JPH0462009B2 - - Google Patents
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- JPH0462009B2 JPH0462009B2 JP1989284A JP1989284A JPH0462009B2 JP H0462009 B2 JPH0462009 B2 JP H0462009B2 JP 1989284 A JP1989284 A JP 1989284A JP 1989284 A JP1989284 A JP 1989284A JP H0462009 B2 JPH0462009 B2 JP H0462009B2
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- Japan
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- temperature
- colors
- emissivity
- spectral
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- Expired
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- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 33
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims description 32
- 239000003086 colorant Substances 0.000 claims description 22
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 claims 1
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/60—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using determination of colour temperature
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は放射率の測定方法に関する。一般に試
料の放射率は該試料の材質、温度、酸化状態、表
面粗さ、波長等により変化するので黒体を試料と
同温度、同状態に設け、黒体からの熱放射と試料
からの熱放射を夫々測定してその比を求めること
により求めているが、これには試料及び黒体の温
度を予め知る必要があり、また黒体を設置し同温
にしなければならないので測定が複雑になる欠点
がある。例えば試料が隔離された個所にあつて接
触式の測温を行なえない場合には放射率の測定が
特に困難で、放射率を知ることによつて得られる
試料の酸化状態、組成等を非接触式で知ることは
出来ない。
料の放射率は該試料の材質、温度、酸化状態、表
面粗さ、波長等により変化するので黒体を試料と
同温度、同状態に設け、黒体からの熱放射と試料
からの熱放射を夫々測定してその比を求めること
により求めているが、これには試料及び黒体の温
度を予め知る必要があり、また黒体を設置し同温
にしなければならないので測定が複雑になる欠点
がある。例えば試料が隔離された個所にあつて接
触式の測温を行なえない場合には放射率の測定が
特に困難で、放射率を知ることによつて得られる
試料の酸化状態、組成等を非接触式で知ることは
出来ない。
本発明はこうした欠点を解消することを目的と
したもので、試料からの熱放射を分光して４色以
上の波長の分光熱放射を測定する一方、各波長に
於ける分光熱放射率の直線近似式を仮定し、該直
線近似式に於ける前記波長のうちの３色の波長の
近似分光熱放射率と該３色に対応する前記測定の
分光熱放射とから温度を求めると共に該直線近似
式に於ける前記４色以上のうちの残りの色を含む
３色の波長の近似分光熱放射率と該残りの色を含
む３色に対応する前記測定の分光熱放射とから温
度を求め、夫々求めた温度が一致する温度を該試
料の温度とし、この温度と前記測定の波長及び分
光熱放射とから該試料の分光熱放射率を求めるこ
とを特徴とする。
したもので、試料からの熱放射を分光して４色以
上の波長の分光熱放射を測定する一方、各波長に
於ける分光熱放射率の直線近似式を仮定し、該直
線近似式に於ける前記波長のうちの３色の波長の
近似分光熱放射率と該３色に対応する前記測定の
分光熱放射とから温度を求めると共に該直線近似
式に於ける前記４色以上のうちの残りの色を含む
３色の波長の近似分光熱放射率と該残りの色を含
む３色に対応する前記測定の分光熱放射とから温
度を求め、夫々求めた温度が一致する温度を該試
料の温度とし、この温度と前記測定の波長及び分
光熱放射とから該試料の分光熱放射率を求めるこ
とを特徴とする。
本発明の実施例を第１図示のように真空容器１
内に収めた試料２の放射率を測定する場合につき
説明する。
内に収めた試料２の放射率を測定する場合につき
説明する。
同図に於て４は真空窓３を介して該試料２の熱
放射を複数の波長に分光する分光器５と、分光さ
れた分光熱放射の量を検出する検出器６と、その
検出値を演算する計算機例えばマイクロプロセツ
サ７を備えた放射温度計を示し、該分光器５に於
ては熱放射を４色もしくはそれ以上の波長に分光
し、各分光熱放射は分光数に応じた受光部を有す
る検出器６で同時に測定され、各測定値はマイク
ロプロセツサ７に於て試料２の放射率を求めるた
めの演算に供される。一般に放射温度計を使用し
て試料の放射率の測定を行なう場合黒体を併設し
てこれよりの熱放射をも測定する必要があるが、
本発明に於ては特に黒体を設けることなく試料の
放射率を正確に求めることが出来る。
放射を複数の波長に分光する分光器５と、分光さ
れた分光熱放射の量を検出する検出器６と、その
検出値を演算する計算機例えばマイクロプロセツ
サ７を備えた放射温度計を示し、該分光器５に於
ては熱放射を４色もしくはそれ以上の波長に分光
し、各分光熱放射は分光数に応じた受光部を有す
る検出器６で同時に測定され、各測定値はマイク
ロプロセツサ７に於て試料２の放射率を求めるた
めの演算に供される。一般に放射温度計を使用し
て試料の放射率の測定を行なう場合黒体を併設し
てこれよりの熱放射をも測定する必要があるが、
本発明に於ては特に黒体を設けることなく試料の
放射率を正確に求めることが出来る。
実施例に於て試料２の温度がＴ、熱放射率が
ε、熱放射がＬであるとする。このうち温度Ｔ及
び熱放射率εは未知数であり、熱放射Ｌは４色以
上の波長λ1，λ2……λoに分光され、夫々の波長に
於ける分光熱放射L1，L2……Loが放射温度計４
により測定される。
ε、熱放射がＬであるとする。このうち温度Ｔ及
び熱放射率εは未知数であり、熱放射Ｌは４色以
上の波長λ1，λ2……λoに分光され、夫々の波長に
於ける分光熱放射L1，L2……Loが放射温度計４
により測定される。
一方、各波長λ1，λ2……λoに於ける分光熱放射
率ε1，ε2……εoを黒体の熱放射等の比較対象の熱
放射を知らなければ求め得ないものであるが、あ
る曲線に沿つて変化するものであることが知られ
ており、第２図示の如く分光熱放射率ε1，ε2……
εoの各点或は各点の付近を通る分光熱放射率の直
線近似式εcを想定することが出来る。この近似式
εcは波長λの１次式で次のように表現出来る。
率ε1，ε2……εoを黒体の熱放射等の比較対象の熱
放射を知らなければ求め得ないものであるが、あ
る曲線に沿つて変化するものであることが知られ
ており、第２図示の如く分光熱放射率ε1，ε2……
εoの各点或は各点の付近を通る分光熱放射率の直
線近似式εcを想定することが出来る。この近似式
εcは波長λの１次式で次のように表現出来る。
εc＝aλ＋ｂ ……〔〕
測定された分光熱放射Loは黒体からの分光熱放
射をL* oとすれば、 Lo＝εc・L* o ＝（aλo＋ｂ）・L* o …〔〕 となる。このL* oはブランクの公式から L* o＝C1／λ5／o・１／exp（C2／λoＴ）−１…〔
〕 で表わされ、これに於てC1は1.19196×10-p〔Ｗ・
m2〕、C2は0.014388〔ｍ・Ｋ〕で表わされる常数で
ある。
射をL* oとすれば、 Lo＝εc・L* o ＝（aλo＋ｂ）・L* o …〔〕 となる。このL* oはブランクの公式から L* o＝C1／λ5／o・１／exp（C2／λoＴ）−１…〔
〕 で表わされ、これに於てC1は1.19196×10-p〔Ｗ・
m2〕、C2は0.014388〔ｍ・Ｋ〕で表わされる常数で
ある。
また〔〕式は実測により
L1＝（aλ1＋ｂ）・L* 1
L2＝（aλ2＋ｂ）・L* 2
L3＝（aλ3＋ｂ）・L* 3
L4＝（aλ4＋ｂ）・L* 4 〔〕
で与えられ、このうち３色の波長λ1，λ2，λ3に関
する前記〔〕式を用いて係数ａ，ｂを消去する
と L1／L*／1（λ3−λ2）＋L2／L*／2（λ1−λ3） ＋L3／L*／3（λ2−λ1）＝０ …〔〕 となる。これに於て黒体からの熱放射L* oは〔〕
式で与えられるので〔〕式は ｙ＝L1λ5 1〔exp（C2／λ1T）−１〕・（λ3−λ2） ＋L2λ5 2〔exp（C2／λ2T）−１〕・（λ1−λ3） ＋L3λ5 3（exp（C2／λ3T）−１〕・（λ2−λ1）
＝０ …〔〕 となり、このｙをマイクロプロセツサ７により温
度Ｔでプロツトすると第３図示のように２個の解
TA・TBを求めることが出来る。而してTA・TBの
いずれかが試料２の温度であるかを判別し得ない
のでさらに測定波長のうちの残りの色即ちλ4を含
めた３色例えばλ2，λ3，λ4の波長に関する前記
〔〕式より係数ａ，ｂを消去し、〔〕と同様の ｙ＝L2λ5 2〔exp（C2／λ2T）−１〕・（λ4−λ3） ＋L3λ5 3〔exp（C2／λ3T）−１〕・（λ2−λ4） ＋L4λ5 4（exp（C2／λ4T）−１〕・（λ3−λ2）
＝０ …〔〕 から温度Ｔでプロツトし、第４図示のような２個
の解TC，TDを求める。
する前記〔〕式を用いて係数ａ，ｂを消去する
と L1／L*／1（λ3−λ2）＋L2／L*／2（λ1−λ3） ＋L3／L*／3（λ2−λ1）＝０ …〔〕 となる。これに於て黒体からの熱放射L* oは〔〕
式で与えられるので〔〕式は ｙ＝L1λ5 1〔exp（C2／λ1T）−１〕・（λ3−λ2） ＋L2λ5 2〔exp（C2／λ2T）−１〕・（λ1−λ3） ＋L3λ5 3（exp（C2／λ3T）−１〕・（λ2−λ1）
＝０ …〔〕 となり、このｙをマイクロプロセツサ７により温
度Ｔでプロツトすると第３図示のように２個の解
TA・TBを求めることが出来る。而してTA・TBの
いずれかが試料２の温度であるかを判別し得ない
のでさらに測定波長のうちの残りの色即ちλ4を含
めた３色例えばλ2，λ3，λ4の波長に関する前記
〔〕式より係数ａ，ｂを消去し、〔〕と同様の ｙ＝L2λ5 2〔exp（C2／λ2T）−１〕・（λ4−λ3） ＋L3λ5 3〔exp（C2／λ3T）−１〕・（λ2−λ4） ＋L4λ5 4（exp（C2／λ4T）−１〕・（λ3−λ2）
＝０ …〔〕 から温度Ｔでプロツトし、第４図示のような２個
の解TC，TDを求める。
その結果TA＝TC，TB≠TDであれば、TAが試
料２の温度であることが判定できる。
料２の温度であることが判定できる。
温度Ｔで〔〕〔〕式をプロツトしても解が
なく第５図示のように極小値を有する場合がある
が、その場合のTEに於けるｙが零に近ければTE
は近似的な試料２の温度であると判断出来る。
なく第５図示のように極小値を有する場合がある
が、その場合のTEに於けるｙが零に近ければTE
は近似的な試料２の温度であると判断出来る。
さらに第６図示のように解も極小値もない場合
があるが、この場合波長λを変えて熱放射の測定
と演算を行ない温度Ｔ若しくは近似温度を求める
ことが可能である。波長λは４色以上であればよ
く、例えば６色の場合該試料２の熱放射をλ1……
λ6の波長で分光測定し、λ1……λ3と、λ4……λ6に
分けて演算することが出来る。
があるが、この場合波長λを変えて熱放射の測定
と演算を行ない温度Ｔ若しくは近似温度を求める
ことが可能である。波長λは４色以上であればよ
く、例えば６色の場合該試料２の熱放射をλ1……
λ6の波長で分光測定し、λ1……λ3と、λ4……λ6に
分けて演算することが出来る。
こうして試料２の温度Ｔが求まると実測の分光
熱放射Lo及び波長λoとから〔〕，〔〕式を用
いて各波長に於ける近似分光熱放射率ε1，……εo
を求めることが出来る。
熱放射Lo及び波長λoとから〔〕，〔〕式を用
いて各波長に於ける近似分光熱放射率ε1，……εo
を求めることが出来る。
以上のように本発明によるときは、試料の熱放
射を４色以上に分光測定し、分光熱放射率の直線
近似式と測定した分光熱放射とから３色ずつを適
用して試料の温度を求め、この温度と実測の分光
熱放射及び波長とから近似分光熱放射率を求める
ので黒体等の比較対象を特に設置する必要がな
く、簡単に放射率を測定出来、非接触式で試料の
放射率を知ることが出来る等の効果がある。
射を４色以上に分光測定し、分光熱放射率の直線
近似式と測定した分光熱放射とから３色ずつを適
用して試料の温度を求め、この温度と実測の分光
熱放射及び波長とから近似分光熱放射率を求める
ので黒体等の比較対象を特に設置する必要がな
く、簡単に放射率を測定出来、非接触式で試料の
放射率を知ることが出来る等の効果がある。
第１図は本発明の測定方法の１例の線図、第２
図は分光熱放射率と直線近似式との関係を示す線
図、第３図乃至第６図は温度Ｔでプロツトして得
られるｙの曲線図である。
図は分光熱放射率と直線近似式との関係を示す線
図、第３図乃至第６図は温度Ｔでプロツトして得
られるｙの曲線図である。
Claims (1)
- １ 試料からの熱放射を分光して４色以上の波長
の分光熱放射を測定する一方、各波長に於ける分
光熱放射率の直線近似式を仮定し、該直線近似式
に於ける前記波長のうちの３色の波長の近似分光
熱放射率と該３色に対応する前記測定の分光熱放
射とから温度を求めると共に該直線近似式に於け
る前記４色以上の波長のうちの残りの色を含む３
色の波長の近似分光熱放射率と該残りの色を含む
３色に対応する前記測定の分光熱放射とから温度
を求め、夫々求めた温度が一致する温度を該試料
の温度とし、この温度と前記測定の波長及び分光
熱放射とから該試料の分光熱放射率を求めること
を特徴とする放射率測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1989284A JPS60165524A (ja) | 1984-02-08 | 1984-02-08 | 放射率測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1989284A JPS60165524A (ja) | 1984-02-08 | 1984-02-08 | 放射率測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60165524A JPS60165524A (ja) | 1985-08-28 |
| JPH0462009B2 true JPH0462009B2 (ja) | 1992-10-02 |
Family
ID=12011842
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1989284A Granted JPS60165524A (ja) | 1984-02-08 | 1984-02-08 | 放射率測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60165524A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4881823A (en) * | 1988-03-29 | 1989-11-21 | Purdue Research Foundation | Radiation thermometry |
| US10132688B2 (en) * | 2010-12-17 | 2018-11-20 | General Electric Company | System and method for detecting spall within a turbine engine |
-
1984
- 1984-02-08 JP JP1989284A patent/JPS60165524A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60165524A (ja) | 1985-08-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |