JPS6230926A - 温度測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈発明の目的〉 産業上の利用分野 本発明は温度測定装置に係り、詳しくは、高温鋼材の表
面温度を非接触的に測定するのに適　　　　　　　。

した温度測定装置に係る。

従　　来　　の　　技　　術 例えば、圧延用のロールを表面焼入れする際　　　　　
　　ト、に、このロールを垂直に立てて軸芯周りに回転
　　　　　　　：させると共に垂直方向に微速度で下降
させなから誘導加熱装置で加熱しつつ、同時にその直下
で加熱された表面に冷却水を噴射して連続的に焼入れす
る方法が採られている。

このような場合に加熱温度を所要の一定値に保つ必要上
、誘導加熱装置の出力を制御しなければならないが、こ
のためには誘導加熱装置の下側においてロール表面の温
度を測定し、この測定値を誘導加熱装置にフィードバッ
グすることが不可欠である。

しかし、温度を測定するべき場所の下側では加熱された
ロール表面に向けて冷却用の水が噴１・１されているた
めに多用の湯気や水滴が上野し、ぞの結束、視界が箸し
く遮られることにむり、従って、このような所で放射温
度計のような光学的む非接触式の）黒度訓を用いるには
特別の考慮が必要とさ４・する。

これＪ、で、この」、うな所に放射温度ｈ１を用いる場
合には、この周りから被測定物に向けて条間のパージ用
空気を連続的に吹付けて視界内に入ろうとする湯気や水
滴等の障害物を除去する７ｊ法が試みられ−（いるが、
このような方法では被測定物の温度が下がってしまい、
正確な温度を測定することができないばかりか被測定物
に対しても悪い影響を与えていた。

＜？お、前述のようなロール焼入れにおいては、［１−
ルがぞの軸芯周りに回転していると共に、Ｙの軸方向に
下降して行くために接触式の温度ｈ１を適用することは
適当でなく、また、放射）黒度泪以外の非接触式温度計
で適当な物は見当たらない。

発明が解決しようどする問題点 本発明はこれらの問題Ｉ（の解決を目的と１−１具体的
には、高温鋼材の表面温ｍ、特（こ、湯気、水滴、粉塵
等の多量に発生器るＩ！ａ境下において、非接触で表面
温度を測定りるのに適した温度測定装置を提供すること
を目的とＪる。

・て発明の構成〕・ 問題点を解決するための 手段ならびにその作用 本発明は、先端部に敢ｔＡ４温度計の受光部を内装し、
かつ先端部から空気もしくはぞの他の気体を噴出し、か
つ噴ｎ・］された電気の流れを間欠的に遮蔽するための
遮蔽板を装備するブ［１−ブ本体と、被測定物から放射
されるＬネルギ−を検知し温度に２＝ｊ応じた電気信号
を出力する敢制温度泪と、間欠的に検知した敢１１温度
計の出力をリンプリングホールドし−Ｃ）黒度に対応し
た信号を連続的に出力Ｊるための信号処理器と、遮蔽板
及び信号処理器を間欠的に作動させるだめのタイミング
パルス発生器とを有し、間欠的かつ）１０詩間にプロー
１本体から被測定物へ気体を哨０ｊ到達さｔ！、この時
間内において被測定物の表面温石を検知し、この検知し
た信号を連続的に出力させることを特徴と覆る。

以下、本発明の手段たる構成ならびに作用を図面に」、
り説明すると、次の通りである。

第１図は本発明の）黒度測定装置の一例を示す説明図で
あり、第２図は第１図の矢視Ｘ−×方向の側面図であり
、第３図は第１図の矢視Ｙ−Ｙ方向の側面図であり、第
４図は信号処理器のブロックタイアゲラムてあ【］、第
５図は信号のタイミングブＡＪ−１・を示すグラフであ
る。

これらの図におい−Ｃ１は渇庶測定装買本体を示し、こ
れはプローブ本体２、ファイバ一式敢Ｉ・Ｉ温度へ１３
、タイミングパルス発生器４、信号処理器５等の主要な
部分で構成さねている。

ブ［１−ブ本体２は円筒状の筒６、軸受７、軸８、遮蔽
板９、ロータリーアクチコＴ−タ１０等の部品から成・
〕−（いる。。

筒６はぞの一端である先端部が開放された開放口６ａを
イｊし、また、イの他端１Ｆ閉塞板６１１で閉塞されて
おり、更に閉塞された側に近い所にはパージ用の空気を
供給するための供給口６Ｃが設（Ｊられている。

また、筒６の開放「」６ａに近い側の外周部には軸受７
が取付けられていて、これに嵌り音う軸８を回転自在に
支持している。

軸８の軸受７を杓通して突出した先端部には遮蔽板９が
固定されてａ３す、また、軸８のもう一方の後端部には
ロータリーアクヂ］■−タ１０が伝動連結されている。

従って、遮蔽板９はロータリー７クチコ丁−タ１０の回
転に連れて回る。遮蔽板９は開放口６ａから噴出される
パージ用の空気の流ねを開成［１６ａの前方で遮り、か
つこれを逆方向に向けるためのものであり、ぞの形状は
中空球を半分に割った形にされている。

ロータリーアクチュエータ１０はこれに入力される電気
信号によって９０度の回転運動をする原動機であり、こ
れに信号が入力されない時には遮蔽板９が開放口６ａの
直前の位置、寸なわら、第３図の実線で示す位置にあり
、また、信号が入力された時には９０度回転して遮蔽板
９が開放口６ａよりずれた位置、すなわち、第３図の二
点鎖線で示１位冒に動く。

ファイバ一式放口４温度計３は受光部１１、光ファイバ
ー１２、制御器１３等から構成されており、円筒６の開
成ロ６８近くに内装された受光部１１で受光された被測
定物１４の表面から敢帽される光、すなわち、温度は光
ファイバー１２を通して制御器１３に導かれ、ここで被
測定物１４０表面温度に対応した電気信号に変換され出
力される。

光ファイバー１２が閉塞板６ｂを閂通している部分は空
気が漏れないようにシールされている。

タイミングパルス発生器４は温度を測定する間隔、すな
わち、遮蔽板９を動かずタイミングを決めると共に信号
処理器５のサンプリング動作のタイミングを決めるため
のものであり、これから出力される電気信号Ｂは信号処
理器５に入力される。

信号処理器５は間欠的に、かつ瞬時に検知さく７） れる温度を連続的に電気信号として出力させるためのも
のであり、これは第４図で示すようにバッファーアンプ
ａ、スイッチＳ、コンデンサ０の主要部で構成されてい
る。

スイッチＳはタイミングパルス発生器４から信号Ｂｆｆ
与えられた時に閉となり、制御器１３から入力された信
号Ｏを温度信号値としてコンデンサ０に伝達するための
ものである。

コンデンサ０はスイッチＳが閉じた時にチＡノ−ジされ
た電位をぞのままスイッチＳが開いている間も保持し続
１プるためのものである。

バッファーアンプａは増幅度１のユニティ−ゲインにな
った緩衝用の増幅器であり、従って、コンテン１ノー０
にヂャージされた電位に等しい電　　　　　　　　Ｓ圧
の信号がこれから連続して出力される。

第５図は各信号Ａ、　Ｂ、　Ｃ１口のタイミングを示し
、横軸に時間を、縦軸に信号値を表す。

タイミングパルス発生器４で出力される信号Ａ及びＢの
パルスの発生周期は共に■ｏであり、また、信号Ｂのパ
ルスは信号へのパルスの後縁部に位置している。

信ＭＡのパルス幅ｔＡはロータリーアクチュエータ１０
に信＠へのパルスが入力されて遮蔽板９が開くための動
作を始めてから、これｉｆ完全に開き緒ねり、被測定物
１４０表面温度を正確に検出できるＪ：うになるまでの
時間以−にに設定されている。

また、信号Ｂのパルス幅ｔｅは信号処理器５が正常なサ
ンプリング作用を行なうことができる時間以」二に設定
されている。

信号Ｃは制御器１３から出力される温度に対応した信号
であり、これの上下方向の高さは被測定物１４０表面温
度を表している。

ｔｌ　は口＝タリーアクチュエータ１０に信号Ａのパル
スが入力されてから遮蔽板９が受光部１１の視野内から
完全に外れるまでの時間であり、［２は遮蔽板９が受光
部１１の視野外にある時間すなわち正確な温度を検出し
ている時間であり、更に、１３はロータリーアクチュエ
ータ１０に加えられた信号Ａのパルスが消失した後に遮
蔽板９が受光部１１の視野内に入り始めてから完全に視
野を遮るまでの時間である。

ｔＡ、ｔＢ％１．　、１２の間は次のような関係に保た
れている。

ｔＡ＞ｔ、　　：　（ｊ＋　＋ｊ２　）＞（ｒＡ−＋−
ｔＢ　）信号０はサンプリングされた出力信号であり、
信号Ｂのパルス後縁の時点でサンプリングされた信＠Ｃ
の値を次の信号Ｂのパルスが出るまで連続して出力し続
けている。

実　　施　　例 以下、実施例により更に説明する。

プローブ本体２は被測定物１４に向けて、がっ所要の問
題を保って設置され、また、これの供給口６Ｃには所要
の量の加圧空気が供給されている。口の空気は受光器１
１の冷却および受光器１１のレンズ面の清浄保持、更に
は、受光器１１と被測定物１４との間に入ろうとする湯
気、水滴、粉持っており、清浄でかつ障害物を除去でき
るに　　　　　　　□ソ塵等の障害物を吹飛ばし除去す
るための目的を十分な吊と圧力の空気が用いられている
。　　　　　　　　　□但し、場合に、」、・〕てこの
空気は他のガス体に代替えされることもある。供給口６
Ｃに供給された空気は聞敢口６ａから噴出するが、遮蔽
板９が受光器１１の前を遮るよう＜ｒ位買にある時には
噴出した空気が遮級仮９によって反対方向に進路を変え
られ、被測定物１４０表面に（ま到達しない。

従つＣ１例え強烈に空気を噴出したとし−Ｃも、この間
に空気の噴出流によっ−Ｃ被測定物１４が冷Ｉ；ｎされ
るようむことは全くない。

被測定物１４の表面温度を測定するためにパルス発生器
４から信号へのパルスｌ〕（出るとロータリーアク’ｆ
１−Ｔ−タ１０が作動し、遮蔽板９は開放Ｄ６ａから夕
）ねたイ１′装置に移動する。

ぞし−にの時、聞ｈ々口６ａから噴出した空気が遮蔽板
９に遮られること＜ｒ　＜被測定物１４の表面に向がっ
て流れ、受光部１１と被測定物１４との間の障害物を吹
飛ばして除去する。

このため、受光部１１の視野は完全に間かれ、正確な；
都度検出が可能となる。阿通、パルス発生器４で発生さ
れる信号は温度測定の間隔が約１０秒に、また、遮蔽板
９が問い−こいる時間が数１０ミリ秒程度になるように
設定されているｌごめに被測定物１４に空気流７１（衝
突する時間割合は極めて少なく、従っ−Ｃ１空気の噴出
流によ一〕でこれが冷却されることは殆んどなく、馬用
測定の精度低下は問題にならない程度である。

遮蔽板９が問いた間にフ戸イバ一式放口４；晶１１１ｉ
ｔ３で検知された渦電信号Ｃは信号処理器５でリンブリ
ングされ、次の温度が検知されるまでの開信号りとｈっ
で出力され続ける。

従って、信号処理器５から出力されるイハ号１）を知る
ことに」；って被測定物１４０表面温度を１１確に測定
することができる。

なお、本実施例においてはフッフィバ一式敢射温度計を
用いているｆｆ、これは光フッフィバ−を用いない普通
の放ｑ４温度計１イｔわら受光部と制御部とが一体にな
った敢（ト）温度計を本実施例の受光部の所に内装して
、ぞこから信弓線にＪ、って信号処理器に温度信シ］を
導い−Ｃも良い。

〈発明の効果〉 以１訂しく説明したように、本発明は先端部にｂりθ・
１；晶磨訓の受光部を内装し、かつ先端部から空気６し
くはでの他の気体を噴０１　Ｌ、がっ噴０１された気体
の流れを間欠的に遮蔽するための遮蔽板を装備するプロ
ーブ本体と、被測定物から成用される］ネルギーを検知
し温度に対応した電気信号を出力する敢！）Ｉ温度計と
、間欠的に検知した放射温度計の出力を１ノンプリング
ホールドして温度に対応した信号を連続的に出力するた
めの信号処理器と、遮蔽板９及び信号処理器を間欠的に
作動させるためのタイミングパルス発生器とを有し、間
欠的かつ短時間にプローブ本体から被測定物へ気体を噴
射到達させ、この時間内において被測定物の表面温度を
検知し、この検知した信号を連続的に出力させることを
特徴とする温度測定装置であって、本発明温度測定装置
ににって湯気、水滴、粉塵等の多階に飛散づる悪環境下
にお′いても、被測定物の表面温度をｉＥ確に、かつ連
続的に測定することができ、その結束と利用価値は極め
て大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の温度測定装置の一例を示Ｊ説明図、第
２図は第１図の矢視Ｘ　−Ｘ　１５向の側面図、第３図
は第１図の矢視Ｙ−Ｙ方向の側面図、第４図は信号処理
器のブロックダイアゲラｌλ、第５図は信号のタイミン
グチｔ−１−を示すグラフである。 符号１・・・・・・温度測定装置本体 ２・・・・・・プローブ本体 ３・・・・・・ファイ用一式放川温度計４・・・・・・
タイミングパルス発生器５・・・・・・信号処理器　　
６・・・・・・筒７・・・・・・軸受　　　　　８・・
・・・・軸９・・・・・・遮蔽板 １０・・・・・・ロータリーアクチュＬ−タ１１・・・
・・・受光部　　　　１２・・・・・・光ファイバー１
３・・・・・・制御器　　　　１４・・・・・・被測定
物特許出願人　川崎製鉄株式会ネ１ 代　　理　　人　　弁理士　　松　　下　　義　　勝弁
護士　　副　　島　　文　　雄 （Ｚ：　　　　Ｃｆ１ｌ　　　　’−）　　　　ロマ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 先端部に放射温度計の受光部を内装し、かつ先端部から
   空気もしくはその他の気体を噴射し、かつ噴射された気
   体の流れを間欠的に遮蔽するための遮蔽板を装備するプ
   ローブ本体と、被測定物から放射されるエネルギーを検
   知し温度に対応した電気信号を出力する放射温度計と、
   間欠的に検知した放射温度計の出力をサンプリングホー
   ルドして温度に対応した信号を連続的に出力するための
   信号処理器と、遮蔽板及び信号処理器を間欠的に作動さ
   せるためのタイミングパルス発生器とを有し、間欠的か
   つ短時間にプローブ本体から被測定物へ気体を噴射到達
   させ、この時間内において被測定物の表面温度を検知し
   、この検知した信号を連続的に出力させることを特徴と
   する温度測定装置。