JP2000121446A - 消耗型光ファイバ温度測定装置 - Google Patents
消耗型光ファイバ温度測定装置Info
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- JP2000121446A JP2000121446A JP10293888A JP29388898A JP2000121446A JP 2000121446 A JP2000121446 A JP 2000121446A JP 10293888 A JP10293888 A JP 10293888A JP 29388898 A JP29388898 A JP 29388898A JP 2000121446 A JP2000121446 A JP 2000121446A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】２重被覆光ファイバの現在長を直接測定し、高
精度な温度測定値を安定して得る。 【解決手段】温度測定装置１で溶鋼１０の温度を計測す
るに際して供給ドラム３に巻回した２重被覆光ファイバ
２の長さを測定して、校正時の初期長さとして信号処理
部８に格納しておく。２重被覆光ファイバ２を使用して
溶鋼１０の温度を繰り返して計測するときに、マイクロ
波距離計７で光ファイバ２１の現在の長さを測定してか
ら２重被覆光ファイバ２の先端部を溶鋼１０中に挿入し
て溶鋼１０の温度を計測する。計測した温度を計測前に
測定した光ファイバ２１の現在の長さと校正時の初期長
さ及び光ファイバ２の単位長さ当りの伝送損失により補
正して、溶鋼１０の真の温度を精度良く検出する。
精度な温度測定値を安定して得る。 【解決手段】温度測定装置１で溶鋼１０の温度を計測す
るに際して供給ドラム３に巻回した２重被覆光ファイバ
２の長さを測定して、校正時の初期長さとして信号処理
部８に格納しておく。２重被覆光ファイバ２を使用して
溶鋼１０の温度を繰り返して計測するときに、マイクロ
波距離計７で光ファイバ２１の現在の長さを測定してか
ら２重被覆光ファイバ２の先端部を溶鋼１０中に挿入し
て溶鋼１０の温度を計測する。計測した温度を計測前に
測定した光ファイバ２１の現在の長さと校正時の初期長
さ及び光ファイバ２の単位長さ当りの伝送損失により補
正して、溶鋼１０の真の温度を精度良く検出する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば溶鋼等の
高温液体金属等の温度を測定する消耗型光ファイバ温度
測定装置、特に測温値の補正に関するものである。
高温液体金属等の温度を測定する消耗型光ファイバ温度
測定装置、特に測温値の補正に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】金属管と断熱材で被覆した２重被覆光フ
ァイバを使用して溶鋼の温度を測定する消耗型光ファイ
バ温度測定装置が、例えば、特開平６−５８８１６号公
報に示されている。この消耗型光ファイバ温度測定装置
は、供給ドラムに巻回した数百ｍから１ｋｍの２重被覆
光ファイバをピンチロール等の光ファイバ搬送手段で送
り出しながら２重被覆光ファイバの先端部を溶鋼中に挿
入し、光ファイバの先端部から溶鋼の温度に依存した光
を入射し、この光を２重被覆光ファイバを通して放射温
度計に送り溶鋼の温度を測定している。この２重被覆光
ファイバは測定毎に先端部が消耗して全長が徐々に短く
なり、光ファイバの伝送損失が変化する。この光ファイ
バの伝送損失の変化による測定誤差を補正する必要があ
る。このため、２重被覆光ファイバを送り出したり戻し
たりするピンチロール又は２重被覆光ファイバの送りや
戻りに従属的に回転するメジャーロールに取り付けたパ
ルスジェネレータ等の出力とピンチロール等の設計外径
から光ファイバの先端部の消耗長さを演算し、演算した
消耗長さとオフラインであらかじめ計測された光ファイ
バの測定波長に対する単位長さ当りの伝送損失から、光
ファイバの伝送損失の変化を補正して測定温度を補正し
ている。
ァイバを使用して溶鋼の温度を測定する消耗型光ファイ
バ温度測定装置が、例えば、特開平６−５８８１６号公
報に示されている。この消耗型光ファイバ温度測定装置
は、供給ドラムに巻回した数百ｍから１ｋｍの２重被覆
光ファイバをピンチロール等の光ファイバ搬送手段で送
り出しながら２重被覆光ファイバの先端部を溶鋼中に挿
入し、光ファイバの先端部から溶鋼の温度に依存した光
を入射し、この光を２重被覆光ファイバを通して放射温
度計に送り溶鋼の温度を測定している。この２重被覆光
ファイバは測定毎に先端部が消耗して全長が徐々に短く
なり、光ファイバの伝送損失が変化する。この光ファイ
バの伝送損失の変化による測定誤差を補正する必要があ
る。このため、２重被覆光ファイバを送り出したり戻し
たりするピンチロール又は２重被覆光ファイバの送りや
戻りに従属的に回転するメジャーロールに取り付けたパ
ルスジェネレータ等の出力とピンチロール等の設計外径
から光ファイバの先端部の消耗長さを演算し、演算した
消耗長さとオフラインであらかじめ計測された光ファイ
バの測定波長に対する単位長さ当りの伝送損失から、光
ファイバの伝送損失の変化を補正して測定温度を補正し
ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記のようにピンチロ
ール等の設計外径を使用して光ファイバの先端部の消耗
長さを演算する場合、２重被覆光ファイバの実際の接触
外径と設計外径の誤差が消耗長さ計測の累積誤差となっ
てしまう。このため定期的にオフラインで誤差量を計測
し定数の修正をする必要がある。また、２重被覆光ファ
イバの表面に粉塵や油分が付着してピンチロール等のス
リップや噛み込み等が生じ、消耗長さの計測値に突発的
な誤差を生ずることもある。
ール等の設計外径を使用して光ファイバの先端部の消耗
長さを演算する場合、２重被覆光ファイバの実際の接触
外径と設計外径の誤差が消耗長さ計測の累積誤差となっ
てしまう。このため定期的にオフラインで誤差量を計測
し定数の修正をする必要がある。また、２重被覆光ファ
イバの表面に粉塵や油分が付着してピンチロール等のス
リップや噛み込み等が生じ、消耗長さの計測値に突発的
な誤差を生ずることもある。
【０００４】さらに、装置の故障等により２重被覆光フ
ァイバを巻回した供給ドラムを取り外さなければならな
い場合に、そのときの現在長さを人手により管理し、途
中まで使用した２重被覆光ファイバの供給ドラムを再度
取り付ける場合に、記録した現在長を入力する必要があ
り、処理が煩雑であった。また、これを怠ると校正時か
らの消耗量が不明となり、再度校正を行う必要があっ
た。
ァイバを巻回した供給ドラムを取り外さなければならな
い場合に、そのときの現在長さを人手により管理し、途
中まで使用した２重被覆光ファイバの供給ドラムを再度
取り付ける場合に、記録した現在長を入力する必要があ
り、処理が煩雑であった。また、これを怠ると校正時か
らの消耗量が不明となり、再度校正を行う必要があっ
た。
【０００５】この発明はかかる短所を改善し、２重被覆
光ファイバの現在長を直接測定し、高精度な温度測定値
を安定して得ることができる消耗型光ファイバー温度測
定装置を得ることを目的とするものである。
光ファイバの現在長を直接測定し、高精度な温度測定値
を安定して得ることができる消耗型光ファイバー温度測
定装置を得ることを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明に係る消耗型光
ファイバー温度測定装置は、光ファイバを被覆した金属
保護管の外表面を断熱材で被覆した２重被覆光ファイバ
の先端部を測温部とした消耗型光ファイバ温度測定装置
であって、光ファイバを被覆した金属保護管の現在長を
マイクロ波距離計を用いて測定し、測定した現在長から
光ファイバの消耗長を算出し、算出した光ファイバの消
耗長と光ファイバの単位長さ当りの伝送損失により測温
値の補正を行うことを特徴とする。
ファイバー温度測定装置は、光ファイバを被覆した金属
保護管の外表面を断熱材で被覆した２重被覆光ファイバ
の先端部を測温部とした消耗型光ファイバ温度測定装置
であって、光ファイバを被覆した金属保護管の現在長を
マイクロ波距離計を用いて測定し、測定した現在長から
光ファイバの消耗長を算出し、算出した光ファイバの消
耗長と光ファイバの単位長さ当りの伝送損失により測温
値の補正を行うことを特徴とする。
【０００７】この発明に係る第２の消耗型光ファイバ温
度測定装置は、光ファイバを被覆した金属保護管の外表
面を断熱材で被覆し、断熱材の外表面を第２の金属保護
管で被覆し、第２の金属保護管の外表面を第２の断熱材
で被覆した２重保護管被覆光ファイバの先端部を測温部
とした消耗型光ファイバ温度測定装置であって、光ファ
イバを被覆した金属保護管の現在長をマイクロ波距離計
を用いて測定し、測定した現在長から光ファイバの消耗
長を算出し、算出した光ファイバの消耗長と光ファイバ
の単位長さ当りの伝送損失により測温値の補正を行う。
度測定装置は、光ファイバを被覆した金属保護管の外表
面を断熱材で被覆し、断熱材の外表面を第２の金属保護
管で被覆し、第２の金属保護管の外表面を第２の断熱材
で被覆した２重保護管被覆光ファイバの先端部を測温部
とした消耗型光ファイバ温度測定装置であって、光ファ
イバを被覆した金属保護管の現在長をマイクロ波距離計
を用いて測定し、測定した現在長から光ファイバの消耗
長を算出し、算出した光ファイバの消耗長と光ファイバ
の単位長さ当りの伝送損失により測温値の補正を行う。
【０００８】
【発明の実施の形態】この発明の温度測定装置は、例え
ば溶鋼の温度を計測するものであり、２重被覆光ファイ
バを巻回した供給ドラムと光ファイバ搬送手段とガイド
管と放射温度計とマイクロ波距離計及び信号処理部を有
する。２重被覆光ファイバは光の伝送路であるとともに
測温部として使用するものであり、石英系ガラスのＧＩ
ファイバからなり、ＵＶ架橋プラスチックをコ−ティン
グした光ファイバの外面をステンレス管からなる保護管
で被覆し、保護管の外面を例えばポリエチレン等の合成
樹脂又はガラス繊維等からなる断熱材で被覆して形成さ
れている。光ファイバの後端部は光コネクタを介して放
射温度計に接続されている。光ファイバ搬送手段は供給
ドラムに巻回された２重被覆光ファイバを一定速度で送
り出しながら２重被覆光ファイバの先端部を溶鋼内に挿
入し、一定時間経過したときに２重被覆光ファイバを巻
戻して先端部を溶鋼から引出す。ガイド管は溶鋼に挿入
する２重被覆光ファイバを案内する。放射温度計は光フ
ァイバを伝播した光の強度を温度に変換して出力する。
マイクロ波距離計はマイクロ波の伝送媒体として２重被
覆光ファイバのステンレス管からなる保護管を用い、２
重被覆光ファイバの先端から後端までの長さを計測す
る。信号処理部は放射温度計で検出した温度計測値を、
温度を測定するときに生じる光ファイバの消耗長さの変
化と光ファイバの単位長さの伝送損失により補正する。
ば溶鋼の温度を計測するものであり、２重被覆光ファイ
バを巻回した供給ドラムと光ファイバ搬送手段とガイド
管と放射温度計とマイクロ波距離計及び信号処理部を有
する。２重被覆光ファイバは光の伝送路であるとともに
測温部として使用するものであり、石英系ガラスのＧＩ
ファイバからなり、ＵＶ架橋プラスチックをコ−ティン
グした光ファイバの外面をステンレス管からなる保護管
で被覆し、保護管の外面を例えばポリエチレン等の合成
樹脂又はガラス繊維等からなる断熱材で被覆して形成さ
れている。光ファイバの後端部は光コネクタを介して放
射温度計に接続されている。光ファイバ搬送手段は供給
ドラムに巻回された２重被覆光ファイバを一定速度で送
り出しながら２重被覆光ファイバの先端部を溶鋼内に挿
入し、一定時間経過したときに２重被覆光ファイバを巻
戻して先端部を溶鋼から引出す。ガイド管は溶鋼に挿入
する２重被覆光ファイバを案内する。放射温度計は光フ
ァイバを伝播した光の強度を温度に変換して出力する。
マイクロ波距離計はマイクロ波の伝送媒体として２重被
覆光ファイバのステンレス管からなる保護管を用い、２
重被覆光ファイバの先端から後端までの長さを計測す
る。信号処理部は放射温度計で検出した温度計測値を、
温度を測定するときに生じる光ファイバの消耗長さの変
化と光ファイバの単位長さの伝送損失により補正する。
【０００９】温度測定装置で溶鋼の温度を計測するにあ
たっては、あらかじめ供給ドラムに巻回した２重被覆光
ファイバの長さを測定して、校正時の初期長さとして信
号処理部に格納しておく。そして２重被覆光ファイバを
使用して溶鋼の温度を繰り返して計測する。この溶鋼の
温度を繰り返して計測していると、２重被覆光ファイバ
の先端部が消耗し、光を伝送する光ファイバの長さが変
化する。そこで溶鋼の温度を繰り返して計測するとき
に、マイクロ波距離計で光ファイバの現在の長さを測定
してから２重被覆光ファイバの先端部を溶鋼中に挿入し
て溶鋼の温度を計測する。この計測した温度を計測前に
測定した光ファイバの現在の長さと校正時の初期長さ及
び光ファイバの単位長さ当りの伝送損失により補正し
て、溶鋼の真の温度を精度良く検出する。
たっては、あらかじめ供給ドラムに巻回した２重被覆光
ファイバの長さを測定して、校正時の初期長さとして信
号処理部に格納しておく。そして２重被覆光ファイバを
使用して溶鋼の温度を繰り返して計測する。この溶鋼の
温度を繰り返して計測していると、２重被覆光ファイバ
の先端部が消耗し、光を伝送する光ファイバの長さが変
化する。そこで溶鋼の温度を繰り返して計測するとき
に、マイクロ波距離計で光ファイバの現在の長さを測定
してから２重被覆光ファイバの先端部を溶鋼中に挿入し
て溶鋼の温度を計測する。この計測した温度を計測前に
測定した光ファイバの現在の長さと校正時の初期長さ及
び光ファイバの単位長さ当りの伝送損失により補正し
て、溶鋼の真の温度を精度良く検出する。
【００１０】
【実施例】図１はこの発明の一実施例を示す構成図であ
る。図に示すように、例えば溶鋼の温度を計測する温度
測定装置１は、２重被覆光ファイバ２を巻回した供給ド
ラム３と光ファイバ搬送手段４とガイド管５と放射温度
計６とマイクロ波距離計７及び信号処理部８を有する。
る。図に示すように、例えば溶鋼の温度を計測する温度
測定装置１は、２重被覆光ファイバ２を巻回した供給ド
ラム３と光ファイバ搬送手段４とガイド管５と放射温度
計６とマイクロ波距離計７及び信号処理部８を有する。
【００１１】２重被覆光ファイバ２は光の伝送路である
とともに測温部として使用するものであり、図２の断面
図に示すように、石英系ガラスのＧＩファイバからな
り、ＵＶ架橋プラスチックをコ−ティングした光ファイ
バ２１の外面をステンレス管からなる保護管２２で被覆
し、保護管２２の外面を例えばポリエチレン等の合成樹
脂又はガラス繊維等からなる断熱材２３で被覆して形成
されている。この２重被覆光ファイバ２の先端部は測温
部として使用され、光ファイバ２１の後端部は光コネク
タを介して放射温度計６に接続されている。光ファイバ
搬送手段４は供給ドラム３に巻回された２重被覆光ファ
イバ２を一定速度で連続的又は間欠的に送り出しながら
２重被覆光ファイバ２の先端部を容器９の上部から溶鋼
１０内に挿入し、一定時間経過したときに２重被覆光フ
ァイバ２を巻戻して先端部を溶鋼１０から引出す。ガイ
ド管５は溶鋼１０に挿入する２重被覆光ファイバ２を案
内する。放射温度計６は光ファイバ２１を伝播した光の
強度を温度に変換して出力する。
とともに測温部として使用するものであり、図２の断面
図に示すように、石英系ガラスのＧＩファイバからな
り、ＵＶ架橋プラスチックをコ−ティングした光ファイ
バ２１の外面をステンレス管からなる保護管２２で被覆
し、保護管２２の外面を例えばポリエチレン等の合成樹
脂又はガラス繊維等からなる断熱材２３で被覆して形成
されている。この２重被覆光ファイバ２の先端部は測温
部として使用され、光ファイバ２１の後端部は光コネク
タを介して放射温度計６に接続されている。光ファイバ
搬送手段４は供給ドラム３に巻回された２重被覆光ファ
イバ２を一定速度で連続的又は間欠的に送り出しながら
２重被覆光ファイバ２の先端部を容器９の上部から溶鋼
１０内に挿入し、一定時間経過したときに２重被覆光フ
ァイバ２を巻戻して先端部を溶鋼１０から引出す。ガイ
ド管５は溶鋼１０に挿入する２重被覆光ファイバ２を案
内する。放射温度計６は光ファイバ２１を伝播した光の
強度を温度に変換して出力する。
【００１２】マイクロ波距離計７はマイクロ波の伝送媒
体として２重被覆光ファイバ２のステンレス管からなる
保護管２２を用い、２重被覆光ファイバ２の先端から後
端までの長さを計測するものであり、例えば特開平７−
１９１１３０号公報に示されているような測定装置を使
用する。特開平７−１９１１３０号公報に示された測定
装置は、図３に示すように、第１電極３１と第２電極３
２を溶融金属３３に挿入し、第１疑似ランダム信号発生
器３４で第１疑似ランダム信号Ｍ１を発生し、第２疑似
ランダム信号発生器３５で第１疑似ランダム信号Ｍ１と
同一パターンで周波数のわずかに異なる第２疑似ランダ
ム信号Ｍ２を発生する。この第１疑似ランダム信号Ｍ１
を第１電極３１に伝送し、第１疑似ランダム信号Ｍ１と
第２疑似ランダム信号Ｍ２を第１乗算器３６で乗算して
第１乗算値を算出し、第１電極３１に溶融金属３３を介
して電気的に接続された第２電極３２から得られる信号
と第２疑似ランダム信号Ｍ２を第２乗算器３７で乗算し
て第２乗算値を算出し、第１乗算値の時系列パターンと
第２乗算値の時系列パターン信号とに生じる最大相関値
の時間差から演算部３８で溶融金属３３のレベル変位や
溶融金属のレベルまでの距離を求めるようにしている。
すなわち溶融金属のレベルの変化を信号の伝送距離の変
化として表し、この伝送距離の変化を信号の遅延時間で
とらえ、この遅延時間を大きく拡大して計測することに
より溶融金属のレベルを精度良く計測するようにしてい
る。
体として２重被覆光ファイバ２のステンレス管からなる
保護管２２を用い、２重被覆光ファイバ２の先端から後
端までの長さを計測するものであり、例えば特開平７−
１９１１３０号公報に示されているような測定装置を使
用する。特開平７−１９１１３０号公報に示された測定
装置は、図３に示すように、第１電極３１と第２電極３
２を溶融金属３３に挿入し、第１疑似ランダム信号発生
器３４で第１疑似ランダム信号Ｍ１を発生し、第２疑似
ランダム信号発生器３５で第１疑似ランダム信号Ｍ１と
同一パターンで周波数のわずかに異なる第２疑似ランダ
ム信号Ｍ２を発生する。この第１疑似ランダム信号Ｍ１
を第１電極３１に伝送し、第１疑似ランダム信号Ｍ１と
第２疑似ランダム信号Ｍ２を第１乗算器３６で乗算して
第１乗算値を算出し、第１電極３１に溶融金属３３を介
して電気的に接続された第２電極３２から得られる信号
と第２疑似ランダム信号Ｍ２を第２乗算器３７で乗算し
て第２乗算値を算出し、第１乗算値の時系列パターンと
第２乗算値の時系列パターン信号とに生じる最大相関値
の時間差から演算部３８で溶融金属３３のレベル変位や
溶融金属のレベルまでの距離を求めるようにしている。
すなわち溶融金属のレベルの変化を信号の伝送距離の変
化として表し、この伝送距離の変化を信号の遅延時間で
とらえ、この遅延時間を大きく拡大して計測することに
より溶融金属のレベルを精度良く計測するようにしてい
る。
【００１３】このマイクロ波距離計７の送信用ケーブル
１１は送信用接続部１２により２重被覆光ファイバ２の
保護管２２の後端部に接続され、受信用ケーブル１３は
受信用接続部１４により２重被覆光ファイバ２の保護管
２２の前端部に接続されるようになっている。送信用接
続部１２は、図４の断面図に示すように、２重被覆光フ
ァイバ２の断熱材２３を除いた保護管２２の露出部２２
ａと、高周波ノイズ源から放射温度計６を保護するため
の絶縁チューブ１５と、送信用ケーブル１１の先端に取
付けられ、送信用ケーブル１１と保護管２２を接続する
接続端子１６を有する。受信用接続部１４は、図５の平
面図に示すように、受信用ケーブル１３に取り付けら
れ、２重被覆光ファイバ２の先端部の保護管２２を挟み
込み、ばね１７により一定の力で把持する把持器１８を
有する。
１１は送信用接続部１２により２重被覆光ファイバ２の
保護管２２の後端部に接続され、受信用ケーブル１３は
受信用接続部１４により２重被覆光ファイバ２の保護管
２２の前端部に接続されるようになっている。送信用接
続部１２は、図４の断面図に示すように、２重被覆光フ
ァイバ２の断熱材２３を除いた保護管２２の露出部２２
ａと、高周波ノイズ源から放射温度計６を保護するため
の絶縁チューブ１５と、送信用ケーブル１１の先端に取
付けられ、送信用ケーブル１１と保護管２２を接続する
接続端子１６を有する。受信用接続部１４は、図５の平
面図に示すように、受信用ケーブル１３に取り付けら
れ、２重被覆光ファイバ２の先端部の保護管２２を挟み
込み、ばね１７により一定の力で把持する把持器１８を
有する。
【００１４】信号処理部８はピークホ−ルド回路８１と
長さ補正手段８２と表示手段８３を有する。ピークホ−
ルド回路８１は放射温度計６の温度出力をサンプリング
してピーク値を検出し一定時間保持する。長さ補正手段
８２は光ファイバ２１の消耗長さによる光ファイバ２１
の伝送損失の変化による温度測定値の影響を補正するも
のであり、光ファイバ２１の単位長さ当りの伝送損失α
（℃／ｍ）があらかじめ格納されている。表示手段８３
は光ファイバ２１の伝送損失の変化を補正した温度測定
値を表示する。
長さ補正手段８２と表示手段８３を有する。ピークホ−
ルド回路８１は放射温度計６の温度出力をサンプリング
してピーク値を検出し一定時間保持する。長さ補正手段
８２は光ファイバ２１の消耗長さによる光ファイバ２１
の伝送損失の変化による温度測定値の影響を補正するも
のであり、光ファイバ２１の単位長さ当りの伝送損失α
（℃／ｍ）があらかじめ格納されている。表示手段８３
は光ファイバ２１の伝送損失の変化を補正した温度測定
値を表示する。
【００１５】上記のように構成された温度測定装置１で
溶鋼１０の温度を計測するにあたっては、供給ドラム３
に巻回した２重被覆光ファイバ２の長さを測定して、校
正時の長さＬ0を信号処理部８の長さ補正手段８２に格
納しておく。そして２重被覆光ファイバ２を光ファイバ
搬送手段４で送り出しながら２重被覆光ファイバ２の先
端部を溶鋼１０中に挿入する。通常の光ファイバを溶鋼
１０中に挿入しようとすると、先端部を溶鋼１０に近づ
けただけで光ファイバの被覆層が燃え出し、光ファイバ
自体が溶鋼１０に入るときに折れてしまうが、２重被覆
光ファイバ２は光ファイバ２１をステンレス管からなる
保護管２２と断熱材２３で被覆しているから、２重被覆
光ファイバ２の先端部が溶鋼１０に入るときに断熱材２
３が熱分解するための気化熱を必要とし、断熱材２３が
なくなるまでに一定の時間がかかり、保護管２２に損傷
を与えずに溶鋼１０中に安定して挿入することができ
る。このようにして２重被覆光ファイバ２の先端部を例
えば１５００℃以上の温度を有する溶鋼１０に挿入する
と、２重被覆光ファイバ２の先端部の温度は急激に上昇
し、保護管２２は融点が１４００〜１４３０℃程度のス
テンレス管で形成されているから、１５００℃以上の温
度を有する溶鋼１０中で溶け始めて、光ファイバ２１を
先端から徐々に露出する。この露出した光ファイバ２１
の先端部からは直ちに溶鋼１０の温度に依存した光を入
射する。この光は２重被覆光ファイバ２を通って放射温
度計６に送られ、電気信号に変換されて温度に換算され
信号処理部８に送る。
溶鋼１０の温度を計測するにあたっては、供給ドラム３
に巻回した２重被覆光ファイバ２の長さを測定して、校
正時の長さＬ0を信号処理部８の長さ補正手段８２に格
納しておく。そして２重被覆光ファイバ２を光ファイバ
搬送手段４で送り出しながら２重被覆光ファイバ２の先
端部を溶鋼１０中に挿入する。通常の光ファイバを溶鋼
１０中に挿入しようとすると、先端部を溶鋼１０に近づ
けただけで光ファイバの被覆層が燃え出し、光ファイバ
自体が溶鋼１０に入るときに折れてしまうが、２重被覆
光ファイバ２は光ファイバ２１をステンレス管からなる
保護管２２と断熱材２３で被覆しているから、２重被覆
光ファイバ２の先端部が溶鋼１０に入るときに断熱材２
３が熱分解するための気化熱を必要とし、断熱材２３が
なくなるまでに一定の時間がかかり、保護管２２に損傷
を与えずに溶鋼１０中に安定して挿入することができ
る。このようにして２重被覆光ファイバ２の先端部を例
えば１５００℃以上の温度を有する溶鋼１０に挿入する
と、２重被覆光ファイバ２の先端部の温度は急激に上昇
し、保護管２２は融点が１４００〜１４３０℃程度のス
テンレス管で形成されているから、１５００℃以上の温
度を有する溶鋼１０中で溶け始めて、光ファイバ２１を
先端から徐々に露出する。この露出した光ファイバ２１
の先端部からは直ちに溶鋼１０の温度に依存した光を入
射する。この光は２重被覆光ファイバ２を通って放射温
度計６に送られ、電気信号に変換されて温度に換算され
信号処理部８に送る。
【００１６】また、露出した光ファイバ２１の先端部を
溶鋼１０中に長時間挿入しておくと、光ファイバ２１の
被覆層が高温によりガス化し、光ファイバ２１を先端か
ら徐々に溶かして消耗する。そこで溶鋼１０の温度をあ
らかじめ定めた一定時間、例えば１秒〜２秒間計測した
後、直ちに光ファイバ搬送手段４を逆転して２重被覆光
ファイバ２の先端部を溶鋼１０中から引き上げ、光ファ
イバ２１の消耗量を低減する。この引き上げた２重被覆
光ファイバ２の先端部は、図６に示すように、断熱材２
３は先端から焼損してほぼ均一に外径が増加する先細形
状になり、保護管２２がむき出しの状態になる。また、
保護管２２の先端部には溶鋼１０が付着して凝固し溶鋼
の球１９を形成している。したがって繰り返して溶鋼１
０の温度を計測するときに２重被覆光ファイバ２の先端
部を溶鋼１０に安定して挿入することができる。
溶鋼１０中に長時間挿入しておくと、光ファイバ２１の
被覆層が高温によりガス化し、光ファイバ２１を先端か
ら徐々に溶かして消耗する。そこで溶鋼１０の温度をあ
らかじめ定めた一定時間、例えば１秒〜２秒間計測した
後、直ちに光ファイバ搬送手段４を逆転して２重被覆光
ファイバ２の先端部を溶鋼１０中から引き上げ、光ファ
イバ２１の消耗量を低減する。この引き上げた２重被覆
光ファイバ２の先端部は、図６に示すように、断熱材２
３は先端から焼損してほぼ均一に外径が増加する先細形
状になり、保護管２２がむき出しの状態になる。また、
保護管２２の先端部には溶鋼１０が付着して凝固し溶鋼
の球１９を形成している。したがって繰り返して溶鋼１
０の温度を計測するときに２重被覆光ファイバ２の先端
部を溶鋼１０に安定して挿入することができる。
【００１７】このように２重被覆光ファイバ２を使用し
て溶鋼１０の温度を繰り返して計測していると、２重被
覆光ファイバ２の先端部が消耗し、光を伝送する光ファ
イバ２１の長さが変化する。そこで溶鋼１０の温度を繰
り返して計測するときに、溶鋼から引き上げてむき出し
となり、先端に溶鋼の球１９を有する保護管２２を受信
用接続部１４で挟み込み、マイクロ波距離計７で光ファ
イバ２１の現在の長さＬを測定する。この光ファイバ２
１の現在の長さＬを測定するときに、保護管２２に高周
波信号を乗せる必要があるが、放射温度計６に接続され
た温度計測のための伝送媒体は光ファイバ２１であり、
かつ、光ファイバ２１の表面にＵＶ架橋プラスチックを
コ−ティングしてあるため、高周波信号によるノイズ等
の対策は全く不要であり、放射温度計６に影響を与えな
いですむ。このマイクロ波距離計７で測定した光ファイ
バ２１の現在の長さＬを信号処理部８の長さ補正手段８
２に送り記憶させる。
て溶鋼１０の温度を繰り返して計測していると、２重被
覆光ファイバ２の先端部が消耗し、光を伝送する光ファ
イバ２１の長さが変化する。そこで溶鋼１０の温度を繰
り返して計測するときに、溶鋼から引き上げてむき出し
となり、先端に溶鋼の球１９を有する保護管２２を受信
用接続部１４で挟み込み、マイクロ波距離計７で光ファ
イバ２１の現在の長さＬを測定する。この光ファイバ２
１の現在の長さＬを測定するときに、保護管２２に高周
波信号を乗せる必要があるが、放射温度計６に接続され
た温度計測のための伝送媒体は光ファイバ２１であり、
かつ、光ファイバ２１の表面にＵＶ架橋プラスチックを
コ−ティングしてあるため、高周波信号によるノイズ等
の対策は全く不要であり、放射温度計６に影響を与えな
いですむ。このマイクロ波距離計７で測定した光ファイ
バ２１の現在の長さＬを信号処理部８の長さ補正手段８
２に送り記憶させる。
【００１８】その後、受信用接続部２を保護管２２から
取り外して、２重被覆光ファイバ２を光ファイバ搬送手
段４で送り出しながら２重被覆光ファイバ２の先端部を
溶鋼１０中に挿入して溶鋼１０の温度を計測する。この
ように光ファイバ２１で溶鋼１０の温度をあらかじめ定
めた一定時間、例えば１秒〜２秒間計測しているときに
２重被覆光ファイバ２の先端部が溶損して放射温度計６
で計測している温度が変動する。そこでピークホールド
回路８１は放射温度計６から出力される温度信号をサン
プリングしてピーク値を検出し一定時間保持し、このピ
ーク値をそのときの計測温度Ｔ0 として長さ補正手段８
２に送る。長さ補正手段８２は送られた計測温度Ｔ0 を
今回の計測前に測定した光ファイバ２１の現在の長さＬ
と校正時の長さＬ0 及び光ファイバ２１の単位長さ当り
の伝送損失α（℃／ｍ）により補正して、真の温度Ｔ
を、Ｔ＝Ｔ0 −α（Ｌ0 −Ｌ）で算出する。この算出し
た真の温度Ｔを表示手段８３に送り表示する。
取り外して、２重被覆光ファイバ２を光ファイバ搬送手
段４で送り出しながら２重被覆光ファイバ２の先端部を
溶鋼１０中に挿入して溶鋼１０の温度を計測する。この
ように光ファイバ２１で溶鋼１０の温度をあらかじめ定
めた一定時間、例えば１秒〜２秒間計測しているときに
２重被覆光ファイバ２の先端部が溶損して放射温度計６
で計測している温度が変動する。そこでピークホールド
回路８１は放射温度計６から出力される温度信号をサン
プリングしてピーク値を検出し一定時間保持し、このピ
ーク値をそのときの計測温度Ｔ0 として長さ補正手段８
２に送る。長さ補正手段８２は送られた計測温度Ｔ0 を
今回の計測前に測定した光ファイバ２１の現在の長さＬ
と校正時の長さＬ0 及び光ファイバ２１の単位長さ当り
の伝送損失α（℃／ｍ）により補正して、真の温度Ｔ
を、Ｔ＝Ｔ0 −α（Ｌ0 −Ｌ）で算出する。この算出し
た真の温度Ｔを表示手段８３に送り表示する。
【００１９】このようにマイクロ波距離計７で直接計測
した光ファイバ２１の現在の長さＬにより光ファイバ２
１の消耗長さを求め、測定した計測温度Ｔ0 を光ファイ
バ２１の消耗長さに応じて補正するから、溶鋼１０の真
の温度Ｔを精度良く検出することができる。
した光ファイバ２１の現在の長さＬにより光ファイバ２
１の消耗長さを求め、測定した計測温度Ｔ0 を光ファイ
バ２１の消耗長さに応じて補正するから、溶鋼１０の真
の温度Ｔを精度良く検出することができる。
【００２０】上記実施例は、マイクロ波距離計７で光フ
ァイバ２１の現在の長さＬを測定するときに、受信用接
続部１４を人手により保護管２２に着脱する場合につい
て説明したが、この作業を自動化しても良い。
ァイバ２１の現在の長さＬを測定するときに、受信用接
続部１４を人手により保護管２２に着脱する場合につい
て説明したが、この作業を自動化しても良い。
【００２１】また、上記実施例は２重被覆光ファイバ２
を使用して溶鋼１０の温度を計測する場合について説明
したが、図７に示すように、断熱材２３の外面をステン
レス管からなる保護管２４で被覆し、保護管２４の外面
を例えばポリエチレン等の合成樹脂又はガラス繊維等か
らなる断熱材２５で被覆した２重保護管被覆光ファイバ
２ａを使用しても良い。この場合、内側の保護管２２と
外側の保護管２４は断熱材２３で絶縁されているから、
図８に示すように、２重保護管被覆光ファイバ２ａの放
射温度計６側に送信用接続部１２と受信用接続部１４を
設け、送信用接続部１２を例えば内側の保護管２２に圧
着又は溶接により接続し、受信用接続部１４を外側の保
護管２４に圧着又は溶接により接続することができる。
したがってマイクロ波距離計７で光ファイバ２１の現在
の長さＬを測定するときに受信用接続部１４を着脱する
必要がなく、光ファイバ２１の現在の長さＬを簡単に測
定することができる。この場合、溶鋼１０から引き上げ
た２重保護管被覆光ファイバ２ａの先端部に付着した溶
鋼の球１９により内側の保護管２２と外側の保護管２４
が短絡しているから、マイクロ波距離計７で測定した長
さＬは光ファイバの実際の長さの２倍になる。そこで、
長さ補正手段８２はマイクロ波距離計７で測定した長さ
Ｌを１／２にして、計測温度Ｔ0 を補正して真の温度Ｔ
を得る。
を使用して溶鋼１０の温度を計測する場合について説明
したが、図７に示すように、断熱材２３の外面をステン
レス管からなる保護管２４で被覆し、保護管２４の外面
を例えばポリエチレン等の合成樹脂又はガラス繊維等か
らなる断熱材２５で被覆した２重保護管被覆光ファイバ
２ａを使用しても良い。この場合、内側の保護管２２と
外側の保護管２４は断熱材２３で絶縁されているから、
図８に示すように、２重保護管被覆光ファイバ２ａの放
射温度計６側に送信用接続部１２と受信用接続部１４を
設け、送信用接続部１２を例えば内側の保護管２２に圧
着又は溶接により接続し、受信用接続部１４を外側の保
護管２４に圧着又は溶接により接続することができる。
したがってマイクロ波距離計７で光ファイバ２１の現在
の長さＬを測定するときに受信用接続部１４を着脱する
必要がなく、光ファイバ２１の現在の長さＬを簡単に測
定することができる。この場合、溶鋼１０から引き上げ
た２重保護管被覆光ファイバ２ａの先端部に付着した溶
鋼の球１９により内側の保護管２２と外側の保護管２４
が短絡しているから、マイクロ波距離計７で測定した長
さＬは光ファイバの実際の長さの２倍になる。そこで、
長さ補正手段８２はマイクロ波距離計７で測定した長さ
Ｌを１／２にして、計測温度Ｔ0 を補正して真の温度Ｔ
を得る。
【００２２】
【発明の効果】この発明は以上説明したように、光ファ
イバを被覆した金属保護管の長さをマイクロ波距離計で
測定するから、光ファイバの温度測定時の長さを精度良
く測定することができる。
イバを被覆した金属保護管の長さをマイクロ波距離計で
測定するから、光ファイバの温度測定時の長さを精度良
く測定することができる。
【００２３】また、マイクロ波距離計で光ファイバの現
在の長さを測定してから２重被覆光ファイバの先端部を
溶鋼中に挿入して溶鋼等の温度を計測し、この計測した
温度を計測前に測定した光ファイバの現在の長さと校正
時の初期長さ及び光ファイバの単位長さ当りの伝送損失
により補正するから、溶鋼等の真の温度を精度良く検出
することができる。
在の長さを測定してから２重被覆光ファイバの先端部を
溶鋼中に挿入して溶鋼等の温度を計測し、この計測した
温度を計測前に測定した光ファイバの現在の長さと校正
時の初期長さ及び光ファイバの単位長さ当りの伝送損失
により補正するから、溶鋼等の真の温度を精度良く検出
することができる。
【００２４】さらに、光ファイバの現在の長さを精度良
く測定することができるから、２重被覆光ファイバを測
定装置から脱着する場合においても、現在の長さを記録
管理して再入力する必要がなく、測定装置の管理負荷を
軽減することができる。
く測定することができるから、２重被覆光ファイバを測
定装置から脱着する場合においても、現在の長さを記録
管理して再入力する必要がなく、測定装置の管理負荷を
軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例を示す構成図である。
【図２】２重被覆光ファイバの構成を示す断面図であ
る。
る。
【図３】マイクロ波距離計の動作原理を示す説明図であ
る。
る。
【図４】送信用接続部の構成を示す断面図である。
【図５】受信用接続部の構成を示す平面図である。
【図６】２重被覆光ファイバと受信用接続部の接続状態
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図７】２重保護管被覆光ファイバの構成を示す断面図
である。
である。
【図８】２重保護管被覆光ファイバを使用した実施例を
示す構成図である。
示す構成図である。
１ 温度測定装置 ２ ２重被覆光ファイバ ２ａ ２重保護管被覆光ファイバ ３ 供給ドラム ４ 光ファイバ搬送手段 ５ ガイド管 ６ 放射温度計 ７ マイクロ波距離計 ８ 信号処理部 ２１ 光ファイバ ２２，２４ 保護管 ２３，２５ 断熱材 ８１ ピークホ−ルド回路 ８２ 長さ補正手段 ８３ 表示手段
Claims (2)
- 【請求項１】 光ファイバを被覆した金属保護管の外表
面を断熱材で被覆した２重被覆光ファイバの先端部を測
温部とした消耗型光ファイバ温度測定装置であって、 光ファイバを被覆した金属保護管の現在長をマイクロ波
距離計で測定し、測定した現在長から光ファイバの消耗
長を算出し、算出した光ファイバの消耗長と光ファイバ
の単位長さ当りの伝送損失により測温値の補正を行うこ
とを特徴とする消耗型光ファイバ温度測定装置。 - 【請求項２】 光ファイバを被覆した金属保護管の外表
面を断熱材で被覆し、断熱材の外表面を第２の金属保護
管で被覆し、第２の金属保護管の外表面を第２の断熱材
で被覆した２重保護管被覆光ファイバの先端部を測温部
とした消耗型光ファイバ温度測定装置であって、 光ファイバを被覆した金属保護管の現在長をマイクロ波
距離計で測定し、測定した現在長から光ファイバの消耗
長を算出し、算出した光ファイバの消耗長と光ファイバ
の単位長さ当りの伝送損失により測温値の補正を行うこ
とを特徴とする消耗型光ファイバ温度測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10293888A JP2000121446A (ja) | 1998-10-15 | 1998-10-15 | 消耗型光ファイバ温度測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10293888A JP2000121446A (ja) | 1998-10-15 | 1998-10-15 | 消耗型光ファイバ温度測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000121446A true JP2000121446A (ja) | 2000-04-28 |
Family
ID=17800460
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10293888A Pending JP2000121446A (ja) | 1998-10-15 | 1998-10-15 | 消耗型光ファイバ温度測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000121446A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102004004241B3 (de) * | 2004-01-27 | 2005-09-08 | Betriebsforschungsinstitut VDEh - Institut für angewandte Forschung GmbH | Handlanze und Messvorrichtung mit Handlanze |
| US8207702B2 (en) | 2002-11-22 | 2012-06-26 | Milwaukee Electric Tool Corporation | Lithium-based battery pack for a hand held power tool |
| KR20170047245A (ko) * | 2014-09-01 | 2017-05-04 | 파우데에하-베트리브스포르슝스인스티튜트 게엠베하 | 용융된 금속의 온도를 광학적으로 결정하기 위한 방법 및 상기 방법을 실시하기 위한 릴링 장치 |
| US20170146408A1 (en) * | 2015-10-14 | 2017-05-25 | Heraeus Electro-Nite International N.V. | Consumable optical fiber for measuring a temperature of a molten steel bath |
| US10431857B2 (en) | 2002-11-22 | 2019-10-01 | Milwaukee Electric Tool Corporation | Lithium-based battery pack |
| CN112146779A (zh) * | 2020-10-26 | 2020-12-29 | 核工业理化工程研究院 | 微波场中旋转测温装置 |
| JP2021511501A (ja) * | 2018-01-26 | 2021-05-06 | ミンコン ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングＭＩＮＫＯＮ ＧｍｂＨ | 高温溶融物の温度を光学式に測定するための、光導波路の使用および装置 |
| JP2022117979A (ja) * | 2021-02-01 | 2022-08-12 | ヘレーウス エレクトロ－ナイト インターナシヨナル エヌ ヴイ | 温度測定のための浸漬装置及び位置検出のための方法 |
-
1998
- 1998-10-15 JP JP10293888A patent/JP2000121446A/ja active Pending
Cited By (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US8450971B2 (en) | 2002-11-22 | 2013-05-28 | Milwaukee Electric Tool Corporation | Lithium-based battery pack for a hand held power tool |
| US9018903B2 (en) | 2002-11-22 | 2015-04-28 | Milwaukee Electric Tool Corporation | Lithium-based battery pack for a hand held power tool |
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| US8207702B2 (en) | 2002-11-22 | 2012-06-26 | Milwaukee Electric Tool Corporation | Lithium-based battery pack for a hand held power tool |
| US11837694B2 (en) | 2002-11-22 | 2023-12-05 | Milwaukee Electric Tool Corporation | Lithium-based battery pack |
| US10998586B2 (en) | 2002-11-22 | 2021-05-04 | Milwaukee Electric Tool Corporation | Lithium-based battery pack including a balancing circuit |
| US10886762B2 (en) | 2002-11-22 | 2021-01-05 | Milwaukee Electric Tool Corporation | Lithium-based battery pack for a hand held power tool |
| US10218194B2 (en) | 2002-11-22 | 2019-02-26 | Milwaukee Electric Tool Corporation | Lithium-based battery pack for a hand held power tool |
| US11682910B2 (en) | 2002-11-22 | 2023-06-20 | Milwaukee Electric Tool Corporation | Method of operating a lithium-based battery pack for a hand held power tool |
| US10431857B2 (en) | 2002-11-22 | 2019-10-01 | Milwaukee Electric Tool Corporation | Lithium-based battery pack |
| US10566810B2 (en) | 2002-11-22 | 2020-02-18 | Milwaukee Electric Tool Corporation | Lithium-based battery pack for a hand held power tool |
| DE102004004241B3 (de) * | 2004-01-27 | 2005-09-08 | Betriebsforschungsinstitut VDEh - Institut für angewandte Forschung GmbH | Handlanze und Messvorrichtung mit Handlanze |
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| JP2021511501A (ja) * | 2018-01-26 | 2021-05-06 | ミンコン ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングＭＩＮＫＯＮ ＧｍｂＨ | 高温溶融物の温度を光学式に測定するための、光導波路の使用および装置 |
| JP7401438B2 (ja) | 2018-01-26 | 2023-12-19 | ミンコン ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 高温溶融物の温度を光学式に測定するための、光導波路の使用および装置 |
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|---|---|---|---|
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