JPH0675014B2 - レンジ設定方法 - Google Patents

レンジ設定方法

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JPH0675014B2
JPH0675014B2 JP2159972A JP15997290A JPH0675014B2 JP H0675014 B2 JPH0675014 B2 JP H0675014B2 JP 2159972 A JP2159972 A JP 2159972A JP 15997290 A JP15997290 A JP 15997290A JP H0675014 B2 JPH0675014 B2 JP H0675014B2
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  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、例えば測定対象から放射される赤外線を測
定して測定対象の温度を測定する場合、その測定器の測
定レンジを自動的に決定するレンジ設定方法に関するも
のである。
[従来の技術] 絶対零度以上の温度を有するあらゆる物体は、その表面
から赤外線を放射していることが知られており、この放
射赤外線量(エネルギ量)と物体の表面温度との間には
プランクの放射公式と呼ばれる一定の関係がある。この
ため、放射赤外線量を測定すれば物体の表面温度が分か
る。この赤外線量は赤外線検出器で検出するが、1個の
赤外線検出器はある定まった方向から来る赤外線しか検
出することができない。しかし、赤外線検出器の前に光
の通路を曲げる機構、すなわち走査機構を設けると、い
ろいろな方向からくる赤外線放射を検出することができ
る。
第4図はこの方法の一例を示す図であり、1は10個の平
面鏡の垂直方向の角度が少しずつ異なる状態で環状に構
成された回転ミラー、2はシリコンウインド、3は折り
返しミラー、4は集光レンズ、5は位置合わせ用モー
タ、6は垂直方向に10個配列された赤外線検出素子、7
はそれぞれの赤外線検出素子毎に設けられた増幅器であ
り、10チャンネル分の独立な出力信号を送出するように
なっている。
このように構成された装置において、赤外線だけがシリ
コンウインド2を透過して回転ミラー1に達する。回転
ミラー1は前述したように平面鏡が垂直方向に少しずつ
ずれて設けられているので、各平面鏡は被写体の垂直方
向に少しずつずれた部分を横方向に走査することにな
る。この回転ミラー1の1回転で垂直方向の10度の範囲
を走査するようになっている。一方、赤外線検出器6は
垂直方向に10素子並んでおり、その間隔は垂直方向の角
度1.0度に相当するようになっている。このため1面の
平面鏡で10素子の赤外線検出器6が1.0度おきの熱像信
号を同時に受け、次の平面鏡で前の位置よりも1.0度ず
れた位置の熱像信号を同時に受けることになる。このよ
うにして回転ミラー1の1回転で被写体の垂直方向10度
を走査することになる。また、水平方向に関しては回転
ミラーの各平面鏡の水平視野角(約18度)を走査するこ
とになる。
このようにして得られた熱像信号は10個の増幅器7でそ
れぞれ増幅されて出力される。8は温度テーブルであ
り、そこには黒体炉で温度補正された例えば第1表のよ
うなデータが記憶されている。第1表の温度範囲のう
ち、例えば14度から23度の温度範囲が必要な場合、スイ
ッチ9によって記号イで示す温度範囲を選択し、その範
囲のデータが変換テーブル10に書き込まれる。
この書き込みは第5図に示すように、横軸に赤外線のエ
ネルギ相当の電圧すなわち第1表の入力電圧値を書き込
み、縦軸にそのときの温度を書き込む。第1表はアナロ
グ信号で記載してあるが、書き込みは8ビットのデジタ
ル信号で行うので0〜255の値をとる。このため、第1
表の値から不足する部分は補間をしてデータを作成す
る。この場合、最低値をゼロ、最高値を255に設定す
る。ところが、赤外線検出器の直線性はある範囲しか保
障されていない。このため、その直線性の範囲を外れる
場合はフィルタなどで入力信号を減衰させたり、増幅器
の利得を調整したりして、測定対象の最大値、最小値が
測定器の直線性の範囲に入るようにしている。また、良
好な直線性を確保して精度良い測定を行うため、測定レ
ンジを狭く設定したりしている。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら例えば、ある測定対象を加熱しながらその
温度分布の変化を測定しようとした場合、測定対象の温
度は時刻変化とともに変わる。ところが高精度の測定を
行う場合は温度を測定する設定範囲は狭くしているの
で、測定対象の温度変化によっては測定対象の温度がこ
の機器の設定温度範囲から外れてしまうために常時追跡
操作が必要になり、他の測定を同時に行いながら温度変
化を測定することは困難であるという課題を有してい
る。
[課題を解決するための手段] このような課題を解決するため、第1の発明は測定対象
の温度が変わる度にその測定対象の温度範囲を測定対象
の温度が変わる度にその測定対象の温度範囲を検出し
(ステップ200)、現在設定レンジ内に測定対象が無い
場合に(ステップ117)設定レンジを順次その時点のレ
ンジ分だけ拡大し(ステップ119)、新たな温度範囲が
検出される度にその温度範囲内に位置する特定部分の温
度を検出し(ステップ201)、特定部分の温度が検出さ
れる度にその温度を設定範囲中央部にスライドさせ(ス
テップ204)、設定レンジ内に測定対象の最大値と最小
値が含まれることを検出したとき(ステップ118)その
レンジの最小値と最大値に所定量を加算(ステップ112
〜116)したうえでレンジの拡大を停止させるようにし
たものである。
第2の発明は測定対象の温度が変わる度にその測定対象
の温度範囲を検出し(ステップ200)、現在設定レンジ
内に測定対象が無い場合に(ステップ117)設定レンジ
を順次その時点のレンジ分だけ拡大し(ステップ11
9)、新たな温度範囲が検出される度にその温度範囲内
に位置する特定部分の温度を検出し(ステップ201)、
特定部分の温度が検出される度にその温度を設定範囲中
央部にスライドさせ(ステップ204)、設定レンジ内に
測定対象の最大値と最小値が含まれることを検出したと
き(ステップ118)測定対象の最小値から所定量を減算
した値を測定レンジの最小値とし、測定対象の最大値に
所定量を加算(ステップ112〜116)した値を測定レンジ
の最大値とするようにしたものである。
[作用] 請求項1の発明は、測定対象の温度範囲が測定範囲の中
央に自動追従しかつ、測定対象の最高温度および最低温
度が測定範囲内に入るように測定範囲も自動追従する。
請求項2の発明は、請求項1で設定された測定範囲が測
定しやすい状態となるように設定される。
[実施例] この装置は測定対象の温度によって温度測定の設定範囲
を第1図にしたがって自動設定するようになっている。
この第1図の動作については後述する。
第1図にしたがって設定範囲が決められているとし、第
1の発明ではその決められた設定範囲における設定範囲
のシフトが第2図に示すように自動的に行われる。第2
図においてステップ200に示すように先ず測定対象の温
度分布が記憶され、ステップ201に示すように特定点の
温度が決定され、この温度が設定範囲の中央になるよう
に設定範囲が決定される。この特定点はどこでも良い
が、常に測定対象の最大温度と最小温度の範囲内には入
っていることが必要であり、この例では最高温度の80%
の温度にとった。
特定点が決定すると次にステップ202においてその特定
点の温度が変化したか否かを判断し、変化した場合はス
テップ203に示すようにその変化量が検出され、ステッ
プ204に示すようにその検出された変化量だけ設定範囲
がシフトされ、フローはステップ200に戻る。このた
め、再びステップ200において新たな温度分布が記憶さ
れ、前述したと同様な処理が行われる。従って温度が変
化する度にステップ200から204の処理が繰り返され、常
に特定温度の部分が設定範囲の中央になる。このため、
温度変化に従って装置の設定をすることなく、加熱され
ているものの温度変化を測定できる。
第3図はカーソル位置が測定中央点になるようにした場
合の例を示すフローチャートであり、ステップ300に示
すようにカーソル設定点の温度測定が行われ、その温度
が設定範囲の中央に設定される。そしてステップ301に
おいて温度変化が検出されると、ステップ302に示すよ
うに変化量が検出されて、その変化量だけ設定範囲のシ
フトが行われ、フローはステップ300に戻る。このた
め、測定対象の温度が変わっても、常にカーソル設定点
の温度が設定範囲の中央に設定される。
次に第1図に示す設定範囲の自動設定の動作について説
明する。第1図において各信号は次のように定義する。
Pmax:第5図の最大入力(赤外線のエネルギ相当で0か
ら255までのデジタル量) Pmin:第5図の最小入力(赤外線のエネルギ相当で0か
ら255までのデジタル量) TL:測定範囲の最小温度設定値(アナログ量) TH:測定範囲の最大温度設定値(アナログ量) TOH:測定対象の最大温度[TOH=f(max)であり、アナ
ログ量である] TOL:測定対象の最小温度[TOL=f(Pmin)であり、ア
ナログ量である] 第1図において、PmaxとPminとが等しい場合について説
明すると、この場合は最小値、最大値とも設定範囲外
(丁度境界にある場合を含む)にある場合、あるいは設
定範囲内であるが設定値の最大値と最小値が等しくなっ
ている場合である。
ステップ100において入力最小値Pminと入力最大値Pmax
が等しいと判断され、ステップ101に示すように入力デ
ータPが255でもなく、ステップ103に示すように0でも
ないと判断された場合は、現在設定値の最大値および最
小値が接近し過ぎている場合である。このときはステッ
プ105に示すように測定範囲の最小温度設定値TLを現設
定範囲の10%だけ下げ、測定範囲の最大温度設定値THを
現設定範囲の10%だけ増やす。そしてステップ106に示
すように、測定対象の温度差が設定範囲の60%になった
か否かを判断し、その条件を満足するまで設定範囲の変
更を行う。
ステップ101で入力データP=255と判断された場合は設
定範囲最大値が低すぎるのであるから、ステップ102に
示すように最大値を現在の設定範囲量の温度差分だけ高
い側に移動して後述するステップ117以後の処理を行
う。またステップ103で入力データP=0と判断された
場合は設定範囲最小値が高過ぎるのであるから、ステッ
プ104に示すように最小値を現在設定範囲の温度差分だ
け低い側に移動する。そしてステップ102、104のどちら
の処理が行われた場合でもステップ117に示すように測
定範囲内に測定対象があるか否かが判断され、測定範囲
内に測定対象がない場合、ステップ119に示すように測
定レンジが2倍に設定される。それでもまだ測定範囲内
に測定対象がない場合は、測定範囲内に測定対象が入る
まで、その都度測定レンジが現在設定範囲の2倍に変更
される。するとやがて測定対象が測定範囲内に入るよう
になるが、ステップ118に示すように測定対象の最小
値、最大値の両方が設定範囲内に入るまで、測定範囲の
拡大は続けられる。
測定対象の最小値、最大値の両方が設定範囲内に入った
ことがステップ118で判断されるとステップ112に示すよ
うに、測定対象の温度差が設定範囲の60%以下であるか
否かが判断される。測定対象の温度差が測定範囲の60%
より大きい場合は測定範囲が狭過ぎるのであるから、ス
テップ115,116に示すように、それが60%になるまで、
設定値最小値を現在設定範囲の10%だけ低くするととも
に、設定値最大値を現在設定値の10%だけ高くする。ス
テップ112で測定対象の温度差が設定範囲の60%以下で
ある場合はステップ113,114に示すように、逆の操作を
行う。
ステップ100においてPmax=Pminではないと判断され、
ステップ107においてデータPmaxは255でありPminは0で
あると判断されたときは測定対象の温度差に比較して設
定範囲が狭過ぎることになる。このため、ステップ105,
106において前述したように、測定対象の温度差が設定
範囲の60%になるまで設定範囲が広げられる。しかしス
テップ108において入力データの最大値Pmaxだけが255で
最小値Pminは0でないと判断された場合は、測定対象の
最大値だけが測定範囲外にあるので、ステップ109に示
すように設定値最大値を現在設定範囲の10%だけ増加さ
せた後、ステップ112において測定対象の温度差が設定
範囲の60%より大きいか、小さいかを判断する。それに
よって前述したように、ステップ113,114あるいは115,1
16の処理によって測定対象の温度差が設定範囲の60%と
なるまで設定範囲を広げるか、縮めるかの処理を行う。
また入力データ最小値Pminが0で最大値Pmaxが255でな
い場合は最小設定値が高過ぎるのであるから、ステップ
111に示すように設定値最小値を現在設定範囲の10%だ
け下げたうえ、測定対象の温度差が設定範囲の60%とな
るように、前述と同様にして設定範囲の調整を自動的に
行う。
[発明の効果] 以上説明したように請求項1の発明は測定対象の温度範
囲が測定範囲の中央に自動追従しかつ、測定対象の最高
温度および最低温度が測定範囲内に入るように測定範囲
も自動追従するようにし、請求項2の発明は、請求項1
で設定された測定範囲が測定しやすい状態となるように
設定するようにしたので、操作者は測定対象の温度が時
刻の変化にしたがって変化しても温度変化の都度設定範
囲を更新する必要がないので、他の測定も同時に行いな
がら温度変化の測定が可能になるので幅広い測定ができ
るという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は設定範囲の自動設定を行うための動作を説明す
るフローチャート、第2図は第1の発明の一実施例を示
すフローチャート、第3図は第2の発明の一実施例を示
すフローチャート第4図は赤外線検出部の構成を示す
図、第5図は変換テーブルの特性を示すグラフである。 1……回転ミラー、2……シリコンウインド、6……赤
外線検出素子、7……増幅器、8……温度テーブル、10
……変換テーブル。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】測定レンジを自動的に設定するレンジ設定
    方法において、 測定対象の温度が変わる度にその測定対象の温度範囲を
    検出し、 現在設定レンジ内に測定対象が無い場合に設定レンジを
    順次その時点のレンジ分だけ拡大し、 新たな温度範囲が検出される度にその温度範囲内に位置
    する特定部分の温度を検出し、 特定部分の温度が検出される度にその温度を設定範囲中
    央部にスライドさせ、設定レンジ内に測定対象の最大値
    と最小値が含まれることを検出したときそのレンジの最
    小値と最大値に所定量を加算したうえでレンジの拡大を
    停止させることを特徴とするレンジ設定方法。
  2. 【請求項2】測定レンジを自動的に設定するレンジ設定
    方法において、 測定対象の温度が変わる度にその測定対象の温度範囲を
    検出し、 現在設定レンジ内に測定対象が無い場合に設定レンジを
    順次その時点のレンジ分だけ拡大し、 新たな温度範囲が検出される度にその温度範囲内に位置
    する特定部分の温度を検出し、 特定部分の温度が検出される度にその温度を設定範囲中
    央部にスライドさせ、 設定レンジ内に測定対象の最大値と最小値が含まれるこ
    とを検出したとき測定対象の最小値から所定量を減算し
    た値を測定レンジの最小値とし、測定対象の最大値に所
    定量を加算した値を測定レンジの最大値とすることを特
    徴とするレンジ設定方法。
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