JPH0953992A - 多波長放射温度計 - Google Patents
多波長放射温度計Info
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- JPH0953992A JPH0953992A JP7204738A JP20473895A JPH0953992A JP H0953992 A JPH0953992 A JP H0953992A JP 7204738 A JP7204738 A JP 7204738A JP 20473895 A JP20473895 A JP 20473895A JP H0953992 A JPH0953992 A JP H0953992A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 １台の装置を用いて広い面積を有する被測定
物体各部の放射率εや温度Ｔの分布を簡単、かつ精度よ
く測定すると共に、装置を簡単な構造にしてコストを削
減する。 【解決手段】 被測定物体５１から放射する熱放射光５
２を受光し、受光した熱放射光５２をそれぞれ波長が異
なる４個の熱放射光に分光し、分光した熱放射光を分光
放射輝度信号５３ａ〜５３ｄに変換し、変換した分光放
射輝度信号５３ａ〜５３ｄに基づいて被測定物体５１の
放射率ε及び温度分布Ｔを求める多波長放射温度計にお
いて、被測定物体５１の任意の箇所から放射する熱放射
光５２を受光方向に反射させる反射手段１０ａ、及び熱
放射光５２の入射角θの相違に基づく放射率εの見掛け
の変動を排除する補正手段１５を備えている多波長放射
温度計１０。
物体各部の放射率εや温度Ｔの分布を簡単、かつ精度よ
く測定すると共に、装置を簡単な構造にしてコストを削
減する。 【解決手段】 被測定物体５１から放射する熱放射光５
２を受光し、受光した熱放射光５２をそれぞれ波長が異
なる４個の熱放射光に分光し、分光した熱放射光を分光
放射輝度信号５３ａ〜５３ｄに変換し、変換した分光放
射輝度信号５３ａ〜５３ｄに基づいて被測定物体５１の
放射率ε及び温度分布Ｔを求める多波長放射温度計にお
いて、被測定物体５１の任意の箇所から放射する熱放射
光５２を受光方向に反射させる反射手段１０ａ、及び熱
放射光５２の入射角θの相違に基づく放射率εの見掛け
の変動を排除する補正手段１５を備えている多波長放射
温度計１０。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は多波長放射温度計に
関し、より詳細には熱放射率または熱放射率分布が未知
であるか、あるいはこの熱放射率が絶えず変化している
被測定物体の温度分布を測定する際に用いられる多波長
放射温度計に関する。
関し、より詳細には熱放射率または熱放射率分布が未知
であるか、あるいはこの熱放射率が絶えず変化している
被測定物体の温度分布を測定する際に用いられる多波長
放射温度計に関する。
【０００２】
【従来の技術】放射温度計は被測定物体の温度を被接触
で計測し得るため、多くの分野で使用されており、従来
から種々のものが開発されている。
で計測し得るため、多くの分野で使用されており、従来
から種々のものが開発されている。
【０００３】この放射温度計には被測定物体の表面にお
ける任意の大きさの測定スポットから放射される熱放射
光を複数の波長に分光し、この分光した各熱放射光を分
光放射輝度信号に変換し、この分光放射輝度信号に基づ
いて前記被測定物体の放射率や温度を求める方式の多波
長放射温度計がある。図６は従来のこの種の多波長放射
温度計を模式的に示した構成図であり（特開平５−２３
１９４４号公報）、図中５１は被測定物体を示してい
る。被測定物体５１の右方の所定箇所には受光レンズ６
１が配設されており、受光レンズ６１には被測定物体５
１における任意の大きさの測定スポット５１ａから放射
された熱放射光５２が受光されるようになっている。ま
た受光レンズ６１の右方の所定箇所には光ファイバ６２
１における１個の入射端６２１ａ側が配設される一方、
光ファイバ６２１の他端部側はＮ（Ｎは３以上の整数、
図示のものでは４）個の出射端６２１ｂ〜６２１ｅが形
成されている。また光ファイバ６２１の出射端６２１ｂ
〜６２１ｅ近傍にはそれぞれ異なる透過波長λ1 〜λ4
の狭帯域フィルタ６２２ａ〜６２２ｄが配設されてい
る。これら光ファイバ６２１、狭帯域フィルタ６２２ａ
〜６２２ｄを含んで分光手段６２が構成されており、こ
の分光手段６２により、受光レンズ６１で受光された熱
放射光５２が異なる波長λ1 〜λ4 の熱放射光に分光さ
れるようになっている。また狭帯域フィルタ６２２ａ〜
６２２ｄの右方近傍には受光素子、増幅器、Ａ／Ｄコン
バータ（共に図示せず）を含んで構成された変換手段６
３が接続されており、この変換手段６３により、分光手
段６２で分光された熱放射光が分光放射輝度信号５３ａ
〜５３ｄに変換されるようになっている。さらに変換手
段６３には演算処理手段６４が接続され、演算処理手段
６４には線形計画法または最小自乗法の手法や下記の数
１、数２に示した式が記憶されている。
ける任意の大きさの測定スポットから放射される熱放射
光を複数の波長に分光し、この分光した各熱放射光を分
光放射輝度信号に変換し、この分光放射輝度信号に基づ
いて前記被測定物体の放射率や温度を求める方式の多波
長放射温度計がある。図６は従来のこの種の多波長放射
温度計を模式的に示した構成図であり（特開平５−２３
１９４４号公報）、図中５１は被測定物体を示してい
る。被測定物体５１の右方の所定箇所には受光レンズ６
１が配設されており、受光レンズ６１には被測定物体５
１における任意の大きさの測定スポット５１ａから放射
された熱放射光５２が受光されるようになっている。ま
た受光レンズ６１の右方の所定箇所には光ファイバ６２
１における１個の入射端６２１ａ側が配設される一方、
光ファイバ６２１の他端部側はＮ（Ｎは３以上の整数、
図示のものでは４）個の出射端６２１ｂ〜６２１ｅが形
成されている。また光ファイバ６２１の出射端６２１ｂ
〜６２１ｅ近傍にはそれぞれ異なる透過波長λ1 〜λ4
の狭帯域フィルタ６２２ａ〜６２２ｄが配設されてい
る。これら光ファイバ６２１、狭帯域フィルタ６２２ａ
〜６２２ｄを含んで分光手段６２が構成されており、こ
の分光手段６２により、受光レンズ６１で受光された熱
放射光５２が異なる波長λ1 〜λ4 の熱放射光に分光さ
れるようになっている。また狭帯域フィルタ６２２ａ〜
６２２ｄの右方近傍には受光素子、増幅器、Ａ／Ｄコン
バータ（共に図示せず）を含んで構成された変換手段６
３が接続されており、この変換手段６３により、分光手
段６２で分光された熱放射光が分光放射輝度信号５３ａ
〜５３ｄに変換されるようになっている。さらに変換手
段６３には演算処理手段６４が接続され、演算処理手段
６４には線形計画法または最小自乗法の手法や下記の数
１、数２に示した式が記憶されている。
【０００４】
【数１】Ｌ（λ,T）＝εi （λ）・２Ｃ1 ／λ5 ・｛ｅ
ｘｐ（Ｃ2 ／λＴ）−１｝-1 ただし、Ｌ（λ，T)：波長λ、温度Ｔに関する分光放射
輝度関数 １≦ｉ≦Ｎ（Ｎは３以上の整数） Ｃ1 ＝ｃ2・ｈ＝５．９５４８×１０-17 ［Ｗ・ｍ2 ］ Ｃ2 ＝ｃ・ｈ／ｋ＝０．０１４３８８［ｍ・Ｋ］ ｈ：プランク定数 ｋ：ボルツマン定数 ｃ：光速（＝３×１０8 ［ｍ／ｓ］） λ：波長 Ｔ：温度
ｘｐ（Ｃ2 ／λＴ）−１｝-1 ただし、Ｌ（λ，T)：波長λ、温度Ｔに関する分光放射
輝度関数 １≦ｉ≦Ｎ（Ｎは３以上の整数） Ｃ1 ＝ｃ2・ｈ＝５．９５４８×１０-17 ［Ｗ・ｍ2 ］ Ｃ2 ＝ｃ・ｈ／ｋ＝０．０１４３８８［ｍ・Ｋ］ ｈ：プランク定数 ｋ：ボルツマン定数 ｃ：光速（＝３×１０8 ［ｍ／ｓ］） λ：波長 Ｔ：温度
【０００５】
【数２】εi （λ）＝ａ0 ＋ａ1 ／λi （１≦ｉ≦Ｎ、
Ｎは３以上の整数） ただし、ε（λ）：波長λに関する放射率関数 ａ0 、ａ1 ：係数 λ：波長 これら受光レンズ６１、分光手段６２、変換手段６３、
演算処理手段６４を含んで多波長放射温度計６０が構成
されている。
Ｎは３以上の整数） ただし、ε（λ）：波長λに関する放射率関数 ａ0 、ａ1 ：係数 λ：波長 これら受光レンズ６１、分光手段６２、変換手段６３、
演算処理手段６４を含んで多波長放射温度計６０が構成
されている。
【０００６】このように構成された多波長放射温度計６
０の場合、被測定物体５１の測定スポット５１ａから放
射された熱放射光５２が受光レンズ６１において受光さ
れ、分光手段６２においてそれぞれ異なる波長λ1 〜λ
4 の熱放射光に分光される。次に分光された熱放射光が
変換手段６３において分光放射輝度信号５３ａ〜５３ｄ
に変換され、これらがそれぞれ実測分光放射輝度Ｌi 0
（ｉ＝１〜４）として演算処理手段６４に入力される。
すると演算処理手段６４において、実測分光放射輝度Ｌ
i 0 と数１の式で算出された分光放射輝度Ｌ（λ,T）と
の差が演算され、この差が予め設定した所定の値以下に
なるよう、前記線形計画法または前記最小自乗法の手法
に基づいて係数ａ0 、ａ1 、温度Ｔの演算が繰り返し行
なわれ、この結果、被測定物体５１の測定スポット５１
ａにおける温度Ｔ及び放射率εが求められる。
０の場合、被測定物体５１の測定スポット５１ａから放
射された熱放射光５２が受光レンズ６１において受光さ
れ、分光手段６２においてそれぞれ異なる波長λ1 〜λ
4 の熱放射光に分光される。次に分光された熱放射光が
変換手段６３において分光放射輝度信号５３ａ〜５３ｄ
に変換され、これらがそれぞれ実測分光放射輝度Ｌi 0
（ｉ＝１〜４）として演算処理手段６４に入力される。
すると演算処理手段６４において、実測分光放射輝度Ｌ
i 0 と数１の式で算出された分光放射輝度Ｌ（λ,T）と
の差が演算され、この差が予め設定した所定の値以下に
なるよう、前記線形計画法または前記最小自乗法の手法
に基づいて係数ａ0 、ａ1 、温度Ｔの演算が繰り返し行
なわれ、この結果、被測定物体５１の測定スポット５１
ａにおける温度Ｔ及び放射率εが求められる。
【０００７】図７は従来の非接触タイプの別の放射温度
計を示した概略図であり（特公平６−６３８６４号公
報）、図中７１はポリゴンミラーを示している。ポリゴ
ンミラー７１はその周面が多角形状に形成されており、
またモータ（図示せず）により矢印Ｄ方向に回転させら
れている。そして回転する鏡面７１ａにおいて、被測定
物体５１の走査線５１ｂ上から放射された熱放射光５２
が集光ミラー７２の方向へ連続的に反射され、これが鏡
面７１ｂ、７１ｃ、…において順次繰り返されるように
なっている。またポリゴンミラー７１近傍の所定箇所に
は集光ミラー７２が配設され、集光ミラー７２の光路上
にはコリメートミラー７３、集光ミラー７４が配設され
ており、集光ミラー７４近傍の所定箇所には光検出素子
７５ａを含んで構成された光検出器７５が配設されてい
る。この光検出器７５はその内面が黒色に塗装されて黒
体として機能すると共に、その内部が真空状態に設定さ
れ、かつ所定温度に冷却されており、一定温度の放射物
体としても機能するようになっている。一方、集光ミラ
ー７２とコリメートミラー７３との間にはピンホール７
６ａが形成されたピンホール板７６が配設されており、
ピンホール７６ａの前側には凹面鏡７６ｂが形成されて
いる。また凹面鏡７６ｂ近傍には測温素子７６ｃが配設
されており、測温素子７６ｃで測定された温度が光検出
器７５側にフィードバックされることにより、凹面鏡７
６ｂ周囲の温度に基づく誤差が補正されるようになって
いる。さらにピンホール７６ａと対向する箇所には、略
円板形状の光チョッパ７７がモータ７７ａを用いて回転
可能に配設されており、光チョッパ７７には半径方向に
開口された複数個のスリット（図示せず）が形成される
と共に、光チョッパ７７の後側には鏡面７７ｂが形成さ
れている。これらポリゴンミラー７１、集光ミラー７
２、７４、コリメートミラー７３、光検出器７５、ピン
ホール板７６、光チョッパ７７等を含んで放射温度計７
０が構成されている。
計を示した概略図であり（特公平６−６３８６４号公
報）、図中７１はポリゴンミラーを示している。ポリゴ
ンミラー７１はその周面が多角形状に形成されており、
またモータ（図示せず）により矢印Ｄ方向に回転させら
れている。そして回転する鏡面７１ａにおいて、被測定
物体５１の走査線５１ｂ上から放射された熱放射光５２
が集光ミラー７２の方向へ連続的に反射され、これが鏡
面７１ｂ、７１ｃ、…において順次繰り返されるように
なっている。またポリゴンミラー７１近傍の所定箇所に
は集光ミラー７２が配設され、集光ミラー７２の光路上
にはコリメートミラー７３、集光ミラー７４が配設され
ており、集光ミラー７４近傍の所定箇所には光検出素子
７５ａを含んで構成された光検出器７５が配設されてい
る。この光検出器７５はその内面が黒色に塗装されて黒
体として機能すると共に、その内部が真空状態に設定さ
れ、かつ所定温度に冷却されており、一定温度の放射物
体としても機能するようになっている。一方、集光ミラ
ー７２とコリメートミラー７３との間にはピンホール７
６ａが形成されたピンホール板７６が配設されており、
ピンホール７６ａの前側には凹面鏡７６ｂが形成されて
いる。また凹面鏡７６ｂ近傍には測温素子７６ｃが配設
されており、測温素子７６ｃで測定された温度が光検出
器７５側にフィードバックされることにより、凹面鏡７
６ｂ周囲の温度に基づく誤差が補正されるようになって
いる。さらにピンホール７６ａと対向する箇所には、略
円板形状の光チョッパ７７がモータ７７ａを用いて回転
可能に配設されており、光チョッパ７７には半径方向に
開口された複数個のスリット（図示せず）が形成される
と共に、光チョッパ７７の後側には鏡面７７ｂが形成さ
れている。これらポリゴンミラー７１、集光ミラー７
２、７４、コリメートミラー７３、光検出器７５、ピン
ホール板７６、光チョッパ７７等を含んで放射温度計７
０が構成されている。
【０００８】このように構成された放射温度計７０の場
合、被測定物体５１の走査線５１ｂ上における任意の測
定スポット５１ａから放射された熱放射光５２は、ポリ
ゴンミラー７１の鏡面５１ａで反射され、集光ミラー７
２で集光・反射された後、光チョッパ７７のスリットを
通過する。次にピンホール７６ａを通る際、熱放射光５
２中の外乱放射光が除外され、次にコリメートミラー７
３において熱放射光５２が平行光５２ａに変換・反射さ
れ、集光ミラー７４において集光・反射された後、光検
出素子７５ａにおいて熱放射光５２の輝度強度が測定さ
れる。一方、光チョッパ７７が回転してスリットが閉じ
た際、黒体炉としての光検出器７５から放射された放射
光（図示せず）が集光ミラー７４、コリメートミラー７
３、ピンホール７６ａを介して光チョッパ７７に到達す
る。するとこの鏡面７７ｂ及び凹面鏡７６ｂ間で２重反
射された後、再び鏡面７７ｂで反射されて元に戻り、光
検出素子７５ａにおいて比較値としての黒体放射光の輝
度強度が測定される。そしてこの黒体放射光の輝度強度
と熱放射光５２の輝度強度とが比較・演算され、走査線
５１ｂ上における所定の測定スポット５１ａの絶対温度
が求められる。さらにポリゴンミラー７１の鏡面５１ａ
が回転してゆくと、走査線５１ｂ上における各部の絶対
温度分布が求められる。
合、被測定物体５１の走査線５１ｂ上における任意の測
定スポット５１ａから放射された熱放射光５２は、ポリ
ゴンミラー７１の鏡面５１ａで反射され、集光ミラー７
２で集光・反射された後、光チョッパ７７のスリットを
通過する。次にピンホール７６ａを通る際、熱放射光５
２中の外乱放射光が除外され、次にコリメートミラー７
３において熱放射光５２が平行光５２ａに変換・反射さ
れ、集光ミラー７４において集光・反射された後、光検
出素子７５ａにおいて熱放射光５２の輝度強度が測定さ
れる。一方、光チョッパ７７が回転してスリットが閉じ
た際、黒体炉としての光検出器７５から放射された放射
光（図示せず）が集光ミラー７４、コリメートミラー７
３、ピンホール７６ａを介して光チョッパ７７に到達す
る。するとこの鏡面７７ｂ及び凹面鏡７６ｂ間で２重反
射された後、再び鏡面７７ｂで反射されて元に戻り、光
検出素子７５ａにおいて比較値としての黒体放射光の輝
度強度が測定される。そしてこの黒体放射光の輝度強度
と熱放射光５２の輝度強度とが比較・演算され、走査線
５１ｂ上における所定の測定スポット５１ａの絶対温度
が求められる。さらにポリゴンミラー７１の鏡面５１ａ
が回転してゆくと、走査線５１ｂ上における各部の絶対
温度分布が求められる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上記した多波長放射温
度計６０においては、測定スポット５１ａが固定されて
おり、広い面積を有する被測定物体５１の放射率εや温
度Ｔの分布を正確に測定するには、温度計６０を多数設
置する必要があるという課題があった。
度計６０においては、測定スポット５１ａが固定されて
おり、広い面積を有する被測定物体５１の放射率εや温
度Ｔの分布を正確に測定するには、温度計６０を多数設
置する必要があるという課題があった。
【００１０】また上記した放射温度計７０においては、
多波長放射温度計６０に比べて装置が複雑であり、コス
トが高く付き易い。また鏡面７１ａ、７１ｂ、…の反射
率を同様に設定するのが難しく、コストが掛かり易いと
共に、測定した絶対温度間にばらつきが発生し易い。さ
らに放射率の角度依存性に対する補正がなされていない
ので、被測定物体５１の面積が広く（走査線５１ｂが長
く）なると、測定した絶対温度に誤差が生じ易いという
課題があった。
多波長放射温度計６０に比べて装置が複雑であり、コス
トが高く付き易い。また鏡面７１ａ、７１ｂ、…の反射
率を同様に設定するのが難しく、コストが掛かり易いと
共に、測定した絶対温度間にばらつきが発生し易い。さ
らに放射率の角度依存性に対する補正がなされていない
ので、被測定物体５１の面積が広く（走査線５１ｂが長
く）なると、測定した絶対温度に誤差が生じ易いという
課題があった。
【００１１】本発明はこのような課題に鑑みなされたも
のであり、１台の装置を用いて広い面積を有する被測定
物体各部の放射率εや温度Ｔの分布を簡単、かつ精度よ
く測定することができると共に、装置の構造が簡単でコ
ストを削減することができる多波長放射温度計を提供す
ることを目的としている。
のであり、１台の装置を用いて広い面積を有する被測定
物体各部の放射率εや温度Ｔの分布を簡単、かつ精度よ
く測定することができると共に、装置の構造が簡単でコ
ストを削減することができる多波長放射温度計を提供す
ることを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】図５は多波長放射温度計
６０を用い、数１で示した放射率関数ε（λ）の係数ａ
0 、ａ1 と熱放射光の入射角θ（図６）との関係を調査
した結果を示したプロット図であり、図中４１、４２は
被測定物体が材料Ａの際における係数ａ0 、ａ1 の場
合、図中４３、４４は被測定物体が材料Ｂの際における
係数ａ0 、ａ1 の場合をそれぞれ示している。この結果
から明らかなように、被測定物体５１が材料Ａの場合、
入射角θが変化しても係数ａ0 、ａ1 の変動（すなわち
放射率εの変動）は小さい一方、材料Ｂの場合、入射角
が所定の約１５°以上になると係数ａ0 、ａ1 （すなわ
ち放射率ε）が大きく変化している。したがって多波長
温度計６０を用いて材料Ｂの被測定物体の温度を測定す
る場合、入射角θが約１５°以上になると、最大数十℃
程度の誤差が生じることとなる。
６０を用い、数１で示した放射率関数ε（λ）の係数ａ
0 、ａ1 と熱放射光の入射角θ（図６）との関係を調査
した結果を示したプロット図であり、図中４１、４２は
被測定物体が材料Ａの際における係数ａ0 、ａ1 の場
合、図中４３、４４は被測定物体が材料Ｂの際における
係数ａ0 、ａ1 の場合をそれぞれ示している。この結果
から明らかなように、被測定物体５１が材料Ａの場合、
入射角θが変化しても係数ａ0 、ａ1 の変動（すなわち
放射率εの変動）は小さい一方、材料Ｂの場合、入射角
が所定の約１５°以上になると係数ａ0 、ａ1 （すなわ
ち放射率ε）が大きく変化している。したがって多波長
温度計６０を用いて材料Ｂの被測定物体の温度を測定す
る場合、入射角θが約１５°以上になると、最大数十℃
程度の誤差が生じることとなる。
【００１３】ところで、入射角θに関する放射率関数は
Ｓｉｅｇｅｌの式に基づき、下記の数３、数４の式で表
わされる。
Ｓｉｅｇｅｌの式に基づき、下記の数３、数４の式で表
わされる。
【００１４】
【数３】ε（θ）＝２・ｎ2 ・ｃｏｓθ・（１／（（ｎ
2 ・ｃｏｓθ＋１）2＋（ｋ2 ・ｃｏｓθ）2 ＋１／
（（ｃｏｓθ＋ｎ2 ）2 ＋ｋ2 2）） ただし、ε（θ）：入射角θに関する放射率関数 θ：入射角［ｒａｄ］ ｎ2 ：被測定物体の屈折率 ｋ2 ：被測定物体の消衰係数
2 ・ｃｏｓθ＋１）2＋（ｋ2 ・ｃｏｓθ）2 ＋１／
（（ｃｏｓθ＋ｎ2 ）2 ＋ｋ2 2）） ただし、ε（θ）：入射角θに関する放射率関数 θ：入射角［ｒａｄ］ ｎ2 ：被測定物体の屈折率 ｋ2 ：被測定物体の消衰係数
【００１５】
【数４】ｎ2 2＝（ｎ2 −ｊｋ2 ）2 ＝１＋（σ／ε0 ）
／（ｊω・（１＋ω・τ） ただし、σ：被測定物体の電気伝導度［Ｓ／ｍ］ ε0 ：真空の誘電率（＝８．８５×１０-12 ［Ｆ／
ｍ］） ω：熱放射光の周波数（＝２πｃ／λ［１／ｓｅｃ］） ｃ：光速（＝３×１０8 ［ｍ／ｓ］） λ：波長 τ：自由電子の緩和時間［ｓｅｃ］ ｊ：複素屈折率 またω≦１／τ、ω≦σ／ε0 の場合、数４の式は下記
の数５の式で表わされる。
／（ｊω・（１＋ω・τ） ただし、σ：被測定物体の電気伝導度［Ｓ／ｍ］ ε0 ：真空の誘電率（＝８．８５×１０-12 ［Ｆ／
ｍ］） ω：熱放射光の周波数（＝２πｃ／λ［１／ｓｅｃ］） ｃ：光速（＝３×１０8 ［ｍ／ｓ］） λ：波長 τ：自由電子の緩和時間［ｓｅｃ］ ｊ：複素屈折率 またω≦１／τ、ω≦σ／ε0 の場合、数４の式は下記
の数５の式で表わされる。
【００１６】
【数５】ｎ2 ＝ｋ2 ＝σ1/2 ／（２・ε0 ・ω） 数３、数５の式より明らかなように、放射率εは入射角
θ、温度、波長λ、被測定物体の表面性状σ、ｎ2 、ｋ
2 により変動することととなり、入射角θ以外の諸条件
を一定にした図５の場合、入射角θの変化により放射率
εに変動が生じることとなる。換言すれば入射角θの相
違に基づく放射率εの見掛けの変動が補正されると、入
射角θが変わった場合でも放射率εが正確に求められる
こととなる。
θ、温度、波長λ、被測定物体の表面性状σ、ｎ2 、ｋ
2 により変動することととなり、入射角θ以外の諸条件
を一定にした図５の場合、入射角θの変化により放射率
εに変動が生じることとなる。換言すれば入射角θの相
違に基づく放射率εの見掛けの変動が補正されると、入
射角θが変わった場合でも放射率εが正確に求められる
こととなる。
【００１７】上記目的を達成するため、本発明に係る多
波長放射温度計は、被測定物体から放射する熱放射光を
受光し、該受光した熱放射光をそれぞれ波長が異なるＮ
（Ｎは３以上の整数）個の熱放射光に分光し、該分光し
た熱放射光を分光放射輝度信号に変換し、該変換した分
光放射輝度信号に基づいて前記被測定物体の放射率及び
温度分布を求める多波長放射温度計において、前記被測
定物体の任意の箇所から放射する熱放射光を受光方向に
反射させる反射手段、及び前記熱放射光の入射角の相違
に基づく前記放射率の見掛けの変動を排除する補正手段
を備えていることを特徴としている（１）。
波長放射温度計は、被測定物体から放射する熱放射光を
受光し、該受光した熱放射光をそれぞれ波長が異なるＮ
（Ｎは３以上の整数）個の熱放射光に分光し、該分光し
た熱放射光を分光放射輝度信号に変換し、該変換した分
光放射輝度信号に基づいて前記被測定物体の放射率及び
温度分布を求める多波長放射温度計において、前記被測
定物体の任意の箇所から放射する熱放射光を受光方向に
反射させる反射手段、及び前記熱放射光の入射角の相違
に基づく前記放射率の見掛けの変動を排除する補正手段
を備えていることを特徴としている（１）。
【００１８】上記した多波長放射温度計（１）によれ
ば、前記反射手段が回転角センサとミラーと回転部とを
含んで構成され、該回転部により回転させられる１枚の
前記ミラーが前記回転部の軸心に対して約４５°に傾け
て取り付けられると共に、前記回転部の軸心方向に受光
レンズが配設されており、前記ミラーが回転すると、該
ミラーにおいて、前記回転部の軸心周囲にある被測定物
体の走査線上から放射された熱放射光が前記受光レンズ
側に連続的に反射させられることとなる。このため、前
記被測定物体を前記走査線と直交する方向に移動させる
と、前記被測定物体の任意の箇所から放射する熱放射光
を受光方向に反射させ得ることとなる。また、前記被測
定物体の材料ごとに入射角の閾値θ0 と、放射率関数ε
（λ）における係数ａ0 、ａ1 の上限値及び下限値とを
補正手段に予め設定しておくと、該補正手段において入
射角の測定値θと前記閾値θ0 とが比較された後、所定
の係数ａ0 、ａ1 の範囲が選択され、前記測定入射角θ
の相違に基づく放射率εの見掛けの変動が補正されると
共に、前記測定入射角θにより前記走査線上の測定スポ
ットが特定されることとなる。この結果、広い面積を有
する被測定物体の放射率ε、温度Ｔの分布を１台の装置
を用いて正確に測定し得ると共に、装置が簡単になるた
め、コストを削減し得ることとなる。
ば、前記反射手段が回転角センサとミラーと回転部とを
含んで構成され、該回転部により回転させられる１枚の
前記ミラーが前記回転部の軸心に対して約４５°に傾け
て取り付けられると共に、前記回転部の軸心方向に受光
レンズが配設されており、前記ミラーが回転すると、該
ミラーにおいて、前記回転部の軸心周囲にある被測定物
体の走査線上から放射された熱放射光が前記受光レンズ
側に連続的に反射させられることとなる。このため、前
記被測定物体を前記走査線と直交する方向に移動させる
と、前記被測定物体の任意の箇所から放射する熱放射光
を受光方向に反射させ得ることとなる。また、前記被測
定物体の材料ごとに入射角の閾値θ0 と、放射率関数ε
（λ）における係数ａ0 、ａ1 の上限値及び下限値とを
補正手段に予め設定しておくと、該補正手段において入
射角の測定値θと前記閾値θ0 とが比較された後、所定
の係数ａ0 、ａ1 の範囲が選択され、前記測定入射角θ
の相違に基づく放射率εの見掛けの変動が補正されると
共に、前記測定入射角θにより前記走査線上の測定スポ
ットが特定されることとなる。この結果、広い面積を有
する被測定物体の放射率ε、温度Ｔの分布を１台の装置
を用いて正確に測定し得ると共に、装置が簡単になるた
め、コストを削減し得ることとなる。
【００１９】また本発明に係る多波長放射温度計は、被
測定物体から放射された熱放射光を受光する受光レンズ
と、該受光レンズで受光された熱放射光をそれぞれ波長
が異なるＮ（Ｎは３以上の整数）個の熱放射光に分光す
る分光手段と、該分光手段で分光された前記熱放射光を
分光放射輝度信号に変換する変換手段と、該変換手段で
変換された前記分光放射輝度信号に基づいて前記被測定
物体の放射率、温度を求める演算処理手段とを備えた多
波長放射温度計において、前記被測定物体と前記受光レ
ンズとの間の光路上に１枚のミラーと回転部と回転角セ
ンサとを備えた反射手段が介装されると共に、該反射手
段への前記熱放射光の入射角の相違に基づく前記放射率
の見かけの変動を補正するための補正手段が前記演算処
理手段に装備されていることを特徴としている（２）。
測定物体から放射された熱放射光を受光する受光レンズ
と、該受光レンズで受光された熱放射光をそれぞれ波長
が異なるＮ（Ｎは３以上の整数）個の熱放射光に分光す
る分光手段と、該分光手段で分光された前記熱放射光を
分光放射輝度信号に変換する変換手段と、該変換手段で
変換された前記分光放射輝度信号に基づいて前記被測定
物体の放射率、温度を求める演算処理手段とを備えた多
波長放射温度計において、前記被測定物体と前記受光レ
ンズとの間の光路上に１枚のミラーと回転部と回転角セ
ンサとを備えた反射手段が介装されると共に、該反射手
段への前記熱放射光の入射角の相違に基づく前記放射率
の見かけの変動を補正するための補正手段が前記演算処
理手段に装備されていることを特徴としている（２）。
【００２０】上記した多波長放射温度計（２）によれ
ば、前記ミラーを回転させると、前記回転部の軸心周囲
にある前記被測定物体の走査線上から放射された熱放射
光が前記受光レンズ側に連続的に反射されると共に、前
記回転角センサにおいて前記走査線上における前記熱放
射光の放射位置を特定し得ることとなる。また前記所定
材料の被測定物体に関する入射角の閾値θ0 と、放射率
関数ε（λ）の係数ａ0、ａ1 の上限値及び下限値とを
予め補正手段に設定しておくと、該補正手段において入
射角の測定値θと前記閾値θ0 とが比較された後、所定
の係数ａ0 、ａ1の範囲が選択されることとなり、前記
測定入射角θの相違に基づく放射率εの見掛けの変動が
補正されることとなる。また前記反射手段が前記１枚の
ミラーを含んで構成されているため、ミラー間の反射率
のばらつきの発生が解消されることとなる。この結果、
広い面積を有する前記所定材料の被測定物体における放
射率ε、温度Ｔの分布を１台の装置を用いて正確に測定
し得ると共に、装置が簡単になるため、コストを削減し
得ることとなる。
ば、前記ミラーを回転させると、前記回転部の軸心周囲
にある前記被測定物体の走査線上から放射された熱放射
光が前記受光レンズ側に連続的に反射されると共に、前
記回転角センサにおいて前記走査線上における前記熱放
射光の放射位置を特定し得ることとなる。また前記所定
材料の被測定物体に関する入射角の閾値θ0 と、放射率
関数ε（λ）の係数ａ0、ａ1 の上限値及び下限値とを
予め補正手段に設定しておくと、該補正手段において入
射角の測定値θと前記閾値θ0 とが比較された後、所定
の係数ａ0 、ａ1の範囲が選択されることとなり、前記
測定入射角θの相違に基づく放射率εの見掛けの変動が
補正されることとなる。また前記反射手段が前記１枚の
ミラーを含んで構成されているため、ミラー間の反射率
のばらつきの発生が解消されることとなる。この結果、
広い面積を有する前記所定材料の被測定物体における放
射率ε、温度Ｔの分布を１台の装置を用いて正確に測定
し得ると共に、装置が簡単になるため、コストを削減し
得ることとなる。
【００２１】また本発明に係る多波長放射温度計は、被
測定物体から放射された熱放射光を受光する受光レンズ
と、該受光レンズで受光された熱放射光をそれぞれ波長
が異なるＮ（Ｎは３以上の整数）個の熱放射光に分光す
る分光手段と、該分光手段で分光された前記熱放射光を
分光放射輝度信号に変換する変換手段と、該変換手段で
変換された前記分光放射輝度信号に基づいて前記被測定
物体の放射率、温度を求める演算処理手段とを備えた多
波長放射温度計において、前記被測定物体と前記受光レ
ンズとの間の光路上に１枚のミラーと回転部と回転角セ
ンサとを備えた反射手段が介装されると共に、該反射手
段への前記熱放射光の入射角及び前記被測定物の材料の
相違に基づく前記放射率の見かけの変動を補正するため
の補正手段が前記演算処理手段に装備されていることを
特徴としている（３）。
測定物体から放射された熱放射光を受光する受光レンズ
と、該受光レンズで受光された熱放射光をそれぞれ波長
が異なるＮ（Ｎは３以上の整数）個の熱放射光に分光す
る分光手段と、該分光手段で分光された前記熱放射光を
分光放射輝度信号に変換する変換手段と、該変換手段で
変換された前記分光放射輝度信号に基づいて前記被測定
物体の放射率、温度を求める演算処理手段とを備えた多
波長放射温度計において、前記被測定物体と前記受光レ
ンズとの間の光路上に１枚のミラーと回転部と回転角セ
ンサとを備えた反射手段が介装されると共に、該反射手
段への前記熱放射光の入射角及び前記被測定物の材料の
相違に基づく前記放射率の見かけの変動を補正するため
の補正手段が前記演算処理手段に装備されていることを
特徴としている（３）。
【００２２】上記した多波長放射温度計（３）によれ
ば、前記被測定物体の材料ごとに入射角の閾値θ0 と、
放射率関数ε（λ）における係数ａ0 、ａ1 の上限値及
び下限値とを補正手段に予め設定しておくと、該補正手
段において入射角の測定値θと前記閾値θ0 とが比較さ
れた後、材料ごとに所定の係数ａ0 、ａ1 の範囲が選択
されることとなり、前記被測定物体の材料が異なって
も、前記測定入射角θの相違に基づく放射率εの見掛け
の変動を常時簡単、かつ確実に補正し得ることとなる。
ば、前記被測定物体の材料ごとに入射角の閾値θ0 と、
放射率関数ε（λ）における係数ａ0 、ａ1 の上限値及
び下限値とを補正手段に予め設定しておくと、該補正手
段において入射角の測定値θと前記閾値θ0 とが比較さ
れた後、材料ごとに所定の係数ａ0 、ａ1 の範囲が選択
されることとなり、前記被測定物体の材料が異なって
も、前記測定入射角θの相違に基づく放射率εの見掛け
の変動を常時簡単、かつ確実に補正し得ることとなる。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る多波長放射温
度計の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、従
来例と同一機能を有する構成部品には同一の符号を付す
こととする。図１は実施の形態に係る多波長放射温度計
を模式的に示した構成図であり、図中６１は受光レンズ
を示している。受光レンズ６１の前方におけるこの光軸
６１ａ上には略円柱形状のミラーブロック１１１が矢印
Ａ方向へ回転可能に配設され、ミラーブロック１１１は
モータ１１２に接続されており、これらミラーブロック
１１１、モータ１１２を含んで回転部１１が構成されて
いる。ミラーブロック１１１の後端側の所定箇所には１
枚のミラー１２がミラーブロック１１１の軸心に対して
約４５°に傾けて取り付けられる一方、ミラーブロック
１１１の前端側には回転板１３１が取り付けられてお
り、回転板１３１にはミラーブロック１１１の回転に比
例して回転板１３１の中心からの距離が変化するうず巻
き状のスリット１３１ａが形成されている。回転板１３
１の前方にはスリット１３１ａの位置を検出する検出素
子１３２が配設され、検出素子１３２は補正手段１５に
接続されており、これら回転板１３１、検出素子１３２
等を含んで回転角センサ１３が構成されている。これら
回転部１１、ミラー１２、回転角センサ１３を含んで反
射手段１０ａが構成されている。反射手段１０ａと受光
レンズ６１とは略中空直方体形状の収納箱１４内に収納
されており、収納箱１４下部壁の所定箇所には熱放射光
５２が通る石英ガラス製の窓（図示せず）が配設される
一方、収納箱１４右側壁部の所定箇所には光ファイバ６
２１の入射端６２１ａが挿入・固定されている。そして
回転部１１が回転すると、被測定物体５１の走査線５１
ｂ上を移動する任意の測定スポット５１ａから放射され
た熱放射光５２がミラー１２において受光レンズ６１側
に連続的に反射される。同時に、回転角センサ１３で検
出されたミラー１２の回転角に基づき、補正手段１５に
おいて入射角θが演算されると共に、走査線５１ｂ上に
おける測定スポット５１ａの位置が求められるようにな
っている。他方、演算処理手段６４には補正手段１５が
装備されており、補正手段１５には図２に示したような
被測定物体５１の材料Ａ〜Ｎと、入射角の閾値θ0A〜θ
0Nと、放射率関数ε（λ）における係数ａ0 の上限値Ｖ
A １１〜ＶN２１及び下限値ＶA １２〜ＶN ２２、係数
ａ1 の上限値ＶA １３〜ＶN ２３及び下限値ＶA １４〜
ＶN ２４のデータとが予め記憶されている。そして被測
定物体５１の材料データが入力されると、補正手段１５
において入射角の測定値θと閾値θ0 とが比較された
後、この材料に関する所定の係数ａ0 、ａ1 の範囲が選
択されるようになっている。その他の構成は図６に示し
た多波長放射温度計６０と同様であるので、ここではそ
の構成の詳細な説明は省略することとする。これら回転
部１１、ミラー１２、回転角センサ１３、補正手段１
５、分光手段６２、変換手段６３、演算処理手段６４等
を含んで多波長放射温度計１０が構成されている。
度計の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、従
来例と同一機能を有する構成部品には同一の符号を付す
こととする。図１は実施の形態に係る多波長放射温度計
を模式的に示した構成図であり、図中６１は受光レンズ
を示している。受光レンズ６１の前方におけるこの光軸
６１ａ上には略円柱形状のミラーブロック１１１が矢印
Ａ方向へ回転可能に配設され、ミラーブロック１１１は
モータ１１２に接続されており、これらミラーブロック
１１１、モータ１１２を含んで回転部１１が構成されて
いる。ミラーブロック１１１の後端側の所定箇所には１
枚のミラー１２がミラーブロック１１１の軸心に対して
約４５°に傾けて取り付けられる一方、ミラーブロック
１１１の前端側には回転板１３１が取り付けられてお
り、回転板１３１にはミラーブロック１１１の回転に比
例して回転板１３１の中心からの距離が変化するうず巻
き状のスリット１３１ａが形成されている。回転板１３
１の前方にはスリット１３１ａの位置を検出する検出素
子１３２が配設され、検出素子１３２は補正手段１５に
接続されており、これら回転板１３１、検出素子１３２
等を含んで回転角センサ１３が構成されている。これら
回転部１１、ミラー１２、回転角センサ１３を含んで反
射手段１０ａが構成されている。反射手段１０ａと受光
レンズ６１とは略中空直方体形状の収納箱１４内に収納
されており、収納箱１４下部壁の所定箇所には熱放射光
５２が通る石英ガラス製の窓（図示せず）が配設される
一方、収納箱１４右側壁部の所定箇所には光ファイバ６
２１の入射端６２１ａが挿入・固定されている。そして
回転部１１が回転すると、被測定物体５１の走査線５１
ｂ上を移動する任意の測定スポット５１ａから放射され
た熱放射光５２がミラー１２において受光レンズ６１側
に連続的に反射される。同時に、回転角センサ１３で検
出されたミラー１２の回転角に基づき、補正手段１５に
おいて入射角θが演算されると共に、走査線５１ｂ上に
おける測定スポット５１ａの位置が求められるようにな
っている。他方、演算処理手段６４には補正手段１５が
装備されており、補正手段１５には図２に示したような
被測定物体５１の材料Ａ〜Ｎと、入射角の閾値θ0A〜θ
0Nと、放射率関数ε（λ）における係数ａ0 の上限値Ｖ
A １１〜ＶN２１及び下限値ＶA １２〜ＶN ２２、係数
ａ1 の上限値ＶA １３〜ＶN ２３及び下限値ＶA １４〜
ＶN ２４のデータとが予め記憶されている。そして被測
定物体５１の材料データが入力されると、補正手段１５
において入射角の測定値θと閾値θ0 とが比較された
後、この材料に関する所定の係数ａ0 、ａ1 の範囲が選
択されるようになっている。その他の構成は図６に示し
た多波長放射温度計６０と同様であるので、ここではそ
の構成の詳細な説明は省略することとする。これら回転
部１１、ミラー１２、回転角センサ１３、補正手段１
５、分光手段６２、変換手段６３、演算処理手段６４等
を含んで多波長放射温度計１０が構成されている。
【００２４】以下、多波長放射温度計１０を用いる場
合、補正手段１５の動作について図１〜図３に基づき説
明する。図３は補正手段の動作を概略的に示したフロー
チャートであり、動作を開始すると、まずＳ（ステッ
プ）１１において所定時間が経過したか否かが判断さ
れ、経過していないと判断されると元に戻る。一方、経
過したと判断されると、回転角センサ１３からのミラー
１２の回転角に基づいて熱放射光５２の入射角θが演算
されると共に（Ｓ１２）、測定スポット５１ａの位置が
演算された後（Ｓ１３）、これが一旦記憶される。次に
図２に示したデータが呼び出された後（Ｓ１４）、Ｓ１
５において被測定物体５１が材料Ａであるか否かが判断
され、上位コンピュータ（図示せず）等から入力された
データに基づいて材料Ａであると判断されると、Ｓ１６
において入射角θが閾値θ0Aより小さいか否かが判断さ
れる。そして小さいと判断されると、放射率関数ε
（λ）の係数ａ0 がＶA １１〜ＶA １２、係数ａ1 がＶ
A １３〜ＶA １４の範囲にそれぞれ設定される（Ｓ１
７）。すると図５に示した場合と同様、実測分光放射輝
度Ｌｉ ０と数１の式で算出された分光放射輝度Ｌ
（λ，Ｔ）との差が所定値以下になるよう、演算処理手
段６４において温度Ｔ、係数ａ0 、ａ1 の演算が前記設
定された範囲内で繰り返し行なわれ、この結果、任意の
測定スポット５１ａにおける温度Ｔ及び放射率εが求め
られる。
合、補正手段１５の動作について図１〜図３に基づき説
明する。図３は補正手段の動作を概略的に示したフロー
チャートであり、動作を開始すると、まずＳ（ステッ
プ）１１において所定時間が経過したか否かが判断さ
れ、経過していないと判断されると元に戻る。一方、経
過したと判断されると、回転角センサ１３からのミラー
１２の回転角に基づいて熱放射光５２の入射角θが演算
されると共に（Ｓ１２）、測定スポット５１ａの位置が
演算された後（Ｓ１３）、これが一旦記憶される。次に
図２に示したデータが呼び出された後（Ｓ１４）、Ｓ１
５において被測定物体５１が材料Ａであるか否かが判断
され、上位コンピュータ（図示せず）等から入力された
データに基づいて材料Ａであると判断されると、Ｓ１６
において入射角θが閾値θ0Aより小さいか否かが判断さ
れる。そして小さいと判断されると、放射率関数ε
（λ）の係数ａ0 がＶA １１〜ＶA １２、係数ａ1 がＶ
A １３〜ＶA １４の範囲にそれぞれ設定される（Ｓ１
７）。すると図５に示した場合と同様、実測分光放射輝
度Ｌｉ ０と数１の式で算出された分光放射輝度Ｌ
（λ，Ｔ）との差が所定値以下になるよう、演算処理手
段６４において温度Ｔ、係数ａ0 、ａ1 の演算が前記設
定された範囲内で繰り返し行なわれ、この結果、任意の
測定スポット５１ａにおける温度Ｔ及び放射率εが求め
られる。
【００２５】一方、Ｓ１６において入射角θが閾値θ0A
より小さくないと判断されると、放射率関数ε（λ）の
係数ａ0 がＶA ２１〜ＶA ２２、係数ａ1 がＶA ２３〜
ＶA２４の範囲にそれぞれ設定された後（Ｓ１８）、前
述した場合と略同様にして温度Ｔ及び放射率εが求めら
れる。他方、Ｓ１５において被測定物体５１が材料Ａで
ないと判断されると、Ｓ１９において材料Ｂであるか否
かが判断され、材料Ｂであると判断されると、Ｓ２０に
おいて入射角θが閾値θ0Bより小さいか否かが判断され
る。そして小さいと判断されると、放射率関数ε（λ）
の係数ａ0 がＶB １１〜ＶB １２、係数ａ1 がＶB １３
〜ＶB １４の範囲にそれぞれ設定された後（Ｓ２１）、
前述した場合と略同様にして温度Ｔ及び放射率εが求め
られる。以下、前述した場合と略同様にして材料Ｃ〜Ｎ
の際における温度Ｔ及び放射率εが求められる。次にＳ
２２において動作を終了するキー操作がなされているか
否かが判断され、入力されていないと判断されるとＳ１
１に戻って再び動作が繰り返され、所定時間経過後、次
の測定スポットの温度Ｔ及び放射率εが求められる一
方、入力されたと判断されると補正手段１５の動作が終
了する。
より小さくないと判断されると、放射率関数ε（λ）の
係数ａ0 がＶA ２１〜ＶA ２２、係数ａ1 がＶA ２３〜
ＶA２４の範囲にそれぞれ設定された後（Ｓ１８）、前
述した場合と略同様にして温度Ｔ及び放射率εが求めら
れる。他方、Ｓ１５において被測定物体５１が材料Ａで
ないと判断されると、Ｓ１９において材料Ｂであるか否
かが判断され、材料Ｂであると判断されると、Ｓ２０に
おいて入射角θが閾値θ0Bより小さいか否かが判断され
る。そして小さいと判断されると、放射率関数ε（λ）
の係数ａ0 がＶB １１〜ＶB １２、係数ａ1 がＶB １３
〜ＶB １４の範囲にそれぞれ設定された後（Ｓ２１）、
前述した場合と略同様にして温度Ｔ及び放射率εが求め
られる。以下、前述した場合と略同様にして材料Ｃ〜Ｎ
の際における温度Ｔ及び放射率εが求められる。次にＳ
２２において動作を終了するキー操作がなされているか
否かが判断され、入力されていないと判断されるとＳ１
１に戻って再び動作が繰り返され、所定時間経過後、次
の測定スポットの温度Ｔ及び放射率εが求められる一
方、入力されたと判断されると補正手段１５の動作が終
了する。
【００２６】上記説明から明らかなように、実施の形態
に係る多波長放射温度計１０では、回転部１１により回
転させられる１枚のミラー１２が回転部１１の軸心に対
して約４５°に傾けて取り付けられると共に、回転部１
１の軸心方向に受光レンズ６１が配設されており、ミラ
ー１２が回転すると、ミラー１２において、回転部１１
の軸心周囲にある被測定物体５１の走査線５１ｂ上から
放射された熱放射光５２が受光レンズ６１側に連続的に
反射させられる。このため、被測定物体５１を走査線５
１ｂと直交する方向Ｂに移動させると、被測定物体５１
の任意の箇所から放射する熱放射光を受光方向に反射さ
せることができる。また、被測定物体５１の材料Ａ〜Ｎ
ごとに入射角の閾値θ0A〜θ0Nと、放射率関数ε（λ）
における係数ａ0 の上限値ＶA １１〜ＶN ２１及び下限
値ＶA １２〜ＶN ２２、ａ1 の上限値ＶA １３〜ＶN ２
３及び下限値ＶA １４〜ＶN ２４とを補正手段１５に予
め設定しておくと、補正手段１５において入射角の測定
値θと閾値θ0A〜θONとが比較された後、所定の係数ａ
0 、ａ1 の範囲が選択され、測定入射角θの相違に基づ
く放射率εの見掛けの変動が補正されると共に、測定入
射角θにより走査線５１ｂ上の測定スポットが特定され
る。この結果、広い面積を有する被測定物体５１の放射
率ε、温度Ｔの分布を１台の装置を用いて正確に測定す
ると共に、装置が簡単になるため、コストを削減するこ
とができる。
に係る多波長放射温度計１０では、回転部１１により回
転させられる１枚のミラー１２が回転部１１の軸心に対
して約４５°に傾けて取り付けられると共に、回転部１
１の軸心方向に受光レンズ６１が配設されており、ミラ
ー１２が回転すると、ミラー１２において、回転部１１
の軸心周囲にある被測定物体５１の走査線５１ｂ上から
放射された熱放射光５２が受光レンズ６１側に連続的に
反射させられる。このため、被測定物体５１を走査線５
１ｂと直交する方向Ｂに移動させると、被測定物体５１
の任意の箇所から放射する熱放射光を受光方向に反射さ
せることができる。また、被測定物体５１の材料Ａ〜Ｎ
ごとに入射角の閾値θ0A〜θ0Nと、放射率関数ε（λ）
における係数ａ0 の上限値ＶA １１〜ＶN ２１及び下限
値ＶA １２〜ＶN ２２、ａ1 の上限値ＶA １３〜ＶN ２
３及び下限値ＶA １４〜ＶN ２４とを補正手段１５に予
め設定しておくと、補正手段１５において入射角の測定
値θと閾値θ0A〜θONとが比較された後、所定の係数ａ
0 、ａ1 の範囲が選択され、測定入射角θの相違に基づ
く放射率εの見掛けの変動が補正されると共に、測定入
射角θにより走査線５１ｂ上の測定スポットが特定され
る。この結果、広い面積を有する被測定物体５１の放射
率ε、温度Ｔの分布を１台の装置を用いて正確に測定す
ると共に、装置が簡単になるため、コストを削減するこ
とができる。
【００２７】また実施の形態に係る多波長放射温度計１
０では、補正手段１５において入射角の測定値θと閾値
θ0A〜θ0Nとが比較された後、材料Ａ〜Ｎごとに所定の
係数ａ0 、ａ1 の範囲が選択され、被測定物体５１の材
料Ａ〜Ｎが異なっても、測定入射角θの相違に基づく放
射率εの見掛けの変動を常時簡単、かつ確実に補正する
ことができる。
０では、補正手段１５において入射角の測定値θと閾値
θ0A〜θ0Nとが比較された後、材料Ａ〜Ｎごとに所定の
係数ａ0 、ａ1 の範囲が選択され、被測定物体５１の材
料Ａ〜Ｎが異なっても、測定入射角θの相違に基づく放
射率εの見掛けの変動を常時簡単、かつ確実に補正する
ことができる。
【００２８】なお、上記した多波長放射温度計１０で
は、補正手段１５に被測定物体５１の材料Ａ〜Ｎごとに
入射角の閾値θ0 と、放射率関数ε（λ）における係数
ａ0 、ａ1 の上限値及び下限値とが設定された場合につ
いて説明したが、別の実施の形態のものでは、材料Ａ〜
Ｎのうちのいずれかの材料に関する閾値θ0 、係数
ａ0、ａ1 が設定されてもよい。
は、補正手段１５に被測定物体５１の材料Ａ〜Ｎごとに
入射角の閾値θ0 と、放射率関数ε（λ）における係数
ａ0 、ａ1 の上限値及び下限値とが設定された場合につ
いて説明したが、別の実施の形態のものでは、材料Ａ〜
Ｎのうちのいずれかの材料に関する閾値θ0 、係数
ａ0、ａ1 が設定されてもよい。
【００２９】上記説明から明らかなように、別の実施の
形態に係る多波長放射温度計では、ミラー１２を回転さ
せると、回転部１１の軸心周囲にある被測定物体５１の
走査線５１ｂ上から放射された熱放射光５２が受光レン
ズ６１側に連続的に反射されると共に、回転角センサ１
３において走査線１ｂ上における熱放射光５２の放射位
置５１ａを特定することができる。また所定材料の被測
定物体５１に関する入射角の閾値θ0 と、放射率関数ε
（λ）の係数ａ0 、ａ1 の上限値及び下限値とを予め補
正手段１５に設定しておくと、補正手段１５において入
射角の測定値θと前記閾値θ0 とが比較された後、所定
の係数ａ0 、ａ1 の範囲が選択され、測定入射角θの相
違に基づく放射率εの見掛けの変動が補正される。また
反射手段１０ａが１枚のミラー１２を含んで構成されて
いるため、ミラー間の反射率のばらつきの発生が解消さ
れる。この結果、広い面積を有する被測定物体における
放射率ε、温度Ｔの分布を１台の装置を用いて正確に測
定することができると共に、装置が簡単になるため、コ
ストを削減することができる。
形態に係る多波長放射温度計では、ミラー１２を回転さ
せると、回転部１１の軸心周囲にある被測定物体５１の
走査線５１ｂ上から放射された熱放射光５２が受光レン
ズ６１側に連続的に反射されると共に、回転角センサ１
３において走査線１ｂ上における熱放射光５２の放射位
置５１ａを特定することができる。また所定材料の被測
定物体５１に関する入射角の閾値θ0 と、放射率関数ε
（λ）の係数ａ0 、ａ1 の上限値及び下限値とを予め補
正手段１５に設定しておくと、補正手段１５において入
射角の測定値θと前記閾値θ0 とが比較された後、所定
の係数ａ0 、ａ1 の範囲が選択され、測定入射角θの相
違に基づく放射率εの見掛けの変動が補正される。また
反射手段１０ａが１枚のミラー１２を含んで構成されて
いるため、ミラー間の反射率のばらつきの発生が解消さ
れる。この結果、広い面積を有する被測定物体における
放射率ε、温度Ｔの分布を１台の装置を用いて正確に測
定することができると共に、装置が簡単になるため、コ
ストを削減することができる。
【００３０】
【実施例及び比較例】以下、多波長放射温度計１０を用
い、被測定物体５１としてＢ方向に走行している電磁鋼
板の温度を測定した結果について説明する。なお有効走
査角度θの範囲は約±３０°で測定した。またモータ１
１２としては制御回路が不要なリアクションシンクロナ
スモーターを使用し、モータ１１２とミラーブロック１
１１とは減速ギア（図示せず）を介して接続した。また
比較例として従来の接触式温度計の場合を選んだ。
い、被測定物体５１としてＢ方向に走行している電磁鋼
板の温度を測定した結果について説明する。なお有効走
査角度θの範囲は約±３０°で測定した。またモータ１
１２としては制御回路が不要なリアクションシンクロナ
スモーターを使用し、モータ１１２とミラーブロック１
１１とは減速ギア（図示せず）を介して接続した。また
比較例として従来の接触式温度計の場合を選んだ。
【００３１】図４は実施例に係る多波長放射温度計１０
と比較例に係る接触式温度計とを用いて温度を測定した
結果を示した相関図である。この図から明らかなよう
に、接触式温度計により測定した温度に対して、多波長
放射温度計１０により測定した温度の誤差は約５．３℃
（１σ）であり、極めて良好な結果を得ることができ
た。また、幅方向の誤差も少ないことを確認することが
できた。
と比較例に係る接触式温度計とを用いて温度を測定した
結果を示した相関図である。この図から明らかなよう
に、接触式温度計により測定した温度に対して、多波長
放射温度計１０により測定した温度の誤差は約５．３℃
（１σ）であり、極めて良好な結果を得ることができ
た。また、幅方向の誤差も少ないことを確認することが
できた。
【００３２】
【発明の効果】以上詳述したように本発明に係る多波長
放射温度計（１）にあっては、反射手段が回転角センサ
とミラーと回転部とを含んで構成され、該回転部により
回転させられる１枚の前記ミラーが前記回転部の軸心に
対して約４５°に傾けて取り付けられると共に、前記回
転部の軸心方向に受光レンズが配設されており、前記ミ
ラーが回転すると、該ミラーにおいて、前記回転部の軸
心周囲にある被測定物体の走査線上から放射された熱放
射光が前記受光レンズ側に連続的に反射させられる。こ
のため、前記被測定物体を前記走査線と直交する方向に
移動させると、前記被測定物体の任意の箇所から放射す
る熱放射光を受光方向に反射させることができる。ま
た、前記被測定物体の材料ごとに入射角の閾値θ0 と、
放射率関数ε（λ）における係数ａ0 、ａ1 の上限値及
び下限値とを補正手段に予め設定しておくと、該補正手
段において入射角の測定値θと前記閾値θ0 とが比較さ
れた後、所定の係数ａ0 、ａ1 の範囲が選択され、前記
測定入射角θの相違に基づく放射率εの見掛けの変動が
補正されると共に、前記測定入射角θにより前記走査線
上の測定スポットが特定される。この結果、広い面積を
有する被測定物体の放射率ε、温度Ｔの分布を１台の装
置を用いて正確に測定することができると共に、装置が
簡単になるため、コストを削減することができる。
放射温度計（１）にあっては、反射手段が回転角センサ
とミラーと回転部とを含んで構成され、該回転部により
回転させられる１枚の前記ミラーが前記回転部の軸心に
対して約４５°に傾けて取り付けられると共に、前記回
転部の軸心方向に受光レンズが配設されており、前記ミ
ラーが回転すると、該ミラーにおいて、前記回転部の軸
心周囲にある被測定物体の走査線上から放射された熱放
射光が前記受光レンズ側に連続的に反射させられる。こ
のため、前記被測定物体を前記走査線と直交する方向に
移動させると、前記被測定物体の任意の箇所から放射す
る熱放射光を受光方向に反射させることができる。ま
た、前記被測定物体の材料ごとに入射角の閾値θ0 と、
放射率関数ε（λ）における係数ａ0 、ａ1 の上限値及
び下限値とを補正手段に予め設定しておくと、該補正手
段において入射角の測定値θと前記閾値θ0 とが比較さ
れた後、所定の係数ａ0 、ａ1 の範囲が選択され、前記
測定入射角θの相違に基づく放射率εの見掛けの変動が
補正されると共に、前記測定入射角θにより前記走査線
上の測定スポットが特定される。この結果、広い面積を
有する被測定物体の放射率ε、温度Ｔの分布を１台の装
置を用いて正確に測定することができると共に、装置が
簡単になるため、コストを削減することができる。
【００３３】また本発明に係る多波長放射温度計（２）
にあっては、ミラーを回転させると、回転部の軸心周囲
にある被測定物体の走査線上から放射された熱放射光が
受光レンズ側に連続的に反射されると共に、回転角セン
サにおいて前記走査線上における前記熱放射光の放射位
置を特定することができる。また所定材料の被測定物体
に関する入射角の閾値θ0 と、放射率関数ε（λ）の係
数ａ0 、ａ1 の上限値及び下限値とを予め補正手段に設
定しておくと、該補正手段において入射角の測定値θと
前記閾値θ0 とが比較された後、所定の係数ａ0 、ａ1
の範囲が選択され、前記測定入射角θの相違に基づく放
射率εの見掛けの変動が補正される。また反射手段が１
枚の前記ミラーを含んで構成されているため、ミラー間
の反射率のばらつきの発生が解消される。この結果、広
い面積を有する被測定物体における放射率ε、温度Ｔの
分布を１台の装置を用いて正確に測定することができる
と共に、装置が簡単になるため、コストを削減すること
ができる。
にあっては、ミラーを回転させると、回転部の軸心周囲
にある被測定物体の走査線上から放射された熱放射光が
受光レンズ側に連続的に反射されると共に、回転角セン
サにおいて前記走査線上における前記熱放射光の放射位
置を特定することができる。また所定材料の被測定物体
に関する入射角の閾値θ0 と、放射率関数ε（λ）の係
数ａ0 、ａ1 の上限値及び下限値とを予め補正手段に設
定しておくと、該補正手段において入射角の測定値θと
前記閾値θ0 とが比較された後、所定の係数ａ0 、ａ1
の範囲が選択され、前記測定入射角θの相違に基づく放
射率εの見掛けの変動が補正される。また反射手段が１
枚の前記ミラーを含んで構成されているため、ミラー間
の反射率のばらつきの発生が解消される。この結果、広
い面積を有する被測定物体における放射率ε、温度Ｔの
分布を１台の装置を用いて正確に測定することができる
と共に、装置が簡単になるため、コストを削減すること
ができる。
【００３４】また本発明に係る多波長放射温度計（３）
によれば、前記被測定物体の材料ごとに入射角の閾値θ
0 と、放射率関数ε（λ）における係数ａ0 、ａ1 の上
限値及び下限値とを補正手段に予め設定しておくと、該
補正手段において入射角の測定値θと前記閾値θ0 とが
比較された後、材料ごとに所定の係数ａ0 、ａ1 の範囲
が選択され、前記被測定物体の材料が異なっても、前記
測定入射角θの相違に基づく放射率εの見掛けの変動を
常時簡単、かつ確実に補正することができる。
によれば、前記被測定物体の材料ごとに入射角の閾値θ
0 と、放射率関数ε（λ）における係数ａ0 、ａ1 の上
限値及び下限値とを補正手段に予め設定しておくと、該
補正手段において入射角の測定値θと前記閾値θ0 とが
比較された後、材料ごとに所定の係数ａ0 、ａ1 の範囲
が選択され、前記被測定物体の材料が異なっても、前記
測定入射角θの相違に基づく放射率εの見掛けの変動を
常時簡単、かつ確実に補正することができる。
【図１】本発明に係る多波長放射温度計の実施の形態を
模式的に示した構成図である。
模式的に示した構成図である。
【図２】実施の形態に係る多波長放射温度計の補正手段
に予め記憶された材料、入射角の閾値、放射率関数ε
（λ）の係数ａ0 、ａ1 のデータを模式的に示した図で
ある。
に予め記憶された材料、入射角の閾値、放射率関数ε
（λ）の係数ａ0 、ａ1 のデータを模式的に示した図で
ある。
【図３】実施の形態に係る多波長放射温度計を用いて被
測定物体の放射率ε、温度Ｔを測定する場合、補正手段
の動作を概略的に示したフローチャートである。
測定物体の放射率ε、温度Ｔを測定する場合、補正手段
の動作を概略的に示したフローチャートである。
【図４】実施例に係る多波長放射温度計と、比較例に係
る接触式温度計とを用いて温度を測定した結果を示した
相関図である。
る接触式温度計とを用いて温度を測定した結果を示した
相関図である。
【図５】多波長放射温度計を用い、放射率関数ε（λ）
の係数ａ0 、ａ1 と熱放射光の入射角θとの関係を調査
した結果を示したプロット図である。
の係数ａ0 、ａ1 と熱放射光の入射角θとの関係を調査
した結果を示したプロット図である。
【図６】従来の多波長放射温度計を模式的に示した構成
図である。
図である。
【図７】従来の非接触タイプの別の放射温度計を示した
概略図である。
概略図である。
１０ 多波長放射温度計 １０ａ 反射手段 １５ 補正手段 ５１ 被測定物体 ５１ａ 測定スポット ５２ 熱放射光 ５３ａ〜５３ｄ 分光放射輝度信号
Claims (3)
- 【請求項１】 被測定物体から放射する熱放射光を受光
し、該受光した熱放射光をそれぞれ波長が異なるＮ（Ｎ
は３以上の整数）個の熱放射光に分光し、該分光した熱
放射光を分光放射輝度信号に変換し、該変換した分光放
射輝度信号に基づいて前記被測定物体の放射率及び温度
分布を求める多波長放射温度計において、前記被測定物
体の任意の箇所から放射する熱放射光を受光方向に反射
させる反射手段、及び前記熱放射光の入射角の相違に基
づく前記放射率の見掛けの変動を排除する補正手段を備
えていることを特徴とする多波長放射温度計。 - 【請求項２】 被測定物体から放射された熱放射光を受
光する受光レンズと、該受光レンズで受光された熱放射
光をそれぞれ波長が異なるＮ（Ｎは３以上の整数）個の
熱放射光に分光する分光手段と、該分光手段で分光され
た前記熱放射光を分光放射輝度信号に変換する変換手段
と、該変換手段で変換された前記分光放射輝度信号に基
づいて前記被測定物体の放射率、温度を求める演算処理
手段とを備えた多波長放射温度計において、前記被測定
物体と前記受光レンズとの間の光路上に１枚のミラーと
回転部と回転角センサとを備えた反射手段が介装される
と共に、該反射手段への前記熱放射光の入射角の相違に
基づく前記放射率の見かけの変動を補正するための補正
手段が前記演算処理手段に装備されていることを特徴と
する多波長放射温度計。 - 【請求項３】 被測定物体から放射された熱放射光を受
光する受光レンズと、該受光レンズで受光された熱放射
光をそれぞれ波長が異なるＮ（Ｎは３以上の整数）個の
熱放射光に分光する分光手段と、該分光手段で分光され
た前記熱放射光を分光放射輝度信号に変換する変換手段
と、該変換手段で変換された前記分光放射輝度信号に基
づいて前記被測定物体の放射率、温度を求める演算処理
手段とを備えた多波長放射温度計において、前記被測定
物体と前記受光レンズとの間の光路上に１枚のミラーと
回転部と回転角センサとを備えた反射手段が介装される
と共に、該反射手段への前記熱放射光の入射角及び前記
被測定物の材料の相違に基づく前記放射率の見かけの変
動を補正するための補正手段が前記演算処理手段に装備
されていることを特徴とする多波長放射温度計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7204738A JPH0953992A (ja) | 1995-08-10 | 1995-08-10 | 多波長放射温度計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7204738A JPH0953992A (ja) | 1995-08-10 | 1995-08-10 | 多波長放射温度計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0953992A true JPH0953992A (ja) | 1997-02-25 |
Family
ID=16495505
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7204738A Pending JPH0953992A (ja) | 1995-08-10 | 1995-08-10 | 多波長放射温度計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0953992A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012132442A (ja) * | 2010-12-17 | 2012-07-12 | General Electric Co <Ge> | タービンエンジン内の破砕を検出するシステム及び方法 |
| JP2020128980A (ja) * | 2019-02-07 | 2020-08-27 | 日本製鉄株式会社 | 温度測定装置、温度測定方法及びプログラム |
| JP2020128981A (ja) * | 2019-02-07 | 2020-08-27 | 日本製鉄株式会社 | 温度測定方法 |
| JP2023030432A (ja) * | 2021-08-23 | 2023-03-08 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 温度計測装置 |
| WO2024029231A1 (ja) | 2022-08-05 | 2024-02-08 | 日本製鉄株式会社 | 温度測定装置及び温度測定方法 |
-
1995
- 1995-08-10 JP JP7204738A patent/JPH0953992A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012132442A (ja) * | 2010-12-17 | 2012-07-12 | General Electric Co <Ge> | タービンエンジン内の破砕を検出するシステム及び方法 |
| US10132688B2 (en) | 2010-12-17 | 2018-11-20 | General Electric Company | System and method for detecting spall within a turbine engine |
| JP2020128980A (ja) * | 2019-02-07 | 2020-08-27 | 日本製鉄株式会社 | 温度測定装置、温度測定方法及びプログラム |
| JP2020128981A (ja) * | 2019-02-07 | 2020-08-27 | 日本製鉄株式会社 | 温度測定方法 |
| JP2023030432A (ja) * | 2021-08-23 | 2023-03-08 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 温度計測装置 |
| WO2024029231A1 (ja) | 2022-08-05 | 2024-02-08 | 日本製鉄株式会社 | 温度測定装置及び温度測定方法 |
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