JPH04370722A - 炉内温度計 - Google Patents
炉内温度計Info
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- JPH04370722A JPH04370722A JP3174668A JP17466891A JPH04370722A JP H04370722 A JPH04370722 A JP H04370722A JP 3174668 A JP3174668 A JP 3174668A JP 17466891 A JP17466891 A JP 17466891A JP H04370722 A JPH04370722 A JP H04370722A
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- furnace wall
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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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は鉄や非鉄金属の製造プロ
セスにおけるスラブ加熱炉やＣ．Ａ．Ｐ．Ｌ加熱炉等に
おいて、搬送されるスラブ、薄板等被加熱物体の表面温
度を、被接触で精度良くしかも物体に悪影響を与えずに
測定する放射測温装置に関する。
セスにおけるスラブ加熱炉やＣ．Ａ．Ｐ．Ｌ加熱炉等に
おいて、搬送されるスラブ、薄板等被加熱物体の表面温
度を、被接触で精度良くしかも物体に悪影響を与えずに
測定する放射測温装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、スラブ加熱炉で一般的に行われて
いる加熱炉内スラブの温度管理は、保護管入り熱電対で
炉内雰囲気温度を測定し、それによりスラブの温度を推
定するものであった。
いる加熱炉内スラブの温度管理は、保護管入り熱電対で
炉内雰囲気温度を測定し、それによりスラブの温度を推
定するものであった。
【０００３】一方、放射測温法により、加熱炉内物体表
面温度を非接触で測定することが考えられるが、この場
合、加熱炉内壁からの迷光雑音に対処できる放射測温法
としては、例えば特開昭４８−００３６８０号公報のよ
うに水冷式の遮蔽板を用いる方法がある。
面温度を非接触で測定することが考えられるが、この場
合、加熱炉内壁からの迷光雑音に対処できる放射測温法
としては、例えば特開昭４８−００３６８０号公報のよ
うに水冷式の遮蔽板を用いる方法がある。
【０００４】また、特開昭５５−１５５２１８号公報の
ように、非水冷式の遮蔽板を用い炉内壁からの未知の迷
光雑音を除去し、一方非水冷遮蔽板からの既知の迷光雑
音の影響を補正してスラブの表面温度を測定する方法が
ある。
ように、非水冷式の遮蔽板を用い炉内壁からの未知の迷
光雑音を除去し、一方非水冷遮蔽板からの既知の迷光雑
音の影響を補正してスラブの表面温度を測定する方法が
ある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前記の保護管入り熱電
対で炉内雰囲気温度を測定し、それによりスラブの温度
を推定する方法では、スラブの温度を正確に推定するこ
とが困難であるため、焼上げ時間を長めに取ったり、設
定温度を高めにするなどエネルギーコストの管理上も問
題があった。
対で炉内雰囲気温度を測定し、それによりスラブの温度
を推定する方法では、スラブの温度を正確に推定するこ
とが困難であるため、焼上げ時間を長めに取ったり、設
定温度を高めにするなどエネルギーコストの管理上も問
題があった。
【０００６】また、前記、特開昭４８−００３６８０号
公報のように水冷式の遮蔽板を用いる方法では、加熱炉
内スラブの様に静止あるいは低速で搬送されるような物
体の測温に適用すると、被測定物体を水冷遮蔽板が冷却
してしまい品質に悪影響を及ぼすといった問題があった
。
公報のように水冷式の遮蔽板を用いる方法では、加熱炉
内スラブの様に静止あるいは低速で搬送されるような物
体の測温に適用すると、被測定物体を水冷遮蔽板が冷却
してしまい品質に悪影響を及ぼすといった問題があった
。
【０００７】また前記、特開昭５５−１５５２１８号公
報のように、非水冷式の遮蔽板を用い炉内壁からの未知
の迷光雑音を除去し、一方非水冷遮蔽板からの既知の迷
光雑音の影響を補正してスラブの表面温度を測定する方
法では補正するための演算が厄介なものとなるうえ、ス
ラブ表面性状がスケールの発生により変化し、非水冷遮
蔽板からの迷光雑音の寄与率が変化した場合に測定誤差
を生じる恐れがある等の問題があった。
報のように、非水冷式の遮蔽板を用い炉内壁からの未知
の迷光雑音を除去し、一方非水冷遮蔽板からの既知の迷
光雑音の影響を補正してスラブの表面温度を測定する方
法では補正するための演算が厄介なものとなるうえ、ス
ラブ表面性状がスケールの発生により変化し、非水冷遮
蔽板からの迷光雑音の寄与率が変化した場合に測定誤差
を生じる恐れがある等の問題があった。
【０００８】本発明の目的は、スラブ加熱炉やＣ．Ａ．
Ｐ．Ｌ加熱炉のように炉内において搬送される被測定物
体の温度を、炉内壁からの未知の迷光雑音の影響を受け
ずに簡易にかつ非接触で精度良く表面温度を測定する温
度計を提供することにある。
Ｐ．Ｌ加熱炉のように炉内において搬送される被測定物
体の温度を、炉内壁からの未知の迷光雑音の影響を受け
ずに簡易にかつ非接触で精度良く表面温度を測定する温
度計を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、波長、偏光、測定角度のうち少なくとも
１以上の測定条件を変えて被測定表面からの分光放射輝
度を検出して２つの電気信号に変換するための分光放射
輝度検出器と、炉壁温度を測定するための炉壁温度装置
と、前記２つの分光放射輝度信号及び前記炉壁温度装置
により検出した炉壁温度から次の分光放射輝度を算出し
、 Ｌｘ＝εｘＬｂλｘ（Ｔ）＋（１−εｘ）Ｌｂ
λｘ（Ｔｓ） Ｌｙ＝εｙＬｂλｙ（Ｔ）＋（１
−εｙ）Ｌｂλｙ（Ｔｓ）（ただし、Ｌｂλｘ（Ｔ）は
温度Ｔ波長λｘの黒体分光放射輝度、Ｌｂλｙ（Ｔ）は
温度Ｔ波長λｙの黒体分光放射輝度、εｘ及びεｙは被
測定物体表面の分光放射率、Ｔは被測定物体表面温度、
Ｔｓは炉壁温度）予め定義している被測定物体に固有な
放射率の関係を表す式、εｙ＝ｆ（εｘ）を満たす演算
を実行する演算装置とを設けるようにしている。
に、本発明は、波長、偏光、測定角度のうち少なくとも
１以上の測定条件を変えて被測定表面からの分光放射輝
度を検出して２つの電気信号に変換するための分光放射
輝度検出器と、炉壁温度を測定するための炉壁温度装置
と、前記２つの分光放射輝度信号及び前記炉壁温度装置
により検出した炉壁温度から次の分光放射輝度を算出し
、 Ｌｘ＝εｘＬｂλｘ（Ｔ）＋（１−εｘ）Ｌｂ
λｘ（Ｔｓ） Ｌｙ＝εｙＬｂλｙ（Ｔ）＋（１
−εｙ）Ｌｂλｙ（Ｔｓ）（ただし、Ｌｂλｘ（Ｔ）は
温度Ｔ波長λｘの黒体分光放射輝度、Ｌｂλｙ（Ｔ）は
温度Ｔ波長λｙの黒体分光放射輝度、εｘ及びεｙは被
測定物体表面の分光放射率、Ｔは被測定物体表面温度、
Ｔｓは炉壁温度）予め定義している被測定物体に固有な
放射率の関係を表す式、εｙ＝ｆ（εｘ）を満たす演算
を実行する演算装置とを設けるようにしている。
【００１０】また、Ｓ／Ｎ比の悪化の防止及び、迷光雑
音輝度の算定が不正確になるのを防止するため、前記分
光放射輝度検出器の集光面及び炉壁温度測定装置の測定
点とが、前記分光放射率輝度検出器の被測定物体上の測
定視野の中心に立てた法線に対し光学的対象でかつ前記
法線と分光放射輝度検出器の測定方向の成す角度が４５
°〜７０°の範囲内に配置されるようにしている。
音輝度の算定が不正確になるのを防止するため、前記分
光放射輝度検出器の集光面及び炉壁温度測定装置の測定
点とが、前記分光放射率輝度検出器の被測定物体上の測
定視野の中心に立てた法線に対し光学的対象でかつ前記
法線と分光放射輝度検出器の測定方向の成す角度が４５
°〜７０°の範囲内に配置されるようにしている。
【００１１】
【作用】上記した手段によれば、波長、偏光、測定角度
のうち少なくとも１以上の測定条件を変えて被測定表面
からの分光放射輝度を検出し、これを分光放射輝度検出
器によって２つの電気信号に変換し、一方、炉壁温度装
置によって炉壁温度を測定し、得られた前記２つの分光
放射輝度信号及び検出した炉壁温度から、被測定物表面
からの直接熱分光放射輝度成分と測定視野の迷光雑音成
分からなるＬｘ及びＬｙの分光放射輝度を算出し、予め
定義している分光放射率εｙ＝ｆ（εｘ）が所定の条件
を満たすように演算装置によって演算を実行する。した
がって、加熱炉内において搬送されると共に放射率の変
化する被測定物体の温度測定を炉内壁からの迷光雑音の
影響を受けずに非接触に、簡便に、かつ正確に行うこと
が可能になる。
のうち少なくとも１以上の測定条件を変えて被測定表面
からの分光放射輝度を検出し、これを分光放射輝度検出
器によって２つの電気信号に変換し、一方、炉壁温度装
置によって炉壁温度を測定し、得られた前記２つの分光
放射輝度信号及び検出した炉壁温度から、被測定物表面
からの直接熱分光放射輝度成分と測定視野の迷光雑音成
分からなるＬｘ及びＬｙの分光放射輝度を算出し、予め
定義している分光放射率εｙ＝ｆ（εｘ）が所定の条件
を満たすように演算装置によって演算を実行する。した
がって、加熱炉内において搬送されると共に放射率の変
化する被測定物体の温度測定を炉内壁からの迷光雑音の
影響を受けずに非接触に、簡便に、かつ正確に行うこと
が可能になる。
【００１２】また、分光放射輝度検出器及び炉壁温度測
定装置は、スラブ表面に立てた法線に対し光学的に対象
で、かつ前記法線と分光放射輝度検出器の測定方向の成
す角度が４５°〜７０°の範囲内にあるように配置した
ことで、７０°を越える場合の迷光雑音の輝度が被測定
物体表面からの分光放射輝度に比べて大きくなるのを防
止し、また、４５°以下における検出器に入射する迷光
雑音が測定点の法線に光学的に対象な炉壁部分以外から
の放射輝度の割合が多くなるのを制限する。したがって
、Ｓ／Ｎ比の悪化の防止及び、迷光雑音輝度の算定が不
正確になるのを防止することができる。
定装置は、スラブ表面に立てた法線に対し光学的に対象
で、かつ前記法線と分光放射輝度検出器の測定方向の成
す角度が４５°〜７０°の範囲内にあるように配置した
ことで、７０°を越える場合の迷光雑音の輝度が被測定
物体表面からの分光放射輝度に比べて大きくなるのを防
止し、また、４５°以下における検出器に入射する迷光
雑音が測定点の法線に光学的に対象な炉壁部分以外から
の放射輝度の割合が多くなるのを制限する。したがって
、Ｓ／Ｎ比の悪化の防止及び、迷光雑音輝度の算定が不
正確になるのを防止することができる。
【００１３】
【実施例１】図１は本発明による炉内温度計の一実施例
を示す正面図である。ここでは加熱炉内スラブの測温に
適用した例を示している。
を示す正面図である。ここでは加熱炉内スラブの測温に
適用した例を示している。
【００１４】図１の実施例の説明の前に、本発明の炉内
温度の原理について説明する。
温度の原理について説明する。
【００１５】加熱炉内の被測定物表面からの分光放射輝
度で波長、偏光、測定角度のうち少なくとも１つ以上の
条件が異なる２種類の分光放射輝度Ｌｘ，Ｌｙは次式で
表される。
度で波長、偏光、測定角度のうち少なくとも１つ以上の
条件が異なる２種類の分光放射輝度Ｌｘ，Ｌｙは次式で
表される。
【００１６】
Ｌｘ＝εｘＬｂλｘ（Ｔ）＋（１−εｘ）Ｌｂ
λｘ（Ｔｓ） （１） Ｌｙ＝εｙＬ
ｂλｙ（Ｔ）＋（１−εｙ）Ｌｂλｙ（Ｔｓ）
（２）（１）（２）式右辺第１項は被測定物体から
の直接熱分光放射輝度成分であり第２項は測定視野の迷
光雑音の項である。
λｘ（Ｔｓ） （１） Ｌｙ＝εｙＬ
ｂλｙ（Ｔ）＋（１−εｙ）Ｌｂλｙ（Ｔｓ）
（２）（１）（２）式右辺第１項は被測定物体から
の直接熱分光放射輝度成分であり第２項は測定視野の迷
光雑音の項である。
【００１７】この迷光雑音は、おもに分光放射輝度検出
器の視野を反射面とし検出器と光学対象上にある炉壁部
分から放射されたものであるからこの部分の炉壁温度を
何らかの方法で測定し、被測定物体表面の分光放射εｘ
，εｙがあたえられれば（１）（２）式上の右辺第２項
の雑音項は算出することができる。
器の視野を反射面とし検出器と光学対象上にある炉壁部
分から放射されたものであるからこの部分の炉壁温度を
何らかの方法で測定し、被測定物体表面の分光放射εｘ
，εｙがあたえられれば（１）（２）式上の右辺第２項
の雑音項は算出することができる。
【００１８】また、検出器の視野と光学軸に対象な方向
の炉壁面に相当する面を黒色化する、あるいは積極的に
冷却制御を行う、またはその両方の手段を同時に用い（
１）（２）式右辺第２項の迷光雑音項を小さくしＳ／Ｎ
比を向上させ測温精度を上げる事ももちろん可能である
。
の炉壁面に相当する面を黒色化する、あるいは積極的に
冷却制御を行う、またはその両方の手段を同時に用い（
１）（２）式右辺第２項の迷光雑音項を小さくしＳ／Ｎ
比を向上させ測温精度を上げる事ももちろん可能である
。
【００１９】ここで被測定物体の分光放射率が酸化等に
より変化する場合、放射率相互の関係をあらかじめ求め
（３）式で近似する。
より変化する場合、放射率相互の関係をあらかじめ求め
（３）式で近似する。
【００２０】
εｙ＝ｆ（εｘ）
（３）検出器で検出した分光放射輝度（Ｌ
ｘ，Ｌｙ）及び検出器視野と光学対象上の炉壁温度Ｔｓ
を（１）（２）式に代入し（１）（２）（３）式を連立
させて解くことによりεｘ，εｙ，Ｔを算出することが
できる。
（３）検出器で検出した分光放射輝度（Ｌ
ｘ，Ｌｙ）及び検出器視野と光学対象上の炉壁温度Ｔｓ
を（１）（２）式に代入し（１）（２）（３）式を連立
させて解くことによりεｘ，εｙ，Ｔを算出することが
できる。
【００２１】ここで（１）（２）式において分光放射輝
度Ｌｘ，Ｌｙの測定条件、波長、偏光、測定角度がすべ
て等しいと（１）（２）式はまったく同じ式となり互い
に独立でなくなる。
度Ｌｘ，Ｌｙの測定条件、波長、偏光、測定角度がすべ
て等しいと（１）（２）式はまったく同じ式となり互い
に独立でなくなる。
【００２２】また、（３）式は
εｙ＝εｘ
（３）となるため被測定物体の温度
、及び放射率を算出できなくなる。このため（３）式が
εｙ≠εｘでありかつεｙ＝ｆ（εｘ）となり（１）（
２）式が互いに独立となるように前記測定条件（波長、
偏光、測定角度）のうちすくなくとも１つ以上の測定条
件を変え分光放射輝度Ｌｘ，Ｌｙを前記検出器により測
定する。 ただし、 Ｌｘ，Ｌｙ ：分光放射輝度（
Ｗ・ｓｒ−１・ｍ−２ ） Ｌｂλｘ（Ｔ）：温度Ｔ波長λｘの黒体分光放射輝度（
Ｗ・ｓｒ−１・ｍ−２） Ｌｂλｙ（Ｔ）：温度Ｔ波長λｙの黒体分光放射輝度（
Ｗ・ｓｒ−１・ｍ−２） εｘ，εｙ ：被測定物体表面の分光放射率Ｔ
：被測定物体表面温度（Ｋ）Ｔ
ｓ ：炉壁温度
（Ｋ）検出器、及び炉壁温度計の配置は、スラブ表面
に立てた法線に対し４５°〜７０°の範囲内に設置する
。この範囲内では、検出器の入射する迷光雑音の輝度が
精度良く推定できるため、前記（１）（２）式右辺第２
項の雑音項が正確に算定できるので、誤差が少なく正確
な測温ができる。しかしながら、設置する角度が７０°
を越える場合、検出器に入射する迷光雑音の輝度は被測
定物表面からの分光放射輝度に比べて非常に大きくなる
ため炉壁温度計で迷光雑音源温度を計測し迷光雑音量を
補正しているとはいえＳ／Ｎ比が悪くなり正確な測温は
困難になる。また、設置する角度が４５°未満の場合、
検出器に入射する迷光雑音は測定点法線に光学的に対象
な炉壁部分以外からの放射輝度の割合が多くなり炉壁に
温度分布がある場合、炉壁温度計で計測した炉壁温度と
迷光雑音源温度は一致しなくなる。このため迷光雑音輝
度の算定が不正確となり測温結果に誤差を生じる。
（３）となるため被測定物体の温度
、及び放射率を算出できなくなる。このため（３）式が
εｙ≠εｘでありかつεｙ＝ｆ（εｘ）となり（１）（
２）式が互いに独立となるように前記測定条件（波長、
偏光、測定角度）のうちすくなくとも１つ以上の測定条
件を変え分光放射輝度Ｌｘ，Ｌｙを前記検出器により測
定する。 ただし、 Ｌｘ，Ｌｙ ：分光放射輝度（
Ｗ・ｓｒ−１・ｍ−２ ） Ｌｂλｘ（Ｔ）：温度Ｔ波長λｘの黒体分光放射輝度（
Ｗ・ｓｒ−１・ｍ−２） Ｌｂλｙ（Ｔ）：温度Ｔ波長λｙの黒体分光放射輝度（
Ｗ・ｓｒ−１・ｍ−２） εｘ，εｙ ：被測定物体表面の分光放射率Ｔ
：被測定物体表面温度（Ｋ）Ｔ
ｓ ：炉壁温度
（Ｋ）検出器、及び炉壁温度計の配置は、スラブ表面
に立てた法線に対し４５°〜７０°の範囲内に設置する
。この範囲内では、検出器の入射する迷光雑音の輝度が
精度良く推定できるため、前記（１）（２）式右辺第２
項の雑音項が正確に算定できるので、誤差が少なく正確
な測温ができる。しかしながら、設置する角度が７０°
を越える場合、検出器に入射する迷光雑音の輝度は被測
定物表面からの分光放射輝度に比べて非常に大きくなる
ため炉壁温度計で迷光雑音源温度を計測し迷光雑音量を
補正しているとはいえＳ／Ｎ比が悪くなり正確な測温は
困難になる。また、設置する角度が４５°未満の場合、
検出器に入射する迷光雑音は測定点法線に光学的に対象
な炉壁部分以外からの放射輝度の割合が多くなり炉壁に
温度分布がある場合、炉壁温度計で計測した炉壁温度と
迷光雑音源温度は一致しなくなる。このため迷光雑音輝
度の算定が不正確となり測温結果に誤差を生じる。
【００２３】このように本発明は検出する２つの分光放
射輝度の条件（波長、偏光、測定角度）を最適に選ぶこ
とにより放射率の変化する加熱炉内の被測定物体の温度
を迷光雑音の影響を除去して測定することが可能となる
。
射輝度の条件（波長、偏光、測定角度）を最適に選ぶこ
とにより放射率の変化する加熱炉内の被測定物体の温度
を迷光雑音の影響を除去して測定することが可能となる
。
【００２４】次に、図１に示す実施例の構成について説
明する。
明する。
【００２５】スラブ１の表面からの分光放射輝度は、加
熱炉均熱帯炉壁４の測定用窓から検出器２により測定し
ている。この測定は、スラブ表面に立てた法線に対し４
５°の角度から行っている。
熱炉均熱帯炉壁４の測定用窓から検出器２により測定し
ている。この測定は、スラブ表面に立てた法線に対し４
５°の角度から行っている。
【００２６】検出器２の受光レンズにより集光された放
射輝度はバンドパスフィルタ（０．９μｍ）を通過し、
ポラライザーによりＳ，Ｐ各々の偏光成分に分けられ検
出素子（シリコン素子）に集光され、光電変換した後輝
度信号Ｌｘ，Ｌｙとして演算装置３へ伝送される。
射輝度はバンドパスフィルタ（０．９μｍ）を通過し、
ポラライザーによりＳ，Ｐ各々の偏光成分に分けられ検
出素子（シリコン素子）に集光され、光電変換した後輝
度信号Ｌｘ，Ｌｙとして演算装置３へ伝送される。
【００２７】炉壁温度Ｔｓは測定視野の光学対象上炉壁
中心部に設置された炉壁温度計（熱電対）５で測定して
いる。演算装置３は、輝度信号Ｌｘ，Ｌｙと炉壁温度Ｔ
ｓを前述した（１）（２）式に代入し（１）（２）（３
）式を連立させεｘ，εｙ，Ｔを算出している。
中心部に設置された炉壁温度計（熱電対）５で測定して
いる。演算装置３は、輝度信号Ｌｘ，Ｌｙと炉壁温度Ｔ
ｓを前述した（１）（２）式に代入し（１）（２）（３
）式を連立させεｘ，εｙ，Ｔを算出している。
【００２８】このようにして本発明の炉内温度計を用い
てスラブ表面を測定した結果を図２に示した。同図には
、比較のため従来の炉内温度計の測定結果を示す。
てスラブ表面を測定した結果を図２に示した。同図には
、比較のため従来の炉内温度計の測定結果を示す。
【００２９】図２から明らかなように、本発明では炉壁
温度、及びスラブの放射率が変化しても測温誤差は、従
来の炉内温度計の測定結果より測温誤差は小さく、測温
精度の良いことがわかる。
温度、及びスラブの放射率が変化しても測温誤差は、従
来の炉内温度計の測定結果より測温誤差は小さく、測温
精度の良いことがわかる。
【００３０】このような測温システムが期待される適用
対象は、鉄鋼業だけでもスラブ加熱炉、高輝焼鈍炉等数
多く、その他非鉄金属製造業、セラミック製造業、電子
材料製造業等での炉内測温への適用も考え合わせれば製
品品質の向上、操業管理、省エネルギー等の効果は計り
知れない程大なるものがある。
対象は、鉄鋼業だけでもスラブ加熱炉、高輝焼鈍炉等数
多く、その他非鉄金属製造業、セラミック製造業、電子
材料製造業等での炉内測温への適用も考え合わせれば製
品品質の向上、操業管理、省エネルギー等の効果は計り
知れない程大なるものがある。
【００３１】
【実施例２】本実施例は前記実施例と同一の構成をとり
、その用途、測定角度も前記実施例と同じであるが、ポ
ラライザーによる偏光は行っていない。すなわち、検出
器２の受光レンズにより集光された放射輝度はバンドパ
スフィルタ（０．９μｍ，０．６５μｍ）を通過し、各
々の波長成分に分けられ検出素子（シリコン素子）に集
光され光電変換し、輝度信号Ｌｘ，Ｌｙとして演算装置
３に伝送される。
、その用途、測定角度も前記実施例と同じであるが、ポ
ラライザーによる偏光は行っていない。すなわち、検出
器２の受光レンズにより集光された放射輝度はバンドパ
スフィルタ（０．９μｍ，０．６５μｍ）を通過し、各
々の波長成分に分けられ検出素子（シリコン素子）に集
光され光電変換し、輝度信号Ｌｘ，Ｌｙとして演算装置
３に伝送される。
【００３２】炉壁温度Ｔｓは測定視野の光学対象上の炉
壁に設置された炉壁温度計（熱電対）５で測定している
。演算装置３は輝度信号Ｌｘ，Ｌｙと炉壁温度Ｔｓを前
述した（１）（２）式に代入し（１）（２）（３）式を
連立させεｘ，εｙ，Ｔを算出している。
壁に設置された炉壁温度計（熱電対）５で測定している
。演算装置３は輝度信号Ｌｘ，Ｌｙと炉壁温度Ｔｓを前
述した（１）（２）式に代入し（１）（２）（３）式を
連立させεｘ，εｙ，Ｔを算出している。
【００３３】本発明の炉内温度計を適用した結果、実施
例１と同様に本発明の方が測定精度は良い事が判明した
。
例１と同様に本発明の方が測定精度は良い事が判明した
。
【００３４】
【実施例３】図３は本発明の第３実施例を示す正面図で
ある。この実施例は、加熱炉均熱帯炉壁の２ケ所に設置
された検出器２と検出器６によってスラブ１の表面から
の放射輝度を測定するところに特徴がある。この場合の
測定角度は、スラブ表面に立てた法線に対し、検出器２
を４５°の角度から測定し、検出器６を７０°の角度か
ら測定している。
ある。この実施例は、加熱炉均熱帯炉壁の２ケ所に設置
された検出器２と検出器６によってスラブ１の表面から
の放射輝度を測定するところに特徴がある。この場合の
測定角度は、スラブ表面に立てた法線に対し、検出器２
を４５°の角度から測定し、検出器６を７０°の角度か
ら測定している。
【００３５】検出器の受光レンズにより集光された放射
輝度はバンドパスフィルタ（０．９μｍ）を通過し検出
素子（シリコン素子）に集光の後光電変換され輝度信号
Ｌｘ，Ｌｙとして演算装置３に伝送される。炉壁温度Ｔ
ｓは測定視野の光学対象上炉壁中心部に設置された炉壁
温度計（熱電対）５で２カ所測定している。
輝度はバンドパスフィルタ（０．９μｍ）を通過し検出
素子（シリコン素子）に集光の後光電変換され輝度信号
Ｌｘ，Ｌｙとして演算装置３に伝送される。炉壁温度Ｔ
ｓは測定視野の光学対象上炉壁中心部に設置された炉壁
温度計（熱電対）５で２カ所測定している。
【００３６】演算装置３は輝度信号Ｌｘ，Ｌｙと炉壁温
度Ｔｓを前述した（１）（２）式に代入し（１）（２）
（３）式を連立させεｘ，εｙ，Ｔを算出している。
度Ｔｓを前述した（１）（２）式に代入し（１）（２）
（３）式を連立させεｘ，εｙ，Ｔを算出している。
【００３７】本発明の炉内温度計を適用した結果、実施
例１と同様に本発明の方が測定精度は良い事が判明した
。
例１と同様に本発明の方が測定精度は良い事が判明した
。
【００３８】
【実施例４】本実施例は前記実施例３と同一の構成をと
り、その用途、及び測定角度も前記実施例と同じである
が、ポラライザーを用いて処理するところに特徴がある
。すなわち、各検出器の受光レンズにより集光された放
射輝度はポラライザーによりＳ，Ｐ各々の偏光成分に分
けられ前記検出器２はＰ偏光成分、前記検出器６はＳ偏
光成分を検出素子（シリコン素子）に集光し光電変換し
輝度信号として出力する。検出器２からの輝度信号をＬ
ｘ、検出器６からの輝度信号をＬｙとして演算装置３に
伝送している。
り、その用途、及び測定角度も前記実施例と同じである
が、ポラライザーを用いて処理するところに特徴がある
。すなわち、各検出器の受光レンズにより集光された放
射輝度はポラライザーによりＳ，Ｐ各々の偏光成分に分
けられ前記検出器２はＰ偏光成分、前記検出器６はＳ偏
光成分を検出素子（シリコン素子）に集光し光電変換し
輝度信号として出力する。検出器２からの輝度信号をＬ
ｘ、検出器６からの輝度信号をＬｙとして演算装置３に
伝送している。
【００３９】炉壁温度Ｔｓは各々検出器の測定視野の光
学対象上炉壁中心部に設置された炉壁温度計（熱電対）
５で２カ所測定している。演算装置３は輝度信号Ｌｘ，
Ｌｙと炉壁温度Ｔｓを前述した（１）（２）式に代入し
（１）（２）（３）式を連立させεｘ，εｙ，Ｔを算出
している。
学対象上炉壁中心部に設置された炉壁温度計（熱電対）
５で２カ所測定している。演算装置３は輝度信号Ｌｘ，
Ｌｙと炉壁温度Ｔｓを前述した（１）（２）式に代入し
（１）（２）（３）式を連立させεｘ，εｙ，Ｔを算出
している。
【００４０】本発明の炉内温度計を適用した結果、実施
例１と同様に本発明の方が測定精度は良い事が判明した
。
例１と同様に本発明の方が測定精度は良い事が判明した
。
【００４１】
【実施例５】本実施例は前記実施例３と同一の構成をと
り、その用途、及び測定角度も前記実施例と同じである
が、２つの検出器で集光する際の波長を限定したところ
に特徴がある。
り、その用途、及び測定角度も前記実施例と同じである
が、２つの検出器で集光する際の波長を限定したところ
に特徴がある。
【００４２】各検出器の受光レンズにより集光された放
射輝度はバンドパスフィルタ（０．９μｍ，０．６５μ
ｍ）を通過し各々の波長成分に分けられ前記検出器２は
波長０．９μｍの成分、前記検出器６は波長０．６５μ
ｍの成分を検出素子（シリコン素子）に集光し光電変換
し、輝度信号として出力する。検出器２からの輝度信号
をＬｘ、検出器６からの輝度信号をＬｙとして演算装置
３に伝送している。
射輝度はバンドパスフィルタ（０．９μｍ，０．６５μ
ｍ）を通過し各々の波長成分に分けられ前記検出器２は
波長０．９μｍの成分、前記検出器６は波長０．６５μ
ｍの成分を検出素子（シリコン素子）に集光し光電変換
し、輝度信号として出力する。検出器２からの輝度信号
をＬｘ、検出器６からの輝度信号をＬｙとして演算装置
３に伝送している。
【００４３】炉壁温度Ｔｓは各々検出器の測定視野の光
学対象上炉壁中心部に設置された炉壁温度計（熱電対）
５で２カ所測定している。演算装置３は輝度信号Ｌｘ，
Ｌｙと炉壁温度Ｔｓを前述した（１）（２）式に代入し
（１）（２）（３）式を連立させεｘ，εｙ，Ｔを算出
している。
学対象上炉壁中心部に設置された炉壁温度計（熱電対）
５で２カ所測定している。演算装置３は輝度信号Ｌｘ，
Ｌｙと炉壁温度Ｔｓを前述した（１）（２）式に代入し
（１）（２）（３）式を連立させεｘ，εｙ，Ｔを算出
している。
【００４４】本発明の炉内温度計を適用した結果、実施
例１と同様に本発明の方が測定精度は良い事が判明した
。
例１と同様に本発明の方が測定精度は良い事が判明した
。
【００４５】
【実施例６】本実施例は前記実施例３の構成にあって、
検出器２のみを用いて測定を行うようにしたところに特
徴がある。その用途は、前記各実施例と同様に加熱炉内
スラブの測温である。この場合、スラブ１の表面からの
放射輝度は加熱炉均熱帯炉壁の測定用窓から検出器２に
より測定している。また、その測定角度は、スラブ表面
に立てた法線に対し、４５°の角度から測定している。
検出器２のみを用いて測定を行うようにしたところに特
徴がある。その用途は、前記各実施例と同様に加熱炉内
スラブの測温である。この場合、スラブ１の表面からの
放射輝度は加熱炉均熱帯炉壁の測定用窓から検出器２に
より測定している。また、その測定角度は、スラブ表面
に立てた法線に対し、４５°の角度から測定している。
【００４６】検出器の受光レンズにより集光された放射
輝度はポラライザーによりＳ，Ｐ各々の偏光成分に分け
られた後バンドパスフィルタ（０．９μｍ，０．６５μ
ｍ）を通過し、各々の波長成分に分けられ、検出素子（
シリコン素子）に集光され光電変換し輝度信号Ｌｘ，Ｌ
ｙとして演算装置３に伝送される。
輝度はポラライザーによりＳ，Ｐ各々の偏光成分に分け
られた後バンドパスフィルタ（０．９μｍ，０．６５μ
ｍ）を通過し、各々の波長成分に分けられ、検出素子（
シリコン素子）に集光され光電変換し輝度信号Ｌｘ，Ｌ
ｙとして演算装置３に伝送される。
【００４７】炉壁温度Ｔｓは測定視野の光学対象上炉壁
中心部に設置された炉壁温度計（熱電対）５で測定して
いる。演算装置３は輝度信号Ｌｘ，Ｌｙと炉壁温度Ｔｓ
を前述した（１）（２）式に代入し（１）（２）（３）
式を連立させεｘ，εｙ，Ｔを算出している。
中心部に設置された炉壁温度計（熱電対）５で測定して
いる。演算装置３は輝度信号Ｌｘ，Ｌｙと炉壁温度Ｔｓ
を前述した（１）（２）式に代入し（１）（２）（３）
式を連立させεｘ，εｙ，Ｔを算出している。
【００４８】本発明の炉内温度計を適用した結果、実施
例１と同様に本発明の方が測定精度は良い事が判明した
。
例１と同様に本発明の方が測定精度は良い事が判明した
。
【００４９】
【実施例７】本実施例は前記実施例３と実施例４を組み
合わせたところに特徴があり、スラブ１表面からの放射
輝度は加熱炉均熱帯炉壁２カ所に設置された検出器２及
び検出器６により測定している。測定角度はスラブ表面
に立てた法線に対し検出器２は４５°の角度より測定し
検出器６は７０°の角度より測定している。
合わせたところに特徴があり、スラブ１表面からの放射
輝度は加熱炉均熱帯炉壁２カ所に設置された検出器２及
び検出器６により測定している。測定角度はスラブ表面
に立てた法線に対し検出器２は４５°の角度より測定し
検出器６は７０°の角度より測定している。
【００５０】各検出器の受光レンズにより集光された放
射輝度はバンドパスフィルタ（０．９μｍ，０．６５μ
ｍ）を通過し各々の波長成分に分けられた後ポラライザ
ーによりＳ，Ｐ各々の偏光成分に分けられ前記検出器２
は波長０．６５μｍのＳ偏光成分、前記検出器６は波長
０．９μｍのＰ偏光成分を検出素子（シリコン素子）に
集光し光電変換し輝度信号として出力する。検出器２か
らの輝度信号をＬｘ、検出器６からの輝度信号をＬｙと
して演算装置３に伝送している。
射輝度はバンドパスフィルタ（０．９μｍ，０．６５μ
ｍ）を通過し各々の波長成分に分けられた後ポラライザ
ーによりＳ，Ｐ各々の偏光成分に分けられ前記検出器２
は波長０．６５μｍのＳ偏光成分、前記検出器６は波長
０．９μｍのＰ偏光成分を検出素子（シリコン素子）に
集光し光電変換し輝度信号として出力する。検出器２か
らの輝度信号をＬｘ、検出器６からの輝度信号をＬｙと
して演算装置３に伝送している。
【００５１】炉壁温度Ｔｓは各々検出器の測定視野の光
学対象上炉壁中心部に設置された炉壁温度計（熱電対）
５で２カ所測定している。演算装置３は輝度信号Ｌｘ，
Ｌｙと炉壁温度Ｔｓを前述した（１）（２）式に代入し
（１）（２）（３）式を連立させεｘ，εｙ，Ｔを算出
している。
学対象上炉壁中心部に設置された炉壁温度計（熱電対）
５で２カ所測定している。演算装置３は輝度信号Ｌｘ，
Ｌｙと炉壁温度Ｔｓを前述した（１）（２）式に代入し
（１）（２）（３）式を連立させεｘ，εｙ，Ｔを算出
している。
【００５２】本発明の炉内温度計を適用した結果、実施
例１と同様に本発明の方が測定精度は良い事が判明した
。
例１と同様に本発明の方が測定精度は良い事が判明した
。
【００５３】以上のように本発明では、迷光雑音の補正
を行いかつ被測定物の放射率の変動補正を行って炉内の
物体の温度を計測する事ができるために迷光雑音の補正
を行わない方法に比べ図２のように高い精度で計測する
事が可能となる。
を行いかつ被測定物の放射率の変動補正を行って炉内の
物体の温度を計測する事ができるために迷光雑音の補正
を行わない方法に比べ図２のように高い精度で計測する
事が可能となる。
【００５４】
【発明の効果】本発明は上記のとおり構成されているの
で、次に記載する効果を奏する。
で、次に記載する効果を奏する。
【００５５】請求項１の炉内温度計においては、波長、
偏光，測定角度のうち少なくとも１以上の測定条件をか
えて被測定表面からの分光放射輝度を検出して２つの電
気信号に変換するための分光放射輝度検出器と、炉壁温
度を測定するための炉壁温度装置と、前記２つの分光放
射輝度信号及び前記炉壁温度装置により検出した炉壁温
度から次の分光放射輝度を算出し、 Ｌｘ＝εｘＬｂλｘ（Ｔ）＋（１−εｘ）Ｌｂ
λｘ（Ｔｓ） Ｌｙ＝εｙＬｂλｙ（Ｔ）＋（１
−εｙ）Ｌｂλｙ（Ｔｓ）（ただし、Ｌｂλｘ（Ｔ）は
温度Ｔ波長λｘの黒体分光放射輝度、Ｌｂλｙ（Ｔ）は
温度Ｔ波長λｙの黒体分光放射輝度、εｘ及びεｙは被
測定物体表面の分光放射率、Ｔは被測定物体表面温度、
Ｔｓは炉壁温度）予め定義している被測定物体に固有な
放射率の関係を表す式、εｙ＝ｆ（εｘ）を満たす演算
を実行する演算装置とを具備するようにしたので、加熱
炉内において搬送されかつ放射率の変化する被測定物体
の温度測定を炉内壁からの迷光雑音の影響を受けずに非
接触で簡便かつ正確に行う事が可能になる。
偏光，測定角度のうち少なくとも１以上の測定条件をか
えて被測定表面からの分光放射輝度を検出して２つの電
気信号に変換するための分光放射輝度検出器と、炉壁温
度を測定するための炉壁温度装置と、前記２つの分光放
射輝度信号及び前記炉壁温度装置により検出した炉壁温
度から次の分光放射輝度を算出し、 Ｌｘ＝εｘＬｂλｘ（Ｔ）＋（１−εｘ）Ｌｂ
λｘ（Ｔｓ） Ｌｙ＝εｙＬｂλｙ（Ｔ）＋（１
−εｙ）Ｌｂλｙ（Ｔｓ）（ただし、Ｌｂλｘ（Ｔ）は
温度Ｔ波長λｘの黒体分光放射輝度、Ｌｂλｙ（Ｔ）は
温度Ｔ波長λｙの黒体分光放射輝度、εｘ及びεｙは被
測定物体表面の分光放射率、Ｔは被測定物体表面温度、
Ｔｓは炉壁温度）予め定義している被測定物体に固有な
放射率の関係を表す式、εｙ＝ｆ（εｘ）を満たす演算
を実行する演算装置とを具備するようにしたので、加熱
炉内において搬送されかつ放射率の変化する被測定物体
の温度測定を炉内壁からの迷光雑音の影響を受けずに非
接触で簡便かつ正確に行う事が可能になる。
【００５６】請求項２の炉内温度計においては、分光放
射輝度検出器の集光面及び炉壁温度測定装置の測定点と
が、前記分光放射輝度検出器の被測定物体上の測定視野
の中心に立てた法線に対し光学的対象でかつ前記法線と
分光放射輝度検出器の測定方向の成す角度が４５°〜７
０°の範囲内に設置されるようにしたので、Ｓ／Ｎ比の
悪化の防止及び、迷光雑音輝度の算定が不正確になるの
を防止することができる。
射輝度検出器の集光面及び炉壁温度測定装置の測定点と
が、前記分光放射輝度検出器の被測定物体上の測定視野
の中心に立てた法線に対し光学的対象でかつ前記法線と
分光放射輝度検出器の測定方向の成す角度が４５°〜７
０°の範囲内に設置されるようにしたので、Ｓ／Ｎ比の
悪化の防止及び、迷光雑音輝度の算定が不正確になるの
を防止することができる。
【図１】本発明による炉内温度計の一実施例を示す正面
図である。
図である。
【図２】本発明の炉内温度計と従来の炉内温度計を用い
て加熱炉内のスラブ温度を測定した場合の炉壁温度変化
と測定誤差の関係を示す特性図である。
て加熱炉内のスラブ温度を測定した場合の炉壁温度変化
と測定誤差の関係を示す特性図である。
【図３】本発明による炉内温度計の他の構成図を示す正
面図である。
面図である。
１ スラブ
２ 検出器
３ 演算装置
４ 加熱炉均熱帯炉壁
５ 炉壁温度計
Claims (2)
- 【請求項１】 波長、偏光、測定角度のうち少なくと
も１以上の測定条件を変えて被測定表面からの分光放射
輝度を検出して２つの電気信号に変換するための分光放
射輝度検出器と、炉壁温度を測定するための炉壁温度装
置と、前記２つの分光放射輝度信号及び前記炉壁温度装
置により検出した炉壁温度から次の分光放射輝度を算出
し、 Ｌｘ＝εｘＬｂλｘ（Ｔ）＋（１−εｘ）Ｌｂ
λｘ（Ｔｓ） Ｌｙ＝εｙＬｂλｙ（Ｔ）＋（１
−εｙ）Ｌｂλｙ（Ｔｓ）（ただし、Ｌｂλｘ（Ｔ）は
温度Ｔ、波長λｘの黒体分光放射輝度、Ｌｂλｙ（Ｔ）
は温度Ｔ、波長λｘの黒体分光放射輝度、εｘ及びεｙ
は被測定物体表面の分光放射率、Ｔは被測定物体表面温
度、Ｔｓは炉壁温度）予め定義している被測定物体に固
有な放射率の関係を表す式、εｙ＝ｆ（εｘ）を満たす
演算を実行する演算装置とを具備することを特徴とする
炉内温度計。 - 【請求項２】 前記分光放射輝度検出器の集光面及び
炉壁温度測定装置の測定点とが、前記分光放射輝度検出
器の被測定物体上の測定視野の中心に立てた法線に対し
光学的対象でかつ前記法線と分光放射輝度検出器の測定
方向の成す角度が４５°〜７０°の範囲内に配置される
ことを特徴とする請求項１記載の炉内温度計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3174668A JPH04370722A (ja) | 1991-06-20 | 1991-06-20 | 炉内温度計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3174668A JPH04370722A (ja) | 1991-06-20 | 1991-06-20 | 炉内温度計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04370722A true JPH04370722A (ja) | 1992-12-24 |
Family
ID=15982612
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3174668A Withdrawn JPH04370722A (ja) | 1991-06-20 | 1991-06-20 | 炉内温度計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04370722A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012177649A1 (en) * | 2011-06-21 | 2012-12-27 | Advanced Energy Industries, Inc. | Compensation of stray light interference in substrate temperature measurement |
| US9459220B2 (en) | 2011-08-26 | 2016-10-04 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Alloyed position determining method, alloyed position determining apparatus, and recording medium |
-
1991
- 1991-06-20 JP JP3174668A patent/JPH04370722A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012177649A1 (en) * | 2011-06-21 | 2012-12-27 | Advanced Energy Industries, Inc. | Compensation of stray light interference in substrate temperature measurement |
| US20120327970A1 (en) * | 2011-06-21 | 2012-12-27 | Advanced Energy Industries, Inc. | Compensation of Stray Light Interference in Substrate Temperature Measurement |
| US8506161B2 (en) | 2011-06-21 | 2013-08-13 | Advanced Energy Industries, Inc. | Compensation of stray light interference in substrate temperature measurement |
| US9459220B2 (en) | 2011-08-26 | 2016-10-04 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Alloyed position determining method, alloyed position determining apparatus, and recording medium |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980903 |