JPS6146766B2 - - Google Patents
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- Publication number
- 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
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- emissivity
- measured
- tbb
- surface element
- 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
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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
- 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
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、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。
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。
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。
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。
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。
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。
Ｒ（Ｔ）＝σT4 …）
ここで、σはステフアン−ボルツマン定数であ
る。
る。
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。
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。
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。
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。
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。
たものであり、その一例を第１図に示す。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
細に説明する。
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。
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。
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。
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。
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。
放射エネルギーＥは次式）のようになる。
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。
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＝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。
）のように書き換えることができる。
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。
）であらわされる。
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。
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。
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。
の真の温度Ｔに等しい。
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。
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。
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。
各部の放射率ｅを算出することにしている。
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。
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。
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。
ものと同じであり、同一部には同一符号を付して
いる。
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。
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。
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。
に従つて各面素ごとの放射率ｅiを算出する。
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。
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。
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。
（処理120）。これは、次式）に基づいて算出
する。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 測定面の一部に偽似的黒体部を形成した被測
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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56212590A JPS58113823A (ja) | 1981-12-28 | 1981-12-28 | 放射率測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56212590A JPS58113823A (ja) | 1981-12-28 | 1981-12-28 | 放射率測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58113823A JPS58113823A (ja) | 1983-07-06 |
| JPS6146766B2 true JPS6146766B2 (ja) | 1986-10-16 |
Family
ID=16625213
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56212590A Granted JPS58113823A (ja) | 1981-12-28 | 1981-12-28 | 放射率測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58113823A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0198289A (ja) * | 1987-10-12 | 1989-04-17 | Fujitsu Ltd | 電源装置使用の電解コンデンサの接続方法 |
| JPH01143164A (ja) * | 1987-11-27 | 1989-06-05 | Ibiden Co Ltd | 表面実装用プリント配線板 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI636251B (zh) * | 2017-06-23 | 2018-09-21 | 中原大學 | 熱特性量測裝置 |
-
1981
- 1981-12-28 JP JP56212590A patent/JPS58113823A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0198289A (ja) * | 1987-10-12 | 1989-04-17 | Fujitsu Ltd | 電源装置使用の電解コンデンサの接続方法 |
| JPH01143164A (ja) * | 1987-11-27 | 1989-06-05 | Ibiden Co Ltd | 表面実装用プリント配線板 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58113823A (ja) | 1983-07-06 |
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