JP2007132750A - 丸形状材の外周表面温度測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】丸形状材の全周を少ない温度計台数で全外周測温する方法を提供する。
【解決手段】丸形状材１の外周表面温度を測定する方法において，丸形状材１を回転搬送し，当該丸形状材１が１回転する時間に搬送される長さ（リード）以上の範囲を測温し，当該測温を当該丸形状材１が１回転する時間に複数回繰り返すことを特徴とする丸形状材１の外周表面温度測定方法である。測温手段は，走査型温度計３でも，二次元サーモグラフィーでもよい。
【選択図】図１

Description

本発明は加熱または冷却処理した丸形状材の表面温度を全外周，全長に渡って赤外線を用いて測定する測定方法に関するものである。本発明の丸形状材は棒でも管でも良く，特に材質は問わない。

丸形状材の外周温度測定装置として，例えば特許文献１に開示されている技術がある。これは，被測温材の同心外円上を公転する１個の放射温度計により，被測温材の外周を測温するものである。然るに，この装置では１個の放射温度計が被測温材の周りを３６０度回転して測温するので，その測温軌跡は被測温材外表面をスパイラル軌跡として測温しているだけで，外周の全ての面を測温できているわけではない。

さらに，少し改善された方法として特許文献２に開示されている技術がある。これは，走行中の鋼管の温度を測定する装置であり，鋼管の中心軸とほぼ同一の軸を中心として１８０度＋α度（α＝０〜６０）回転可能なセンサホルダーに温度センサーを２個対向して取り付け，センサホルダーの１８０度回転往復動により，上下対向した温度センサーで連続測温する方法である。然るに，この方法でも，実際の測温軌跡は２本のスパイラル状の軌跡が１８０度毎に反転された軌跡になり，同一径断面での周上では２点測定されているだけであり，外周の全ての面を測温できているわけではない。

ところで，物体の放射率の放射角による変化は公知であり，例えば非特許文献１の第２図に示されるＨ：光沢のない鉄の面，ｊ：クロムの様に放射率は放射角が約４５度までは一定であるが，約４５度を越えると上がり始め，約５０度を越えると急激に上昇することが示されている。従って曲面の正確な測温には，放射角βは５０度以下，できれば４５度以下とする必要がある。

さらに，この他，丸形状材の表面温度の測定方法として，従来技術で容易に考えられる方法として
（１）放射温度計数台で表面を分担して測温する。
（２）走査型温度計で横周方向走査して測温する。
等の方法で解決しようとしてきた。

然るに，（１）の方法では放射温度計の測温スポットを大きくして被測温材の外径以上にすると，被測温材表面温度の分布等の細かい情報は得られない。また，測定場所で影になっている部分の温度は計測できない。そこで影の部分がないようにするには多数台の温度計が必要になる。実用的には全外周を精度良く測温することができない。

（２）の方法では，走査型温度計を使用して，測温スポット径の縮小と測温走査幅を１台でカバーできるようになるが，測定場所で影になっている部分の温度は計測できない。そこで影の部分がないようにするには数台の温度計が必要になる。その配置の困難化および装置費用の高価化の問題がある。

実開平１−９７２２７号公報 特開平８−３３８７６６号公報 機械工学便覧 改訂第５版 １１−１１ページ第２図

上述した従来の丸形状材の外周測温方法（２）について更に詳細に説明する。図８は従来型の横周方向走査方式を説明する図である。
被測温材が丸形状材１の場合，当該丸形状材１をスキューローラー等で回転（自転）させながら搬送すれば全周の温度を計測できる。
然るに，図８で示したように走査型温度計３の走査範囲で有効な温度の周長は，丸形状材１の計測範囲γ（度），丸形状材１の外径Ｄのとき，γ＊π／１８０＊Ｄ／２であり，測温される外表面は丸形状材１がスキュー回転搬送されると，図８に示すハッチングしたような帯のスパイラル面だけとなり，外周の全ての面を測温できているわけではない。丸形状材１が自転せずに，温度計３を公転させる場合も測温される外表面は同様なスパイラル面だけである。現実的には走査型温度計３を回転させる空間の確保，走査型温度計３の耐震・耐久性，信号の伝送方法等で不可能である。

ところで，物体の放射率の放射角による変化は公知であり，例えば非特許文献１の第２図に示されるＨ：光沢のない鉄の面，ｊ：クロムの様に放射率は放射角βが約４５度までは一定であるが，約４５度を越えると上がり始め，約５０度を越えると急激に上昇することが示されている。従って曲面の正確な測温には，放射角βは５０度以下，できれば４５度以下とする必要がある。

図８において走査型温度計３から丸形状材１表面までの距離Ｈが無限遠であったとすると放射角度β＝γ／２であり，従って，１台の走査型温度計でカバーできる丸形状材１の計測範囲γは１００度〜９０度以下となる
したがって，全外周表面の温度を一度に走査するためには４台の走査型温度計が必要になり，そうでなければ，少なくとも１回転あたり４回の測定が必要ということになる。その台数の温度計を設置距離Ｈほど丸形状材１から離して丸形状材１の周囲に設置するには広い設置スペースを要し設置できないことも多い。このように（２）に説明した方法は設置方法が難しく費用が高くなる欠点があった。

一方，丸形状材の全外周の温度を測定する必要性は，丸形状材の加熱乃至は冷却を行うに当り，その結果品質に影響する全外周の温度の平均値のほかに温度のむらの管理を行うことにある。この温度測定結果を用いて丸形状材の品質管理，加熱，冷却の制御への応用等が行われる。
水冷却により材質の改質を行う場合，その材質のばらつき，例えば硬度は，冷却条件の影響を受ける。上記の温度むらがあると，その部分に硬度の異常が発生する場合がある。そこで，冷却前の材料の温度分布，冷却後の材料の温度分布（むら）を監視し，オンラインで温度の異常部分を発見することは品質管理として重要かつ有効な手段である。冷却後常温になってから硬度を測って異常が発見されても，その測定が行われるまでの時間遅れ中に異常材が大量に発生してしまう。またその異常に対する対処が遅れてしまう。このように全外周の温度を測定できれば，オンラインで異常を発見でき，このことにより，異常材の大量発生を防ぐとともに，迅速な対処を行うことができる。
従来技術による部分的測温方法では温度のむらを検出できず，異常温度部分を見逃すという問題があった。また，前述（２）の方法で４台の走査型温度計を設置する方法は，設置空間の確保の問題，費用の高額化の問題があった。本発明はこのような問題を解決できる丸形状材の全外周を測温できる方法を提供するものである。

本発明者らは，上記目的を達成するために省スペースで安価に丸形状材の全外周温度を測定する方法を検討した結果，丸形状材が１回転する時間に搬送される長さＳ（リードと称する）以上を瞬時に測定できれば，全外周の測温が可能なことを発見し，本発明に至った。
すなわち，本発明の第一の特徴は次の通りである。
（１）丸形状材の外周表面温度の測定方法において，丸形状材を回転搬送し，当該丸形状材が１回転する時間に搬送される長さ（以下，リードとも言う）以上の範囲を測温し，当該測温を当該丸形状材が１回転する時間に少なくとも４回以上繰り返すことを特徴とする丸形状材の外周表面温度測定方法。
（２）測温手段が走査型温度計であり，回転搬送手段がスキューローラーであり，且つ走査型温度計の走査方向を丸形状材の長さ方向から下記（ａ）式の傾斜角±δ以内で傾斜して走査する請求項１記載の丸形状材の外周表面温度測定方法
δ＝ａｒｃｔａｎ（Ｄｅ／Ｓ） ・・・（ａ）
Ｄｅ＝Ｄ＊Ｓｉｎ（β）
Ｓ＝π＊Ｄ／ｔａｎ（θ）
Ｄｅ：丸形状材の測温のために走査する領域の精度を確保できる円周方向幅
Ｓ：リード；丸形状材が１回転する間に搬送される長さ
Ｄ：丸形状材外径
β：放射角；走査線の丸形状材表面法線となす角度
θ：スキューローラーのスキュー角度
π：円周率
（３）走査型温度計を幅方向に複数台並べることによって想定される蛇行範囲を各前記走査型温度計で分担し，これらを同期させて温度測定することを特徴とする前記（２）記載の丸形状材の外周表面温度測定方法
（４）測温手段が二次元サーモグラフィー（赤外線映像装置）であり，丸形状材の長さ方向にほぼ直交する方向から該丸形状材が１回転する長さ範囲以上を視野に入れるように設置して測温する（１）記載の丸形状材の外周表面温度測定方法
（５）測温手段を長手方向に複数台並べることによって前記リードを前記測温手段で分担し，これらを同期させて温度測定することを特徴とする前記（２）または（４）に記載の丸形状材の外周表面温度測定方法
丸形状材の外周表面温度の測定方法において、丸形状材を回転搬送し、当該材料が１回転する時間に搬送される長さ（以下、リードとも言う）以上を瞬時に測温し、当該温度を当該材料が１回転する時間に複数回繰り返すことを特徴とする丸形状材の外周表面温度測定方法。
本発明の第二の特徴は次の通りである。
測温手段が走査型温度計であり、回転搬送方法がスキューローラーであり、且つ走査型温度計の走査方向を被測定材の長さ方向から下記（ａ）式の傾斜角±δ以内で傾斜して走査する前記（１）記載の丸形状材の外周温度測定方法

δ＝ａｒｃｔａｎ（Ｄｅ／Ｓ） ・・・（ａ）
Ｄｅ＝Ｄ＊ｓｉｎ（β）
Ｓ＝π＊Ｄ／ｔａｎ（θ）
Ｄｅ：被測定材の測温のために走査する領域の精度を確保できる円周方向幅
Ｓ：リード；当該材料が１回転する間に搬送される長さ
Ｄ：丸形状材外径
β：放射角；走査線の被測定材表面法線となす角度
θ：スキューローラーのスキュー角度
π：円周率
本発明の第三の特徴は次の通りである。
（３） 走査型温度計を長さ方向に２乃至３台並べて同期させて温度測定することを特徴とする前記（２）記載の丸形状材の外周温度測定方法
本発明の第四の特徴は
（４）走査型温度計を幅方向に２乃至３台並べて同期させて温度測定することを特徴とする前記（２）記載の丸形状材の外周温度測定方法
本発明の第五の特徴は
（５）測温手段が二次元サーモグラフィー（赤外線映像装置）であり、丸形状被測温材の長さ方向にほぼ直交する方向から該材料が1回転する長さ範囲で焦点が合うように設置して測温する前記（１）記載の丸形状材の外周温度測定方法
本発明の第六の特徴は

本発明によれば，測温手段１台で全外周の温度測定が可能となる。その結果，外表面の温度むらを検出できる。冷却前の丸形状材の温度分布，冷却後の丸形状材の温度分布（むら）を監視し，オンラインで異常部分を発見することは品質管理として重要かつ有効な手段である。冷却後常温になってから硬度を測って異常が発見されても，その測定が行われるまでの時間遅れ中に異常材が大量に発生してしまう。またその異常に対する対処が遅れてしまう。このように全外周の温度を測定できれば，オンラインで異常の発見をでき，このことにより異常材の大量発生を防ぐとともに，迅速な対処を行うことができる。
本発明は，丸形状材を回転搬送することにより，従来温度計または検出器を丸形状材の移動軸廻りに公転させるというような精密計器を高速移動することが無く，保全性，信頼性に優れている。また，丸形状材を回転搬送することは，測温装置前段または後段に配置される加熱または冷却工程において，加熱または冷却の周方向むらを削減する効果もある。さらに，スキューローラーを用いる方法を回転搬送する方法として採用しているので，回転速度を予測しやすく，設備費用も低く抑えることができる。
従来，走査型温度計でも４台必要で温度計設置スペース上設置できなかった，乃至はできたとしても温度計およびその設置費用が多くかかったが，本発明により，スペース制約も軽減され設置可能となり，温度計台数も少なくなり，設備投資費用が削減できた。
本発明は走査型温度計という既存の温度計を用いて構成でき，簡単に実用化できる。
本発明はサーモグラフィーという既存の温度計を用いて構成でき，簡単に実用化できる。
本発明は，被測温材である丸形状材のリードが大きい時，または丸形状材の走行横変位（蛇行）を大きく許容したい場合にもその視野を全体でカバーするように温度計を並列並行に乃至は直列並行に配列することで丸形状材の全周・全長の温度を測定できる。実用的には最大３台の温度計で対応可能であり，従来の４台必要に比べて安価である。
上記の方法に加えて，走査したデーターを処理して画像上に表示し，温度計直下との位置関係が判るようにデーター処理し表示することもできる。
測温データーが設定した閾値を越えたとき，その信号をトラッキング処理し，品質管理データーとして活用することもできる。
閾値を越えたトラッキング信号により後段断に設けたマーキング装置で異常発生部位にマーキングすることもできる。

以下に本発明の丸形状材の全外周測温方法について詳細に説明する。
本発明の代表的な実施例を図１にて説明する。図１は本発明に関わる装置の配列と使い方を示す斜視図である。
１は被測温対象である丸形状材で，スキュー角度θだけライン搬送方向に直角な方向からローラー軸中心を傾けたスキューローラー２の配列であるローラーテーブルにより，回転しながら移動方向に搬送されている。
３は走査型温度計で，走査方向をライン搬送方向すなわち丸形状材１の長さ方向に，その中心線を狙って設置する。
走査型温度計３の走査幅Ｌは丸形状材１が１回転する間に搬送される長さ（リード）Ｓ以上にセットする。
走査型温度計３の設置距離Ｈ（被測温材表面までの直交距離）は，走査角度αに対して Ｈ＝（Ｌ／２）／ｔａｎ（α／２）で算定された距離である。
実施例では，走査型温度計３はライン真上に設置したが，走査型温度計３は丸形状材１が見通せる位置であれば，ライン直上である必要はなく距離Ｈを確保できるどの位置でもよい。

さらに最良の形態をなすための個々の要素決定について詳細に説明する。
本発明の第一要件は丸形状材１が回転搬送されていることである。即ち周方向に回転しながら長さ方向に搬送されている状態を言う。
丸形状材１を回転搬送する装置として，良く使われる方法に，図２に示すスキューローラー方式がある。
スキューローラー方式とは，丸形状材１を搬送するスキューローラー２の回転軸を丸形状材１を搬送するライン方向直角からθ度傾けたものであり，スキューローラー２から摩擦により材料に伝わった回転力はローラー直径方向に伝わるので，その力はライン方向の力と丸形状材１の周方向の力にベクトル分割でき，この材料周方向ベクトル力で丸形状材１に回転力が働き，丸形状材１は回転しながら搬送される。
スキュー角θによる外径Ｄの丸形状材１が１回転して進む距離即ちリードＳはスキューローラー２と丸形状材１の摩擦に滑りが無い時は次の式で表せる。
Ｄ：丸形状材料の外径（ｍ）
θ：スキューローラー２のスキュー角度（度）
π：円周率
Ｓ：リード；丸形状材１が１回転する間に丸形状材１が進む距離（ｍ）
Ｓ＝π＊Ｄ／ｔａｎ（θ）
このようにリードＳは簡単に求められ，原理的にも簡単なので，実生産において再現性も良いことが言える。

図２ではローラー形状がＶ溝を有した鼓型のスキューローラー２にして丸形状材１の搬送方法のセンタリング効果を出している。
ローラー形状は平らでもスキューの回転効果は同じであるが，丸形状材１の回転で横移動もするので，測温位置からずれる恐れがあるから，センタリングガイドでセンタリングする必要がある。
Ｖ溝を有した形状のスキューローラー方式でも，センタリングを補うために，センタリングガイドを設けてもよい。

第二の要件として丸形状材１の全周を測温する原理を説明する。
図３は本発明に関わる丸形状材１と走査範囲を説明する図である。
丸形状材１の長さ方向に走査型温度計３で走査角度α走査して測温する。
丸形状材１の表面に描いたスパイラル線は丸形状材が回転しながら長さ方向に移動するのでその表面の１点の移動軌跡を示したものである。

図４は本発明に関する長さ方向走査の軌跡を説明する図である。
リードＳで丸形状材１は１周する。即ち少なくともこのリードＳの範囲を長さ方向に走査すると，１走査で長さ方向外周面に描いたスパイラル線上の温度データー１式が得られる。
図４では走査線軌跡が破線で示したのは，材料の回転方向と進行方向との関係から，図では背面になるから破線で示した。
丸形状材１を回転搬送することで長さ方向外周面のほかの位相のスパイラル線上の点を順次測温することができ，結果として１台の走査型温度計３で全外周の表面温度を測温できる。

次に，測定密度（以下，精緻さとも言う）について説明する。
図４では説明のために走査線の間隔を大きく書いてあるが，実施例では下記の様に充分精緻な温度測定が可能である。
走査角度 α＝９０度
１走査ラインＬ長の測温ポイント Ｎ１＝２５６ポイント に分けて走査
走査速度 Ｎ２＝３６ライン／秒
丸形状材１のリードＳは，今回対象の丸形状材１が外径５０ｍｍ〜１５０ｍｍ，スキュー角θ＝１４度にしたので，Ｓ＝６３０ｍｍ〜１８９０ｍｍ，従って最大の１８９０ｍｍをカバーする走査幅Ｌを確保すべく，Ｌ＝２０００ｍｍとして，走査角α＝９０度で設置距離 Ｈ＝（Ｌ／２）／ｔａｎ（α／２）＝１０００ｍｍ とした。
１ポイントの視野は走査型温度計３と丸形状材１の被測温面との距離，走査型温度計３の光学系にもよるが，Ｈ＝１０００ｍｍ程度で１５ｍｍから２０ｍｍ径位の小ささになる。温度データーはそのスポット面積の平均温度が観測される。
丸形状材１の移動速度ＶＬ（ｍ／秒）
丸形状材１の回転速度ＶＣ（度／秒） ＶＣ＝３６０＊ＶＬ／Ｓ
長さ方向走査時の走査線間隔ＳＬ（度） ＳＬ＝ＶＣ／Ｎ２
走査線間隔ＳＬ（ｍ） ＳＬ＝π＊Ｄ＊ＶＣ／Ｎ２／３６０＝π＊Ｄ＊ＶＬ／Ｓ／Ｎ２＝ＶＬ＊ｔａｎ（θ）／Ｎ２
実施例ではＶＬ＝０．１〜１．０ｍ／秒であるので，
長さ方向走査時の走査線間隔ＳＬ（ｍｍ） ＳＬ＝１０００＊ＶＬ＊ｔａｎ（θ）／Ｎ２＝０．６９ｍｍ〜６．９ｍｍ
長さ方向の測温スポット間隔 Ｌ／Ｎ１＝２０００／２５６＝７．８ｍｍ
以上から，測温スポットとして１５〜２０ｍｍ直径の細かさで，周方向は０．６９ｍｍ〜６．９ｍｍ，長さ方向は７．８ｍｍ間隔のデーターが連続的に得られ，丸形状材１表面の温度分布を把握するに充分精緻である。
なお，丸形状材１を最小の外径５０ｍｍ，走査線間隔を最大の６．９ｍｍとしても，π＊５０／６．９＝２２．７・・である。したがって，測温手段が走査型温度計３である場合は本実施例において最低でも１回転する時間に２３回以上の走査（測温）がされていることになる。これは前述（１）の発明の「１回転する時間に少なくとも４回以上」の条件を満たす。

図５は本発明に関する走査温度計走査点対時間の出力例を説明する図である。縦軸に時間，横軸に走査幅Ｌ各点のデーターを画像表示した例である。被走査材である丸形状材１が回転搬送されているので，走査幅方向が丸形状材１の長さ方向，時間軸方向がスパイラル線方向，走査幅Ｌと回転ピッチｔｐ＝Ｓ／ＶＬ進行した対角線方向が横断面方向のデーター示す。
全長のデーターは丸形状材１が通過するまで時間軸方向に続いて表示される。
このようにして，丸形状材１の全外周の温度を測定可能で，温度分布表示することにより簡単に温度異常個所の発見ができる。

実用的には，走査幅方向は，搬送ラインセンターに並行ではなく，下記許容範囲内の傾きは許容できる。即ち，丸形状材１のリードＳの範囲で丸形状材１の測温有効幅Ｄｅを走査線が外れなければよいので，走査線の搬送ラインセンターからの傾斜角をδ，放射角度βとすると，丸形状材１の精度上の計測許容幅 Ｄｅ≒Ｄ＊Ｓｉｎβ
したがって，丸形状材１の各外径に対して求められる δ＝ａｒｃｔａｎ（Ｄｅ／Ｓ）の内最小角をδｍｉｎとすれば，搬送ラインに並行から±δｍｉｎ傾斜しても使用できる。
ここで測温有効幅Ｄｅは図８で説明したように，放射率の放射角依存性により，丸形状材１の表面温度を正しく表示できる幅である。
なお，走査幅Ｌは丸形状材１の各外径に対して求められる Ｓ＝π＊Ｄ／ｔａｎ（θ） の最大長さ以上とする。

走査型温度計３の視野内に丸形状材１の走路が収まることは，全周・全長の温度データーを有効に採取するために重要である。そのために，上記のようなＶ溝付ローラー，センタリングガイド，サイズ毎に幅調整するセンタリングガイド等でセンタリングする方法もこの特許の範囲である。

他の実施例を次に説明する。
スキュー角θが大きく取れない，または丸形状材１の外径が大きくリードＳが例えば３ｍを越えるほど大きい場合，走査型温度計の設置距離Ｈが１．５ｍを越え，現状の走査型温度計では計測温度スポットサイズが２０ｍｍ程度以上になり，丸形状材１の全外周の温度分布を正確に測定できない。このような場合の実施例として，最大リードＳを２乃至３台の走査型温度計で分担しカバーした。このことにより全外周の温度を計測出来た。
ただし，長手方向に複数台並べるにしても一般に３台で十分である。3台までに制限したのこれは，３台までで丸形状材１としては大きい通常生産される圧力配管用炭素鋼鋼管最大径６５０Ａ（外径６６０．４ｍｍ）でもスキュー角１３度でリード８９８７ｍｍとなり，３台で分担すれば１台当り約３ｍの走査幅で可能となるからである。

他の実施例を次に説明する。
回転搬送されてくる丸形状材１のセンタリングが不安定で走行横変位する（蛇行する）ラインに設置するため，その蛇行する範囲を数台の走査型温度計でカバーするため，２台の走査型温度計３−１，３−２を搬送ラインに並行に並列して設置し（即ち，丸形状材１の表面から設置距離Ｈだけ離れた位置において，搬送ラインと直交する方向（幅方向）に並べて走査型温度計３−１，３−２を設置し），丸形状材１の全外周の測温を可能にした。その１実施例を図６および図７に示す。
図６は本発明に関わるガイド幅内の丸形状材１の蛇行と関係寸法を説明する図である。丸形状材１はガイド４内で図のＢｅ幅蛇行する可能性がある。本発明による走査型温度計配置に許容される傾斜角δ＝ａｒｃｔａｎ（Ｄｅ／Ｓ）であるので，適正な設置距離Ｈによる走査幅Ｌでは横変位を１台の走査型温度計ではカバーできない。そこで。走査型温度計３−１と３−２の２台の温度計で一部範囲をラップして，蛇行幅Ｂｅをカバーする配置に設置した。図７が本発明に関わる走査型温度計３−１，３−２を２台並行並列に配置し，丸形状材１の蛇行幅をカバーする配置を説明する図である。このことにより丸形状材１の全外周の温度を測温可能となる。図６及び７では２台の温度計を用いているが，３台で中央の１台をメインとする形で同様に測温しても良い。
本発明では温度計（測温手段）を３台以下ととしたするのが望ましい。４台あれば丸形状材１を回転させずに全外周の温度を測定することができる。しかし，丸形状材１の走行軸の周りに設置距離Ｈを確保して４台の温度計を設置するのは，廻りの設備との取り合い等で実用上かなりの制限を受けて設置できないことが多い。設置できたとしても，３台以下より高価となり実用的ではなくなってくる。一方，本発明は３台以下で特に１台でも全外周の温度が精度良く測温できるので経済的に実用的てきである。

更なる実施例として，温度計としてサーモグラフィーを用いた例を説明する。走査型温度計の代わりに，サーモグラフィーカメラを回転搬送される丸形状材１の移動方向に直角の方向から，回転搬送の１リード以上を視野に入れるように（即ち，少なくとも丸形状材１が一回転する長さ範囲で焦点が合うように）設置する。このことにより，回転搬送される丸形状材１の全外周の温度測定が可能である。
実施例では現在のサーモグラフィーの技術では２倍視野拡大レンズを使用すれば，測定視野角は水平５２度，垂直３９．２度，検出素子水平３２０個，垂直２４０個程度である。
先に説明した外径１５０ｍｍ スキュー角１４度でのリードＳ＝１８９０ｍｍをカバーする距離として，Ｌ＝２０００ｍｍとすると，水平視野角５２度ゆえ設置距離Ｈ＝２０００／２／ｔａｎ（５２／２）＝２０５０ｍｍ，水平方向素子数３２０ゆえ，１素子当り２０００／３２０＝６．２５ｍｍとなり，測温スポットとして走査型温度計の６．９×７．８ｍｍ相当である。然しながら現状のサーモグラフィーでは温度精度が±２％程度であり，走査型温度計の±０．５％には及ばない。
しかし，要求温度精度がサーモグラフィー並の場合，２乃至３台のサーモグラフィーを長手方向にリードを２乃至３等分するように設置し，同期させて測温すれば測温スポットを小さくできより精緻な表面温度分布が得られる。また，サーモグラフィーは面で温度測定をするので，多少蛇行しても温度測定をすることができる。
なお，サーモグラフィーの場合で放射角βを４５°以下とすると，１回転する時間に少なくとも４回以上測定すればよい。

本発明は，例えば加熱または冷却処理した丸形状材の表面温度測定に利用できる。

本発明に関わる装置の配列と使い方を示す斜視図である スキューローラー方式を説明する図である 本発明に関わる被測温材と走査範囲を説明する図である 本発明に関わる長さ方向走査の軌跡を説明する図である 本発明に関わる走査温度計走査点対時間の出力例を説明する図である 本発明に関わるガイド幅内の材料の蛇行と関係寸法を説明する図である 本発明に関わる走査温度計を２台並行並列に配置し，材料の蛇行幅をカバーする配置を説明する図である 従来型の横周方向走査方式を説明する図である

符号の説明

１：丸形状材
２：スキューローラー
３：走査型温度計
４：ガイド
α：走査角度（度）
β：放射角度；丸形状材表面法線と走査線との角度（度）
γ：計測範囲（度）
Ｈ：設置距離：温度計から丸形状材表面までの直交距離（ｍ）
Ｈ１：温度計から丸形状材遠方表面までの距離（ｍ）
Ｈ２：温度計から丸形状材近方表面までの距離（ｍ）
Ｄ：丸形状材の外径（ｍ）
θ：スキューローラーのスキュー角度（度）
Ｓ：リード；スキューローラーによる搬送に伴う１回転に丸形状材が進む距離（ｍ）
Ｓ＝π＊Ｄ／ｔａｎ（θ）
Ｎ１：１ラインの測温ポイントデータ数
Ｎ２：走査速度；１秒間の走査線数
ＶＬ：被測温材の移動速度（ｍ／秒）
ｔｐ：回転ピッチ（秒） ｔｐ＝Ｓ／ＶＬ
ＶＣ：被測温材の回転速度（度／秒） ＶＣ＝３６０＊ＶＬ／Ｓ
ＳＣ：横周方向走査時の走査線間隔（ｍ） ＳＣ＝ＶＬ／Ｎ２
ＳＬ：長さ方向走査時の走査線間隔（度） ＳＬ＝ＶＣ／Ｎ２
走査線間隔（ｍ） ＳＬ＝π＊Ｄ＊ＶＣ／Ｎ２／３６０＝π＊Ｄ＊ＶＬ／Ｓ／Ｎ２＝ＶＬ＊ｔａｎ（θ）／Ｎ２
δ：走査線走査方向の搬送ラインセンターからの傾斜角
Ｌ：走査幅（ｍ）
Ｄｅ：測温有効幅（ｍ）
Ｈが充分遠いとき Ｄｅ＝Ｄ＊Ｓｉｎ（β）
π：円周率
有効測温周長＝γ＊π／１８０＊Ｄ／２
Ｂｅ：蛇行幅（ｍ）

Claims (5)

1. 丸形状材の外周表面温度の測定方法において，丸形状材を回転搬送し，当該丸形状材が１回転する時間に搬送される長さ（以下，リードとも言う）以上の範囲を測温し，当該測温を当該丸形状材が１回転する時間に少なくとも４回以上複数回繰り返すことを特徴とする丸形状材の外周表面温度測定方法。
2. 測温手段が走査型温度計であり，回転搬送手段がスキューローラーであり，且つ走査型温度計の走査方向を丸形状材の長さ方向から下記（ａ）式の傾斜角±δ以内で傾斜して走査する請求項１記載の丸形状材の外周表面温度測定方法。
   δ＝ａｒｃｔａｎ（Ｄｅ／Ｓ） ・・・ （ａ）
   Ｄｅ＝Ｄ＊Ｓｉｎ（β）
   Ｓ＝π＊Ｄ／ｔａｎ（θ）
   Ｄｅ：丸形状材の測温のために走査する領域の精度を確保できる円周方向幅
   Ｓ：リード；丸形状材が１回転する間に搬送される長さ
   Ｄ：丸形状材外径
   β：放射角；走査線の丸形状材表面法線となす角度
   θ：スキューローラーのスキュー角度
   π：円周率
3. 走査型温度計を長さ方向に２乃至３台並べて同期させて温度測定することを特徴とする請求項２記載の丸形状材の外周温度測定方法。
   走査型温度計を幅方向に２乃至３複数台並べることによって想定される蛇行範囲を各前記走査型温度計で分担し，これらを同期させて温度測定することを特徴とする請求項２記載の丸形状材の外周表面温度測定方法。
4. 測温手段が二次元サーモグラフィー（赤外線映像装置）であり，丸形状材の長さ方向にほぼ直交する方向から該丸形状材が１回転する長さ範囲以上を視野に入れるように設置して測温する請求項１記載の丸形状材の外周表面温度測定方法。
5. 測温手段二次元サーモグラフィーを丸形状材の長手方向に２乃至３複数台並べることによって前記リードを前記複数の測温手段で分担し，これらを同期させて温度測定することを特徴とする請求項２または４に５記載の丸形状材の外周表面温度測定方法。

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