JP2002214047A - 温度分布測定方法および装置 - Google Patents
温度分布測定方法および装置Info
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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
- G01J5/0003—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry for sensing the radiant heat transfer of samples, e.g. emittance meter
-
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
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- G01J5/60—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using determination of colour temperature
- G01J5/602—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using determination of colour temperature using selective, monochromatic or bandpass filtering
Abstract
(57)【要約】
【課題】 被測定部材の表面温度を高い精度で測定する
ための温度分布測定装置を提供する。 【解決手段】 温度分布測定装置１０においては、温度
分布の測定温度範囲の略最低温度における黒体の波長に
対する輻射強度曲線Ｌ１のうち、常温における輻射強度
ＥBGより高い高輻射領域から選択された波長の光を通過
させる第１フィルタ３４と、第１波長λ1 の１／１２以
下であり且つその第１波長λ1 の半値幅Δλ1 および第
２波長の半値幅Δλ2 の和以上の波長差となるように第
１波長λ1からずらされた波長の光を通過させる第２フ
ィルタ３６をとが用いられるので、十分な輻射強度の信
号が得られてそのＳ／Ｎ比が高くなり、しかも互いに近
接した第１波長の光および第２波長の光が得られるの
で、「近接する２波長では放射率の波長依存性は無視で
き、ε1 ＝ε2 と近似できる」という２色温度計の測定
原理の前提条件が確実に成立することになり、十分に高
精度の温度分布が得られる。
ための温度分布測定装置を提供する。 【解決手段】 温度分布測定装置１０においては、温度
分布の測定温度範囲の略最低温度における黒体の波長に
対する輻射強度曲線Ｌ１のうち、常温における輻射強度
ＥBGより高い高輻射領域から選択された波長の光を通過
させる第１フィルタ３４と、第１波長λ1 の１／１２以
下であり且つその第１波長λ1 の半値幅Δλ1 および第
２波長の半値幅Δλ2 の和以上の波長差となるように第
１波長λ1からずらされた波長の光を通過させる第２フ
ィルタ３６をとが用いられるので、十分な輻射強度の信
号が得られてそのＳ／Ｎ比が高くなり、しかも互いに近
接した第１波長の光および第２波長の光が得られるの
で、「近接する２波長では放射率の波長依存性は無視で
き、ε1 ＝ε2 と近似できる」という２色温度計の測定
原理の前提条件が確実に成立することになり、十分に高
精度の温度分布が得られる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、放射率が不明な複
数種類の材料から成る被測定部材の表面温度を高い精度
で測定するための温度分布測定装置に関するものであ
る。
数種類の材料から成る被測定部材の表面温度を高い精度
で測定するための温度分布測定装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】焼成炉や加熱炉内の物体の表面温度、発
熱体の表面温度などの温度分布を正確に測定することが
必要とされる場合がある。このため、２色温度計の測定
原理を利用して、物体から放射される光エネルギのうち
予め選択された相互に異なる２波長を用いてイメージセ
ンサにて物体の画像をそれぞれ検出し、検出された１対
の画像の同じ部分毎に放射強度の比を求め、その放射強
度の比に基づいて物体の表面温度を測定する装置が提案
されている。たとえば、特公平７−６８４４号公報に記
載された装置がそれである。これによれば、物体表面の
放射率が不明であっても、相互に異なる２つの波長毎の
放射強度の比と物体表面温度との間で相関関係が成立す
ることを利用し、予め求められた関係式から実際の放射
強度比に基づいて表面温度分布が算出される。
熱体の表面温度などの温度分布を正確に測定することが
必要とされる場合がある。このため、２色温度計の測定
原理を利用して、物体から放射される光エネルギのうち
予め選択された相互に異なる２波長を用いてイメージセ
ンサにて物体の画像をそれぞれ検出し、検出された１対
の画像の同じ部分毎に放射強度の比を求め、その放射強
度の比に基づいて物体の表面温度を測定する装置が提案
されている。たとえば、特公平７−６８４４号公報に記
載された装置がそれである。これによれば、物体表面の
放射率が不明であっても、相互に異なる２つの波長毎の
放射強度の比と物体表面温度との間で相関関係が成立す
ることを利用し、予め求められた関係式から実際の放射
強度比に基づいて表面温度分布が算出される。
【０００３】ところで、上記特公平７−６８４４号公報
に記載された装置では、テレビジョンカメラからなる画
像受信装置を用いて、物体からの光のうちの三原色ＲＧ
Ｂ（たとえば赤色の５９０ｎｍ、緑色の５３０ｎｍ、青
色の４６０ｎｍ）毎に輻射強度を検出し、それらのうち
の２色たとえばＲおよびＧの輻射強度比を複数組求め、
予め算出された補正付理論曲線から実際の輻射強度比に
基づいて物体の表面温度に換算して温度分布が表示され
るようになっている。
に記載された装置では、テレビジョンカメラからなる画
像受信装置を用いて、物体からの光のうちの三原色ＲＧ
Ｂ（たとえば赤色の５９０ｎｍ、緑色の５３０ｎｍ、青
色の４６０ｎｍ）毎に輻射強度を検出し、それらのうち
の２色たとえばＲおよびＧの輻射強度比を複数組求め、
予め算出された補正付理論曲線から実際の輻射強度比に
基づいて物体の表面温度に換算して温度分布が表示され
るようになっている。
【０００４】
【発明が解決すべき課題】しかしながら、上記従来の温
度分布測定装置によれば、物体からの光を３つに分けて
そのうちの２つを用いるものであることから、分けられ
た光は所定波長の放射強度とは言えず、２色温度計の測
定原理の前提である「近接する２波長では放射率の波長
依存性は無視でき、ε1 ＝ε2 と近似できる」という条
件には正確に該当しないものであるので、得られた温度
分布には大きな誤差が含まれるという問題があった。
度分布測定装置によれば、物体からの光を３つに分けて
そのうちの２つを用いるものであることから、分けられ
た光は所定波長の放射強度とは言えず、２色温度計の測
定原理の前提である「近接する２波長では放射率の波長
依存性は無視でき、ε1 ＝ε2 と近似できる」という条
件には正確に該当しないものであるので、得られた温度
分布には大きな誤差が含まれるという問題があった。
【０００５】本発明は以上の事情を背景として為された
ものであり、その目的とするところは、被測定部材の表
面温度を高い精度で測定するための温度分布測定装置を
提供することにある。
ものであり、その目的とするところは、被測定部材の表
面温度を高い精度で測定するための温度分布測定装置を
提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための第１の手段】斯かる目的を達成
するための方法発明の要旨とするところは、被測定部材
の表面から放射される光のうちから選択された第１波長
および第２波長を用いてそれぞれ得られたその被測定部
材の２画像のうちの同じ部位で検出される輻射強度の比
に基づいて被測定部材の温度を画素単位でそれぞれ算出
し、被測定部材表面の温度分布を測定するための温度分
布測定方法であって、(a) 前記被測定部材の表面から放
射される光のうちから前記第１波長の光を選択するため
に、測定温度範囲の最低温度における黒体の波長に対す
る輻射強度曲線のうち、常温における輻射強度より高い
高輻射領域から選択された波長であって、その波長の１
／２０以下の半値幅の光を通過させる第１フィルタを用
いて、前記被測定部材の表面から放射される光を透過さ
せる第１波長選択工程と、(b) 前記被測定部材の表面か
ら放射される光のうちから第２波長の光を選択するため
に、前記高輻射領域内において、前記第１波長の１／１
２以下であり且つ前記第１波長の半値幅および前記第２
波長の半値幅の和以上の波長差以上の波長差となるよう
にその第１波長からずらされた波長の光を通過させる第
２フィルタを用いて、前記被測定部材の表面から放射さ
れる光を透過させる第２波長選択工程とを、含むことに
ある。
するための方法発明の要旨とするところは、被測定部材
の表面から放射される光のうちから選択された第１波長
および第２波長を用いてそれぞれ得られたその被測定部
材の２画像のうちの同じ部位で検出される輻射強度の比
に基づいて被測定部材の温度を画素単位でそれぞれ算出
し、被測定部材表面の温度分布を測定するための温度分
布測定方法であって、(a) 前記被測定部材の表面から放
射される光のうちから前記第１波長の光を選択するため
に、測定温度範囲の最低温度における黒体の波長に対す
る輻射強度曲線のうち、常温における輻射強度より高い
高輻射領域から選択された波長であって、その波長の１
／２０以下の半値幅の光を通過させる第１フィルタを用
いて、前記被測定部材の表面から放射される光を透過さ
せる第１波長選択工程と、(b) 前記被測定部材の表面か
ら放射される光のうちから第２波長の光を選択するため
に、前記高輻射領域内において、前記第１波長の１／１
２以下であり且つ前記第１波長の半値幅および前記第２
波長の半値幅の和以上の波長差以上の波長差となるよう
にその第１波長からずらされた波長の光を通過させる第
２フィルタを用いて、前記被測定部材の表面から放射さ
れる光を透過させる第２波長選択工程とを、含むことに
ある。
【０００７】
【課題を解決するための第２の手段】また、上記発明方
法を好適に実施するための装置発明の要旨とするところ
は、被測定部材の表面から放射される光のうちから選択
された第１波長および第２波長を用いてそれぞれ得られ
た被測定部材の２画像のうちの同じ部位で検出される輻
射強度の比に基づいて被測定部材の温度を画素単位でそ
れぞれ算出し、被測定部材表面の温度分布を測定するた
めの温度分布測定装置であって、(a) 前記被測定部材の
表面から放射される光のうちから前記第１波長の光を選
択するために、測定温度範囲の最低温度付近における黒
体の波長に対する輻射強度曲線のうち、常温における輻
射強度より高い高輻射領域から選択された波長であっ
て、その波長の１／２０以下の半値幅の光を通過させる
第１フィルタと、(b) 前記被測定部材の表面から放射さ
れる光のうちから第２波長の光を選択するために、前記
高輻射領域内において、前記第１波長の１／１２以下で
あり且つ前記第１波長の半値幅および前記第２波長の半
値幅の和以上の波長差以上の波長差となるようにその第
１波長からずらされた波長であって、その波長の１／２
０以下の半値幅の光を通過させる第２フィルタとを、含
むことにある。
法を好適に実施するための装置発明の要旨とするところ
は、被測定部材の表面から放射される光のうちから選択
された第１波長および第２波長を用いてそれぞれ得られ
た被測定部材の２画像のうちの同じ部位で検出される輻
射強度の比に基づいて被測定部材の温度を画素単位でそ
れぞれ算出し、被測定部材表面の温度分布を測定するた
めの温度分布測定装置であって、(a) 前記被測定部材の
表面から放射される光のうちから前記第１波長の光を選
択するために、測定温度範囲の最低温度付近における黒
体の波長に対する輻射強度曲線のうち、常温における輻
射強度より高い高輻射領域から選択された波長であっ
て、その波長の１／２０以下の半値幅の光を通過させる
第１フィルタと、(b) 前記被測定部材の表面から放射さ
れる光のうちから第２波長の光を選択するために、前記
高輻射領域内において、前記第１波長の１／１２以下で
あり且つ前記第１波長の半値幅および前記第２波長の半
値幅の和以上の波長差以上の波長差となるようにその第
１波長からずらされた波長であって、その波長の１／２
０以下の半値幅の光を通過させる第２フィルタとを、含
むことにある。
【０００８】
【第１発明および第２発明の効果】このようにすれば、
被測定部材の表面から放射される光のうちから選択され
た第１波長および第２波長を用いてそれぞれ得られた被
測定部材の２画像のうちの同じ部位で検出される輻射強
度の比に基づいて被測定部材の温度を画素単位でそれぞ
れ算出し、被測定部材表面の温度分布を測定するに際し
て、被測定部材の表面から放射される光のうちから前記
第１波長の光を選択するために、測定温度範囲の最低温
度における黒体の波長に対する輻射強度曲線のうち、常
温における輻射強度より高い高輻射領域から選択された
波長であって、その波長の１／２０以下の半値幅の光を
通過させる第１フィルタを用いて、前記被測定部材の表
面から放射される光が透過させられ、また、被測定部材
の表面から放射される光のうちから第２波長の光を選択
するために、前記高輻射領域内において、前記第１波長
の１／１２以下であり且つ前記第１波長の半値幅および
第２波長の半値幅の和以上の波長差となるようにその第
１波長からずらされた波長の光を通過させる第２フィル
タを用いて、前記被測定部材の表面から放射される光を
透過させられることから、十分な輻射強度の信号が得ら
れてそのＳ／Ｎ比が高くなり、しかも互いに近接した第
１波長の光および第２波長の光が得られるので、２色温
度計の測定原理の前提である「近接する２波長では放射
率の波長依存性は無視でき、ε1 ＝ε2 と近似できる」
という条件に正確に該当することになり、十分に高精度
の温度分布が得られる。
被測定部材の表面から放射される光のうちから選択され
た第１波長および第２波長を用いてそれぞれ得られた被
測定部材の２画像のうちの同じ部位で検出される輻射強
度の比に基づいて被測定部材の温度を画素単位でそれぞ
れ算出し、被測定部材表面の温度分布を測定するに際し
て、被測定部材の表面から放射される光のうちから前記
第１波長の光を選択するために、測定温度範囲の最低温
度における黒体の波長に対する輻射強度曲線のうち、常
温における輻射強度より高い高輻射領域から選択された
波長であって、その波長の１／２０以下の半値幅の光を
通過させる第１フィルタを用いて、前記被測定部材の表
面から放射される光が透過させられ、また、被測定部材
の表面から放射される光のうちから第２波長の光を選択
するために、前記高輻射領域内において、前記第１波長
の１／１２以下であり且つ前記第１波長の半値幅および
第２波長の半値幅の和以上の波長差となるようにその第
１波長からずらされた波長の光を通過させる第２フィル
タを用いて、前記被測定部材の表面から放射される光を
透過させられることから、十分な輻射強度の信号が得ら
れてそのＳ／Ｎ比が高くなり、しかも互いに近接した第
１波長の光および第２波長の光が得られるので、２色温
度計の測定原理の前提である「近接する２波長では放射
率の波長依存性は無視でき、ε1 ＝ε2 と近似できる」
という条件に正確に該当することになり、十分に高精度
の温度分布が得られる。
【０００９】
【発明の他の態様】ここで、好適には、前記第１発明ま
たは第２発明において、前記第１フィルタは、前記第１
波長の１／２０以下の半値幅の光を透過させるものであ
り、前記第２フィルタは前記第２波長の１／２０以下の
半値幅の光を透過させるものである。このようにすれ
ば、第１波長および第２波長の光が十分に単色性のある
ものとされるので、２色温度計の測定原理の前提が満足
され、温度分布の測定精度が十分に高められる。
たは第２発明において、前記第１フィルタは、前記第１
波長の１／２０以下の半値幅の光を透過させるものであ
り、前記第２フィルタは前記第２波長の１／２０以下の
半値幅の光を透過させるものである。このようにすれ
ば、第１波長および第２波長の光が十分に単色性のある
ものとされるので、２色温度計の測定原理の前提が満足
され、温度分布の測定精度が十分に高められる。
【００１０】また、好適には、前記第１発明または第２
発明において、前記第１フィルタおよび前記第２フィル
タは、それらの透過率の差が３０％以内なるように構成
されたものである。このようにすれば、第１波長および
第２波長の光のうち輝度の低い側の波長の光において、
感度およびＳ／Ｎ比が維持されて温度分布の測定精度が
得られる。
発明において、前記第１フィルタおよび前記第２フィル
タは、それらの透過率の差が３０％以内なるように構成
されたものである。このようにすれば、第１波長および
第２波長の光のうち輝度の低い側の波長の光において、
感度およびＳ／Ｎ比が維持されて温度分布の測定精度が
得られる。
【００１１】
【発明の好適な実施の形態】以下、本発明の一実施例を
図面を参照して説明する。
図面を参照して説明する。
【００１２】図１は、本発明の一実施例の温度分布測定
装置１０の構成を説明する図である。図１において、焼
成炉、加熱炉などの炉内において加熱されている被測定
部材１２の表面から放射された光は、ハーフミラー（ビ
ームスプリッタ）１４により第１光路１６および第２光
路１８に２分されるようになっている。第１光路１６お
よび第２光路１８はミラー２０、２２によって略直角に
曲げられた後ハーフミラー２４によって合成され、多数
の光検出素子が配列された光検出面２６を備えたＣＣＤ
素子２８と、その光検出面２６に被測定部材１２の画像
を結像させるレンズ装置３０とを有する画像検出器３２
に入射させられるようになっている。
装置１０の構成を説明する図である。図１において、焼
成炉、加熱炉などの炉内において加熱されている被測定
部材１２の表面から放射された光は、ハーフミラー（ビ
ームスプリッタ）１４により第１光路１６および第２光
路１８に２分されるようになっている。第１光路１６お
よび第２光路１８はミラー２０、２２によって略直角に
曲げられた後ハーフミラー２４によって合成され、多数
の光検出素子が配列された光検出面２６を備えたＣＣＤ
素子２８と、その光検出面２６に被測定部材１２の画像
を結像させるレンズ装置３０とを有する画像検出器３２
に入射させられるようになっている。
【００１３】上記第１光路１６および第２光路１８に
は、たとえば中心波長６００ｎｍ且つ半値幅１０ｎｍ程
度の第１波長（帯）λ1 の光を通過させる第１フィルタ
３４、およびたとえば中心波長６５０ｎｍ且つ半値幅１
０ｎｍ程度の第２波長（帯）λ 2 の光を通過させる第２
フィルタ３６がそれぞれ介挿されている。上記第１フィ
ルタ３４および第２フィルタ３６は、光波干渉を利用し
て所定の波長帯を通過させる所謂干渉フィルタから構成
されている。
は、たとえば中心波長６００ｎｍ且つ半値幅１０ｎｍ程
度の第１波長（帯）λ1 の光を通過させる第１フィルタ
３４、およびたとえば中心波長６５０ｎｍ且つ半値幅１
０ｎｍ程度の第２波長（帯）λ 2 の光を通過させる第２
フィルタ３６がそれぞれ介挿されている。上記第１フィ
ルタ３４および第２フィルタ３６は、光波干渉を利用し
て所定の波長帯を通過させる所謂干渉フィルタから構成
されている。
【００１４】上記第１波長λ1 および第２波長λ2 は、
たとえば以下のようにして決定されている。先ず、プラ
ンクの式により温度分布の測定温度範囲の最低温度たと
えば５００℃における黒体の波長と放射（輻射）強度と
の間の関係すなわち図２に示す曲線Ｌ１が求められ、次
いで室温たとえば２５℃における被測定部材１２からの
バックグラウンド放射強度ＥBGが測定される。次いで、
そのバックグラウンド放射強度ＥBGの３倍値すなわち３
×ＥBGを上まわる曲線Ｌ１上の任意の１点が第１波長λ
1 として決定される。検出誤差以上の強度を用いて測定
精度を高めるためである。次に、第１波長λ1 の１／１
２の波長以下の波長Δλだけたとえば第１波長λ1 を６
００ｎｍとすれば５０ｎｍ（＝Δλ）だけ第１波長λ1
から上または下へずらした波長たとえば６５０ｎｍが第
２波長λ2 として決定される。後述の２色温度計の原理
を示す近似式（式１）を成立さるためである。なお、第
１波長λ1 および第２波長λ2 は、放射強度の測定精度
を維持するために相互の波長が重ならないように、以下
において決定する半値幅の２倍以上の差が設けられるよ
うにする。そして、上記第１波長λ1 および第２波長λ
2 は、単色光の性質を維持するために、その中心波長の
１／２０以下、たとえば２０ｎｍ程度以下の半値幅が用
いられる。また、第１フィルタ３４および第２フィルタ
３６は、それらの透過率の差が３０％以内となるように
構成されている。透過率の差が３０％よりも大きくなる
と、上記第１波長λ1 および第２波長λ2 のうちの輝度
の低い側の波長の光において感度が低下してＳ／Ｎ比が
下がり、表示温度の精度が低下する。
たとえば以下のようにして決定されている。先ず、プラ
ンクの式により温度分布の測定温度範囲の最低温度たと
えば５００℃における黒体の波長と放射（輻射）強度と
の間の関係すなわち図２に示す曲線Ｌ１が求められ、次
いで室温たとえば２５℃における被測定部材１２からの
バックグラウンド放射強度ＥBGが測定される。次いで、
そのバックグラウンド放射強度ＥBGの３倍値すなわち３
×ＥBGを上まわる曲線Ｌ１上の任意の１点が第１波長λ
1 として決定される。検出誤差以上の強度を用いて測定
精度を高めるためである。次に、第１波長λ1 の１／１
２の波長以下の波長Δλだけたとえば第１波長λ1 を６
００ｎｍとすれば５０ｎｍ（＝Δλ）だけ第１波長λ1
から上または下へずらした波長たとえば６５０ｎｍが第
２波長λ2 として決定される。後述の２色温度計の原理
を示す近似式（式１）を成立さるためである。なお、第
１波長λ1 および第２波長λ2 は、放射強度の測定精度
を維持するために相互の波長が重ならないように、以下
において決定する半値幅の２倍以上の差が設けられるよ
うにする。そして、上記第１波長λ1 および第２波長λ
2 は、単色光の性質を維持するために、その中心波長の
１／２０以下、たとえば２０ｎｍ程度以下の半値幅が用
いられる。また、第１フィルタ３４および第２フィルタ
３６は、それらの透過率の差が３０％以内となるように
構成されている。透過率の差が３０％よりも大きくなる
と、上記第１波長λ1 および第２波長λ2 のうちの輝度
の低い側の波長の光において感度が低下してＳ／Ｎ比が
下がり、表示温度の精度が低下する。
【００１５】したがって、本実施例の温度分布測定装置
１０には、被測定部材１２の表面から放射される光のう
ちから第１波長λ1 の光を選択するために、温度分布の
測定温度範囲の最低温度付近における黒体の波長に対す
る輻射強度曲線Ｌ１のうち、常温における輻射強度ＥBG
より十分に高い高輻射領域から選択された波長であっ
て、その波長の１／２０以下の半値幅の光を通過させる
第１フィルタ３４と、被測定部材１２の表面から放射さ
れる光のうちから第２波長λ2 の光を選択するために、
上記高輻射領域内において、第１波長λ1 の１／１２以
下であり且つ上記第１半値幅および第２半値幅の和以上
の波長差だけその第１波長λ1 からずらされた波長であ
って、その波長の１／２０以下の半値幅の光を通過させ
る第２フィルタ３６とが設けられていることになる。
１０には、被測定部材１２の表面から放射される光のう
ちから第１波長λ1 の光を選択するために、温度分布の
測定温度範囲の最低温度付近における黒体の波長に対す
る輻射強度曲線Ｌ１のうち、常温における輻射強度ＥBG
より十分に高い高輻射領域から選択された波長であっ
て、その波長の１／２０以下の半値幅の光を通過させる
第１フィルタ３４と、被測定部材１２の表面から放射さ
れる光のうちから第２波長λ2 の光を選択するために、
上記高輻射領域内において、第１波長λ1 の１／１２以
下であり且つ上記第１半値幅および第２半値幅の和以上
の波長差だけその第１波長λ1 からずらされた波長であ
って、その波長の１／２０以下の半値幅の光を通過させ
る第２フィルタ３６とが設けられていることになる。
【００１６】図１の光学系において、たとえばミラー２
０、２２によってハーフミラー２４から画像検出器３２
までの間において第１光路１６と第２光路１８とが上記
第１画像Ｇ1 と第２画像Ｇ2 とが相互に重複しない程度
に僅かにずらされることにより、ＣＣＤ素子２８の光検
出面２６において波長の異なる２画像が結像されるよう
になっている。すなわち、前記画像検出器３２において
は、たとえば図３に示すように、被測定部材１２の表面
から放射される光のうちから第１フィルタ３４により選
択された第１波長λ1 の被測定部材１２の第１画像Ｇ1
が光検出面２６上の第１位置Ｂ1 に結像され、且つ被測
定部材１２の表面から放射される光のうちから第２フィ
ルタ３６により選択された第２波長λ2 の被測定部材１
２の第２画像Ｇ2 が、光検出面２６上の上記第１位置Ｂ
1 とは異なる第２位置Ｂ2 に結像させられるようになっ
ている。これにより、光検出面２６に配列された多数の
光検出素子により、上記第１画像Ｇ1 の各部位の放射強
度および第２画像Ｇ2 の各部位の放射強度が素子単位す
なわち画素単位で検出されるようになっている。たとえ
ば、前記ミラー２０、２２、ハーフミラー１４、２４、
レンズ装置３０などが、被測定部材１２の画像を波長毎
に同時に２位置に結像させるための第１波長選択工程、
第２波長選択工程、或いは光学式結像装置に対応してい
る。
０、２２によってハーフミラー２４から画像検出器３２
までの間において第１光路１６と第２光路１８とが上記
第１画像Ｇ1 と第２画像Ｇ2 とが相互に重複しない程度
に僅かにずらされることにより、ＣＣＤ素子２８の光検
出面２６において波長の異なる２画像が結像されるよう
になっている。すなわち、前記画像検出器３２において
は、たとえば図３に示すように、被測定部材１２の表面
から放射される光のうちから第１フィルタ３４により選
択された第１波長λ1 の被測定部材１２の第１画像Ｇ1
が光検出面２６上の第１位置Ｂ1 に結像され、且つ被測
定部材１２の表面から放射される光のうちから第２フィ
ルタ３６により選択された第２波長λ2 の被測定部材１
２の第２画像Ｇ2 が、光検出面２６上の上記第１位置Ｂ
1 とは異なる第２位置Ｂ2 に結像させられるようになっ
ている。これにより、光検出面２６に配列された多数の
光検出素子により、上記第１画像Ｇ1 の各部位の放射強
度および第２画像Ｇ2 の各部位の放射強度が素子単位す
なわち画素単位で検出されるようになっている。たとえ
ば、前記ミラー２０、２２、ハーフミラー１４、２４、
レンズ装置３０などが、被測定部材１２の画像を波長毎
に同時に２位置に結像させるための第１波長選択工程、
第２波長選択工程、或いは光学式結像装置に対応してい
る。
【００１７】演算制御装置４０は、たとえばＣＰＵ、Ｒ
ＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェースなどを含む所謂
マイクロコンピュータであって、ＣＰＵは予めＲＯＭに
記憶されたプログラムに従って入力信号、すなわち上記
光検出面２６に配列された多数の光検出素子からの信号
を処理し、画像表示器４２に被測定部材１２の表面温度
分布を表示させる。
ＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェースなどを含む所謂
マイクロコンピュータであって、ＣＰＵは予めＲＯＭに
記憶されたプログラムに従って入力信号、すなわち上記
光検出面２６に配列された多数の光検出素子からの信号
を処理し、画像表示器４２に被測定部材１２の表面温度
分布を表示させる。
【００１８】図４は、上記演算制御装置４０の演算制御
作動の要部を説明するフローチャートである。ステップ
（以下、ステップを省略する）Ｓ１では、光検出面２６
に配列された多数の光検出素子からの信号により、第１
画像Ｇ1 の各部位の放射強度Ｅ1ij および第２画像Ｇ2
の各部位の放射強度Ｅ2ij が素子単位すなわち画素単位
で読み込まれる。次に、輻射強度比算出工程或いは輻射
強度比算出手段に対応するＳ２では、光検出面２６内の
第１位置Ｂ1 に結像された第１画像Ｇ1 および第２位置
Ｂ2 に結像された第２画像Ｇ2 のうちの同じ部分に位置
する光検出素子対がそれぞれ検出する第１波長λ1 の輻
射強度Ｅ1ij と第２波長λ2 の輻射強度Ｅ2ij との輻射
強度比Ｒij（＝Ｅ1ij ／Ｅ2ij ）が算出される。次い
で、画素温度算出工程或いは画素温度算出手段に対応す
るＳ３において、たとえば図５に示す予め記憶された関
係から上記画素毎に算出された実際の輻射強度比Ｒijに
基づいて、被測定部材１２の画像を構成する画素毎の温
度Ｔijが算出される。上記図５に示す関係は、たとえば
式１に示す２色温度計の測定原理を示す近似式から得ら
れるものである。式１は、放射率を用いなくても異なる
２波長λ1 およびλ2における輻射（放射）強度の比Ｒ
から被測定部材１２の表面温度Ｔを求めることができる
ように導かれたものである。以下の式において、λ2 ＞
λ1 であって、Ｔは絶対温度を、Ｃ1 は放射（Planck）
第１定数、Ｃ2 は放射（Planck）第１定数をそれぞれ示
している。
作動の要部を説明するフローチャートである。ステップ
（以下、ステップを省略する）Ｓ１では、光検出面２６
に配列された多数の光検出素子からの信号により、第１
画像Ｇ1 の各部位の放射強度Ｅ1ij および第２画像Ｇ2
の各部位の放射強度Ｅ2ij が素子単位すなわち画素単位
で読み込まれる。次に、輻射強度比算出工程或いは輻射
強度比算出手段に対応するＳ２では、光検出面２６内の
第１位置Ｂ1 に結像された第１画像Ｇ1 および第２位置
Ｂ2 に結像された第２画像Ｇ2 のうちの同じ部分に位置
する光検出素子対がそれぞれ検出する第１波長λ1 の輻
射強度Ｅ1ij と第２波長λ2 の輻射強度Ｅ2ij との輻射
強度比Ｒij（＝Ｅ1ij ／Ｅ2ij ）が算出される。次い
で、画素温度算出工程或いは画素温度算出手段に対応す
るＳ３において、たとえば図５に示す予め記憶された関
係から上記画素毎に算出された実際の輻射強度比Ｒijに
基づいて、被測定部材１２の画像を構成する画素毎の温
度Ｔijが算出される。上記図５に示す関係は、たとえば
式１に示す２色温度計の測定原理を示す近似式から得ら
れるものである。式１は、放射率を用いなくても異なる
２波長λ1 およびλ2における輻射（放射）強度の比Ｒ
から被測定部材１２の表面温度Ｔを求めることができる
ように導かれたものである。以下の式において、λ2 ＞
λ1 であって、Ｔは絶対温度を、Ｃ1 は放射（Planck）
第１定数、Ｃ2 は放射（Planck）第１定数をそれぞれ示
している。
【００１９】
【００２０】上式１は、以下のようにして求められる。
すなわち、波長λにおいて単位時間、単位面積当たりに
黒体から放射される輻射強度（エネルギ）Ｅb およびλ
はプランク（Planck）の式である式２に従うことが知ら
れている。また、 exp（Ｃ2／λＴ）＞＞１である場合
には、ウイーン（Wien）の近似式である式３が成り立つ
ことが知られている。通常の物体は灰色であるため、放
射率εを入れて書き換えると、式４となる。この式４を
用いて２波長λ1 およびλ2 の放射強度Ｅ1 およびＥ2
の比Ｒを求めると式５が導かれる。上記２波長λ1 およ
びλ2 が近接している場合には、放射率εの依存性を無
視することができ、ε1 ＝ε2 となるので、前記式１が
得られる。これによれば、放射率εの異なる物体であっ
ても、それに影響なく温度Ｔを求めることができるので
ある。。
すなわち、波長λにおいて単位時間、単位面積当たりに
黒体から放射される輻射強度（エネルギ）Ｅb およびλ
はプランク（Planck）の式である式２に従うことが知ら
れている。また、 exp（Ｃ2／λＴ）＞＞１である場合
には、ウイーン（Wien）の近似式である式３が成り立つ
ことが知られている。通常の物体は灰色であるため、放
射率εを入れて書き換えると、式４となる。この式４を
用いて２波長λ1 およびλ2 の放射強度Ｅ1 およびＥ2
の比Ｒを求めると式５が導かれる。上記２波長λ1 およ
びλ2 が近接している場合には、放射率εの依存性を無
視することができ、ε1 ＝ε2 となるので、前記式１が
得られる。これによれば、放射率εの異なる物体であっ
ても、それに影響なく温度Ｔを求めることができるので
ある。。
【００２１】
【００２２】以上のようにして被測定部材１２の画像を
構成する画素毎の温度Ｔijが算出されると、温度分布表
示工程或いは温度分布表示手段に対応するＳ４におい
て、予め記憶された関係から上記画素毎に算出された実
際の温度Ｔijに基づいて被測定部材１２の表面の温度分
布が表示される。その関係としては、たとえば図６に示
す温度Ｔと表示色との関係が用いられる。この場合に
は、被測定部材１２の表面の温度分布が予め定められた
温度色により表示される。
構成する画素毎の温度Ｔijが算出されると、温度分布表
示工程或いは温度分布表示手段に対応するＳ４におい
て、予め記憶された関係から上記画素毎に算出された実
際の温度Ｔijに基づいて被測定部材１２の表面の温度分
布が表示される。その関係としては、たとえば図６に示
す温度Ｔと表示色との関係が用いられる。この場合に
は、被測定部材１２の表面の温度分布が予め定められた
温度色により表示される。
【００２３】以下において、図１に示す光学系を用いて
本発明者等が行った実験例を説明する。図１に示す光学
系において、日本光学製の望遠レンズ（AF Zoom Nikkor
ED70-300mm F4-5.6D）付ＣＣＤカメラ（Santa Barbara
Instruments Group 社製ST-7）を画像検出器３２とし
て、ハーフミラー１４、２４はＢＫ７から構成されたシ
グマ光機社製のものであり、クロムプレートによる可視
光用であって３０％反射、３０％透過のものである。ミ
ラー２０、２２はシグマ光機社製のものであり、アルミ
平面ミラーであってＢＫ７から構成されている。第１フ
ィルタ３４および第２フィルタ３６はシグマ光機社製の
ものであり、第１フィルタ３４は６００ｎｍ且つ半値幅
１０ｎｍ、第２フィルタ３６は６５０ｎｍ且つ半値幅１
０ｎｍである。そして、被測定部材としてアルミナ基板
（５０×５０×０．８ｍｍ）の表面にアルミナ基板と放
射率が異なる黒色塗料を部分的に焼き付け、加熱炉の中
央に配置し、室温から１０℃／分の速度で１０００℃ま
で昇温させる途中の９５０℃になったときの上記アルミ
ナ基板表面の温度分布を測定した。この条件下において
得られたアルミナ基板表面の温度分布は、アルミナ基板
表面の一部に放射率が異なる黒色塗料が焼き付けてある
にも拘らず全体が同じ温度として測定された。また、画
面中央の温度測定値の繰り返し誤差は２℃であった。
本発明者等が行った実験例を説明する。図１に示す光学
系において、日本光学製の望遠レンズ（AF Zoom Nikkor
ED70-300mm F4-5.6D）付ＣＣＤカメラ（Santa Barbara
Instruments Group 社製ST-7）を画像検出器３２とし
て、ハーフミラー１４、２４はＢＫ７から構成されたシ
グマ光機社製のものであり、クロムプレートによる可視
光用であって３０％反射、３０％透過のものである。ミ
ラー２０、２２はシグマ光機社製のものであり、アルミ
平面ミラーであってＢＫ７から構成されている。第１フ
ィルタ３４および第２フィルタ３６はシグマ光機社製の
ものであり、第１フィルタ３４は６００ｎｍ且つ半値幅
１０ｎｍ、第２フィルタ３６は６５０ｎｍ且つ半値幅１
０ｎｍである。そして、被測定部材としてアルミナ基板
（５０×５０×０．８ｍｍ）の表面にアルミナ基板と放
射率が異なる黒色塗料を部分的に焼き付け、加熱炉の中
央に配置し、室温から１０℃／分の速度で１０００℃ま
で昇温させる途中の９５０℃になったときの上記アルミ
ナ基板表面の温度分布を測定した。この条件下において
得られたアルミナ基板表面の温度分布は、アルミナ基板
表面の一部に放射率が異なる黒色塗料が焼き付けてある
にも拘らず全体が同じ温度として測定された。また、画
面中央の温度測定値の繰り返し誤差は２℃であった。
【００２４】上記実験の比較例として、特開平７−３０
１５６９号の図２に記載された光学系を用いた他は上記
と同じ条件により測定した。これにより得られたアルミ
ナ基板表面の温度分布は、ミラーの回動操作により波長
毎の画像による検出に時間差があるため、アルミナ基板
表面の一部に放射率が異なる黒色塗料が焼き付けてある
領域と他の領域とでは僅かに異なる画像が現れて５０°
程度異なる温度領域として測定され、画面中央の繰り返
し測定誤差も１３°であった。
１５６９号の図２に記載された光学系を用いた他は上記
と同じ条件により測定した。これにより得られたアルミ
ナ基板表面の温度分布は、ミラーの回動操作により波長
毎の画像による検出に時間差があるため、アルミナ基板
表面の一部に放射率が異なる黒色塗料が焼き付けてある
領域と他の領域とでは僅かに異なる画像が現れて５０°
程度異なる温度領域として測定され、画面中央の繰り返
し測定誤差も１３°であった。
【００２５】上述のように、本実施例によれば、被測定
部材１２の表面から放射される光のうちから選択された
第１波長λ1 および第２波長λ2 を用いてそれぞれ得ら
れた被測定部材１２の２画像Ｇ1 およびＧ2 のうちの同
じ部位で検出される輻射強度の比Ｒijに基づいて被測定
部材１２の温度Ｔijを画素単位でそれぞれ算出し、被測
定部材１２の表面の温度分布を測定するに際して、被測
定部材１２の表面から放射される光のうちから前記第１
波長λ1 の光を選択するために、温度分布の測定温度範
囲の略最低温度における黒体の波長に対する輻射強度曲
線Ｌ１のうち、常温における輻射強度ＥBGより高い高輻
射領域から選択された波長の光を通過させる第１フィル
タ３４を用いて、被測定部材１２の表面から放射される
光が透過させられ、また、被測定部材１２の表面から放
射される光のうちから第２波長λ 2 の光を選択するため
に、前記高輻射領域内において、前記第１波長λ1 の１
／１２以下であり且つその第１波長λ1 の半値幅Δλ1
および第２波長の半値幅Δλ2 の和以上の波長差となる
ように第１波長λ1 からずらされた波長の光を通過させ
る第２フィルタ３６を用いて、被測定部材の表面から放
射される光を透過させられることから、十分な輻射強度
の信号が得られてそのＳ／Ｎ比が高くなり、しかも互い
に近接した第１波長の光および第２波長の光が得られる
ので、「近接する２波長では放射率の波長依存性は無視
でき、ε1 ＝ε2 と近似できる」という２色温度計の測
定原理の前提条件が確実に成立することになり、十分に
高精度の温度分布が得られる。
部材１２の表面から放射される光のうちから選択された
第１波長λ1 および第２波長λ2 を用いてそれぞれ得ら
れた被測定部材１２の２画像Ｇ1 およびＧ2 のうちの同
じ部位で検出される輻射強度の比Ｒijに基づいて被測定
部材１２の温度Ｔijを画素単位でそれぞれ算出し、被測
定部材１２の表面の温度分布を測定するに際して、被測
定部材１２の表面から放射される光のうちから前記第１
波長λ1 の光を選択するために、温度分布の測定温度範
囲の略最低温度における黒体の波長に対する輻射強度曲
線Ｌ１のうち、常温における輻射強度ＥBGより高い高輻
射領域から選択された波長の光を通過させる第１フィル
タ３４を用いて、被測定部材１２の表面から放射される
光が透過させられ、また、被測定部材１２の表面から放
射される光のうちから第２波長λ 2 の光を選択するため
に、前記高輻射領域内において、前記第１波長λ1 の１
／１２以下であり且つその第１波長λ1 の半値幅Δλ1
および第２波長の半値幅Δλ2 の和以上の波長差となる
ように第１波長λ1 からずらされた波長の光を通過させ
る第２フィルタ３６を用いて、被測定部材の表面から放
射される光を透過させられることから、十分な輻射強度
の信号が得られてそのＳ／Ｎ比が高くなり、しかも互い
に近接した第１波長の光および第２波長の光が得られる
ので、「近接する２波長では放射率の波長依存性は無視
でき、ε1 ＝ε2 と近似できる」という２色温度計の測
定原理の前提条件が確実に成立することになり、十分に
高精度の温度分布が得られる。
【００２６】また、本実施例によれば、第１フィルタ３
４は、第１波長λ1 の１／２０以下の半値幅Δλ1 の光
を透過させるものであり、第２フィルタ３６は第２波長
λ2の１／２０以下の半値幅Δλ2 の光を透過させるも
のであることから、第１波長λ1 および第２波長λ2 の
光が十分に単色性のあるものとされるので、２色温度計
の測定原理の前提が満足され、温度分布の測定精度が十
分に高められる。
４は、第１波長λ1 の１／２０以下の半値幅Δλ1 の光
を透過させるものであり、第２フィルタ３６は第２波長
λ2の１／２０以下の半値幅Δλ2 の光を透過させるも
のであることから、第１波長λ1 および第２波長λ2 の
光が十分に単色性のあるものとされるので、２色温度計
の測定原理の前提が満足され、温度分布の測定精度が十
分に高められる。
【００２７】また、本実施例によれば、第１フィルタ３
４および前記第２フィルタ３６は、それらの透過率の差
が３０％以内なるように構成されていることから、第１
波長λ1 および第２波長λ2 の光のうち輝度の低い側の
波長の光において、感度およびＳ／Ｎ比が維持されて温
度分布の測定精度が得られる。
４および前記第２フィルタ３６は、それらの透過率の差
が３０％以内なるように構成されていることから、第１
波長λ1 および第２波長λ2 の光のうち輝度の低い側の
波長の光において、感度およびＳ／Ｎ比が維持されて温
度分布の測定精度が得られる。
【００２８】次に、本発明の他の実施例を説明する。な
お、以下の説明において前述の実施例と共通する部分に
は同一の符号を付して説明を省略する。
お、以下の説明において前述の実施例と共通する部分に
は同一の符号を付して説明を省略する。
【００２９】図７は、本発明の他の実施例である温度分
布測定装置１０の構成を概略示す図である。図７の実施
例では、１対の可動ミラー５０および５２が破線に示す
位置に回動させられた状態において被測定部材１２の表
面から放射される光を画像検出器３２の光検出面２６へ
導く第１光路１６が形成され、上記１対の可動ミラー５
０および５２が実線に示す位置に回動させられた状態に
おいて被測定部材１２の表面から放射される光を画像検
出器３２の光検出面２６へ導く第２光路１８が形成され
るようになっている。前述の実施例と同様に、上記第１
光路１６には第１フィルタ３４が介挿され、第２光路１
８には第２フィルタ３６が介挿されており、第１波長λ
1 による第１画像Ｇ1 と第２波長λ2 による第２画像Ｇ
2 が所定の時間差を経て得られるので、前述の実施例と
同様の効果が得られる。
布測定装置１０の構成を概略示す図である。図７の実施
例では、１対の可動ミラー５０および５２が破線に示す
位置に回動させられた状態において被測定部材１２の表
面から放射される光を画像検出器３２の光検出面２６へ
導く第１光路１６が形成され、上記１対の可動ミラー５
０および５２が実線に示す位置に回動させられた状態に
おいて被測定部材１２の表面から放射される光を画像検
出器３２の光検出面２６へ導く第２光路１８が形成され
るようになっている。前述の実施例と同様に、上記第１
光路１６には第１フィルタ３４が介挿され、第２光路１
８には第２フィルタ３６が介挿されており、第１波長λ
1 による第１画像Ｇ1 と第２波長λ2 による第２画像Ｇ
2 が所定の時間差を経て得られるので、前述の実施例と
同様の効果が得られる。
【００３０】図８の実施例では、被測定部材１２から画
像検出器３２の光検出面２６に至る光路に、モータ５４
により回転駆動され且つ第１フィルタ３４および第２フ
ィルタ３６が設けられた回転板５６が介挿されている。
この回転板５６がモータ５４により回転させられると
き、被測定部材１２の表面から放射される光が第１フィ
ルタ３４を通過することにより第１波長λ1 による第１
画像Ｇ1 が得られるとともに、被測定部材１２の表面か
ら放射される光が第２フィルタ３６を通過することによ
り第２波長λ2 による第２画像Ｇ2 が順次得られるの
で、前述の実施例と同様の効果が得られる。本実施例で
は、回転板５６と画像検出器３２の光検出面２６との間
に第１光路１６および第２光路１８が繰り返し形成され
る。
像検出器３２の光検出面２６に至る光路に、モータ５４
により回転駆動され且つ第１フィルタ３４および第２フ
ィルタ３６が設けられた回転板５６が介挿されている。
この回転板５６がモータ５４により回転させられると
き、被測定部材１２の表面から放射される光が第１フィ
ルタ３４を通過することにより第１波長λ1 による第１
画像Ｇ1 が得られるとともに、被測定部材１２の表面か
ら放射される光が第２フィルタ３６を通過することによ
り第２波長λ2 による第２画像Ｇ2 が順次得られるの
で、前述の実施例と同様の効果が得られる。本実施例で
は、回転板５６と画像検出器３２の光検出面２６との間
に第１光路１６および第２光路１８が繰り返し形成され
る。
【００３１】図９の実施例では、被測定部材１２の表面
から放射される光がハーフミラー１４によって第１光路
１６および第２光路１８に２分され、それらの第１光路
１６および第２光路１８毎に画像検出器３２および３
２' が設けられている。本実施例においても、被測定部
材１２の表面から放射される光が第１フィルタ３４を通
過することにより第１波長λ1 による第１画像Ｇ1 が得
られると同時に、被測定部材１２の表面から放射される
光が第２フィルタ３６を通過することにより第２波長λ
2 による第２画像Ｇ2 が得られるので、前述の実施例と
同様の効果が得られる。
から放射される光がハーフミラー１４によって第１光路
１６および第２光路１８に２分され、それらの第１光路
１６および第２光路１８毎に画像検出器３２および３
２' が設けられている。本実施例においても、被測定部
材１２の表面から放射される光が第１フィルタ３４を通
過することにより第１波長λ1 による第１画像Ｇ1 が得
られると同時に、被測定部材１２の表面から放射される
光が第２フィルタ３６を通過することにより第２波長λ
2 による第２画像Ｇ2 が得られるので、前述の実施例と
同様の効果が得られる。
【００３２】以上、本発明の一実施例を図面を参照して
詳細に説明したが、本発明は他の態様においても適用さ
れる。
詳細に説明したが、本発明は他の態様においても適用さ
れる。
【００３３】たとえば、前述の実施例において、第１波
長λ1 および第２波長λ2 は、図２の測定温度範囲の最
低温度における黒体の波長に対する輻射強度曲線Ｌ１の
うち、常温における輻射強度ＥBGの３倍以上高い高輻射
領域から選択されていたが、必ずしも３倍でなくてもよ
い。要するに、常温における輻射強度ＥBGよりも高い領
域であれば一応の効果が得られるのである。
長λ1 および第２波長λ2 は、図２の測定温度範囲の最
低温度における黒体の波長に対する輻射強度曲線Ｌ１の
うち、常温における輻射強度ＥBGの３倍以上高い高輻射
領域から選択されていたが、必ずしも３倍でなくてもよ
い。要するに、常温における輻射強度ＥBGよりも高い領
域であれば一応の効果が得られるのである。
【００３４】また、前述の実施例において、第１波長λ
1 の半値幅Δλ1 はその第１波長λ 1 の１／２０以下の
値とされ、第２波長λ2 の半値幅Δλ2 はその第２波長
λ2の１／２０以下の値とされていたが、必ずしも１／
２０の値とされていなくてもよく、１／２０を少々越え
る場合であっても一応の効果が得られる。
1 の半値幅Δλ1 はその第１波長λ 1 の１／２０以下の
値とされ、第２波長λ2 の半値幅Δλ2 はその第２波長
λ2の１／２０以下の値とされていたが、必ずしも１／
２０の値とされていなくてもよく、１／２０を少々越え
る場合であっても一応の効果が得られる。
【００３５】また、前述の実施例において、第１フィル
タ３４および第２フィルタ３６は、それらの透過率の差
が３０％以内になるように構成されたものであったが、
必ずしも３０％以内でなくてもよく、３０％を少々越え
る場合であっても一応の効果が得られる。
タ３４および第２フィルタ３６は、それらの透過率の差
が３０％以内になるように構成されたものであったが、
必ずしも３０％以内でなくてもよく、３０％を少々越え
る場合であっても一応の効果が得られる。
【００３６】また、前述の図４のＳ４では、被測定部材
１２の表面温度が色によって表示されていたが、等高線
や濃淡などによって表示されても差し支えない。
１２の表面温度が色によって表示されていたが、等高線
や濃淡などによって表示されても差し支えない。
【００３７】また、前述の実施例の画像検出器３２で
は、光検出面２６を備えたＣＣＤ素子２８が用いられて
いたが、カラー撮像管など他の光検出素子が用いられて
もよい。
は、光検出面２６を備えたＣＣＤ素子２８が用いられて
いたが、カラー撮像管など他の光検出素子が用いられて
もよい。
【００３８】その他、一々例示はしないが、本発明はそ
の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得るものであ
る。
の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得るものであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の温度分布測定装置の構成を
概略説明する図である。
概略説明する図である。
【図２】図１の第１フィルタの波長λ1 と第２フィルタ
の波長λ2 を決定する方法を説明する図である。
の波長λ2 を決定する方法を説明する図である。
【図３】図１の画像検出器３２の光検出面２６上に結像
された第１画像Ｇ1 および第２画像Ｇ2 を説明する図で
ある。
された第１画像Ｇ1 および第２画像Ｇ2 を説明する図で
ある。
【図４】図１の演算制御装置の制御作動の要部を説明す
るフローチャートである。
るフローチャートである。
【図５】図４の画素温度算出工程において輻射強度比Ｒ
から表面温度Ｔを求めるために用いられる関係を示す図
である。
から表面温度Ｔを求めるために用いられる関係を示す図
である。
【図６】図４の温度分布表示工程において表面温度Ｔか
ら表示色を決定するために用いられる関係を示す図であ
る。
ら表示色を決定するために用いられる関係を示す図であ
る。
【図７】本発明の他の実施例において温度分布測定装置
の光学系を説明する図であって、図１に相当する図であ
る。
の光学系を説明する図であって、図１に相当する図であ
る。
【図８】本発明の他の実施例において温度分布測定装置
の光学系を説明する図であって、図１に相当する図であ
る。
の光学系を説明する図であって、図１に相当する図であ
る。
【図９】本発明の他の実施例において温度分布測定装置
の光学系を説明する図であって、図１に相当する図であ
る。
の光学系を説明する図であって、図１に相当する図であ
る。
１０：温度分布測定装置 １２：被測定部材 ３４：第１フィルタ ３６：第２フィルタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 矢野 賢司 愛知県名古屋市西区則武新町三丁目１番36 号 株式会社ノリタケカンパニーリミテド 内 (72)発明者 岩田 美佐男 愛知県名古屋市西区則武新町三丁目１番36 号 株式会社ノリタケカンパニーリミテド 内 (72)発明者 橋本 みゆき 愛知県名古屋市西区則武新町三丁目１番36 号 株式会社ノリタケカンパニーリミテド 内 (72)発明者 北川 邦行 愛知県名古屋市千種区千種一丁目９番地３ 号 仲田住宅ＲＪ−201 (72)発明者 新井 紀男 愛知県春日井市勝川町四丁目99番地 Ｆターム(参考） 2G066 AA04 AA15 AC11 BA14 BA23 BB07 BC15 BC21 BC23 CA02
Claims (6)
- 【請求項１】 被測定部材の表面から放射される光のう
ちから選択された第１波長および第２波長を用いてそれ
ぞれ得られた該被測定部材の２画像のうちの同じ部位で
検出される輻射強度の比に基づいて該被測定部材の温度
を画素単位でそれぞれ算出し、該被測定部材表面の温度
分布を測定するための温度分布測定方法であって、 前記被測定部材の表面から放射される光のうちから前記
第１波長の光を選択するために、測定温度範囲の最低温
度における黒体の波長に対する輻射強度曲線のうち、常
温における輻射強度より高い高輻射領域から選択された
波長の光を通過させる第１フィルタを用いて、前記被測
定部材の表面から放射される光を透過させる第１波長選
択工程と、 前記被測定部材の表面から放射される光のうちから第２
波長の光を選択するために、前記高輻射領域内におい
て、前記第１波長の１／１２以下であり且つ前記第１波
長の半値幅および前記第２波長の半値幅の和以上の波長
差以上の波長差となるように該第１波長からずらされた
波長の光を通過させる第２フィルタを用いて、前記被測
定部材の表面から放射される光を透過させる第２波長選
択工程とを、含むことを特徴とする温度分布測定方法。 - 【請求項２】 前記第１フィルタは、前記第１波長の１
／２０以下の半値幅の光を透過させるものであり、前記
第２フィルタは前記第２波長の１／２０以下の半値幅の
光を透過させるものである請求項１の温度分布測定方
法。 - 【請求項３】 前記第１フィルタおよび前記第２フィル
タは、それらの透過率の差が３０％以内になるように構
成されたものである請求項１または２の温度分布測定方
法。 - 【請求項４】 被測定部材の表面から放射される光のう
ちから選択された第１波長および第２波長を用いてそれ
ぞれ得られた該被測定部材の２画像のうちの同じ部位で
検出される輻射強度の比に基づいて該被測定部材の温度
を画素単位でそれぞれ算出し、該被測定部材表面の温度
分布を測定するための温度分布測定装置であって、 前記被測定部材の表面から放射される光のうちから前記
第１波長の光を選択するために、測定温度範囲の最低温
度付近における黒体の波長に対する輻射強度曲線のう
ち、常温における輻射強度より高い高輻射領域から選択
された波長の光を通過させる第１フィルタと、 前記被測定部材の表面から放射される光のうちから第２
波長の光を選択するために、前記高輻射領域内におい
て、前記第１波長の１／１２以下であり且つ前記第１波
長の半値幅および前記第２波長の半値幅の和以上の波長
差以上の波長差となるように該第１波長からずらされた
波長の光を通過させる第２フィルタとを、含むことを特
徴とする温度分布測定装置。 - 【請求項５】 前記第１フィルタは、前記第１波長の１
／２０以下の半値幅の光を透過させるものであり、前記
第２フィルタは前記第２波長の１／２０以下の半値幅の
光を透過させるものである請求項４の温度分布測定装
置。 - 【請求項６】 前記第１フィルタおよび前記第２フィル
タは、それらの透過率の差が３０％以内になるように構
成されたものである請求項４または５の温度分布測定装
置。
Priority Applications (5)
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|---|---|---|---|
| JP2001008573A JP2002214047A (ja) | 2001-01-17 | 2001-01-17 | 温度分布測定方法および装置 |
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| GB0215289A GB2390501A (en) | 2001-01-17 | 2002-07-02 | Temperature distribution measuring |
| FR0208686A FR2842301A1 (fr) | 2001-01-17 | 2002-07-10 | Procede et dispositif de mesure de la distribution de temperature |
| DE10232170A DE10232170A1 (de) | 2001-01-17 | 2002-07-16 | Temperaturverteilungsmessverfahren und -vorrichtung |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001008573A JP2002214047A (ja) | 2001-01-17 | 2001-01-17 | 温度分布測定方法および装置 |
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| FR0208686A FR2842301A1 (fr) | 2001-01-17 | 2002-07-10 | Procede et dispositif de mesure de la distribution de temperature |
| DE10232170A DE10232170A1 (de) | 2001-01-17 | 2002-07-16 | Temperaturverteilungsmessverfahren und -vorrichtung |
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|---|---|
| JP2002214047A true JP2002214047A (ja) | 2002-07-31 |
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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| JP (1) | JP2002214047A (ja) |
| DE (1) | DE10232170A1 (ja) |
| FR (1) | FR2842301A1 (ja) |
| GB (1) | GB2390501A (ja) |
Cited By (1)
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| CN114375383A (zh) * | 2019-07-12 | 2022-04-19 | 蒂阿马公司 | 用于测量玻璃容器的壁厚的设备和方法 |
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- 2002-07-01 US US10/184,957 patent/US6814484B2/en not_active Expired - Fee Related
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- 2002-07-10 FR FR0208686A patent/FR2842301A1/fr not_active Withdrawn
- 2002-07-16 DE DE10232170A patent/DE10232170A1/de not_active Withdrawn
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