JPS6049851B2 - 鋼板表面温度の校正法 - Google Patents
鋼板表面温度の校正法Info
- Publication number
- JPS6049851B2 JPS6049851B2 JP55178558A JP17855880A JPS6049851B2 JP S6049851 B2 JPS6049851 B2 JP S6049851B2 JP 55178558 A JP55178558 A JP 55178558A JP 17855880 A JP17855880 A JP 17855880A JP S6049851 B2 JPS6049851 B2 JP S6049851B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- steel plate
- temperature
- radiant energy
- radiometer
- thermocouple
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- 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
- G01J5/52—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using comparison with reference sources, e.g. disappearing-filament pyrometer
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、熱電対て測定した鋼板表面温度の校正法に
関する。
関する。
鋼板表面温度の測定には熱電対が広く用いられている
。
。
熱電対による測温は勿論接触式であり、移動鋼板表面の
測温には放射測温などの非接触型が好ましいが、放射測
温計の校正には熱電対を使用するのが普通である。とこ
ろでかゝる熱電対であるが、これで測定した加熱鋼板表
面温度は真温度よりや）低い温度を示し、該測定温度て
放射温度計を校正すると誤つた校正が行なわれてしまう
。 熱電対による鋼板表面温度測定結果が真温度より低
い値を示す理由には鋼板表面より熱電対温度計への熱の
流失が考えられるが、これを避けるには非接触測温が好
ましい。
測温には放射測温などの非接触型が好ましいが、放射測
温計の校正には熱電対を使用するのが普通である。とこ
ろでかゝる熱電対であるが、これで測定した加熱鋼板表
面温度は真温度よりや）低い温度を示し、該測定温度て
放射温度計を校正すると誤つた校正が行なわれてしまう
。 熱電対による鋼板表面温度測定結果が真温度より低
い値を示す理由には鋼板表面より熱電対温度計への熱の
流失が考えられるが、これを避けるには非接触測温が好
ましい。
温度Ｔの物体はＥ、＝ＥＥｂ（Ｔ）なる放射エネルギＥ
、を放出するからこれを測定し、例えばウィーンの公式
Ｅｂ（Ｔ）＝Ｃ、λ−゜ｅｘｐ（−Ｃｏ／λ・ Ｔ）を
使用すれは物体温度Ｔが求まり、これが放射測温の原理
であるが、被測温物体表面の放射率εは一般には未知で
あるという問題がある。この未知の放射率Ｅは黒体炉を
使用して、被測温物体表面からの放射エネルギＥ、と、
黒体炉からの放射エネルギを該物体表面に当てその反射
した放射エネルギと前記放射エネルギＥ、との和Ｅ。を
測定してこれらより該εを求め、延いては物体温度Ｔを
求めるという方法を本発明者等が開発したが、この方法
ても厳密には、黒体炉からの放射エネルギが物体表面で
反射する割合を表わす拡散反射係数が未知てある（従つ
て推定値使用）という問題がある。 本発明は適当な操
作により放射率εを除去し得てＥｂ（Ｔ）を測定てき、
これにより真の温度Ｔを求めて熱電対測温値を校正でき
る方法を提案するものである。
、を放出するからこれを測定し、例えばウィーンの公式
Ｅｂ（Ｔ）＝Ｃ、λ−゜ｅｘｐ（−Ｃｏ／λ・ Ｔ）を
使用すれは物体温度Ｔが求まり、これが放射測温の原理
であるが、被測温物体表面の放射率εは一般には未知で
あるという問題がある。この未知の放射率Ｅは黒体炉を
使用して、被測温物体表面からの放射エネルギＥ、と、
黒体炉からの放射エネルギを該物体表面に当てその反射
した放射エネルギと前記放射エネルギＥ、との和Ｅ。を
測定してこれらより該εを求め、延いては物体温度Ｔを
求めるという方法を本発明者等が開発したが、この方法
ても厳密には、黒体炉からの放射エネルギが物体表面で
反射する割合を表わす拡散反射係数が未知てある（従つ
て推定値使用）という問題がある。 本発明は適当な操
作により放射率εを除去し得てＥｂ（Ｔ）を測定てき、
これにより真の温度Ｔを求めて熱電対測温値を校正でき
る方法を提案するものである。
この方法によると前記の拡散反射係数も同時に測定する
ことができる。次に実施例を参照しながらこれを説明す
る。 第１図で１０は被測温物体、具体的には加熱鋼板
であり、１２は放射計、１４は反射鏡、１６は回転セク
タ、１８、２０は炉壁２２の放射線通路に設けた透過窓
（フィルタ）である。これらの部材１４，１６，１８と
２０，１２は測温点０に立てた法線Ｎに関して等角度に
、つまり鏡面反射の入射光および反射光の通路上に配置
される。２４は測温点０の近傍に取付けた熱電対、２６
はヒータてある。
ことができる。次に実施例を参照しながらこれを説明す
る。 第１図で１０は被測温物体、具体的には加熱鋼板
であり、１２は放射計、１４は反射鏡、１６は回転セク
タ、１８、２０は炉壁２２の放射線通路に設けた透過窓
（フィルタ）である。これらの部材１４，１６，１８と
２０，１２は測温点０に立てた法線Ｎに関して等角度に
、つまり鏡面反射の入射光および反射光の通路上に配置
される。２４は測温点０の近傍に取付けた熱電対、２６
はヒータてある。
この測温系では鋼板１０から放出された放射エネルギが
フィルタ２０を通つて放射計１２に入り、またフィルタ
１８を通つて反射鏡１４へ入り、こ）て反射されて同じ
路を戻り、鋼板表面で反射してフィルタ２０経由で放射
計１２へ入る。
フィルタ２０を通つて放射計１２に入り、またフィルタ
１８を通つて反射鏡１４へ入り、こ）て反射されて同じ
路を戻り、鋼板表面で反射してフィルタ２０経由で放射
計１２へ入る。
これらの放射エネルギの通路１１，１２は鏡面反射関係
にある、つまり法線Ｎとなす角θが等しい。放射エネル
ギも反射に関しては光と同様な特性を持つので放射計１
２に入る放射エネルギは通路１１，１２を通るもののみ
であり、これはノイズ遮蔽に有効である。即ち炉壁２２
は温度が高いと無視できない放射エネルギを放出し、こ
れが鋼板１０で反射して放射計１２に入る恐れがあるの
で、測定鋼板に比べて充分低温にして、炉壁からの放射
エネルギーが無視できるようにしておく。勿論、反射鏡
１４が放出する放射エネルギは放射計１２で入り得るか
ら、該反射鏡１４も充分低温にしてそれよりの放射エネ
ルギは無視できるようにしておく。回転セクタ１６は放
射エネルギを通過させる部分例えば開口と、該放射エネ
ルギを通さない部．分例えば放射エネルギ完全吸収面と
を持つており、これらが交互に通路１２上に来るように
回転する。この回転セクタも、それ自身は放射エネルギ
を放出しないように充分低温にしておく。か）る測定系
においては鋼板表面の真温度を！Ｔ、放射率をＥ、拡散
反射係数をＰ１反射鏡１４の反射率をＲａｌフィルタ１
８，２０の透過率をγ、回転セクタ１６が光路を閉じた
ときの放射計１２の受光エネルギをＥ１、光路を開いた
ときのそ連をＥ２とする力、次式が成立する。
にある、つまり法線Ｎとなす角θが等しい。放射エネル
ギも反射に関しては光と同様な特性を持つので放射計１
２に入る放射エネルギは通路１１，１２を通るもののみ
であり、これはノイズ遮蔽に有効である。即ち炉壁２２
は温度が高いと無視できない放射エネルギを放出し、こ
れが鋼板１０で反射して放射計１２に入る恐れがあるの
で、測定鋼板に比べて充分低温にして、炉壁からの放射
エネルギーが無視できるようにしておく。勿論、反射鏡
１４が放出する放射エネルギは放射計１２で入り得るか
ら、該反射鏡１４も充分低温にしてそれよりの放射エネ
ルギは無視できるようにしておく。回転セクタ１６は放
射エネルギを通過させる部分例えば開口と、該放射エネ
ルギを通さない部．分例えば放射エネルギ完全吸収面と
を持つており、これらが交互に通路１２上に来るように
回転する。この回転セクタも、それ自身は放射エネルギ
を放出しないように充分低温にしておく。か）る測定系
においては鋼板表面の真温度を！Ｔ、放射率をＥ、拡散
反射係数をＰ１反射鏡１４の反射率をＲａｌフィルタ１
８，２０の透過率をγ、回転セクタ１６が光路を閉じた
ときの放射計１２の受光エネルギをＥ１、光路を開いた
ときのそ連をＥ２とする力、次式が成立する。
この（１），（２）て未知数はＥ，Ｅｂ（Ｔ）、および
ｐてあり、従つてこのま）ては（１），（２）式は解け
なりい。
ｐてあり、従つてこのま）ては（１），（２）式は解け
なりい。
そこて、今、両式の差をΔＥとすると、となり、この（
３）式は温度Ｔが一定ならＥ１＝τ・Ｅｂ（Ｔ）／２に
おいて最大となる。このときのＥｌ，ΔＥの値をＥ休，
ΔＥ＊とすれば、であり、これらの（４），（５）式か
ら次式が求まる。この（６）式を用いてＥ＊１，τから
Ｅｂ（Ｔ）を知り、延いては鋼板表面温度Ｔを求めるこ
とができる。また（７）式を用いてΔＥ＊，Ｅ休，τ，
Ｒａより拡散反射係数ｐを求めることができる。ΔＥの
最大値は比較的簡単に実施てきる。
３）式は温度Ｔが一定ならＥ１＝τ・Ｅｂ（Ｔ）／２に
おいて最大となる。このときのＥｌ，ΔＥの値をＥ休，
ΔＥ＊とすれば、であり、これらの（４），（５）式か
ら次式が求まる。この（６）式を用いてＥ＊１，τから
Ｅｂ（Ｔ）を知り、延いては鋼板表面温度Ｔを求めるこ
とができる。また（７）式を用いてΔＥ＊，Ｅ休，τ，
Ｒａより拡散反射係数ｐを求めることができる。ΔＥの
最大値は比較的簡単に実施てきる。
即ち鋼板周囲の雰囲気を還元性にしておくと冷延鋼板な
どは鏡面を保ち、次いて酸化性雰囲気に変えてゆくと該
鋼板表面は酸化してブルーイングし（青くなり）、放射
率は０．２５〜０．８５程度の範囲て変る。これに伴つ
て放射計の受光エネルギＥｌ，Ｅ２は第２図に示すよう
に変化する。炉内雰囲気を適当な速さで還元性から酸化
性に変え、この間に回転セクタ１６を回転させて多数の
Ｅｌ，Ｅ２を求めてそれらをプロットすると第２図が画
け、これよりΔＥ＝Ｅ２上１の最大値は容易に求まる。
この最大値をε＝０．５のときに生じる。即ち前述のΔ
Ｅを最大にする条件Ｅ１＝τ・Ｅｂ（Ｔ）／２とは（１
）式から明らかなようにＥ＝０．５ということに外なら
ない。測定値を多数求めれば第２図のグラフから可成り
正確にΔＥの最大値を求めることがてきるが、測定値は
比較的少数にして演算処理により最大値を求めるように
してもよい。
どは鏡面を保ち、次いて酸化性雰囲気に変えてゆくと該
鋼板表面は酸化してブルーイングし（青くなり）、放射
率は０．２５〜０．８５程度の範囲て変る。これに伴つ
て放射計の受光エネルギＥｌ，Ｅ２は第２図に示すよう
に変化する。炉内雰囲気を適当な速さで還元性から酸化
性に変え、この間に回転セクタ１６を回転させて多数の
Ｅｌ，Ｅ２を求めてそれらをプロットすると第２図が画
け、これよりΔＥ＝Ｅ２上１の最大値は容易に求まる。
この最大値をε＝０．５のときに生じる。即ち前述のΔ
Ｅを最大にする条件Ｅ１＝τ・Ｅｂ（Ｔ）／２とは（１
）式から明らかなようにＥ＝０．５ということに外なら
ない。測定値を多数求めれば第２図のグラフから可成り
正確にΔＥの最大値を求めることがてきるが、測定値は
比較的少数にして演算処理により最大値を求めるように
してもよい。
第３図は第２図をＥ１−ΔＥの関係に置き換え、ΔＥの
変化を分り易く示したものてある。
変化を分り易く示したものてある。
この測定中は鋼板温度一定にする必要があるが、これは
熱電対の指示温度Ｔａを指標としてこれが一定になるよ
うにヒータ２６を通電制御することて実行てきる。ちな
みに該温度Ｔａは真の温度ではないが、このことは鋼板
温度一定制御に何ら支障を与えるものではない。第４図
は（７）式で求めたＥｂ（Ｔ）よりＴを求める要領を示
す。
熱電対の指示温度Ｔａを指標としてこれが一定になるよ
うにヒータ２６を通電制御することて実行てきる。ちな
みに該温度Ｔａは真の温度ではないが、このことは鋼板
温度一定制御に何ら支障を与えるものではない。第４図
は（７）式で求めたＥｂ（Ｔ）よりＴを求める要領を示
す。
これは前述の公式を解いてもよいが、煩雑てあるから、
一般には予めＥ（ｂ）−Ｔ曲線Ｃ１を作成しておき、こ
れにより真温度Ｔを求める。第５図は校正要領を示す。
一般には予めＥ（ｂ）−Ｔ曲線Ｃ１を作成しておき、こ
れにより真温度Ｔを求める。第５図は校正要領を示す。
前述の真温度Ｔの測温を、鋼板温度を変えて種々実行し
、Ｔａ−Ｔの曲線Ｃ２を求める。若しＴａ＝Ｔならばこ
の曲線Ｃ２は４５２斜線Ｃ３になるが、一般には曲線Ｃ
２は斜線Ｃ３の上に来る。つまりＴ＞Ｔａである。この
曲線Ｃ２は求める校正曲線であり、この曲線を利用して
熱電対温値Ｔａより真温度Ｔを求める。こうして校正さ
れる熱電対はまた実炉における放射計の校正に使用され
る。但し、この校正曲線は鋼板の厚み測温部（熱容量）
によつて変ることがあるので、対象鋼板に合せた何種類
かの校正曲線を用意しておく。以上説明したように本発
明によれば、放射率、拡散反射係数などに患わされずに
正確な銅板表面温度を放射測温でき、これにより熱電対
の指示値を校正して該熱電対による正確な鋼板表面温度
測定が可能になる利点が得られる。
、Ｔａ−Ｔの曲線Ｃ２を求める。若しＴａ＝Ｔならばこ
の曲線Ｃ２は４５２斜線Ｃ３になるが、一般には曲線Ｃ
２は斜線Ｃ３の上に来る。つまりＴ＞Ｔａである。この
曲線Ｃ２は求める校正曲線であり、この曲線を利用して
熱電対温値Ｔａより真温度Ｔを求める。こうして校正さ
れる熱電対はまた実炉における放射計の校正に使用され
る。但し、この校正曲線は鋼板の厚み測温部（熱容量）
によつて変ることがあるので、対象鋼板に合せた何種類
かの校正曲線を用意しておく。以上説明したように本発
明によれば、放射率、拡散反射係数などに患わされずに
正確な銅板表面温度を放射測温でき、これにより熱電対
の指示値を校正して該熱電対による正確な鋼板表面温度
測定が可能になる利点が得られる。
第１図は本発明の原理を説明する図、第２図〜第５図は
各種変数間の関係を示すグラフである。
各種変数間の関係を示すグラフである。
Claims (1)
- １ 加熱鋼板上に放射計と反射鏡を、該鋼板から放出さ
れる放射エネルギが直接、及び該反射鏡と物体表面で鏡
面反射したのち該放射計に入射するように配置して、前
記直接入射する放射エネルギＥ＿１および反射後入射す
る放射エネルギと前記放射エネルギＥ＿１との和Ｅ＿２
を測定し、該鋼板の温度を一定にしたまゝ鋼板表面の放
射率を変えて差ΔＥ＝Ｅ＿２−Ｅ＿１が最大になるとき
の放射エネルギＥ＿１を求め、その値Ｅ＿１＊と黒体放
射エネルギとの関係式Ｅｂ（Ｔ）＝２／γ−Ｅ＿１＊を
用いて該鋼板の表面温度Ｔを求め、また熱電対を該鋼板
測温部近傍に設置してその指示温度Ｔａを得、該温度Ｔ
ａを前記温度Ｔで校正することを特徴とした、熱電対で
測定した鋼板表面温度の校正法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55178558A JPS6049851B2 (ja) | 1980-12-17 | 1980-12-17 | 鋼板表面温度の校正法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55178558A JPS6049851B2 (ja) | 1980-12-17 | 1980-12-17 | 鋼板表面温度の校正法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57101727A JPS57101727A (en) | 1982-06-24 |
| JPS6049851B2 true JPS6049851B2 (ja) | 1985-11-05 |
Family
ID=16050580
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55178558A Expired JPS6049851B2 (ja) | 1980-12-17 | 1980-12-17 | 鋼板表面温度の校正法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6049851B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6029623A (ja) * | 1983-07-27 | 1985-02-15 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | 放射温度計 |
| US6742925B2 (en) * | 2001-11-19 | 2004-06-01 | Cole-Parmer Instrument Company | Method and apparatus for verifying accuracy of an infrared thermometer |
-
1980
- 1980-12-17 JP JP55178558A patent/JPS6049851B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57101727A (en) | 1982-06-24 |
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