JPH05203497A - 鋼板の温度測定方法 - Google Patents

鋼板の温度測定方法

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JPH05203497A
JPH05203497A JP4014101A JP1410192A JPH05203497A JP H05203497 A JPH05203497 A JP H05203497A JP 4014101 A JP4014101 A JP 4014101A JP 1410192 A JP1410192 A JP 1410192A JP H05203497 A JPH05203497 A JP H05203497A
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JP
Japan
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temperature
measured
steel plate
plate
emissivity
Prior art date
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Pending
Application number
JP4014101A
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English (en)
Inventor
Kenji Yamauchi
賢志 山内
Akiyoshi Honda
昭芳 本田
Takeo Yamada
健夫 山田
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Publication date
Application filed by NKK Corp, Nippon Kokan Ltd filed Critical NKK Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】反射板の放射率の経時変化にに影響されず、測
定すべき鋼板の放射率および温度の測定が高精度に行う
ことができる温度測定方法を提供することにある。 【構成】被測定鋼板1に対向して、反射率が既知で、か
つ温度を一定に保つことができるように構成した反射板
2を前記被測定鋼板1に対して傾斜して設置し、前記反
射板2の温度を温度計4で直接測定し、また前記反射板
2と前記被測定鋼板1の間を多重反射する第1の放射エ
ネルギーおよび前記被測定鋼板1から放射される第2の
放射エネルギーをそれぞれ放射温度計3により測定し、
前記温度計4からの温度測定値と前記放射温度計3から
の第1および第2の放射エネルギー、ならびに、多重反
射回数を含んだ所定の関係式に基づいて前記被測定鋼板
1の反射率および温度を測定する鋼板の温度測定方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば合金化溶融亜鉛
メッキ処理ラインに使用され、非接触にて鋼板の温度を
測定する温度測定方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に鋼板の表面温度を非接触で測定す
るには、放射温度計が用いられている。放射温度計は、
測定対象物から放射される放射エネルギーを温度に換算
するものである。この換算に当たっては、放射率を正し
く設定する必要があり、このため、放射温度計により鋼
板の温度を測定する場合には、鋼板の表面温度の放射率
を求めることがきわめて重要である。
【0003】従来、放射率を考慮した鋼板の温度測定方
法として以下に述べる方法が公知(特開昭59ー873
29号公報)である。この方法は、測定対象物である鋼
板と対向して反射率r2が既知の反射板を角度αだけ傾
斜して設置して、反射板と鋼板との間を多重反射する放
射エネルギーEおよび鋼板から放射されるエネルギーE
1 を放射温度計によって測定し、これらの間には次の
(1)式が成立することから、この(1)式に基づいて
鋼板の反射率および温度を求める方法である。 E=ε1×{[1−(r1・r2)]N1÷[1−(r1・r2)]} ×Eb(T1)+ε2×r1×{[1−(r1・r2)]N2 ÷[1−(r1・r2)]}×Eb(T2) ……(1) 但し、ε1:鋼板の放射率 r1:鋼板の反射率(キルヒホッフの法則よりr1=1
−ε1) ε2:反射板の放射率 r2:反射板の反射率(キルヒホッフの法則よりr2=
1−ε2) T1:鋼板の温度 T2:反射板の温度 Eb(T):温度Tの黒体放射エネルギー N :多重反射光の鋼板表面での反射回数(幾何学的に求
められる) (1)式中の右辺の第1項のε1×Eb(T1)は、鋼
板からの放射光エネルギーであり、放射温度計によって
測定される。従って、(1)式中の未知数は、鋼板の反
射率r1のみとなり、このr1は0<r1<1であるた
め、はさみうち法によって求めることができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】以上述べた公知の鋼板
の温度測定方法では、反射板の反射率を正確に把握して
おくことが必要で、反射板の放射率が正しくない場合、
大きな測温誤差を生じてしまう。この反射板の放射率の
設定誤差による鋼板の測温誤差への影響が大きい。
【0005】図5のbは、これを説明するための図であ
り、従来の多重反射式温度計により、下記の条件でシミ
ュレーションを行ったときの結果を示す図である。シミ
ュレーション条件は、反射板の放射率εが0.1〜0.
9、反射板の温度が100°C、鋼板の放射率が0.
1、鋼板温度が500°C、反射回数N が11回であ
る。この横軸は反射板放射率設定誤差(=設定値−真
値)であり、縦軸は測温誤差°C(=測定値−真値)で
ある。この図から明らかなように、反射板の放射率εを
経時変化に対応して正確に測定することができれば、鋼
板の温度を測定することができる。
【0006】しかしながら、実際には反射板の放射率ε
を経時変化に対応して正確に測定することは難しく、ま
た、粉塵や表面の酸化等の影響で反射率が変動したり、
さらには、温度によっても鋼板および反射板の反射率は
変化するため、実際のプロセスラインへの適用ができな
かった。
【0007】そこで、本発明は反射板の放射率の経時変
化に影響されず、測定すべき鋼板の放射率および温度の
測定が高精度に行うことができる鋼板の温度測定方法を
提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、被測定鋼板に対向して、反射率が既知で、か
つ温度を一定に保つことができるように構成した反射板
を前記被測定鋼板に対して傾斜して設置し、前記反射板
の温度を温度計で直接測定し、また前記反射板と前記被
測定鋼板の間を多重反射する第1の放射エネルギーおよ
び前記被測定鋼板から放射される第2の放射エネルギー
をそれぞれ放射温度計により測定し、前記温度計からの
温度測定値と前記放射温度計からの第1および第2の放
射エネルギー、ならびに、多重反射回数を含んだ所定の
関係式に基づいて前記被測定鋼板の反射率および温度を
測定する鋼板の温度測定方法である。
【0009】
【作用】本発明方法によれば、反射板の放射率の経時変
化に影響されず、測定すべき鋼板の放射率および温度の
測定が高精度に行うことができる。
【0010】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図1は、本発明方法を説明するための概念
図である。図中1は温度を測定すべき被測定鋼板(スト
リップ)、2は鋼板1に対して角度αだけ傾斜して設置
されした反射板であり、これには図示しないが反射板2
の温度を所望の値に保つための温度制御装置が設けられ
ている。3は鋼板1と反射板2の間で多重反射した放射
エネルギー(多重反射光)Emおよび鋼板1からの放射
エネルギー(直接反射光)Edを非接触方式で測定する
放射温度計、4は反射板2の温度4tを直接接触方式で
測定する温度計、5はこの温度計4で測定した温度4t
ならびに放射温度計の放射エネルギーEm,Edを入力
すると共に、多重反射回数を前述の(1)式に基づいて
前記被測定鋼板の反射率および温度を演算する演算装置
である。
【0011】このように構成されたものにおいて、鋼板
1と反射板2との間で放射光の反射が生ずる。また、反
射板の反射率を予め求めておく。そして、反射板2に設
置した温度計2で、反射板2の温度を直接測定する。さ
らに、放射温度計3により、鋼板1と反射板2の間で多
重反射した放射エネルギーおよび鋼板1からの放射エネ
ルギーを測定する。これらの測定値を(1)式に代入
し、鋼板の放射率を求め、このようにして得られた反射
率と鋼板からの放射エネギーにより鋼板温度を求める。
【0012】ここで、反射板4の反射率設定誤差がある
場合の反射板2の温度と鋼板温度の測定誤差の関係につ
いて考える。これを図2および図3を参照して説明す
る。図2は、シミュレーションの条件は、反射板2の温
度0〜800°C、反射板2の放射率測定誤差は−0.
01、鋼板1の放射率が0.1、鋼板1の温度が500
°C、反射回数N が11回である。横軸は、反射板2の
温度°Cを示し、縦軸は測温誤差°Cを示している。
【0013】図3は、シミュレーションの条件は、反射
板2の温度0〜800°C、反射板2の放射率測定誤差
は+0.01、鋼板1の放射率が0.1、鋼板1の温度
が500°C、反射回数N が11回である。横軸は、反
射板2の温度°Cを示し、縦軸は測温誤差°Cを示して
いる。
【0014】図2および図3の結果から、反射板2の温
度を360°C程度に保てば、反射板2の放射率εが経
時的に変化しても反射板2の反射率設定誤差に起因する
鋼板温度測定誤差を小さくすることができることがわか
る。この理由は次のように考えられる。
【0015】反射板2の設定放射率に誤差が含まれ、
(設定値)=(真値)+(誤差)のように表すとき、誤
差が正の場合、この誤差は前述の(1)式の右辺第1項
を増加させ、右辺第2項を減少させるように作用する。
このとき、該減少分と該増加分が等しいとき、前記反射
板2の反射率誤差による影響が相殺され、温度測定誤差
が生じないことになる。該増加分と該減少分の差を小さ
くするためには、黒体放射エネルギーEb(T1)とE
b(T2)の大きさを同程度とすることが有効であり、
T2をT1に近い値にすることによって容易に実現す
る。この場合、T2の最適値は、T1,r1,r2,N
によって決まり、T2=T1とは限らない。本発明の温
度測定方法は、この特性を利用して反射板2の温度をあ
る適当な温度に保つことによって鋼板1の温度を精度良
く測定することができる。例えば、図4のcに示すよう
に、反射板2の温度を図示しない温度制御装置により3
60°Cに設定(鋼板1の放射率εが0.1のとき、最
適となるように設定)すると、鋼板1の温度を、放射温
度計3により精度よく測定することができる。
【0016】図4のaは、放射温度計で測定(通常の手
法で、放射率εの設定は0.2)したときの測定温度を
示し、図4のbは、従来の反射板を使い、かつ反射板温
度が常温25°Cの場合の測定温度である。図4のa,
b,cはいずれも鋼板温度が500°Cで、反射板の放
射率εが0.1で、かつ反射板の放射率ε設定誤差が
0.01の場合であって、それぞれの手法で鋼板の放射
率εを0〜0.5まで変化したときの測定温度を示して
いる。反射板の放射率ε設定誤差が無ければ、b,cの
いずれの方法であっても真温が得られる。反射板の放射
率ε設定誤差があるとき、cはbより精度よく測定でき
る。本発明の実施例は、放射率ε設定誤差がある状態で
も鋼板の反射板εに関係なく精度よく測定できることが
わかる。
【0017】図1を溶融亜鉛メッキ処理ラインの合金化
炉出口部に適用した場合、以下のようになる。すなわ
ち、反射板2の大きさは、縦の長さLを110cm、横
100cmとし、設置角度αは6.8度、放射温度計3
の傾きθは38度、鋼板1と反射板2の距離dは、ライ
ンセンターにおいて30cmとした場合である。この場
合、鋼板1のばたつきがラインセンターから±15cm
であったとしても、反射回数は安定して7回得られる。
反射板2には、アルミ板やステンレス板を使用し、裏面
に加熱装置と保温材を設置し、反射板2に設けれる温度
制御装置によって任意の温度約400°Cに保つように
した。また、反射板2の表面に、熱電対を取り付け、表
面温度を測定する。放射温度計3は走査形のもの(検出
波長4.0μm)を使用し、多重反射エネルギーEm
と、鋼板1からの直接放射エネルギーEdを同時に測定
できるようにした。
【0018】以上述べた実施例によれば、反射板2の放
射率の経時変化に影響されず、放射率が未知の鋼板1の
放射率および温度の測定が、非接触で、高精度に行うこ
とができる。特に、加熱温度を正確に管理する必要があ
るが、表面の放射率が大きく変化する溶融亜鉛メッキ処
理ラインの合金化温度管理に有効であり、製品品質の向
上につながる。
【0019】
【発明の効果】本発明方法によれば、反射板の放射率の
経時変化にに影響されず、測定すべき鋼板の放射率およ
び温度の測定が高精度に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明方法を説明するための概念図。
【図2】図1の作用効果を説明するための反射板温度と
測温誤差の関係を示す図。
【図3】図1の作用効果を説明するための反射板温度と
測温誤差の関係を示す図。
【図4】図1の作用効果を説明するための鋼板の放射率
と温度測定値の関係を示す図。
【図5】従来の鋼板の温度測定方法の問題点を説明する
ため、実際にシミュレーションを行った反射板放射率設
定誤差と測温誤差の関係を示す図。
【符号の説明】
1…被測定鋼板、2…反射板、3…放射温度計、4…温
度計、5…演算装置。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被測定鋼板に対向して、反射率が既知
    で、かつ温度を一定に保つことができるように構成した
    反射板を前記被測定鋼板に対して傾斜して設置し、前記
    反射板の温度を温度計で直接測定し、また前記反射板と
    前記被測定鋼板の間を多重反射する第1の放射エネルギ
    ーおよび前記被測定鋼板から放射される第2の放射エネ
    ルギーをそれぞれ放射温度計により測定し、前記温度計
    からの温度測定値と前記放射温度計からの第1および第
    2の放射エネルギー、ならびに、多重反射回数を含んだ
    所定の関係式に基づいて前記被測定鋼板の反射率および
    温度を測定する鋼板の温度測定方法。
JP4014101A 1992-01-29 1992-01-29 鋼板の温度測定方法 Pending JPH05203497A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008013004A1 (fr) 2006-07-27 2008-01-31 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Procédé de mesure de température et dispositif de mesure de température de plaques d'acier, et procédé de contrôle de température de plaques d'acier
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