JPS6225973B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6225973B2 JPS6225973B2 JP56048866A JP4886681A JPS6225973B2 JP S6225973 B2 JPS6225973 B2 JP S6225973B2 JP 56048866 A JP56048866 A JP 56048866A JP 4886681 A JP4886681 A JP 4886681A JP S6225973 B2 JPS6225973 B2 JP S6225973B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- measured
- temperature
- emissivity
- comparative
- radiation detector
- 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
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、放射率の影響を除去して被測定物
の温度を測定するような放射温度計に関するもの
である。
の温度を測定するような放射温度計に関するもの
である。
従来放射温度計には、物体からの放射エネルギ
ー量より物体温度を求める単色温度計、異なる２
波長の分光放射エネルギーの比より物体温度を求
める２色温度計等があつた。これらの放射温度計
は単色温度計の場合は黒体、２色温度計の場合は
灰色体のみ真の温度が測定でき、一般の物体では
放射率の影響は除去することができず大きな問題
点であつた。
ー量より物体温度を求める単色温度計、異なる２
波長の分光放射エネルギーの比より物体温度を求
める２色温度計等があつた。これらの放射温度計
は単色温度計の場合は黒体、２色温度計の場合は
灰色体のみ真の温度が測定でき、一般の物体では
放射率の影響は除去することができず大きな問題
点であつた。
この発明の目的は、以上の点に鑑み、一般の物
体においても放射率の影響を除去し、物体の表面
温度を測定することができる放射温度計を提供す
ることである。
体においても放射率の影響を除去し、物体の表面
温度を測定することができる放射温度計を提供す
ることである。
この発明の原理を第１図について説明する。図
において１は、温度Ｔ、放射率εの被測定物、２
は被測定物１と所定の距離ｌをもたせて設けられ
被測定物１に放射エネルギーを放出する温度
Tc，放射率εｃの比較熱板、３は比較熱板２の
開孔２ａより被測定物１自体が放出する放射エネ
ルギーおよび被測定物１より反射された比較熱板
２の放射エネルギーを検出する放射検出器であ
る。
において１は、温度Ｔ、放射率εの被測定物、２
は被測定物１と所定の距離ｌをもたせて設けられ
被測定物１に放射エネルギーを放出する温度
Tc，放射率εｃの比較熱板、３は比較熱板２の
開孔２ａより被測定物１自体が放出する放射エネ
ルギーおよび被測定物１より反射された比較熱板
２の放射エネルギーを検出する放射検出器であ
る。
波長λ、温度Ｔのとき黒体から放出される分光
放射エネルギー輝度をＬ（λ，Ｔ）、被測定物１
と比較熱板２との距離がｌのとき、放射検出器３
の出力信号をｅ（ｌ）とすれば、比較熱板２の放
射率εｃが十分１に近いとして距離l1のとき次式
が成り立つ。
放射エネルギー輝度をＬ（λ，Ｔ）、被測定物１
と比較熱板２との距離がｌのとき、放射検出器３
の出力信号をｅ（ｌ）とすれば、比較熱板２の放
射率εｃが十分１に近いとして距離l1のとき次式
が成り立つ。
ｅ（l1）＝ε・Ｌ（λ，Ｔ）＋εｃ（１−ε）Ｌ（λ，Tc）・ｆ（l1） ……(1)
(1)式の右辺第１項は被測定物１自体が放出する
放射エネルギーの寄与分、第２項は比較熱板２か
ら放出された放射エネルギーεcL（λ，Tc）
が、被測定物で反射して放射検出器３に入射する
寄与分で、ｆ（l1）は、この比較熱板２よりの放
射エネルギーが被測定物１で反射して放射検出器
３に入射する割合を示す形状係数である。
放射エネルギーの寄与分、第２項は比較熱板２か
ら放出された放射エネルギーεcL（λ，Tc）
が、被測定物で反射して放射検出器３に入射する
寄与分で、ｆ（l1）は、この比較熱板２よりの放
射エネルギーが被測定物１で反射して放射検出器
３に入射する割合を示す形状係数である。
次に、被測定物１と比較熱板２との距離をl2と
すれば、次式が成り立つ。
すれば、次式が成り立つ。
ｅ（l2）＝ε・Ｌ（λ，Ｔ）＋εｃ（１−ε）Ｌ（λ，Tc）・ｆ（l2） ……(2)
(1)式から(2)式を減算すると
ｅ（l1）−ｅ（l2）＝εｃ（１−ε）・Ｌ（λ，Tc）・｛ｆ（l1）−ｆ（l2） ……(3)
となり、よつて、
１−ε＝ｅ（ｌ１）−ｅ（ｌ２）／εｃ・Ｌ（λ，Ｔｃ）・｛ｆ（ｌ１）−ｆ（ｌ２）｝ ……(4)
となる。この右辺において、ｅ（l1）−ｅ（l2）は
測定可能な量、εｃ，Ｌ（λ，Tc）は既知の量
であるので、ｆ（l1）−ｆ（l2）が分つていれば、
(4)式より放射率εが求まる。求めた放射率εを(1)
式または(2)式に代入演算することにより、被測定
物１の温度Ｔが、常時求まることになる。
測定可能な量、εｃ，Ｌ（λ，Tc）は既知の量
であるので、ｆ（l1）−ｆ（l2）が分つていれば、
(4)式より放射率εが求まる。求めた放射率εを(1)
式または(2)式に代入演算することにより、被測定
物１の温度Ｔが、常時求まることになる。
なお、形状係数ｆ（ｌ）は、被測定物１、比較
熱板２の幾何学的形状、相互の位置関係のみに依
存する量なのであらかじめ測定により定めておけ
ばよい。
熱板２の幾何学的形状、相互の位置関係のみに依
存する量なのであらかじめ測定により定めておけ
ばよい。
ところで、形状係数ｆ（ｌ）は、被測定物１の
鏡面性が変化すると、距離ｌに対して第２図で示
すように変化する。つまり、鏡面性が増すと右方
にずれるものとなる。すなわち鏡面性の強い鋼板
等の金属の場合、この第２図Ａで示す曲線のよう
に、比較熱板２と被測定物１との距離ｌが小さく
なると、形状係数ｆ（ｌ）は、ほぼ１となる。従
つて、比較熱板２を被測定物１に接近させたと
き、放射検出器３の出力信号の変化がゼロになつ
たときの出力をe′、また比較熱板２を取り除く等
して、その影響がない場合の放射検出器３の出力
をe0とすると、次式が成り立つ。
鏡面性が変化すると、距離ｌに対して第２図で示
すように変化する。つまり、鏡面性が増すと右方
にずれるものとなる。すなわち鏡面性の強い鋼板
等の金属の場合、この第２図Ａで示す曲線のよう
に、比較熱板２と被測定物１との距離ｌが小さく
なると、形状係数ｆ（ｌ）は、ほぼ１となる。従
つて、比較熱板２を被測定物１に接近させたと
き、放射検出器３の出力信号の変化がゼロになつ
たときの出力をe′、また比較熱板２を取り除く等
して、その影響がない場合の放射検出器３の出力
をe0とすると、次式が成り立つ。
e′＝ε・Ｌ（λ，Ｔ）
＋εｃ・（１−ε）・Ｌ（λ，Tc） ……(5)
e0＝ε・Ｌ（λ，Ｔ） ……(6)
これより
e′−e0＝εｃ・（１−ε）・Ｌ（λ，Ｔ） ……(7)
よつて、
１−ε＝ｅ′−ｅ０／εｃ・Ｌ（λ，Ｔｃ） ……(8)
となる。この(8)式において、右辺は測定可能また
は既知の量なので放射率εは求まり、これを(6)式
に代入演算することにより被測定物の温度Ｔが求
まる。
は既知の量なので放射率εは求まり、これを(6)式
に代入演算することにより被測定物の温度Ｔが求
まる。
なお、比較熱板２の影響を無視できるようにす
るには、比較熱板と被測定物との距離ｌを十分大
きくとる、比較熱板が横方向にそれて測定光軸か
らはずれる、比較熱板を上向きとする、比較熱板
に蓋をする等のいずれの方法でもよい。
るには、比較熱板と被測定物との距離ｌを十分大
きくとる、比較熱板が横方向にそれて測定光軸か
らはずれる、比較熱板を上向きとする、比較熱板
に蓋をする等のいずれの方法でもよい。
第３図は、この発明のより具体的な一実施例を
示す構成説明図である。図において、被測定物１
に対して比較熱板２はある角度θをもつて斜めに
移動可能となつており、比較熱板２の中心をはず
れた位置の開孔２ａより、放射検出器３は、被測
定物１よりの放射エネルギーを検出することがで
きるようになつている。また、比較熱板２は図示
しない駆動機構により被測定物１との距離ｌを変
化させることができ、必要に応じてＢ方向の側方
に移動させ、その影響をなくすようにすることが
できる。また比較熱板２にはヒータＨが設けら
れ、熱電対等の温度検出器Ｄによりその温度Tc
が検出され、温度制御部４によりヒータＨを制御
して、その温度の制御を行つている。そして、比
較熱板２の位置信号、温度信号Tc、放射検出器
３の出力信号ｅ（ｌ）は、マイクロコンピユータ
のような演算部５に入力され、前述のような被測
定物１の温度Ｔを測定するための比較熱板２の移
動等の制御、演算処理が行なわれ、出力端子６よ
り出力信号Ｔ，ε等が取り出せる。なお温度制御
部４の処理は、すべて演算部５で行うようにする
こともできる。
示す構成説明図である。図において、被測定物１
に対して比較熱板２はある角度θをもつて斜めに
移動可能となつており、比較熱板２の中心をはず
れた位置の開孔２ａより、放射検出器３は、被測
定物１よりの放射エネルギーを検出することがで
きるようになつている。また、比較熱板２は図示
しない駆動機構により被測定物１との距離ｌを変
化させることができ、必要に応じてＢ方向の側方
に移動させ、その影響をなくすようにすることが
できる。また比較熱板２にはヒータＨが設けら
れ、熱電対等の温度検出器Ｄによりその温度Tc
が検出され、温度制御部４によりヒータＨを制御
して、その温度の制御を行つている。そして、比
較熱板２の位置信号、温度信号Tc、放射検出器
３の出力信号ｅ（ｌ）は、マイクロコンピユータ
のような演算部５に入力され、前述のような被測
定物１の温度Ｔを測定するための比較熱板２の移
動等の制御、演算処理が行なわれ、出力端子６よ
り出力信号Ｔ，ε等が取り出せる。なお温度制御
部４の処理は、すべて演算部５で行うようにする
こともできる。
以上述べたように、この発明は、比較熱板を移
動させたときの放射検出器の出力信号の変化か
ら、演算処理を行い、被測定物の放射率および温
度を測定するようにした放射温度計である。
動させたときの放射検出器の出力信号の変化か
ら、演算処理を行い、被測定物の放射率および温
度を測定するようにした放射温度計である。
従つて、被測定物の放射率の影響は除去して正
しい温度が測定でき、放射率が変動しても補正が
自動的に行えるので常時、オンラインにて測定を
するのに好適で、鋼板等の移動物体の温度も容易
に測定することができる。又、鋼板等の鏡面性の
強い金属板の場合は、被測定物と比較熱板との距
離は十分大きくすることができるので、走行鋼板
等の測定において、被測定物の上下振動等のバタ
ツキがあつても、安全に測定をすることができ
る。又、比較熱板の温度を被測定物の温度と一致
させるような平衡方式ではないので高速応答が可
能である。又、放射検出器の種類は何でもよく、
放射率と温度とを同時に出力できる等のすぐれた
効果がある。
しい温度が測定でき、放射率が変動しても補正が
自動的に行えるので常時、オンラインにて測定を
するのに好適で、鋼板等の移動物体の温度も容易
に測定することができる。又、鋼板等の鏡面性の
強い金属板の場合は、被測定物と比較熱板との距
離は十分大きくすることができるので、走行鋼板
等の測定において、被測定物の上下振動等のバタ
ツキがあつても、安全に測定をすることができ
る。又、比較熱板の温度を被測定物の温度と一致
させるような平衡方式ではないので高速応答が可
能である。又、放射検出器の種類は何でもよく、
放射率と温度とを同時に出力できる等のすぐれた
効果がある。
第１図は、この発明の原理説明図、第２図は、
動作説明用の関係図、第３図は、この発明の一実
施例を示す構成説明図である。 １…被測定物、２…比較熱板、３…放射検出
器、５…演算部。
動作説明用の関係図、第３図は、この発明の一実
施例を示す構成説明図である。 １…被測定物、２…比較熱板、３…放射検出
器、５…演算部。
Claims (1)
- １ 被測定物に放射エネルギーを放出する比較熱
板と、前記被測定物自体が放射する放射エネルギ
ーおよび被測定物より反射された前記比較熱板の
放射エネルギーを検出する放射検出器と、前記比
較熱板を被測定物に接近させたときの放射検出器
の出力および比較熱板の影響がないときの放射検
出器の出力の差から被測定物の放射率を演算しこ
の放射率を用いて被測定物の温度を測定する演算
部とを備えたことを特徴とする放射温度計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56048866A JPS57163831A (en) | 1981-04-01 | 1981-04-01 | Radiation thermometer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56048866A JPS57163831A (en) | 1981-04-01 | 1981-04-01 | Radiation thermometer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57163831A JPS57163831A (en) | 1982-10-08 |
| JPS6225973B2 true JPS6225973B2 (ja) | 1987-06-05 |
Family
ID=12815198
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56048866A Granted JPS57163831A (en) | 1981-04-01 | 1981-04-01 | Radiation thermometer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57163831A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63373U (ja) * | 1986-06-18 | 1988-01-05 | ||
| JPS6484284A (en) * | 1987-09-28 | 1989-03-29 | Toshiba Corp | Recorder |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0772701B2 (ja) * | 1992-04-23 | 1995-08-02 | 達男 戸川 | 生体用サーモグラフィー装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS529157A (en) * | 1975-07-14 | 1977-01-24 | Hitachi Ltd | Safety device for boller functions at low pressure |
-
1981
- 1981-04-01 JP JP56048866A patent/JPS57163831A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63373U (ja) * | 1986-06-18 | 1988-01-05 | ||
| JPS6484284A (en) * | 1987-09-28 | 1989-03-29 | Toshiba Corp | Recorder |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57163831A (en) | 1982-10-08 |
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