JPH0514852B2 - - Google Patents
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- JPH0514852B2 JPH0514852B2 JP59202818A JP20281884A JPH0514852B2 JP H0514852 B2 JPH0514852 B2 JP H0514852B2 JP 59202818 A JP59202818 A JP 59202818A JP 20281884 A JP20281884 A JP 20281884A JP H0514852 B2 JPH0514852 B2 JP H0514852B2
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- temperature
- measurement object
- radiation
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- 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
- G01J5/0022—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry for sensing the radiation of moving bodies
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- G—PHYSICS
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- G01J5/06—Arrangements for eliminating effects of disturbing radiation; Arrangements for compensating changes in sensitivity
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- G01J5/08—Optical arrangements
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- G01J5/08—Optical arrangements
- G01J5/0896—Optical arrangements using a light source, e.g. for illuminating a surface
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- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
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- G—PHYSICS
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- 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
- G01J5/80—Calibration
- G01J5/802—Calibration by correcting for emissivity
-
- 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
- G01J2005/0074—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry having separate detection of emissivity
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
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。
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。
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が生じている。
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が生じている。
(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。
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測定物体を反
射した放射源からの放射エネルギーが入射したと
きと入射しないときの検出値の差と放射源温度に
関連する値との比である補正係数が測定物体の放
射率と所定の関係にあることに基いて放射率を求
め、この放射率から温度を求めるようにした物体
の放射率および温度の測定装置である。
射した放射源からの放射エネルギーが入射したと
きと入射しないときの検出値の差と放射源温度に
関連する値との比である補正係数が測定物体の放
射率と所定の関係にあることに基いて放射率を求
め、この放射率から温度を求めるようにした物体
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１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、放射源３１，３２の放射エネルギー
を放射する開口、走査形放射温度計２の放射エネ
ルギーを受光する開口を有する背景放射板（壁）、
５は、背景放射板４の温度を検出する熱電対、測
温抵抗体のような温度検出器、６は、走査形放射
温度計２、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い温度信
号を得るマイクロコンピユータ、パーソナルコン
ピユータ、あるいはアナログ回路を利用した演算
手段である。
る鋼板のような測定物体、２は、測定物体１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、放射源３１，３２の放射エネルギー
を放射する開口、走査形放射温度計２の放射エネ
ルギーを受光する開口を有する背景放射板（壁）、
５は、背景放射板４の温度を検出する熱電対、測
温抵抗体のような温度検出器、６は、走査形放射
温度計２、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い温度信
号を得るマイクロコンピユータ、パーソナルコン
ピユータ、あるいはアナログ回路を利用した演算
手段である。
なお、走査形放射温度計２は、以下、１軸（−
次元）走査形のものについて説明するが、面走査
形についてでも同様で、放射源３１，３２は、１
個でもよく、また背景放射板４は、通常の壁面で
もよい。
次元）走査形のものについて説明するが、面走査
形についてでも同様で、放射源３１，３２は、１
個でもよく、また背景放射板４は、通常の壁面で
もよい。
測定物体１の温度をＴ、放射率をε、反射率を
ρ、放射源３１，３２の温度をTr、放射率をεr、
背景放射板４の温度をTw、走査形放射温度計２
の出力信号をＥ(S)、温度Ｔの黒体の放射エネルギ
ーをＥ(T)とする。
ρ、放射源３１，３２の温度をTr、放射率をεr、
背景放射板４の温度をTw、走査形放射温度計２
の出力信号をＥ(S)、温度Ｔの黒体の放射エネルギ
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図のように、放射源３１，３２からの放射
エネルギーが入射したときに、高い出力信号が得
られる。
と第２図のように、放射源３１，３２からの放射
エネルギーが入射したときに、高い出力信号が得
られる。
放射源３１，３２からの放射エネルギーが走査
形放射温度計２に入射したときの出力信号をＥ
（S1）、入射しないときの出力信号をＥ（S2）とす
ると次式が成り立つ。
形放射温度計２に入射したときの出力信号をＥ
（S1）、入射しないときの出力信号をＥ（S2）とす
ると次式が成り立つ。
Ｅ（S1）＝εE(T)＋αρεrE（Tr）
＋βρE（Tw） ……(1)
Ｅ（S2）＝εE(T)＋ρE（Tw）
＝εE(T)＋αρE（Tw）
＋βρE（Tw） ……(2)
ここで、αは放射源３１，３２からの放射エネ
ルギーが測定物体１で反射され走査形放射温度計
２に入射する割合、βは背景放射板４からの放射
エネルギーが測定物体１で反射され走査形放射温
度計２に入射する割合でα＋β＝１である。
ルギーが測定物体１で反射され走査形放射温度計
２に入射する割合、βは背景放射板４からの放射
エネルギーが測定物体１で反射され走査形放射温
度計２に入射する割合でα＋β＝１である。
つまり、走査形放射温度計２が放射源３１，３
２を見たときの(1)式の右辺第１項は測定物体１自
体からの放射エネルギー、第２項は放射源３１，
３２からの放射エネルギー、第３項は背景放射板
４からの放射エネルギーの寄与分で、走査形放射
温度計２が放射源３１，３２を見ないときの(2)式
の右辺では放射源３１，３２の影響はなく、背景
放射板４からの寄与分のみとなつている。
２を見たときの(1)式の右辺第１項は測定物体１自
体からの放射エネルギー、第２項は放射源３１，
３２からの放射エネルギー、第３項は背景放射板
４からの放射エネルギーの寄与分で、走査形放射
温度計２が放射源３１，３２を見ないときの(2)式
の右辺では放射源３１，３２の影響はなく、背景
放射板４からの寄与分のみとなつている。
(1)、(2)式は辺々差し引くと次式となる。
Ｅ（S1）−Ｅ（S2）
＝αρ｛εrE（Tr）−Ｅ（Tw）｝
αρ＝［Ｅ（S1）−Ｅ（S2）］
／［εrE（Tr）−Ｅ（Tw）］ ……(3)
ここで左辺をｋとおき、この左辺ｋの値はその
右辺から測定で求めることができるものである。
右辺から測定で求めることができるものである。
一方、ｋ＝αρと放射率εとの関係は、次式で
示すように１次の関係式にあることが実験により
見い出された。
示すように１次の関係式にあることが実験により
見い出された。
ε＝Ａ−Bk＝Ａ−Ｂ（αρ） ……(4)
この関係を図示すると、第３図で示すように、
物体M1，M2の種別等により異なつた直線とな
る。係数Ａ（A1，A2，……）、Ｂ（B1，B2，……）
は測定物体の種別ごとにあらかじめ実験で求めて
おく。
物体M1，M2の種別等により異なつた直線とな
る。係数Ａ（A1，A2，……）、Ｂ（B1，B2，……）
は測定物体の種別ごとにあらかじめ実験で求めて
おく。
そこで、ε＋ρ＝１であることから、(2)式より
Ｅ(T)＝Ｅ（S2）−（１−ε）Ｅ（Tw）／ε ……(5)
となり、この(5)式に(4)式から求めた放射率εを代
入し、測定物体１の真温度Ｔが求まる。
入し、測定物体１の真温度Ｔが求まる。
なお、以上の式で、背景放射板４の温度Twが
十分小さければ、Twは省略できる。
十分小さければ、Twは省略できる。
つまり、測定前に、演算手段６に含まれる記憶
手段に、放射源３１，３２の放射率εr、測定物体
１の種別に対応した係数A1，A2，……、B1，
B2，……をあらかじめ記憶させておき、測定物
体１の種別に従つて選択して読み出すことができ
るようにしておく。
手段に、放射源３１，３２の放射率εr、測定物体
１の種別に対応した係数A1，A2，……、B1，
B2，……をあらかじめ記憶させておき、測定物
体１の種別に従つて選択して読み出すことができ
るようにしておく。
測定時、走査形放射温度計２は、測定物体１を
走査し、各々走査位置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、たとえば、
E2，E5を走査位置X2，X5で放射源３１，３２を
走査したときの出力信号、E1，E3，E4，E6を放
射源３１，３２の放射エネルギーが測定物体１で
反射される位置X2，X5の両側の位置からの出力
信号とする。また、放射源３１，３２の温度信号
Tr、背景放射板４の温度Tw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。
走査し、各々走査位置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、たとえば、
E2，E5を走査位置X2，X5で放射源３１，３２を
走査したときの出力信号、E1，E3，E4，E6を放
射源３１，３２の放射エネルギーが測定物体１で
反射される位置X2，X5の両側の位置からの出力
信号とする。また、放射源３１，３２の温度信号
Tr、背景放射板４の温度Tw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６は、
E2−E1＋E3／２、E5−E4＋E6／２のよな演算を行つて
(3)式の分子とし、Tr，Twを演算してＥ（Tr），
Ｅ（Tw）とし、εrを利用してεrE（Tr）−Ｅ（Tw）
の演算を行い(3)式の分母とし、(3)式からαρ＝ｋ
を求め、この２つのｋとＡ，Ｂの値を用いて、(4)
式から２つの放射率εを求める。この２つの放射
率εの平均値を測定物体の放射率とし、各点Xi
の放射エネルギー検出信号Eiとともに(5)式に代入
し、各点の温度Ｔを求め、演算手段６の出力とす
ることができる。
Ｅ（Tw）とし、εrを利用してεrE（Tr）−Ｅ（Tw）
の演算を行い(3)式の分母とし、(3)式からαρ＝ｋ
を求め、この２つのｋとＡ，Ｂの値を用いて、(4)
式から２つの放射率εを求める。この２つの放射
率εの平均値を測定物体の放射率とし、各点Xi
の放射エネルギー検出信号Eiとともに(5)式に代入
し、各点の温度Ｔを求め、演算手段６の出力とす
ることができる。
このように、放射源３１，３２を利用して、測
定物体１の放射率εを求め、各点の温度を求める
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
続測定を行うようにしてもよい。
定物体１の放射率εを求め、各点の温度を求める
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
続測定を行うようにしてもよい。
第４図は、他の実施例をしめし、第１図と同一
符号は同一構成要素を示す。この例では、３個の
放射源３１，３２，３３は、測定物体１の法線に
対して走査形放射温度計２と互いに所定の角度を
もたせて設けられており、温度調節計７１，７
２，７３により所定の温度Trとなるように制御
されている。また、演算手段６の出力は、CRT
デイスプレイ７４、アナログ記録計７５に表示、
記録されるようになつている。また、放射率ε
は、放射源３１，３２，３３の平均値ではなく、
測定物体１の走行方向に沿つて３ゾーンに分割
し、ゾーン毎の放射率としてもよい。
符号は同一構成要素を示す。この例では、３個の
放射源３１，３２，３３は、測定物体１の法線に
対して走査形放射温度計２と互いに所定の角度を
もたせて設けられており、温度調節計７１，７
２，７３により所定の温度Trとなるように制御
されている。また、演算手段６の出力は、CRT
デイスプレイ７４、アナログ記録計７５に表示、
記録されるようになつている。また、放射率ε
は、放射源３１，３２，３３の平均値ではなく、
測定物体１の走行方向に沿つて３ゾーンに分割
し、ゾーン毎の放射率としてもよい。
第５図は、他の実施例を示し、第１図、第４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３１を、平行移動あるいは首振り走
査して、放射エネルギーを走査形放射温度計２の
走査線ｌ上に沿つて放射する構成とし、ほぼ同一
点について放射源３１からの放射エネルギーが入
射したときとしないときの走査形放射温度計２の
検出値に基いて走査線ｌ上の各点毎の放射率εを
求め、この各点毎の放射率εから各点毎の温度Ｔ
の連続値が得られる。これらの演算は、記憶手段
を持つ演算手段６により行われる。このことによ
り、測定物体１の放射率の分布、変動に対しても
正確な温度測定ができる。
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３１を、平行移動あるいは首振り走
査して、放射エネルギーを走査形放射温度計２の
走査線ｌ上に沿つて放射する構成とし、ほぼ同一
点について放射源３１からの放射エネルギーが入
射したときとしないときの走査形放射温度計２の
検出値に基いて走査線ｌ上の各点毎の放射率εを
求め、この各点毎の放射率εから各点毎の温度Ｔ
の連続値が得られる。これらの演算は、記憶手段
を持つ演算手段６により行われる。このことによ
り、測定物体１の放射率の分布、変動に対しても
正確な温度測定ができる。
なお、走査形放射温度計２が面（二次元）走査
タイプの場合、その走査領域内に放射エネルギー
を放射する少くとも１個の放射源３１、または、
その走査領域内に放射エネルギーを放射して走査
する放射源３１を用いて、同様の演算で、放射
率、温度分布が得られる。
タイプの場合、その走査領域内に放射エネルギー
を放射する少くとも１個の放射源３１、または、
その走査領域内に放射エネルギーを放射して走査
する放射源３１を用いて、同様の演算で、放射
率、温度分布が得られる。
(6) 発明の効果
あらかじめ、放射率と補正係数とが所定の関係
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
の放射率補正がされた正しい温度分布を測定する
ことができる。また、関係式の補正係数を変える
ことにより種々の物体に対応でき、複数の放射源
や放射源を走査することにより、より、正確で、
連続的な放射率、温度分布を測定できる。
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
の放射率補正がされた正しい温度分布を測定する
ことができる。また、関係式の補正係数を変える
ことにより種々の物体に対応でき、複数の放射源
や放射源を走査することにより、より、正確で、
連続的な放射率、温度分布を測定できる。
第１図，第４図，第５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、放射率と補正係数の関係図であ
る。 １……測定物体、２……走査形放射温度計、３
１，３２，３３……放射源、４……背景放射板、
５……温度検出器、６……演算手段。
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、放射率と補正係数の関係図であ
る。 １……測定物体、２……走査形放射温度計、３
１，３２，３３……放射源、４……背景放射板、
５……温度検出器、６……演算手段。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 測定物体を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放射エネ
ルギーを放射する少くとも１個の放射率εr、温度
Trの放射源と、背景放射板．温度Twを検出する
温度検出器とを備えるとともに、前記走査形放射
温度計に前記測定物体で反射した前記放射源から
の放射エネルギーが入射したときと入射しないと
きの２つの検出値の差Ｅ（S1）−Ｅ（S2）と温度検
出器などから求めた放射源および背景放射板が放
射する２つの放射エネルギーに関連する値の差
εrE（Tr）−Ｅ（Tw）との比である補正係数ｋを
求め、この補正係数ｋと測定物体の放射率εとが
あらかじめ実験で求めた１次の関係ε＝Ａ−Bk
（Ａ、Ｂは定数）にあることに基いて放射率εを
求め、この放射率εから測定物体の温度Ｔ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。 ２ 前記放射率と補正係数との１次の関係式の係
数を測定物体の種別毎に少くとも１組記憶し選択
して演算する演算手段を備えたことを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の物体の放射率および
温度の測定装置。 ３ 前記放射源からの放射エネルギーが測定物体
で反射して走査形放射温度計に入射したときの検
出値と放射源からの放射エネルギーが測定物体で
反射するその反射位置近くからの放射エネルギー
の検出値との差を用いて放射率の演算を行うよう
にしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項ま
たは第２項記載の物体の放射率および温度の測定
装置。 ４ 前記測定物体を垂直に走査する前記走査形放
射温度計の走査線上、または、前記測定物体の法
線に対して走査形放射温度計と互いに所定の角度
をもたせて放射源を設けたことを特徴とする特許
請求の範囲第１項から第３項のいずれかに記載の
物体の放射率および温度の測定装置。 ５ 前記測定物体に放射エネルギーを放射する複
数の前記放射源、または測定物体に放射エネルギ
ーを走査して放射する放射源を用いたことを特徴
とする特許請求の範囲第１項から第４項のいずれ
かに記載の物体の放射率および温度の測定装置。 ６ 前記放射源が放射エネルギーを放射する開口
を有する背景放射板を備えたことを特徴とする特
許請求の範囲第１項から第５項のいずれかに記載
の物体の放射率および温度の測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59202818A JPS6179123A (ja) | 1984-09-27 | 1984-09-27 | 物体の放射率および温度の測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59202818A JPS6179123A (ja) | 1984-09-27 | 1984-09-27 | 物体の放射率および温度の測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6179123A JPS6179123A (ja) | 1986-04-22 |
| JPH0514852B2 true JPH0514852B2 (ja) | 1993-02-26 |
Family
ID=16463705
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59202818A Granted JPS6179123A (ja) | 1984-09-27 | 1984-09-27 | 物体の放射率および温度の測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6179123A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0605055B1 (en) * | 1992-12-29 | 1997-08-06 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Pyrometer including an emissivity meter |
| JP4552735B2 (ja) * | 2005-04-06 | 2010-09-29 | パナソニック株式会社 | 加熱調理器 |
| JP7396328B2 (ja) * | 2021-05-14 | 2023-12-12 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 亜鉛系溶融めっき鋼板の温度測定方法、温度測定装置、及び製造方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5876127U (ja) * | 1981-11-19 | 1983-05-23 | 株式会社チノ− | 加熱炉内物体の測温装置 |
| JPS6060B2 (ja) * | 1982-06-16 | 1985-01-05 | フランスベッド株式会社 | 便器付ベツド装置 |
-
1984
- 1984-09-27 JP JP59202818A patent/JPS6179123A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6179123A (ja) | 1986-04-22 |
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