Ｂ’ ｚとなることを示している。今、Ａｌ 、Ａｚ
、Ｂ＋ １Ｂｚ、Ａ’＋、Ａ’ｚ、Ｂ’＋、Ｂ’ｚに
対する放射率の値をεＡｌ、Ｂ０、・・・・Ｂ０、ε、
２、とし、２色温度計で温度を求める式 ％式％（２） ここで、Ｔ：対象物体の絶対温度 Ａ１、Ａ２ ：２色温度計の検出波長 Ｗ、 、Ｗ、：Ａ３、／１２により得られる対象物体の
放射温度計の出 力 Ｃ２：定数 において、誤差要因であるεｌ／ε２について、測定対
象の分光放射率特性がＡからＢに変った場合を考えて見
る。第３図において、εＡｌ／εＡ２がε□／ε３ｔに
変わる割合は、はぼ位置１．３％であるのに対し、多重
反射の場合のＡｏがらＢｏへの変化に対応するεＡｌ／
εＡ２のＢ８．／εＢ２に変わる割合は、はぼ０．６％
となり、ε１／ε２あ変動は多重反射を用いると小さく
なることがわがる。
ことろで、２色温度計は（２）弐からも云えるように、
ε１／ε２の変動の影響を小さくできれば、信頼のおけ
る温度測定法となることが従来がら知られている。上記
の説明のように、２色温度計と多重反射を組合せること
により、εｌ／ε２の変動が少な（なるので、これによ
って精度の良い温度測定が可能となる。
ε１／ε２の変動の影響を小さくできれば、信頼のおけ
る温度測定法となることが従来がら知られている。上記
の説明のように、２色温度計と多重反射を組合せること
により、εｌ／ε２の変動が少な（なるので、これによ
って精度の良い温度測定が可能となる。
本発明は以上説明したように、測定対象物がらの放射エ
ネルギーを反射させる反射物体として凹面反射鏡を用い
たので、装置構成上、装置内で自発的に多重反射が発生
する部位を測定部位とする従来の場合と異なって、測定
部位に対する制限が少なく、また、凹面反射鏡を用いて
いることとあいまってので、反射効率を高めて、鋼板の
放射率の変動のを影響を大幅に低減することができ、更
に、放射温度計として狭視野の温度計を用いているので
、外乱光に起因する誤差も無視できる程度にすることが
できるので、高い測定精度を得ることができる。また、
浅い凹面反射鏡とファイバ式温度計との組合わせで装置
を小型化することができる。
ネルギーを反射させる反射物体として凹面反射鏡を用い
たので、装置構成上、装置内で自発的に多重反射が発生
する部位を測定部位とする従来の場合と異なって、測定
部位に対する制限が少なく、また、凹面反射鏡を用いて
いることとあいまってので、反射効率を高めて、鋼板の
放射率の変動のを影響を大幅に低減することができ、更
に、放射温度計として狭視野の温度計を用いているので
、外乱光に起因する誤差も無視できる程度にすることが
できるので、高い測定精度を得ることができる。また、
浅い凹面反射鏡とファイバ式温度計との組合わせで装置
を小型化することができる。
第１図は本発明の実施例の縦断面図、第２図はは上記実
施例の多重反射のシュミレーンヨン結果を示す図、第３
図は鋼板の分光放射率特性を示す図である。 ６・−冷却ユニツト、２３−・−放射温度計の測定部、
２４−小径窓、３〇−凹面反射鏡部、〇−鏡面中心、Ｓ
−・・鋼板。 特許出願人 株式会社 神戸製鋼所
施例の多重反射のシュミレーンヨン結果を示す図、第３
図は鋼板の分光放射率特性を示す図である。 ６・−冷却ユニツト、２３−・−放射温度計の測定部、
２４−小径窓、３〇−凹面反射鏡部、〇−鏡面中心、Ｓ
−・・鋼板。 特許出願人 株式会社 神戸製鋼所
Claims (4)
- （１）測定対象物の平坦面に対して所定間隔を隔てて対
向配置される多重反射用凹面反射鏡、該凹面反射鏡の鏡
面中心軸近傍に開口する小径窓を通して上記測定対象物
の所定部位を視野に収める鏡面中心軸に対し５〜２０°
傾斜させた放射温度計を有し、上記所定部位は鏡面中心
線近傍の位置にあることを特徴とする非接触式温度計。 - （２）凹面反射鏡を冷却することを特徴とする請求項１
記載の非接触式温度計。 - （３）放射温度計が、ファイバー式温度計であることを
特徴とする請求項１または２記載の非接触式温度計。 - （４）放射温度計が、２色温度計であることを特徴とす
る請求項１または２または３記載の非接触式温度計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63236579A JPH0285731A (ja) | 1988-09-22 | 1988-09-22 | 非接触式温度計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63236579A JPH0285731A (ja) | 1988-09-22 | 1988-09-22 | 非接触式温度計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0285731A true JPH0285731A (ja) | 1990-03-27 |
Family
ID=17002726
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63236579A Pending JPH0285731A (ja) | 1988-09-22 | 1988-09-22 | 非接触式温度計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0285731A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06328149A (ja) * | 1991-09-18 | 1994-11-29 | Koyama Kogyosho:Kk | 金属管の高周波加熱曲げ加工機 |
| JP2002323379A (ja) * | 2001-04-27 | 2002-11-08 | Horiba Ltd | 円筒体または円柱体の外周面温度測定装置 |
| JP2021135105A (ja) * | 2020-02-25 | 2021-09-13 | 株式会社チノー | ミラー間の多重反射を利用した放射測温装置 |
| JP2021189020A (ja) * | 2020-05-29 | 2021-12-13 | 株式会社チノー | 温度測定装置 |
| JP2023119765A (ja) * | 2022-02-17 | 2023-08-29 | 日本製鉄株式会社 | 温度計測装置、通板速度制御装置、温度計測方法、及び、通板速度制御方法 |
-
1988
- 1988-09-22 JP JP63236579A patent/JPH0285731A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06328149A (ja) * | 1991-09-18 | 1994-11-29 | Koyama Kogyosho:Kk | 金属管の高周波加熱曲げ加工機 |
| JP2002323379A (ja) * | 2001-04-27 | 2002-11-08 | Horiba Ltd | 円筒体または円柱体の外周面温度測定装置 |
| JP2021135105A (ja) * | 2020-02-25 | 2021-09-13 | 株式会社チノー | ミラー間の多重反射を利用した放射測温装置 |
| JP2021189020A (ja) * | 2020-05-29 | 2021-12-13 | 株式会社チノー | 温度測定装置 |
| JP2023119765A (ja) * | 2022-02-17 | 2023-08-29 | 日本製鉄株式会社 | 温度計測装置、通板速度制御装置、温度計測方法、及び、通板速度制御方法 |
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