JPS6146766B2 - - Google Patents
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- JPS6146766B2 JPS6146766B2 JP56212590A JP21259081A JPS6146766B2 JP S6146766 B2 JPS6146766 B2 JP S6146766B2 JP 56212590 A JP56212590 A JP 56212590A JP 21259081 A JP21259081 A JP 21259081A JP S6146766 B2 JPS6146766 B2 JP S6146766B2
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- emissivity
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- tbb
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- 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
- G01J5/53—Reference sources, e.g. standard lamps; Black bodies
- G01J5/532—Reference sources, e.g. standard lamps; Black bodies using a reference heater of the emissive surface type, e.g. for selectively absorbing materials
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、物体の熱放射率を測定する方法に関
し、特に赤外放射温度計を用いて計測した物体各
部の温度から物体の熱放射率を測定する放射率測
定方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for measuring the thermal emissivity of an object, and particularly to an emissivity measuring method for measuring the thermal emissivity of an object from the temperature of each part of the object measured using an infrared radiation thermometer. Regarding.
一般に、広範囲な物体の各部の温度測定には、
物体の熱放射エネルギー（赤外線放射量）と該物
体の温度との関係を利用した赤外放射温度計が用
いられている。 Generally, to measure the temperature of various parts of a wide range of objects,
Infrared radiation thermometers are used that utilize the relationship between the thermal radiation energy (amount of infrared radiation) of an object and the temperature of the object.
周知のように、物体からはその温度の４乗に比
例したエネルギーが放射されている。物体の絶対
温度をＴ（Ｋ）とするとこの物体の放射エネルギ
ーＲ（Ｔ）は次式）であらわされる。 As is well known, an object radiates energy proportional to the fourth power of its temperature. When the absolute temperature of an object is T (K), the radiant energy R (T) of this object is expressed by the following equation).
Ｒ（Ｔ）＝σT4 …）
ここで、σはステフアン−ボルツマン定数であ
る。 R(T)=σT 4 ...) Here, σ is the Stefan-Boltzmann constant.
しかしながら、上式）が成立するのは物体が
黒体の場合であり、通常の物体については次式
）が成立する。 However, the above equation) holds true only when the object is a black body, and the following equation holds true for normal objects.
Ｗ（Ｔ）＝ｅσT4 …）
ここで、Ｗ（Ｔ）は物体の見かけの放射エネル
ギーであり、ｅは放射率（熱放射率）である。こ
の放射率ｅは物体の材質および物体の表面の状態
等の条件によつて定まる０＜ｅ＜１なる定数であ
り、上記黒体の場合にはｅ＝１であることから上
式）が成立する。 W(T)=eσT 4 ...) Here, W(T) is the apparent radiant energy of the object, and e is the emissivity (thermal emissivity). This emissivity e is a constant of 0<e<1 that is determined by conditions such as the material of the object and the state of the surface of the object, and in the case of the blackbody mentioned above, since e=1, the above equation) is established. do.
上記赤外放射温度計は、このような原理を用い
たものであり、その一例を第１図に示す。 The above-mentioned infrared radiation thermometer uses such a principle, and an example thereof is shown in FIG.
同図において、光学的走査部１は、被測定体
Bmの表面を光学的に走査して該被測定体Bmの表
面各部から放射される赤外線を赤外線センサ２に
照射する。この光学的走査部１は後述する中央処
理装置（以下CPUという）３によつて制御され
る。 In the same figure, the optical scanning unit 1 is a device to be measured.
The infrared sensor 2 is irradiated with infrared rays emitted from various parts of the surface of the object Bm by optically scanning the surface of the object Bm. This optical scanning section 1 is controlled by a central processing unit (hereinafter referred to as CPU) 3, which will be described later.
赤外線センサ２は、照射された赤外放のエネル
ギーを検出するものであり、その検出信号Se
は、アナログ−デジタル変換器４に加えられて対
応するデジタル信号である放射量データDeに変
換される。そしてこの放射量データDeは、入力
回路５およびバスライン６を介してCPU３に加
えられる。 The infrared sensor 2 detects the energy of the irradiated infrared radiation, and outputs a detection signal Se.
is applied to the analog-to-digital converter 4 and converted into radiation amount data De, which is a corresponding digital signal. This radiation amount data De is then applied to the CPU 3 via the input circuit 5 and the bus line 6.
読み出し専用メモリ（以下ROMという）７
は、CPU３による光学的走査部１の走査制御プ
ログラム、上記放射量データDeの入力タイミン
グプログラムおよび上式）に基づく温度データ
演算プログラムを記憶している。 Read-only memory (hereinafter referred to as ROM) 7
stores a scanning control program for the optical scanning unit 1 by the CPU 3, an input timing program for the radiation amount data De, and a temperature data calculation program based on the above equation).
CPU３は、該ROM７に記憶された走査制御プ
ログラムに従つて光学的走査部１の走査制御信号
Csを形成し、該走査制御信号Csをバスライン６
および出力回路８を介して光学的走査部１に出力
する。 The CPU 3 sends a scan control signal to the optical scanner 1 according to the scan control program stored in the ROM 7.
Cs, and sends the scan control signal Cs to the bus line 6.
and output to the optical scanning section 1 via the output circuit 8.
第２図は、光学的走査部１の具体例を示すもの
である。同図において、被測定体Bmの測定面Sm
は、図示しないモータで回転される水平走査ミラ
ーM1によつてＸ方向に水平走査され、さらに、
図示しない揺動器で矢印Ｆ方向に揺動される垂直
走査ミラーM2によつてＹ方向に垂直走査され
る。したがつて、凹状ミラーM3によつて赤外線
センサ２に照射される赤外線は、水平走査線Ｌを
順次Ｙ方向に移行して選択される測定面Sm上の
微小な面積部分（Ｙ方向の幅は走査線Ｌ自身の幅
である）から放射されるものである。 FIG. 2 shows a specific example of the optical scanning section 1. As shown in FIG. In the same figure, the measurement surface Sm of the object to be measured Bm
is horizontally scanned in the X direction by a horizontal scanning mirror M1 rotated by a motor (not shown), and further,
It is vertically scanned in the Y direction by a vertical scanning mirror M2 that is swung in the direction of arrow F by a oscillator (not shown). Therefore, the infrared rays irradiated onto the infrared sensor 2 by the concave mirror M3 are transmitted to a small area portion (width in the Y direction) on the measurement surface Sm that is selected by sequentially moving the horizontal scanning line L in the Y direction. is the width of the scanning line L itself).
上記放射量データDeの入力タイミングプログ
ラムは、上記水平走査線Ｌをさらに所定数に分割
した面素ごとの上記放射量データDeを得るため
のもので、CPU３は該入力タイミングプログラ
ムに従つて各面素に対応した放射量データDeを
入力する。そして、該放射量データDeを、対応
する面素の位置をあらわすアドレスによつて指定
されるRAM（ランダムアクセスメモリ）９の記
憶領域に記憶する。 The input timing program for the radiation amount data De is for obtaining the radiation amount data De for each surface element obtained by further dividing the horizontal scanning line L into a predetermined number of parts. Input the radiation amount data De corresponding to the element. The radiation amount data De is then stored in a storage area of a RAM (random access memory) 9 designated by an address representing the position of the corresponding surface element.
また、CPU３は上記RAM９に記憶した放射量
データDeに基づいて上記温度データ演算プログ
ラムを実行し、その結果得られた上記測定面Sm
の各面素の温度データを当該面素に対応したアド
レスのRAM９の記憶領域に記憶する。 Further, the CPU 3 executes the temperature data calculation program based on the radiation amount data De stored in the RAM 9, and the measurement surface Sm obtained as a result is
Temperature data for each surface element is stored in a storage area of the RAM 9 at an address corresponding to the surface element.
しかして、CPU３は、各面素ごとの温度デー
タをバスライン６および出力回路１０を介して表
示部１１に順次加え、測定面Smの表面温度およ
びその分布を表示部１１で表示させる。 Thus, the CPU 3 sequentially applies the temperature data for each surface element to the display section 11 via the bus line 6 and the output circuit 10, and causes the display section 11 to display the surface temperature of the measurement surface Sm and its distribution.
ところで、上述のように放射率ｅは物体表面の
状態で変化し、また、物体表面の状態は実際には
一様ではないため、上記測定面Smの各面素にお
ける放射率ｅは等しくない。したがつて、上記各
面素の温度を精度よく装定するには放射率ｅを各
面素ごとに測定する必要がある。 By the way, as mentioned above, the emissivity e changes depending on the state of the object surface, and since the state of the object surface is actually not uniform, the emissivity e in each surface element of the measurement surface Sm is not equal. Therefore, in order to accurately set the temperature of each surface element, it is necessary to measure the emissivity e for each surface element.
本発明の目的は、赤外線温度計を利用して上記
各面素についての放射率を測定することができる
放射率測定方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an emissivity measuring method that can measure the emissivity of each of the above-mentioned surface elements using an infrared thermometer.
本発明によれば、被測定体の測定面の一部に偽
似的な黒体部分を設けるとともに該被測定体に近
接して既知の温度の熱放射体を設置し、上記測定
面の各部の温度を赤外線温度計によつて測定した
のち、該測定値の最小値を検出してこの最小値を
上記物体の温度とみなし、所定の演算を実行して
測定面の各部の放射率を算出するようにしてい
る。 According to the present invention, a pseudo black body portion is provided on a part of the measurement surface of the object to be measured, and a heat radiator of a known temperature is installed in the vicinity of the object to be measured, and each part of the measurement surface is After measuring the temperature of the object with an infrared thermometer, detect the minimum value of the measured value, consider this minimum value as the temperature of the object, and calculate the emissivity of each part of the measurement surface by performing a predetermined calculation. I try to do that.
以下、本発明を添附図面の実施例に基づいて詳
細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the accompanying drawings.
表面温度Ｔ（Ｋ）の物体（以下これを物体Ａと
いう）の近くに温度Ta（Ｋ）の他の物体（以下
これを物体Ｂという）がある場合、該物体Ｂから
の放射エネルギーＲ（Ta）は物体Ａで反射さ
れ、その反射量R′（Ta）は次式）であらわさ
れる。 When an object with a surface temperature T (K) (hereinafter referred to as object A) is near another object with a temperature Ta (K) (hereinafter referred to as object B), the radiant energy R (Ta ) is reflected by object A, and the amount of reflection R'(Ta) is expressed by the following equation).
R′（Ta）＝αＲ（Ta） …）
ここで、αは物体Ａの反射率である。この反射
率αは物体Ａの材質および表面の状態等の条件に
よつて定まるものであり、放射率ｅと次式(iv)のよ
うな関係がある。 R'(Ta)=αR(Ta)...) Here, α is the reflectance of the object A. This reflectance α is determined by conditions such as the material and surface condition of the object A, and has a relationship with the emissivity e as shown in the following equation (iv).
α＋ｅ＝１ …）
したがつて、このときの物体Ａからの見かけの
放射エネルギーＥは次式）のようになる。 α+e=1...) Therefore, the apparent radiant energy E from the object A at this time is as shown in the following equation).
Ｅ＝eR（Ｔ）＋αＲ（Ta）
∴Ｅ＝eR（Ｔ）＋（１−ｅ）Ｒ（Ta） …）
また、このときの物体Ａの見かけの温度をTb
とすれば、見かけの放射エネルギーＥは次式(vi)で
あらわされる。 E=eR(T)+αR(Ta) ∴E=eR(T)+(1-e)R(Ta)...) Also, the apparent temperature of object A at this time is Tb
Then, the apparent radiant energy E is expressed by the following equation (vi).
Ｅ＝σＴ４ ｂ …(vi)
前式）および上式）より上式）は次式
）のように書き換えることができる。 E=σT 4 b ...(vi) From the previous equation) and the above equation), the above equation) can be rewritten as the following equation).
σTb4＝ｅσT4＋（１−ｅ）σTa4
∴Tb4＝eT4＋（１−ｅ）Ｔ４ ａ …
さらに該式）を書き換えると放射率ｅは次式
）であらわされる。 σTb 4 =eσT 4 +(1-e)σTa 4 ∴Tb 4 =eT 4 +(1-e)T 4 a ...Furthermore, by rewriting the above equation, the emissivity e is expressed by the following equation).
ｅ＝Ｔ〓−Ｔ〓／Ｔ４−Ｔａ４ …）
ここで、物体Ａに表面を滑らかにして黒く塗つ
た偽似的な黒体部を形成すると、この黒体部の放
射率ｅはほとんど１とみなすことができる。した
がつて、この黒体部の見かけの温度Tbbは、上式
）にｅ＝１を代入することにより、次式）で
あらわすことができる。 e=T〓-T〓/T 4 -Ta 4 ...) Here, if a pseudo black body part with a smooth surface and painted black is formed on object A, the emissivity e of this black body part is almost It can be considered as 1. Therefore, the apparent temperature Tbb of this blackbody portion can be expressed by the following equation by substituting e=1 into the above equation.
Tbb＝Ｔ …）
すなわち、黒体部の見かけの温度Tbbは物体Ａ
の真の温度Ｔに等しい。 Tbb=T...) In other words, the apparent temperature Tbb of the blackbody part is
is equal to the true temperature T of
したがつて、黒体部を形成した物体Ａの近くに
既知の温度Taの放射体（熱放射体）を設置して
物体Ａの黒体部の見かけの温度Tbbを測定し、つ
いで、物体Ａの他の部分の見かけの温度Tbを測
定することにより上式）でＴ＝Tbbとおいた次
式）に基づいて当該部分における放射率ｅを算
出することができる。 Therefore, a radiator (thermal radiator) with a known temperature Ta is installed near the object A that formed the black body part, and the apparent temperature Tbb of the black body part of the object A is measured. By measuring the apparent temperature Tb of other parts of the area, it is possible to calculate the emissivity e of that part based on the following equation where T=Tbb in the above equation).
ｅ＝Ｔ４−Ｔａ４／Ｔｂｂ４−Ｔａ４…）
本発明は、該式）に基づいて被測定体Bmの
各部の放射率ｅを算出することにしている。 e= T4 - Ta4 / Tbb4 - Ta4 ...) The present invention calculates the emissivity e of each part of the object to be measured Bm based on the formula).
すなわち、まず、第３図に示したように、被測
定体Bmの表面の１部を滑らかに仕上げて黒く塗
り、黒体部Bbを形成する。そして、このように
黒体部Bbを形成した被測定体Bmで既知の高い温
度Taの熱放射体Brの放射エネルギーを反射さ
せ、該被測定体Bmの黒体部Bbを含む面の見かけ
の温度Tbを赤外放射温度計を用いて測定する。
この態様を第４図に示す。 That is, first, as shown in FIG. 3, a part of the surface of the object to be measured Bm is smoothed and painted black to form a black body portion Bb. Then, by reflecting the radiant energy of the thermal radiator Br at a known high temperature Ta on the object Bm forming the black body part Bb in this way, the apparent value of the surface of the object Bm including the black body part Bb is changed. The temperature Tb is measured using an infrared radiation thermometer.
This aspect is shown in FIG.
同図に示した赤外放射温度計は第１図に示した
ものと同じであり、同一部には同一符号を付して
いる。 The infrared radiation thermometer shown in this figure is the same as that shown in FIG. 1, and the same parts are given the same reference numerals.
前述したと同様に、CPU３は光学的走査部１
を制御するとともに該走査に同期して放射量デー
タDeを各面素ごとに入力し、該放射量データDe
に基づいて各面素の見かけ上の温度Tbiを算出す
る。そして、該温度データTbiをそれに対応する
面素をあらわすアドレスで指定されるRAM９の
記憶領域に記憶させる。なお、上記添字ｉは、光
学的走査部１の走査開始点から終了点までの面素
に順次付した番号である。 As described above, the CPU 3 is connected to the optical scanning section 1.
At the same time, the radiation amount data De is input for each surface element in synchronization with the scanning, and the radiation amount data De is inputted for each surface element.
The apparent temperature Tb i of each surface element is calculated based on . Then, the temperature data Tb i is stored in the storage area of the RAM 9 designated by the address representing the corresponding surface element. Note that the subscript i is a number sequentially assigned to the surface elements from the scanning start point to the scanning end point of the optical scanning section 1.
ついで、CPU３は第５図に示したプログラム
に従つて各面素ごとの放射率ｅiを算出する。 Next, the CPU 3 calculates the emissivity e i for each surface element according to the program shown in FIG.
すなわち、まず、黒体部Bbの温度Tbbを検出
する（処理110）。これは、上述）からわかるよ
うに、放射率ｅが１である黒体部Bbの温度Tbb
は、測定面Smにおいて最低温度となるため、各
画素の温度データTbiの最小値を検出し、これを
温度Tbbとする。 That is, first, the temperature Tbb of the black body portion Bb is detected (process 110). As can be seen from the above), this is the temperature Tbb of the black body Bb where the emissivity e is 1.
has the lowest temperature on the measurement surface Sm, so the minimum value of the temperature data Tb i of each pixel is detected and this is set as the temperature Tbb.
つぎに、各面素ごとの放射率ｅiを算出する
（処理120）。これは、次式）に基づいて算出
する。 Next, the emissivity e i of each surface element is calculated (process 120). This is calculated based on the following formula.
ｅi＝Ｔｂ〓−Ｔ〓／Ｔｂｂ４−Ｔａ４ …）
このようにして算出された放射率ｅiをそれに
対応した面素をあらわすアドレスによつて指定さ
れるRAM９の記憶領域に記憶するとともに、表
示部１１に出力して放射率ｅiを表示させる（表
示130）。なお、この場合のRAM９のアドレス
は、温度データDeを記憶したアドレスとは別個
のものである。 e i =Tb〓-T〓/ Tbb4 - Ta4 ...) The emissivity e i calculated in this way is stored in the storage area of the RAM 9 specified by the address representing the corresponding surface element, and , and outputs it to the display unit 11 to display the emissivity e i (display 130). Note that the address of the RAM 9 in this case is different from the address where the temperature data De is stored.
以上説明したように、本発明によれば、赤外放
射温度計を用いて各画素についての放射率ｅiを
求めることができる。したがつて、赤外放射温度
計を用いた温度測定をより精密に行なうことがで
きる。 As explained above, according to the present invention, the emissivity e i of each pixel can be determined using an infrared radiation thermometer. Therefore, temperature measurement using an infrared radiation thermometer can be performed more precisely.
第１図は赤外放射温度計の一例を示すブロツク
図、第２図は、第１図の光学的走査部の一例を示
す模式図、第３図は、本発明に係る放射率測定方
法が適用される被測定体を示す斜視図、第４図
は、本発明に係る放射率測定方法を実施するため
の装置の一例を示すブロツク図、第５図は、本発
明に係る放射率測定方法の一実施例を示すフロー
チヤートである。
１……光学的走査部、２……赤外線センサ、３
……中央処理装置、Bm……被測定体、Bb……黒
体部、Br……熱放射体、Sm……測定面。
FIG. 1 is a block diagram showing an example of an infrared radiation thermometer, FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of the optical scanning section of FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is a block diagram showing an example of an apparatus for carrying out the emissivity measurement method according to the present invention, and FIG. 5 is a perspective view showing the applied object to be measured. 1 is a flowchart showing an example of the above. 1... Optical scanning unit, 2... Infrared sensor, 3
...Central processing unit, Bm...Object to be measured, Bb...Black body, Br...Heat radiator, Sm...Measurement surface.
Claims (1)
定体に温度Taの熱放射体を近接して設置し、前
記測定面を光学的走査によりｉ個の画素に分割し
て該各面素が放射する赤外線エネルギーからそれ
らの面素の温度Tbiを検出するとともに、個々の
面素の温度Tbiの最小値Tbbを検出し、 ｅi＝Ｔｂ〓−Ｔａ４／Ｔｂｂ４−Ｔａ４ なる演算に基づき前記各面素の放射率ｅiを算出
することを特徴とした放射率測定方法。[Scope of Claims] 1. A thermal radiator having a temperature Ta is installed close to an object to be measured in which a pseudo blackbody portion is formed on a part of the measurement surface, and the measurement surface is optically scanned to measure i pieces. Divided into pixels, the temperature Tb i of each pixel is detected from the infrared energy emitted by each pixel, and the minimum value Tbb of the temperature Tb i of each pixel is detected, e i =Tb〓- An emissivity measuring method characterized in that the emissivity e i of each surface element is calculated based on the calculation Ta 4 /Tbb 4 −Ta 4 .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56212590A JPS58113823A (en) | 1981-12-28 | 1981-12-28 | Emissivity measuring method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56212590A JPS58113823A (en) | 1981-12-28 | 1981-12-28 | Emissivity measuring method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58113823A JPS58113823A (en) | 1983-07-06 |
| JPS6146766B2 true JPS6146766B2 (en) | 1986-10-16 |
Family
ID=16625213
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56212590A Granted JPS58113823A (en) | 1981-12-28 | 1981-12-28 | Emissivity measuring method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58113823A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0198289A (en) * | 1987-10-12 | 1989-04-17 | Fujitsu Ltd | Connecting method for electrolytic capacitor with power source |
| JPH01143164A (en) * | 1987-11-27 | 1989-06-05 | Ibiden Co Ltd | Printed wiring board for surface mount |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI636251B (en) * | 2017-06-23 | 2018-09-21 | 中原大學 | Thermal characteristics measuring device |
-
1981
- 1981-12-28 JP JP56212590A patent/JPS58113823A/en active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0198289A (en) * | 1987-10-12 | 1989-04-17 | Fujitsu Ltd | Connecting method for electrolytic capacitor with power source |
| JPH01143164A (en) * | 1987-11-27 | 1989-06-05 | Ibiden Co Ltd | Printed wiring board for surface mount |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58113823A (en) | 1983-07-06 |
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