JPH09210622A - 高温物体の距離測定方法及び装置 - Google Patents
高温物体の距離測定方法及び装置Info
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- JPH09210622A JPH09210622A JP8021403A JP2140396A JPH09210622A JP H09210622 A JPH09210622 A JP H09210622A JP 8021403 A JP8021403 A JP 8021403A JP 2140396 A JP2140396 A JP 2140396A JP H09210622 A JPH09210622 A JP H09210622A
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 測定対象物が高温化して発光するものであっ
ても、その測定対象物までの距離を求めることができる
ようにする。 【解決手段】 測定対象物７へ光を投射し、前記測定対
象物７から反射した光を受光し、３角測量方式によりそ
の測定対象物７までの距離を測定する距離測定方法にお
いて、前記測定対象物７へ投射する光は、発光する程度
に高温化した当該測定対象物７の発する光より短波長の
光であり、前記測定対象物７から反射した光を、前記短
波長の光のみを通過させるフィルター２１に通過させて
受光する。
ても、その測定対象物までの距離を求めることができる
ようにする。 【解決手段】 測定対象物７へ光を投射し、前記測定対
象物７から反射した光を受光し、３角測量方式によりそ
の測定対象物７までの距離を測定する距離測定方法にお
いて、前記測定対象物７へ投射する光は、発光する程度
に高温化した当該測定対象物７の発する光より短波長の
光であり、前記測定対象物７から反射した光を、前記短
波長の光のみを通過させるフィルター２１に通過させて
受光する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高温物体までの距
離を３角測量方式で求める距離測定方法及び装置に関す
る。
離を３角測量方式で求める距離測定方法及び装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】工業炉、例えばＲＨ脱ガス設備の真空槽
の内壁は、耐火物（レンガ）で覆われており、この耐火
物は、溶鋼に直接さらされるため溶損する。この溶損量
が限度を超えると、真空槽の外壁である鉄皮が赤熱さ
れ、鉄皮も溶損するなどのトラブルにより安定した操業
ができなくなる。
の内壁は、耐火物（レンガ）で覆われており、この耐火
物は、溶鋼に直接さらされるため溶損する。この溶損量
が限度を超えると、真空槽の外壁である鉄皮が赤熱さ
れ、鉄皮も溶損するなどのトラブルにより安定した操業
ができなくなる。
【０００３】このため、炉内を頻繁に監視して早期に耐
火物の溶損を検出しようとすると、いきおい炉の温度低
下を招く。したがって、高温状態での計測が要求され
る。そこで、従来、水冷した観測筒の中に、３角測量方
式により耐火物までの距離を測定する距離測定装置を内
蔵させ、前記観測筒を高温の真空槽内に挿入して、炉内
において昇降旋回することにより広範囲に炉内の内壁を
観察し、異常のないことを確認する技術が提案されてい
る（特開平１−１４５５１１号公報参照）。
火物の溶損を検出しようとすると、いきおい炉の温度低
下を招く。したがって、高温状態での計測が要求され
る。そこで、従来、水冷した観測筒の中に、３角測量方
式により耐火物までの距離を測定する距離測定装置を内
蔵させ、前記観測筒を高温の真空槽内に挿入して、炉内
において昇降旋回することにより広範囲に炉内の内壁を
観察し、異常のないことを確認する技術が提案されてい
る（特開平１−１４５５１１号公報参照）。
【０００４】３角測量方式の測定原理は、図５に示すよ
うなものである。距離測定装置３０は、レーザ光源３１
とカメラ３２とからなる。レーザ光源３１から測定対象
物である耐火物３３にレーザ光を投射し、耐火物３３か
らの反射像をカメラ３２で撮影し、耐火物３３に写った
レーザ光のスポットの位置３４より耐火物３３までの距
離を求める。
うなものである。距離測定装置３０は、レーザ光源３１
とカメラ３２とからなる。レーザ光源３１から測定対象
物である耐火物３３にレーザ光を投射し、耐火物３３か
らの反射像をカメラ３２で撮影し、耐火物３３に写った
レーザ光のスポットの位置３４より耐火物３３までの距
離を求める。
【０００５】つまり、測定対象物である耐火物３３まで
の距離Ｌは次式（１）に基づいて求められる。 Ｌ＝（Ｈ＋Ｈ０）ｔａｎθ （式１） ここで、Ｈはカメラ３２によって撮像された画像３５中
におけるレーザスポット光３４と画像中心３６との間の
距離、Ｈ０はレーザ光源３１からカメラ３２までの距
離、θはレーザ光源３１から耐火物３３に対して投射さ
れるレーザ光の角度である。
の距離Ｌは次式（１）に基づいて求められる。 Ｌ＝（Ｈ＋Ｈ０）ｔａｎθ （式１） ここで、Ｈはカメラ３２によって撮像された画像３５中
におけるレーザスポット光３４と画像中心３６との間の
距離、Ｈ０はレーザ光源３１からカメラ３２までの距
離、θはレーザ光源３１から耐火物３３に対して投射さ
れるレーザ光の角度である。
【０００６】また、前記レーザ光源としては、一般に、
Ｈｅ−Ｎｅレーザ（赤色）、レーザダイオード（赤色）
が用いられる。これら赤色のレーザ光源は、その装置が
小型であるので、観測筒に内蔵させるのに適している。
Ｈｅ−Ｎｅレーザ（赤色）、レーザダイオード（赤色）
が用いられる。これら赤色のレーザ光源は、その装置が
小型であるので、観測筒に内蔵させるのに適している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところが、測定対象で
あるの耐火物は、高温になると自ら赤熱し、ついには、
可視光（赤色が支配的）を発してしまう。したがって、
上記従来のものでは、耐火物が高温の場合、照射したレ
ーザ光と測定対象物が発する光との識別ができなくな
る。
あるの耐火物は、高温になると自ら赤熱し、ついには、
可視光（赤色が支配的）を発してしまう。したがって、
上記従来のものでは、耐火物が高温の場合、照射したレ
ーザ光と測定対象物が発する光との識別ができなくな
る。
【０００８】つまり、耐火物３３の表面温度が比較的低
温（１１００°Ｃ）の場合、カメラ３２の走査出力波形
信号は、図６（ａ）に示すようになり、レーザスポット
光の部分３７と、耐火物３３等からの自然放射光の部分
３８との強度差は大きく、レーザスポット光の識別は容
易である。一方、耐火物３３の表面温度が１２００°Ｃ
となると、カメラ３２の走査出力波形信号は、図６
（ｂ）に示すように耐火物３３等からの自然放射光の部
分３８の強度が高くなり、レーザスポット光の部分３７
の識別が困難となる。
温（１１００°Ｃ）の場合、カメラ３２の走査出力波形
信号は、図６（ａ）に示すようになり、レーザスポット
光の部分３７と、耐火物３３等からの自然放射光の部分
３８との強度差は大きく、レーザスポット光の識別は容
易である。一方、耐火物３３の表面温度が１２００°Ｃ
となると、カメラ３２の走査出力波形信号は、図６
（ｂ）に示すように耐火物３３等からの自然放射光の部
分３８の強度が高くなり、レーザスポット光の部分３７
の識別が困難となる。
【０００９】また、耐火物３３の表面温度分布が均一で
ない場合には、光強度が高い部分が、高温部分であるの
か、レーザスポット光の部分であるのか識別が困難であ
る。そこで、本発明は、このような実情に鑑み、測定対
象物が高温化して発光するものであっても、その測定対
象物までの距離を求めることができる距離測定方法及び
装置を提供することを目的とする。
ない場合には、光強度が高い部分が、高温部分であるの
か、レーザスポット光の部分であるのか識別が困難であ
る。そこで、本発明は、このような実情に鑑み、測定対
象物が高温化して発光するものであっても、その測定対
象物までの距離を求めることができる距離測定方法及び
装置を提供することを目的とする。
【００１０】また、本発明は、そのような装置を簡素・
小型化できるようにすることを目的とする。
小型化できるようにすることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、測定対象物へ
光を投射し、前記測定対象物から反射した光を受光し、
３角測量方式によりその測定対象物までの距離を測定す
る距離測定方法において、上記課題を解決するために次
の技術的手段を講じた。すなわち、前記測定対象物へ投
射する光は、発光する程度に高温化した当該測定対象物
の発する光より短波長の光であり、前記測定対象物から
反射した光を、前記短波長の光のみを通過させるフィル
ターに通過させて受光することを特徴とするものであ
る。
光を投射し、前記測定対象物から反射した光を受光し、
３角測量方式によりその測定対象物までの距離を測定す
る距離測定方法において、上記課題を解決するために次
の技術的手段を講じた。すなわち、前記測定対象物へ投
射する光は、発光する程度に高温化した当該測定対象物
の発する光より短波長の光であり、前記測定対象物から
反射した光を、前記短波長の光のみを通過させるフィル
ターに通過させて受光することを特徴とするものであ
る。
【００１２】この場合、測定対象物が高温化して発光し
ていても、その光より短波長の光を投射し、フィルター
を介してその短波長の光のみを受光するので、測定対象
物へ投射された光は、測定対象物から発せられる光に埋
没することなく、確実に判別される。また本発明は、内
部を低温に保つ冷却機構を有する中空の収納体が炉内に
軸心方向に移動自在に挿入され、この収納体の内部に、
前記炉の内壁に光を投射する投光系と、その内壁から反
射した反射光を受けるべく前記投光系から当該収納体の
軸心方向に一定距離だけ離れた位置に設けられている受
光部とを備え、前記投光系と受光部までの距離と、前記
投光系からの投射光の傾斜角度とに基づいて、前記収納
体から前記内壁への垂直距離を求めるようにした高温物
体の距離測定装置において、上記課題を解決するために
次の技術的手段を講じた。
ていても、その光より短波長の光を投射し、フィルター
を介してその短波長の光のみを受光するので、測定対象
物へ投射された光は、測定対象物から発せられる光に埋
没することなく、確実に判別される。また本発明は、内
部を低温に保つ冷却機構を有する中空の収納体が炉内に
軸心方向に移動自在に挿入され、この収納体の内部に、
前記炉の内壁に光を投射する投光系と、その内壁から反
射した反射光を受けるべく前記投光系から当該収納体の
軸心方向に一定距離だけ離れた位置に設けられている受
光部とを備え、前記投光系と受光部までの距離と、前記
投光系からの投射光の傾斜角度とに基づいて、前記収納
体から前記内壁への垂直距離を求めるようにした高温物
体の距離測定装置において、上記課題を解決するために
次の技術的手段を講じた。
【００１３】すなわち、前記投光系は発光する程度に高
温化した前記内壁の発する光より短波長の光源に接続さ
れているとともに、前記受光部が受光する光のうち前記
短波長の光のみを通過させるフィルターが設けられてい
ることを特徴とするものである。さらに本発明は、前記
投光系の光源は、同投光系と光ファイバーによって接続
され、かつ前記収納体の外部に設けられているレーザ発
光器よりなるものとすることができる。
温化した前記内壁の発する光より短波長の光源に接続さ
れているとともに、前記受光部が受光する光のうち前記
短波長の光のみを通過させるフィルターが設けられてい
ることを特徴とするものである。さらに本発明は、前記
投光系の光源は、同投光系と光ファイバーによって接続
され、かつ前記収納体の外部に設けられているレーザ発
光器よりなるものとすることができる。
【００１４】すなわち、３角測量方式により炉の内壁ま
での距離を求めるには、測定部を高温状態の炉内に挿入
させる必要があり、そのために、測定部を冷却機構を有
する収納体内部に設けて、その収納体内部を低温に保
ち、高温下でも測定が行えるようにしている。ところ
が、高温化した炉内壁の発する光は赤色が支配的であ
り、それより短波長の光を発する光源は、装置として大
型であるのが現状である。
での距離を求めるには、測定部を高温状態の炉内に挿入
させる必要があり、そのために、測定部を冷却機構を有
する収納体内部に設けて、その収納体内部を低温に保
ち、高温下でも測定が行えるようにしている。ところ
が、高温化した炉内壁の発する光は赤色が支配的であ
り、それより短波長の光を発する光源は、装置として大
型であるのが現状である。
【００１５】したがって、そのような光源を炉内に挿入
される収納体に内蔵させるのは、困難であり、装置の大
型化を招く。本発明は、そのような光源であっても、測
定部の光源として採用できるように、収納体の外部にレ
ーザ発光器を設け、その光源と測定部とを光ファイバー
で接続したものである。
される収納体に内蔵させるのは、困難であり、装置の大
型化を招く。本発明は、そのような光源であっても、測
定部の光源として採用できるように、収納体の外部にレ
ーザ発光器を設け、その光源と測定部とを光ファイバー
で接続したものである。
【００１６】さらにまた、本発明は、前記受光部には、
受光した前記反射光の位置を検出する２次元位置検出セ
ンサーが設けられているものとすることができる。この
場合、受光した光の位置は、２次元位置検出センサーに
よって直接求めることができるので、位置を求めるため
の特別な処理をする必要がない。
受光した前記反射光の位置を検出する２次元位置検出セ
ンサーが設けられているものとすることができる。この
場合、受光した光の位置は、２次元位置検出センサーに
よって直接求めることができるので、位置を求めるため
の特別な処理をする必要がない。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態を説明する。図１は本発明を採用した距離測定
装置１を示している。この距離測定装置１は、遠隔操作
により炉２（ＲＨ脱ガス設備の真空槽等）の観察を行う
ためのものであり、レール３上を走行する走行台車４
と、この走行台車４によって支持される昇降旋回装置５
と、昇降旋回装置５によって昇降旋回される収納体６と
から構成され、収納体６の内部には、炉２の内壁である
耐火物７までの距離を求める測定部８が設けられてい
る。
施の形態を説明する。図１は本発明を採用した距離測定
装置１を示している。この距離測定装置１は、遠隔操作
により炉２（ＲＨ脱ガス設備の真空槽等）の観察を行う
ためのものであり、レール３上を走行する走行台車４
と、この走行台車４によって支持される昇降旋回装置５
と、昇降旋回装置５によって昇降旋回される収納体６と
から構成され、収納体６の内部には、炉２の内壁である
耐火物７までの距離を求める測定部８が設けられてい
る。
【００１８】収納体６（以下、観測筒という）は円筒状
であり、昇降旋回装置５によって炉２内部に挿入され、
観測筒６内部の測定部８により耐火物７までの距離を求
めて炉内表面の形状を測定し、耐火物７の溶損状況を観
察するためのものである。観測筒６は、図示はしない
が、内部が中空で、３重壁構造となっており、３重壁内
部を冷却水が循環している。このため、高温状態の炉２
内においても、観測筒６内部は低温であり、安定して測
定部８による測定が行えるようになっている。
であり、昇降旋回装置５によって炉２内部に挿入され、
観測筒６内部の測定部８により耐火物７までの距離を求
めて炉内表面の形状を測定し、耐火物７の溶損状況を観
察するためのものである。観測筒６は、図示はしない
が、内部が中空で、３重壁構造となっており、３重壁内
部を冷却水が循環している。このため、高温状態の炉２
内においても、観測筒６内部は低温であり、安定して測
定部８による測定が行えるようになっている。
【００１９】測定部８は、３角測量方式により耐火物７
との間の距離を求めるものであり、図２に示すように、
観測筒６外のレーザ発光器９からレーザ光を観測筒６内
部に導く光ファイバー１０と、そのレーザ光を絞り、耐
火物７に対して角度を持って照射する投光系（レンズ）
１１とからなる光源部１２を備えると共に、耐火物７に
当たったレーザ光（スポット光）１４を受ける受光部と
してミラー１３を設け、そのミラー１３に写った像を撮
影するカメラ１５を備えている。
との間の距離を求めるものであり、図２に示すように、
観測筒６外のレーザ発光器９からレーザ光を観測筒６内
部に導く光ファイバー１０と、そのレーザ光を絞り、耐
火物７に対して角度を持って照射する投光系（レンズ）
１１とからなる光源部１２を備えると共に、耐火物７に
当たったレーザ光（スポット光）１４を受ける受光部と
してミラー１３を設け、そのミラー１３に写った像を撮
影するカメラ１５を備えている。
【００２０】レーザ発光器９、光ファイバー１０、投光
系１１は、それぞれ３系統設けられている。これは、測
定可能な距離範囲を広くとるためのものである。つま
り、測定部８から耐火物７までの距離は、耐火物７の溶
損状況によって７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄのように変化す
るものであり、その変化によって耐火物７に写ったレー
ザスポット光１４の位置は上下する。レーザスポット光
１４の位置が、その変化により、カメラ１５によって撮
影可能な範囲（ミラー１１に写る範囲）を超えると撮影
不能であり、距離を求めることができない。３系統の光
源部１２を用意し、耐火物７へ投射する角度をそれぞれ
異ならせておけば、いずれかの光源部１２からのレーザ
スポット光１４がカメラ１５の撮影可能範囲に入るの
で、耐火物７までの距離の変化に対応できるようにな
る。
系１１は、それぞれ３系統設けられている。これは、測
定可能な距離範囲を広くとるためのものである。つま
り、測定部８から耐火物７までの距離は、耐火物７の溶
損状況によって７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄのように変化す
るものであり、その変化によって耐火物７に写ったレー
ザスポット光１４の位置は上下する。レーザスポット光
１４の位置が、その変化により、カメラ１５によって撮
影可能な範囲（ミラー１１に写る範囲）を超えると撮影
不能であり、距離を求めることができない。３系統の光
源部１２を用意し、耐火物７へ投射する角度をそれぞれ
異ならせておけば、いずれかの光源部１２からのレーザ
スポット光１４がカメラ１５の撮影可能範囲に入るの
で、耐火物７までの距離の変化に対応できるようにな
る。
【００２１】なお、レーザ発光器９、光ファイバー１
０、投光系１１は、何系統としてよく、それによって、
測定距離範囲が変化するだけであるので適宜変更可能で
ある。レーザ発光器９は、緑色のレーザ光を発するＹＡ
Ｇレーザであり、このＹＡＧレーザや、その他、赤色光
より短い波長のレーザ光の光源は、Ｈｅ−Ｎｅレーザ等
に比べて装置が大きく、観測筒６に内蔵することができ
ないので、観測筒６外部に設けられている。
０、投光系１１は、何系統としてよく、それによって、
測定距離範囲が変化するだけであるので適宜変更可能で
ある。レーザ発光器９は、緑色のレーザ光を発するＹＡ
Ｇレーザであり、このＹＡＧレーザや、その他、赤色光
より短い波長のレーザ光の光源は、Ｈｅ−Ｎｅレーザ等
に比べて装置が大きく、観測筒６に内蔵することができ
ないので、観測筒６外部に設けられている。
【００２２】この場合、レーザ光としては、炉２の耐火
物７が発する光と確実に区別するために、波長５５０ｎ
ｍ以下の光であることが望ましい。しかも、可視光であ
れば、カメラ１５として、特殊なもの（例えば、紫外線
用）等を用いる必要がなく好適である。緑色のレーザ光
は、耐火物７に向けて投射される。この場合、耐火物７
が高温化し、赤熱したときに放射する光は、赤色が支配
的であるが、レーザ光は、緑色（赤色より波長が短い）
であるので、耐火物７の表面にスポット光１４として写
し出すことができる。
物７が発する光と確実に区別するために、波長５５０ｎ
ｍ以下の光であることが望ましい。しかも、可視光であ
れば、カメラ１５として、特殊なもの（例えば、紫外線
用）等を用いる必要がなく好適である。緑色のレーザ光
は、耐火物７に向けて投射される。この場合、耐火物７
が高温化し、赤熱したときに放射する光は、赤色が支配
的であるが、レーザ光は、緑色（赤色より波長が短い）
であるので、耐火物７の表面にスポット光１４として写
し出すことができる。
【００２３】また、耐火物７の表面に写しだされたスポ
ット光１４は、耐火物７の発する光と色が異なるので、
明瞭に把握でき、観察筒６内に別途目視観察用のテレビ
カメラ（図示省略）を設けて、目視によって観察する場
合にも適している。カメラ１５は、ミラー１３を介して
レーザスポット光１４の写し出された耐火物７の表面の
状況を撮影するものである。このカメラ１５は、カメラ
１５の焦点合わせ等を行うカメラコントローラ１６を介
して情報処理装置１７に接続されている。
ット光１４は、耐火物７の発する光と色が異なるので、
明瞭に把握でき、観察筒６内に別途目視観察用のテレビ
カメラ（図示省略）を設けて、目視によって観察する場
合にも適している。カメラ１５は、ミラー１３を介して
レーザスポット光１４の写し出された耐火物７の表面の
状況を撮影するものである。このカメラ１５は、カメラ
１５の焦点合わせ等を行うカメラコントローラ１６を介
して情報処理装置１７に接続されている。
【００２４】情報処理装置１７は、撮影された画像の信
号を処理して画像中におけるレーザスポット光の位置を
もとめる信号処理部１８と、前記３角測量方式に基づき
耐火物７までの距離を求め、炉２の形状を測定する演算
処理部１９と、測定された炉２の形状を表示する表示部
２０とからなる。耐火物７までの距離Ｌは、投光系１１
とミラー１３との距離をＨ０とし、カメラ１５によって
撮像された画像中におけるレーザスポット光と画像中心
との間の距離をＨとし、投光系１１から耐火物７に対し
て投射されるレーザ光の角度をθとして、前記の式
（１）に基づき３角測量方式によって求めればよい。
号を処理して画像中におけるレーザスポット光の位置を
もとめる信号処理部１８と、前記３角測量方式に基づき
耐火物７までの距離を求め、炉２の形状を測定する演算
処理部１９と、測定された炉２の形状を表示する表示部
２０とからなる。耐火物７までの距離Ｌは、投光系１１
とミラー１３との距離をＨ０とし、カメラ１５によって
撮像された画像中におけるレーザスポット光と画像中心
との間の距離をＨとし、投光系１１から耐火物７に対し
て投射されるレーザ光の角度をθとして、前記の式
（１）に基づき３角測量方式によって求めればよい。
【００２５】カメラ１５の前面には、干渉フィルター２
１が設けられている。この干渉フィルター２１は、波長
５３２ｎｍの光（緑色）を通過させるものであり、その
他の光、例えば、耐火物７の発する光等の距離測定の障
害となる光を遮断することができる。したがって、カメ
ラ１５は、干渉フィルター２１を通過した光のみを把え
ることとなり、カメラ１５の走査出力波形信号は、図３
に示すように、干渉フィルター２１を用いない場合と比
較して、レーザスポット光の部分２５の光強度もやや減
衰するが、耐火物７等からの自然放射光の部分２６の光
強度は激減している。
１が設けられている。この干渉フィルター２１は、波長
５３２ｎｍの光（緑色）を通過させるものであり、その
他の光、例えば、耐火物７の発する光等の距離測定の障
害となる光を遮断することができる。したがって、カメ
ラ１５は、干渉フィルター２１を通過した光のみを把え
ることとなり、カメラ１５の走査出力波形信号は、図３
に示すように、干渉フィルター２１を用いない場合と比
較して、レーザスポット光の部分２５の光強度もやや減
衰するが、耐火物７等からの自然放射光の部分２６の光
強度は激減している。
【００２６】したがって、カメラ１５によって撮影され
た画像２７には、図３に示すように、レーザスポット光
１４以外は殆ど何も写らず、この画像信号を処理して耐
火物７までの距離を求めるのに極めて都合のよいものと
なっている。つまり、カメラ１５の走査出力波形信号の
うち、その強度が一定のレベルを超えるのは、レーザス
ポット光の部分２５のみであり、その一定のレベル以上
となった部分を検出するだけで、レーザスポット光１４
の位置を知ることができ、複雑な画像処理を行う必要が
ない。
た画像２７には、図３に示すように、レーザスポット光
１４以外は殆ど何も写らず、この画像信号を処理して耐
火物７までの距離を求めるのに極めて都合のよいものと
なっている。つまり、カメラ１５の走査出力波形信号の
うち、その強度が一定のレベルを超えるのは、レーザス
ポット光の部分２５のみであり、その一定のレベル以上
となった部分を検出するだけで、レーザスポット光１４
の位置を知ることができ、複雑な画像処理を行う必要が
ない。
【００２７】また、耐火物７に反射したレーザスポット
光１４を把えるものとしては、上記のようなカメラ１５
ではなく、図５に示すような、２次元位置検出センサー
２８とすることができる。この２次元位置検出センサー
２８は、ＰＳＤ素子と呼ばれるものであって、センサー
２８表面にレーザスポット光１４が当たると、その光１
４の位置、つまりセンサー２８表面上で最も明るい点の
２次元での位置をアナログ信号として出力するものであ
る。
光１４を把えるものとしては、上記のようなカメラ１５
ではなく、図５に示すような、２次元位置検出センサー
２８とすることができる。この２次元位置検出センサー
２８は、ＰＳＤ素子と呼ばれるものであって、センサー
２８表面にレーザスポット光１４が当たると、その光１
４の位置、つまりセンサー２８表面上で最も明るい点の
２次元での位置をアナログ信号として出力するものであ
る。
【００２８】さらに詳細に説明すると、センサー２８表
面にレーザスポット光１４が当たると、そのレーザスポ
ット光１４のＸ方向の位置に依存した値の光電流Ｘ１，
Ｘ２と、Ｙ方向の位置に依存した値の光電流Ｙ１，Ｙ２
が発生する。これらＸ１，Ｘ２とＹ１．Ｙ２とから演算
部２９ａ，ｂによってＸ方向、Ｙ方向の位置を求める。
面にレーザスポット光１４が当たると、そのレーザスポ
ット光１４のＸ方向の位置に依存した値の光電流Ｘ１，
Ｘ２と、Ｙ方向の位置に依存した値の光電流Ｙ１，Ｙ２
が発生する。これらＸ１，Ｘ２とＹ１．Ｙ２とから演算
部２９ａ，ｂによってＸ方向、Ｙ方向の位置を求める。
【００２９】演算部２９ａ，ｂによって位置を求めるの
は、Ｘ，Ｙ方向とも同様であるので、ここでは、Ｘ方向
の位置を演算部２９ａによって求める場合のみを述べ
る。センサ１４によって発生する光電流Ｘ１，Ｘ２は、
レーザスポット光１４の位置がＸ方向の一方よりになれ
ばＸ１の値は増加し、Ｘ２は減少し、また、レーザスポ
ット光１４の位置が他方よりになれば、Ｘ２の値が増加
し、Ｘ１が減少するものである。
は、Ｘ，Ｙ方向とも同様であるので、ここでは、Ｘ方向
の位置を演算部２９ａによって求める場合のみを述べ
る。センサ１４によって発生する光電流Ｘ１，Ｘ２は、
レーザスポット光１４の位置がＸ方向の一方よりになれ
ばＸ１の値は増加し、Ｘ２は減少し、また、レーザスポ
ット光１４の位置が他方よりになれば、Ｘ２の値が増加
し、Ｘ１が減少するものである。
【００３０】したがって、Ｘ１，Ｘ２の差がレーザスポ
ット光１４のＸ方向における位置を表しており、演算部
２９ａにおいてＸ１，Ｘ２の差を求め、さらに、その差
を、Ｘ１，Ｘ２の和で割ることにより、レーザスポット
光１４の光強度によらず（光強度が変化すれば、発生す
る光電流も変化する）、演算部２９ａの出力の大きさが
レーザスポット光１４のＸ方向における位置を表すこと
になる。
ット光１４のＸ方向における位置を表しており、演算部
２９ａにおいてＸ１，Ｘ２の差を求め、さらに、その差
を、Ｘ１，Ｘ２の和で割ることにより、レーザスポット
光１４の光強度によらず（光強度が変化すれば、発生す
る光電流も変化する）、演算部２９ａの出力の大きさが
レーザスポット光１４のＸ方向における位置を表すこと
になる。
【００３１】レーザスポット光１４のＹ方向の位置もＸ
方向と同様に求められ、演算部２９ａ，ｂの出力は情報
処理装置１７に与えられる。この場合、レーザスポット
光１４の位置は、２次元位置検出センサー２８と演算部
２９ａ，ｂによって直接求めることができ、カメラ１５
で受光した場合のように、カメラ１５で撮影した画像
を、信号処理部１８によって画像処理する必要がないの
で、情報処理装置１７における処理が容易になる。
方向と同様に求められ、演算部２９ａ，ｂの出力は情報
処理装置１７に与えられる。この場合、レーザスポット
光１４の位置は、２次元位置検出センサー２８と演算部
２９ａ，ｂによって直接求めることができ、カメラ１５
で受光した場合のように、カメラ１５で撮影した画像
を、信号処理部１８によって画像処理する必要がないの
で、情報処理装置１７における処理が容易になる。
【００３２】なお、上記した実施の形態は例示的なもの
であって限定的なものではない。すなわち、本発明の範
囲は前記した特許請求の範囲によって示され、その請求
項の意味に入るすべての変形例は本願発明に含まれるも
のである。すなわち、例えば、緑色のレーザ光でなくと
も、発光する程度に高温化した測定対象物の発する光よ
り短い波長の光であれば何色の光でもよく、また、可視
光である必要もない。
であって限定的なものではない。すなわち、本発明の範
囲は前記した特許請求の範囲によって示され、その請求
項の意味に入るすべての変形例は本願発明に含まれるも
のである。すなわち、例えば、緑色のレーザ光でなくと
も、発光する程度に高温化した測定対象物の発する光よ
り短い波長の光であれば何色の光でもよく、また、可視
光である必要もない。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
測定対象物が高温化して発光していても、その光より短
波長の光を投射し、フィルターを介してその短波長の光
のみを受光するので、測定対象物へ投射された光は、測
定対象物から発せられる光に埋没することなく、確実に
判別され、測定対象物までの距離を求めることができ
る。
測定対象物が高温化して発光していても、その光より短
波長の光を投射し、フィルターを介してその短波長の光
のみを受光するので、測定対象物へ投射された光は、測
定対象物から発せられる光に埋没することなく、確実に
判別され、測定対象物までの距離を求めることができ
る。
【００３４】また、測定部の光源を収納体外部に設けた
ことにより、収納体を大型化させることなく、光源の装
置として大型なものでも採用できる。さらに、炉内壁か
ら反射した光は、２次元位置検出センサーによって受光
されるので、受光した光の位置は、２次元位置検出セン
サーによって直接求めることができ、位置を求めるため
の特別な処理をする必要がなく、装置の簡素化を図れ
る。
ことにより、収納体を大型化させることなく、光源の装
置として大型なものでも採用できる。さらに、炉内壁か
ら反射した光は、２次元位置検出センサーによって受光
されるので、受光した光の位置は、２次元位置検出セン
サーによって直接求めることができ、位置を求めるため
の特別な処理をする必要がなく、装置の簡素化を図れ
る。
【図１】本発明に係る距離測定装置を示す斜視図であ
る。
る。
【図２】同じく構成図である。
【図３】カメラの走査出力波形信号図である。
【図４】カメラで撮影した画像図である。
【図５】２次元位置検出センサーの概念図である。
【図６】３角測量方式の原理図である。
【図７】従来の距離測定装置におけるカメラの走査出力
信号である。
信号である。
１ 距離測定装置 ２ 炉 ６ 観測筒 ７ 耐火物 ８ 測定部 ９ レーザ発光器 １０ 光ファイバー １１ 投光系 １２ 光源部 １３ ミラー １４ カメラ ２１ 干渉フィルター
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 000004123 日本鋼管株式会社 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 (72)発明者 小里 俊哉 兵庫県加古川市金沢町１番地 株式会社神 戸製鋼所加古川製鉄所内 (72)発明者 星川 郁生 兵庫県加古川市金沢町１番地 株式会社神 戸製鋼所加古川製鉄所内 (72)発明者 東 洵 兵庫県加古川市金沢町１番地 株式会社神 戸製鋼所加古川製鉄所内 (72)発明者 高田 重信 岡山県倉敷市水島川崎通１丁目 川崎製鉄 株式会社水島製鉄所内 (72)発明者 山崎 隆雄 大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号 住友金属工業株式会社内 (72)発明者 小林 周司 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】 測定対象物（７）へ光を投射し、前記測
定対象物（７）から反射した光を受光し、３角測量方式
によりその測定対象物（７）までの距離を測定する距離
測定方法において、 前記測定対象物（７）へ投射する光は、発光する程度に
高温化した当該測定対象物（７）の発する光より短波長
の光であり、 前記測定対象物（７）から反射した光を、前記短波長の
光のみを通過させるフィルター（２１）に通過させて受
光することを特徴とする高温物体の距離測定方法。 - 【請求項２】 内部を低温に保つ冷却機構を有する中空
の収納体（６）が炉（２）内に軸心方向に移動自在に挿
入され、この収納体（６）の内部に、前記炉（２）の内
壁（７）に光を投射する投光系（１１）と、その内壁
（７）から反射した反射光を受けるべく前記投光系（１
１）から当該収納体（６）の軸心方向に一定距離だけ離
れた位置に設けられている受光部（１３）とを備え、 前記投光系（１１）と受光部（１３）までの距離と、前
記投光系（１１）からの投射光の傾斜角度とに基づい
て、前記収納体（６）から前記内壁（７）への垂直距離
を求めるようにした高温物体の距離測定装置において、 前記投光系（１１）は発光する程度に高温化した前記内
壁（７）の発する光より短波長の光源に接続されている
とともに、 前記受光部（１３）が受光する光のうち前記短波長の光
のみを通過させるフィルター（２１）が設けられている
ことを特徴とする高温物体の距離測定装置。 - 【請求項３】 前記投光系（１１）の光源（９）は、同
投光系（１１）と光ファイバー（１０）によって接続さ
れ、かつ前記収納体（６）の外部に設けられているレー
ザ発光器よりなる請求項２記載の高温物体の距離測定装
置。 - 【請求項４】 前記受光部（１３）には、受光した前記
反射光の位置を検出する２次元位置検出センサー（２
８）が設けられている請求項２又は３記載の高温物体の
距離測定装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8021403A JPH09210622A (ja) | 1996-02-07 | 1996-02-07 | 高温物体の距離測定方法及び装置 |
| KR1019970003332A KR100271107B1 (ko) | 1996-02-07 | 1997-02-04 | 고온 물체의 거리측정방법 및 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8021403A JPH09210622A (ja) | 1996-02-07 | 1996-02-07 | 高温物体の距離測定方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09210622A true JPH09210622A (ja) | 1997-08-12 |
Family
ID=12054094
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8021403A Pending JPH09210622A (ja) | 1996-02-07 | 1996-02-07 | 高温物体の距離測定方法及び装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09210622A (ja) |
| KR (1) | KR100271107B1 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008032396A (ja) * | 2006-07-26 | 2008-02-14 | Nippon Steel Corp | 高温炉内壁面観察方法 |
| US7809182B2 (en) | 2001-07-06 | 2010-10-05 | Leica Geosystems Ag | Method and device for suppressing electromagnetic background radiation in an image |
| CN103348216A (zh) * | 2011-02-19 | 2013-10-09 | 里弗雷克特里知识产权两合公司 | 用于在冶金应用中识别和测量在耐火的陶瓷构件处的柱状表面的装置 |
| JP2016000419A (ja) * | 2014-06-12 | 2016-01-07 | 新日鐵住金株式会社 | 溶融金属の流量制御用プレート耐火物の損傷測定装置及び測定方法、並びに流量制御用プレート耐火物の交換判定方法 |
| JP2016006419A (ja) * | 2014-05-30 | 2016-01-14 | 新日鐵住金株式会社 | 溶融金属処理容器の内張り耐火物の表面形状の検出方法及びシステム |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4994386A (ja) * | 1973-01-10 | 1974-09-07 | ||
| JPS58217285A (ja) * | 1982-02-16 | 1983-12-17 | デイフラクト リミテツド | 加工対象物の自動組立方法及びその装置 |
| JPS6057204A (ja) * | 1983-09-09 | 1985-04-03 | Kawasaki Steel Corp | 高温物体の表面性状測定方法および装置 |
| JPH01145514A (ja) * | 1987-12-02 | 1989-06-07 | Kobe Steel Ltd | 炉内観察測距装置 |
| JPH0791915A (ja) * | 1993-09-20 | 1995-04-07 | Nippon Steel Corp | 距離測定装置 |
-
1996
- 1996-02-07 JP JP8021403A patent/JPH09210622A/ja active Pending
-
1997
- 1997-02-04 KR KR1019970003332A patent/KR100271107B1/ko not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
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| US7809182B2 (en) | 2001-07-06 | 2010-10-05 | Leica Geosystems Ag | Method and device for suppressing electromagnetic background radiation in an image |
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| CN103348216A (zh) * | 2011-02-19 | 2013-10-09 | 里弗雷克特里知识产权两合公司 | 用于在冶金应用中识别和测量在耐火的陶瓷构件处的柱状表面的装置 |
| JP2014509392A (ja) * | 2011-02-19 | 2014-04-17 | リフラクトリー・インテレクチュアル・プロパティー・ゲー・エム・ベー・ハー・ウント・コ・カーゲー | 冶金応用における耐火性セラミック部品のシリンダー状表面を検出及び測定するための装置 |
| JP2016006419A (ja) * | 2014-05-30 | 2016-01-14 | 新日鐵住金株式会社 | 溶融金属処理容器の内張り耐火物の表面形状の検出方法及びシステム |
| JP2016000419A (ja) * | 2014-06-12 | 2016-01-07 | 新日鐵住金株式会社 | 溶融金属の流量制御用プレート耐火物の損傷測定装置及び測定方法、並びに流量制御用プレート耐火物の交換判定方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR970062723A (ko) | 1997-09-12 |
| KR100271107B1 (ko) | 2000-11-01 |
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