JPH0511252B2

JPH0511252B2 -

Info

Publication number: JPH0511252B2
Application number: JP59232131A
Authority: JP
Inventors: Isao Hishikari; Toshihiko Ide
Original assignee: Chino Corp
Current assignee: Chino Corp
Priority date: 1984-11-02
Filing date: 1984-11-02
Publication date: 1993-02-15
Also published as: JPS61110018A

Description

【発明の詳細な説明】 (1) 発明の分野この発明は、走査形放射温度計を用いた鋼板等
の放射率および温度の測定装置に関するものであ
る。

(2) 従来技術出願人は、たとえば特開昭57−161521号公報に
あるように、比較熱板と測定物体との距離を変化
させたときの放射検出器の出力変化から測定物体
の放射率を求める方法を提案している。

しかしながら、この方法では、比較熱板を駆動
する装置が大型なものとなり、また、一点測定の
ため測定物体の広い範囲での放射率、温度パター
ンの測定が困難である等の問題点を生じている。

(3) 発明の目的この発明の目的は、以上の点に鑑み、より簡便
に、測定物体の広い範囲での放射率、温度の測定
を可能とした物体の放射率および温度の測定装置
を提供することである。

(4) 発明の概要この発明は、走査形放射温度計に放射源からの
異つた開口を介して２つの放射エネルギーが入射
したときとしないときのそれぞれの検出値の差の
比である寄与率の比と寄与率の差とが所定の関係
にあることに基いて測定物体の放射率を求め、こ
の放射率から測定物体の温度を測定するようにし
た物体の放射率および温度の測定装置である。

(5) 発明の実施例第１図は、この発明の一実施例を示す構成説明
図である。

図において、１は、紙面に対して垂直に走行す
る鋼板のような測定物体、２は、測定物体の幅方
向を垂直に走査して測定物体１からの放射エネル
ギーを検出するCCDまたは走査鏡等を用いた走
査形放射温度計、３１，３２は、走査形放射温度
計２の走査線上の両側に位置し走査形放射温度計
２の走査領域の測定物体１に放射エネルギーを放
射し測定物体１を反射した放射エネルギーが走査
形放射温度計２に入射するよう設けられた放射
源、４は、走査形放射温度計２、放射源３１，３
２を支持し、異つた大きさの開口４１，４２から
放射源３１，３２の放射エネルギーを測定物体１
に放射する背景放射板（壁）、５は、背景放射板
４の温度を検出する温度検出器、６は、走査形放
射温度計２の出力信号、放射源３１，３２、温度
検出器５の出力信号が供給され、所定の演算処理
を行うアナログ回路、マイクロコンピユータ、パ
ーソナルコンピユータ等の演算手段である。

測定物体１の温度をＴ、放射率をε、放射源３
１，３２の温度をTr、放射率をεr、背景放射板
４の温度をTa、走査形放射温度計２の出力信号
をEi、黒体相当の放射エネルギーをＥ(T)とする。

走査形放射温度計２が、測定物体１を走査する
と、第２図で示すように、放射源３１，３２から
の放射エネルギーが入射したときに高い出力信号
E₁，E₂が得られ、入射しないときに低い出力信
号E₀が得られ、次式が成り立つ。

E₀＝εE(T)＋（１−ε）Ｅ（Ta） …(1) E₁＝εE(T)＋F₁（１−ε）εrE（Tr）＋（１−F₁）
（１−ε）Ｅ（Ta） …(2) E₂＝εE(T)＋F₂（１−ε）εrE（Tr）＋（１−F₂）
（１−ε）Ｅ（Ta） …(3) ここで、F₁，F₂は、放射源３１，３２からの
放射エネルギーが測定物体１を反射して、走査形
放射温度計に入射する寄与率で、たとえばF₁＞
F₂である。

つまり、(1)式右辺第１項は測定物体１自体から
の放射エネルギー、第２項は背景放射板４からの
放射エネルギー、(2)、(3)式右辺第２項は放射源３
１，３２からの寄与分、第３項は背景放射板４か
らの寄与分である。

(2)式から(1)式を減算し、(3)式から(1)式を減算す
ると次式が得られる。

E₁−E₀＝F₁（１−ε）εrE（Tr）−F₁（１−ε）
Ｅ（Ta） E₂−E₀＝F₂（１−ε）εrE（Tr）−F₂（１−ε）
Ｅ（Ta）その比Ｒをとると次式が得られる。

Ｒ＝F₁／F₂ …(4) また、(2)、(3)式を辺々差し引くと次式が得られ
る。

E₁−E₂＝（F₁−F₂）（１−ε）｛εrE（Tr）−Ｅ
（Ta）｝これより、放射率εは、次式となる。

ε＝１−（E₁−E₂）／［（F₁−F₂）・｛εrE（Tr）
−Ｅ（Ta）｝］ …(5) ここで、Ｄ＝F₁−F₂とＲ＝F₁／F₂との関係は、
第３図で示すようにＤ＝ｆ(R)で、所定の関数関係
にあることが実験的に見い出された。つまり、Ｒ
からＤを求めることができ、(5)式の右辺のその他
の値は測定等により求まるので、放射率εを求め
ることができる。

そして、(1)式よりＥ(T)＝｛E₀−（１−ε）Ｅ（Ta）｝／ε…(6) であるから、この(6)式に、(5)式より求めた放射率
ε等を代入して、測定物体１の真温度が求まる。

つまり、測定前、あらかじめ第３図で示すよう
な測定により求めたＤ＝F₁−F₂とＲ＝F₁／F₂と
の関数関係Ｄ＝ｆ(R)、放射源３１，３２の放射率
εr等を演算手段６に記憶する。

次に、測定時、走査形放射温度計２は、測定物
体１を走査し、各測定位置Xiに対応した出力信
号Eiを演算手段６に供給する。このとき、放射源
３１，３２の測定物体１を反射したときの出力信
号をE₁，E₂、それ以外での出力信号をE₀とする。
また、放射源３１，３２の温度信号Tr、背景放
射板４の温度信号Taを検出する温度検出器５の
出力信号も演算手段６に供給される。

演算手段は、(1)、(2)、(3)式に対応した信号E₀，
E₁，E₂より(4)式の比Ｒを求め、これによりＤを
求め、また、信号Tr，TaよりＥ（Tr）、Ｅ（Ta）
を演算し、(5)式の右辺の演算を行つて放射率εを
求める。また、この放射率εを用いて(6)式の演算
を行つて測定物体１の温度Ｔを求めることができ
る。

このようにして、放射源３１，３２の寄与率か
ら測定物体１の放射率εを求め、各点の温度Ｔを
求めることができる。あらかじめ放射率εを求め
た後は、放射源３１，３２の開口にシヤツタを
し、連続測定を行つてもよい。

第４図は、他の実施例を示し、第１図と同一符
号は同一構成要素を示す。この例では、１個の放
射源３は、測定物体１の法線に対して走査形放射
温度計２と所定の角度をもたせて設けられてお
り、背景放射板４は、異なる大きさの開口４１，
４２を介して１個の放射源３の放射エネルギーを
測定物体１に放射している。

(6) 発明の効果あらかじめ、寄与率の差が寄与率の比と所定の
関係にあることを利用し、走査形放射温度計を用
いて放射率、温度を測定するようにしているの
で、簡単な構成で、測定物体の広い範囲について
の放射率補正された正しい温度分布を測定するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第４図は、この発明の一実施例を示す
構成説明図、第２図は、動作説明用波形図、第３
図は寄与率の差と比の関係図である。１……測定物体、２……走査形放射温度計、
３，３１，３２……放射源、４……背景放射板、
５……温度検出器、６……演算手段。

Claims

【特許請求の範囲】

１測定物体に走査して測定物体からの放射エネ
ルギーを検出する走査形放射温度計と、この走査
形放射温度計の走査領域内の測定物体に異なつた
大きさの開口を介して放射エネルギーを放射する
第１、第２の放射源と、走査形放射温度計に第
１、第２の放射源からの放射エネルギーが測定物
体を反射して各々寄与率F1，F2で入射したとき
の第１、２の検出値E1，E2、および第１、第２
の放射源からの放射エネルギーが測定物体から入
射しないときの検出値E0のそれぞれの差の比Ｒ
＝（E1−E0）／（E2−E0）＝F1／F2を求め、こ
の寄与率の比Ｒ＝F1／F2と寄与率の差Ｄ＝（F1
−F2）とのあらかじめ実験的に求めた関係に基
いて寄与率の差Ｄを求め、この寄与率の差Ｄを用
いて測定物体の放射率を求め、この放射率から測
定物体の温度を求める演算手段とを備えたことを
特徴とする物体の放射率および温度の測定装置。