JP2009122050A - Method and device for measuring object to be measured - Google Patents

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JP2009122050A
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Daiki Mori
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Takaya Sukegawa
貴也 祐川
Kikuo Kishimoto
喜久雄 岸本
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for measuring an object to be measured capable of accurately measuring the distribution of the temperature and/or the pressure of the object to be measured, and to provide a device thereof. <P>SOLUTION: This method for measuring an object to be measured comprises a stage for sensing, by means of an infrared light sensing means 30, infrared light which is radiated from an object 10 to be measured and is reflected by a mirror 20, disposed on a portion around the object 10. The method, further, comprises a stage for calculating the distribution of the temperature and/or pressure of the object 10, based on the infrared light detected. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、測定対象物測定方法および装置に関するものであって、特に、測定対象物としてのガスの温度または/および圧力の分布を測定する測定対象物測定方法および装置に関する。   The present invention relates to a measuring object measuring method and apparatus, and more particularly to a measuring object measuring method and apparatus for measuring a temperature or / and pressure distribution of a gas as a measuring object.

測定対象物、たとえば、ある容器内に密封されているガスの温度、圧力分布を容器と非接触で外部から測定する手法の開発は重要である。一例を挙げると、自動車に用いるエアバックは、エアバックの展開、収縮はおよそ200msという短時間で行われ、その展開に大きな衝撃を伴うために内部の温度・圧力分布を直接測定することが困難である。したがって、エアバックのように、容器の温度・圧力分を直接測定できないものにあっては、非接触で外部から測定することが望まれる。   It is important to develop a method for measuring the temperature and pressure distribution of a measurement object, for example, a gas sealed in a container, from the outside without contacting the container. For example, an airbag used in an automobile is expanded and contracted in a short time of about 200 ms, and it is difficult to directly measure the temperature and pressure distribution inside because the deployment involves a large impact. It is. Therefore, in the case of a device such as an air bag that cannot directly measure the temperature and pressure of the container, it is desired to measure it from the outside without contact.

一般に、エアバックなどの容器内の燃焼ガスの温度の三次元分布などの分布を測定する方法としては、燃焼ガス(たとえば、二酸化炭素ガス)から放射され、エアバックなどの容器を透過する赤外線の強度を測定し、エアバック内の気体の温度分布を測定する方法が知られている(たとえば、特許文献1参照)。
特開2006−292433号公報
In general, as a method of measuring a distribution such as a three-dimensional distribution of the temperature of combustion gas in a container such as an air bag, an infrared ray radiated from the combustion gas (for example, carbon dioxide gas) and transmitted through the container such as an air bag is used. A method for measuring the intensity and measuring the temperature distribution of the gas in the airbag is known (see, for example, Patent Document 1).
JP 2006-292433 A

しかしながら、従来のガスの温度の三次元分布を測定する方法にあっては、複数の赤外線カメラを必要とするため、高コストとなり経済的ではないという問題点があった。また、複数の赤外線カメラを設置する場所などを確保する必要があり、測定場所が制限されるという問題点もあった。   However, the conventional method for measuring the three-dimensional distribution of the temperature of the gas has a problem that it requires a plurality of infrared cameras and is expensive and not economical. In addition, it is necessary to secure a place for installing a plurality of infrared cameras, and there is a problem that a measurement place is limited.

本発明は、上記問題点を解決し、燃焼ガスの温度および圧力の三次元分布を正確に測定することができる測定対象物測定方法および装置を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide a measuring object measuring method and apparatus capable of accurately measuring the three-dimensional distribution of temperature and pressure of combustion gas.

本発明の上記目的は、下記の手段によって達成される。   The above object of the present invention is achieved by the following means.

本発明の測定対象物測定方法は、測定対象物から放射され、当該測定対象物の周囲に配置された鏡によって反射される赤外線を赤外線感知手段で感知し、感知された赤外線に基づいて測定対象物の温度または/および圧力の分布を算出することを特徴とする。   In the measuring object measuring method of the present invention, an infrared ray radiated from a measuring object and reflected by a mirror disposed around the measuring object is sensed by an infrared sensing means, and the measuring object is based on the sensed infrared ray. It is characterized by calculating the temperature or / and pressure distribution of the object.

本発明の測定対象物測定装置は、測定対象物の周囲に配置された鏡と、前記測定対象物から放射され、鏡によって反射される赤外線を感知する赤外線感知手段と、感知された赤外線に基づいて測定対象物の温度または/圧力の分布を算出する算出手段と、を有することを特徴とする。   The measuring object measuring apparatus of the present invention is based on a mirror disposed around the measuring object, an infrared detecting means for detecting infrared light emitted from the measuring object and reflected by the mirror, and the detected infrared light. And calculating means for calculating the temperature or / or pressure distribution of the measurement object.

本発明によれば、燃焼ガスの圧力と温度の三次元分布などの分布を正確に測定することができる。   According to the present invention, a distribution such as a three-dimensional distribution of pressure and temperature of combustion gas can be accurately measured.

以下、本発明に係る測定対象物測定方法および装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。本発明のそれぞれの実施形態では、測定対象物としてエアバックを例にとって、エアバック内の燃焼ガスである二酸化炭素ガスの圧力と温度の三次元分布を測定するものとする。   Hereinafter, a measuring object measuring method and apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In each embodiment of the present invention, an air bag is taken as an example of an object to be measured, and the three-dimensional distribution of pressure and temperature of carbon dioxide gas that is combustion gas in the air bag is measured.

<第1実施形態>
本実施形態の測定対象物測定装置は、測定対象物の周囲に配置した鏡、および一台の赤外線カメラを利用して、赤外線ふく射二色CT法を用いて、測定対象物内の温度および圧力分布を測定するものである。
<First Embodiment>
The measurement object measuring apparatus of the present embodiment uses a mirror disposed around the measurement object and a single infrared camera, and uses the infrared radiation two-color CT method to measure the temperature and pressure in the measurement object. The distribution is measured.

図1は、本実施形態に係る測定対象物測定装置の概略構成を示す図である。図2は、図1のA−A線に沿って切断した断面図である。   FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a measurement object measuring apparatus according to the present embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.

本実施形態に係る測定対象物測定装置は、測定対象物である燃焼ガスを含むエアバック10と、エアバック10の周囲に配置された鏡20と、燃焼ガスから放射される赤外線を撮像する1台の赤外線カメラ30と、2波長域の赤外線をそれぞれ通過させるためのフィルタが設けられた回転チョッパ40と、赤外線強度および燃焼ガスの圧力・温度を算出するためのコンピュータ50と、を有する。   The measurement object measuring apparatus according to the present embodiment images an airbag 10 containing a combustion gas as a measurement object, a mirror 20 disposed around the airbag 10, and infrared rays emitted from the combustion gas 1 And a rotary chopper 40 provided with a filter for passing infrared rays in two wavelength regions, and a computer 50 for calculating infrared intensity and pressure / temperature of combustion gas.

エアバック10は、均一な通気性を有する布地で形成されており、その内部には、二酸化炭素ガス(以下、単に「ガス」)が充填される。エアバック10の布地は、赤外線を透過することが実験により知られている。エアバック10は、図示はしていないが、ガス噴射装置であるインフレータが取り付けられており、インフレータの作動によって円筒状のカバー内にガスが充満し、エアバック10が瞬時に展開する。   The airbag 10 is formed of a fabric having uniform air permeability, and the inside thereof is filled with carbon dioxide gas (hereinafter simply “gas”). It is known from experiments that the fabric of the airbag 10 transmits infrared rays. Although not shown, the airbag 10 is provided with an inflator, which is a gas injection device. The gas is filled in the cylindrical cover by the operation of the inflator, and the airbag 10 is instantly developed.

鏡20は、図1および図2に示すように、エアバック10から透過されてくる赤外線を反射するものであって、エアバック10の周囲に配置される。本実施形態では、11枚の平面鏡20をエアバック10の周囲に等間隔で配置する。なお、鏡20は、11枚の平面鏡に限定されず、エアバック10の大きさ、後述する赤外線カメラの位置および最大視野角などの幾何学性質によって適宜平面鏡の枚数、あるいはその鏡20自体の形状を変更することができる。なお、鏡20は、複数枚の平面鏡以外の形状として、たとえば、図3〜5に示すように、円錐面鏡、放物面鏡、または球面鏡とすることもできる。   As shown in FIGS. 1 and 2, the mirror 20 reflects infrared rays transmitted from the airbag 10 and is disposed around the airbag 10. In the present embodiment, eleven plane mirrors 20 are arranged around the airbag 10 at equal intervals. The mirror 20 is not limited to eleven plane mirrors. The number of plane mirrors or the shape of the mirror 20 itself is appropriately determined depending on the size of the airbag 10, the position of an infrared camera to be described later, and the geometric properties such as the maximum viewing angle. Can be changed. In addition, the mirror 20 can also be made into a conical mirror, a parabolic mirror, or a spherical mirror as shapes other than a several plane mirror, for example, as shown in FIGS.

赤外線カメラ30は、赤外線を感知し、撮像するものであって、赤外線感知手段として機能する。赤外線カメラ30は、エアバック10の布地を通して放射されてくる特定の赤外線吸収スペクトル帯における赤外線を画像として入力する。赤外線カメラ30によって入力された画像データは、コンピュータ50に送られる。ここで、特定の赤外線吸収スペクトル帯とは、エアバック10内に封入されるガスが二酸化炭素であるので、二酸化炭素の相対エネルギーが高く、温度分布の測定をするのに都合がよい赤外線吸収スペクトルであって、たとえば、4.3μm吸収スペクトル帯である。また、赤外線カメラ30の光軸は、エアバック30の中心を通る位置に置くことが望ましい。赤外線カメラ30の構成自体は、一般的な赤外線カメラと同様であるので、詳しい説明を省略する。なお、本実施形態では、赤外線を感知する赤外線感知手段として、赤外線カメラを例に用いたが、これに限られず、赤外線を感知することができる赤外線センサであれば代用できる。   The infrared camera 30 senses infrared rays and images them, and functions as an infrared sensing means. The infrared camera 30 inputs infrared rays in a specific infrared absorption spectrum band emitted through the fabric of the airbag 10 as an image. Image data input by the infrared camera 30 is sent to the computer 50. Here, the specific infrared absorption spectrum band means that the gas enclosed in the airbag 10 is carbon dioxide, so that the relative energy of carbon dioxide is high, and it is convenient for measuring the temperature distribution. For example, the absorption spectrum band is 4.3 μm. The optical axis of the infrared camera 30 is preferably placed at a position passing through the center of the airbag 30. Since the configuration of the infrared camera 30 is the same as that of a general infrared camera, detailed description thereof is omitted. In the present embodiment, an infrared camera is used as an example of infrared detecting means for detecting infrared rays. However, the present invention is not limited to this, and an infrared sensor capable of detecting infrared rays can be used instead.

回転チョッパ40は、図1に示すように、赤外線カメラ30に装着にするものであって、赤外線の第1波長域を通す第1フィルタ41と、赤外線の第2波長域を通す第2フィルタ42とが交互に回転方向に順次取り付けられた円盤状の構造を含む。また、回転チョッパ40は、赤外線を感知するタイミング、すなわち、赤外線カメラ30のシャッタースピードに同期して回転し、第1フィルタ41および第2フィルタ42を切り換えながら赤外線を撮像する。なお、図1では、第1フィルタの領域および第2フィルタの領域が二つずつある例を示したが、本発明はこれに限られず、その領域の各フィルタの数、形状は適宜変更することができる。   As shown in FIG. 1, the rotary chopper 40 is attached to the infrared camera 30, and includes a first filter 41 that passes an infrared first wavelength band and a second filter 42 that passes an infrared second wavelength band. And a disk-shaped structure in which the and are alternately attached in the rotation direction. The rotating chopper 40 rotates in synchronization with the timing at which infrared rays are sensed, that is, the shutter speed of the infrared camera 30, and picks up infrared rays while switching between the first filter 41 and the second filter 42. Although FIG. 1 shows an example in which there are two regions of the first filter and two regions of the second filter, the present invention is not limited to this, and the number and shape of each filter in the region may be changed as appropriate. Can do.

コンピュータ50は、赤外線カメラ30によって撮像された撮像結果に基づいて赤外線強度の三次元分布を算出するとともに、算出された赤外線強度の三次元分布からガスの圧力と温度の三次元分布を算出するものであって、情報処理装置である。また、コンピュータ50は、赤外線カメラ30および回転チョッパ40の制御を同時に行うこともできる。   The computer 50 calculates a three-dimensional distribution of infrared intensity based on the imaging result captured by the infrared camera 30 and calculates a three-dimensional distribution of gas pressure and temperature from the calculated three-dimensional distribution of infrared intensity. And it is an information processing device. The computer 50 can also control the infrared camera 30 and the rotating chopper 40 at the same time.

コンピュータ50は、マイクロプロセッサからなる中央演算処理装置(CPU)、CPUにバス結合されたROMメモリ、RAMメモリ、不揮発性メモリ、および通信インターフェイスなどの構成要素を備えている。ROMメモリには、たとえば赤外線ふく射2色CT法を実行するプログラムが格納される。RAMメモリは、CPUが実行する処理のためのデータの一時記憶などに使用される。不揮発性メモリには、たとえば二酸化炭素が放射する赤外線の温度とふく射強度との関係を表すデータなどガスの圧力と温度の三次元分を算出するのに必要な各種設定値が格納される。また、通信インターフェイスは、赤外線カメラ30とコンピュータ50とを通信可能に接続する。   The computer 50 includes components such as a central processing unit (CPU) composed of a microprocessor, a ROM memory, a RAM memory, a nonvolatile memory, and a communication interface coupled to the CPU. In the ROM memory, for example, a program for executing an infrared radiation two-color CT method is stored. The RAM memory is used for temporary storage of data for processing executed by the CPU. The nonvolatile memory stores various set values necessary for calculating the three-dimensional portion of the gas pressure and temperature, such as data representing the relationship between the temperature of infrared rays emitted by carbon dioxide and the radiation intensity. The communication interface connects the infrared camera 30 and the computer 50 so that they can communicate with each other.

また、コンピュータ50は、以下のような赤外線強度の三次元分布を算出する赤外線強度算出手段として機能する。   Further, the computer 50 functions as an infrared intensity calculating means for calculating the following three-dimensional distribution of infrared intensity.

赤外線強度算出手段は、赤外線カメラ30によって撮像された撮像結果に基づいて赤外線強度の三次元分布を算出するものである。すなわち、赤外線強度算出手段は、複数枚の鏡20に映った二次元画像から三次元画像を算出するにあたって、鏡20の配置と形状に応じた座標変換式を用いることにより、CT(computerized tomography)演算に必要な円筒座標系で表現した赤外線強度の三次元分布を取得することができる。また、本実施形態の赤外線強度算出手段は、回転チョッパ40の第1フィルタおよび第2フィルタを介して撮像された赤外線の第1波長域および第2波長域のそれぞれの赤外線の三次元分布を算出する。なお、三次元分布を取得する算出方法は、従来から知られているベクトル解析などの一般的な幾何学的手法によって算出することができるので、詳細な説明は省略する。また、赤外線強度を算出する際に、赤外線がエアバック10の布地を透過する透過率を考慮するものとし、この透過率にあっては、従来と同様であるので、詳細な説明は省略する。   The infrared intensity calculating means calculates a three-dimensional distribution of infrared intensity based on the imaging result captured by the infrared camera 30. That is, when calculating the three-dimensional image from the two-dimensional images reflected on the plurality of mirrors 20, the infrared intensity calculating means uses a coordinate transformation formula corresponding to the arrangement and shape of the mirror 20 to calculate CT (computerized tomography). It is possible to obtain a three-dimensional distribution of infrared intensity expressed in a cylindrical coordinate system necessary for calculation. Further, the infrared intensity calculating means of the present embodiment calculates the three-dimensional distribution of each infrared ray in the first wavelength region and the second wavelength region of the infrared imaged through the first filter and the second filter of the rotary chopper 40. To do. The calculation method for acquiring the three-dimensional distribution can be calculated by a conventionally known geometric method such as vector analysis, and thus a detailed description thereof is omitted. Further, when calculating the infrared intensity, it is assumed that the transmittance of infrared rays through the fabric of the airbag 10 is taken into account, and this transmittance is the same as the conventional one, and thus detailed description thereof is omitted.

さらに、コンピュータ50は、以下のようなガスの圧力と温度の三次元分布を算出する圧力・温度算出手段として機能する。   Further, the computer 50 functions as a pressure / temperature calculating means for calculating a three-dimensional distribution of gas pressure and temperature as follows.

圧力・温度算出手段は、算出された赤外線強度の三次元分布からガスの圧力と温度の三次元分布を算出するものである。具体的には、圧力・温度算出手段は、赤外線ふく射2色CT法を用いて、エアバック10内のガスの圧力と温度を算出する。なお、ガスの圧力と温度の詳細な算出方法は後述する。   The pressure / temperature calculating means calculates a three-dimensional distribution of gas pressure and temperature from the calculated three-dimensional distribution of infrared intensity. Specifically, the pressure / temperature calculating means calculates the pressure and temperature of the gas in the airbag 10 using the infrared radiation two-color CT method. A detailed calculation method of the gas pressure and temperature will be described later.

ここで、赤外線ふく射2色CT法について簡単に説明する。   Here, the infrared radiation two-color CT method will be briefly described.

一般に気体がふく射する赤外線強度は気体の温度と濃度の関数になっているため1波長域において測定された赤外線強度だけでは温度と濃度を切り分けることができないが、二つの波長域において測定された赤外線強度を用いて濃度の影響に寄らない気体の温度を同定することができる。   In general, the intensity of the infrared radiation emitted by a gas is a function of the temperature and concentration of the gas. Therefore, it is not possible to separate the temperature and the concentration from only the infrared intensity measured in one wavelength range. The intensity can be used to identify the temperature of the gas that is not affected by concentration.

図6に一般的なCT法による測定装置の概念図を示す。計算領域1と測定対象であるガス2は静止座標系(x−y)に固定されており、光学系は回転座標系(X−Y)に固定されている。図6は、x−y座標系に対し、温度計の光軸(Y軸に平行)がθだけ回転した状態を表し、この軸をX軸に沿ってスキャンした後、次の投影角へ光軸を回転する。ガス2から発せられたふく射エネルギーは、途中のガスの吸収(自己吸収)を受けつつ、分光器5に達し、第1波長域と第2波長域で波長分離された後、各波長用の検出器6に入る。赤外線の測定は、種々の角度θ(その数をプロジェクション数とする)、位置X(その数をサンプリング数とする)において行い、角度θ、位置Xにて波長ωの光軸に沿って検出器に入射するふく射エネルギーの積分量、いわゆるプロジェクションデータPxθ1,Pxθ2を求めることができる。 FIG. 6 shows a conceptual diagram of a measuring apparatus using a general CT method. The calculation region 1 and the gas 2 to be measured are fixed to a stationary coordinate system (xy), and the optical system is fixed to a rotating coordinate system (XY). FIG. 6 shows a state in which the optical axis of the thermometer (parallel to the Y axis) is rotated by θ with respect to the xy coordinate system. After scanning this axis along the X axis, the light is projected to the next projection angle. Rotate the shaft. The radiation energy emitted from the gas 2 reaches the spectroscope 5 while receiving absorption (self-absorption) of the gas in the middle, and after wavelength separation in the first wavelength region and the second wavelength region, detection for each wavelength. Enter into vessel 6. Infrared measurement is performed at various angles θ (the number is the number of projections) and position X (the number is the number of samplings), and the detector is detected along the optical axis of the wavelength ω at the angle θ and the position X. The integral amount of radiation energy incident on the light beam , so-called projection data P xθ1 and P xθ2 can be obtained.

図7は、二酸化炭素の4.3μmバンドの赤外線吸収係数aω(T)[atm−1cm−1]と黒体のふく射強度IGω[Wcm−1]との積を、温度をパラメータにとって示した図である。この値は、微小ガス塊が単位圧力、単位体積あたりに出射するエネルギーであり、赤外線ふく射2色CT法において重要な因子である。図中に矢印で示したΔω1を第1波長域、Δω2を第2波長域の波長幅とし、その中心波数をωcとする。それぞれの波長域での赤外線吸収係数aω、黒体のふく射強度をIωとすると、赤外線ふく射2色CT法はこれら二つの波長域から求めたふく射強度a,aの比Rは以下の数式(1)で表すことができる。 FIG. 7 shows the product of the infrared absorption coefficient a ω (T) [atm −1 cm −1 ] of the 4.3 μm band of carbon dioxide and the radiation intensity I [Wcm −1 ] of the black body, with the temperature as a parameter. FIG. This value is the energy emitted by the minute gas mass per unit pressure and unit volume, and is an important factor in the infrared radiation two-color CT method. In the figure, Δω1 indicated by an arrow is the first wavelength region, Δω2 is the wavelength width of the second wavelength region, and the center wave number is ωc. Assuming that the infrared absorption coefficient a ω in each wavelength region and the radiation intensity of the black body is I ω , the infrared radiation two-color CT method uses the radiation intensities a 1 I 1 and a 2 I 2 obtained from these two wavelength regions. The ratio R can be expressed by the following formula (1).

Figure 2009122050
Figure 2009122050

したがって、赤外線ふく射2色CT法は、Rと温度Tとの関係を予め調べておき、実測値と比較して温度を決める方法である。図8は、ωc=2200cm−1、Δω1=50cm−1、およびΔω2=50cm−1の場合のRを温度T(K)の関数として示したものである。図8により、ガス中の局所におけるRが測定されれば一義的に温度Tが求められる。 Therefore, the infrared radiation two-color CT method is a method in which the relationship between R and temperature T is examined in advance and the temperature is determined by comparison with actual measurement values. FIG. 8 shows R as a function of temperature T (K) when ωc = 2200 cm −1 , Δω1 = 50 cm −1 , and Δω2 = 50 cm −1 . If the local R in the gas is measured according to FIG. 8, the temperature T is uniquely determined.

以上のように構成される本実施形態の測定対象物測定装置は、以下のように処理を行う。   The measuring object measuring apparatus of the present embodiment configured as described above performs processing as follows.

図9は、本実施形態の測定対象物測定装置の処理内容の一例を示すフローチャートである。なお、以下に示す処理では、二酸化炭素が赤外線を吸収する自己吸収については考慮しないものとする。   FIG. 9 is a flowchart showing an example of processing contents of the measuring object measuring apparatus of the present embodiment. In the processing shown below, self-absorption where carbon dioxide absorbs infrared rays is not considered.

図9に示すとおり、本実施形態における測定対象物測定方法は、まず、赤外線カメラ30により第1波長域および第2波長域の赤外線を撮像する(ステップS100)。赤外線ふく射2色CT法に用いる二つの波長域の赤外線強度を求めるために、赤外線カメラ30に装着された回転チョッパ40を、赤外線カメラ30のシャッタースピードに同期して回転させ、第1フィルタ41および第2フィルタ42を切り換えながら赤外線を撮像する。なお、赤外線カメラ30および回転チョッパ40の制御は、たとえば、コンピュータ50がその役割を担うことができる。   As shown in FIG. 9, in the measurement object measuring method in the present embodiment, first, infrared rays in the first wavelength region and the second wavelength region are imaged by the infrared camera 30 (step S100). In order to obtain the infrared intensities in the two wavelength regions used in the infrared radiation two-color CT method, the rotary chopper 40 attached to the infrared camera 30 is rotated in synchronization with the shutter speed of the infrared camera 30, and the first filter 41 and An infrared image is captured while switching the second filter 42. Note that the computer 50 can play a role in controlling the infrared camera 30 and the rotating chopper 40, for example.

次いで、赤外線カメラ30によって撮像された撮像結果から、上記の赤外線ふく射2色CT法を用いて、第1波長域および第2波長域でのプロジェクションデータPxθ1,Pxθ2を求める(ステップS110)。 Next, projection data P xθ1 and P xθ2 in the first wavelength region and the second wavelength region are obtained from the imaging result captured by the infrared camera 30 using the infrared radiation two-color CT method (step S110).

次いで、プロジェクションデータPxθ1,Pxθ2から単位体積当たりのふく射エネルギーSxθ1,Sxθ2を以下の数式(2)を用いて算出する(ステップS120)。 Next, radiation energy S xθ1 and S xθ2 per unit volume is calculated from the projection data P xθ1 and P xθ2 using the following formula (2) (step S120).

Figure 2009122050
Figure 2009122050

次いで、算出された単位体積当たりのふく射エネルギーSxθ1,Sxθ2の比Rを以下の数式(3)で算出する(ステップS130)。 Next, the ratio R of the calculated radiation energy S xθ1 and S xθ2 per unit volume is calculated by the following equation (3) (step S130).

Figure 2009122050
Figure 2009122050

次いで、実際に算出されたふく射エネルギーの比Rと、予め用意されているRと温度Tとの関係(図9に示す関係)を比較して温度Tを算出する(ステップS140)。二酸化炭素の温度Tは、一般に下記の数式(4)のように、ふく射エネルギーの比Rの関数で表すことができる。   Next, the temperature T is calculated by comparing the actually calculated ratio R of the radiation energy with the relationship between R and the temperature T prepared in advance (the relationship shown in FIG. 9) (step S140). The temperature T of carbon dioxide can be generally expressed as a function of the ratio R of radiation energy as shown in the following formula (4).

Figure 2009122050
Figure 2009122050

次いで、算出された単位体積当たりのふく射エネルギーSxθ1,Sxθ2および温度Tから、下記の数式(5)を用いて、ガスの圧力Pを算出することができる(ステップS150)。 Next, the gas pressure P can be calculated from the calculated radiation energy per unit volume S xθ1 , S xθ2 and the temperature T using the following equation (5) (step S150).

Figure 2009122050
Figure 2009122050

したがって、種々の角度θ、位置Xにて波長ωの光軸におけるプロジェクションデータPxθ1,Pxθ2から圧力と温度を求めることで、ガスの圧力と温度の三次元分布を算出することができる。 Therefore, the three-dimensional distribution of gas pressure and temperature can be calculated by obtaining the pressure and temperature from the projection data P xθ1 and P xθ2 on the optical axis of the wavelength ω at various angles θ and position X.

以上のように、本実施形態の測定対象物測定方法によれば、以下の効果を奏する。   As described above, according to the measurement object measuring method of the present embodiment, the following effects can be obtained.

(a)測定対象物の周囲に鏡を配置することによって、特定の方向のみに赤外線感知手段を設けることによって、対象物の温度・圧力の分布を算出することができる。   (A) The temperature / pressure distribution of the object can be calculated by disposing a mirror around the object to be measured and providing infrared sensing means only in a specific direction.

(b)また、測定対象物の周囲に鏡を配置することによって、一台の赤外線カメラのみで1回撮影するだけで、赤外線ふく射2色CT法を用いて、対象物である燃焼ガスの温度・圧力の三次元分布などの分布を測定することができる。   (B) In addition, by arranging a mirror around the measurement object, the temperature of the combustion gas as the object can be measured using the infrared radiation two-color CT method only by photographing once with only one infrared camera.・ Distribution such as three-dimensional pressure distribution can be measured.

(c)赤外線感知手段として、赤外線カメラを用いることで、表示装置にその撮像結果を表示させることで、視覚的に赤外線強度の分布を容易に把握することができる。   (C) By using an infrared camera as the infrared sensing means, the imaging result is displayed on the display device, so that the distribution of the infrared intensity can be easily grasped visually.

(d)複数のフィルタを介して、赤外線の複数の波長域を感知することで、複数の波長域をそれぞれ感知するための赤外線カメラを用いる必要がなく、一つの赤外線カメラで測定対象物から放射される赤外線を感知することができる。   (D) By sensing a plurality of infrared wavelength regions through a plurality of filters, it is not necessary to use an infrared camera for sensing each of the plurality of wavelength regions, and radiation from a measurement object with one infrared camera. Can detect infrared rays.

(e)赤外線の第1波長域を通過させる第1フィルタおよび第2波長域を通過させる第2フィルタを介して赤外線を撮像することで、従来のように二つの波長(4.3μm,2.7μm帯)を同時に撮像できる赤外線カメラを用意する必要がなく、簡易に2波長域の赤外線を撮像することができる。   (E) By imaging infrared rays through a first filter that passes the first wavelength region of infrared rays and a second filter that passes the second wavelength region, two wavelengths (4.3 μm, 2.. It is not necessary to prepare an infrared camera capable of simultaneously imaging the 7 μm band), and infrared rays in the two wavelength regions can be easily imaged.

(f)回転チョッパは赤外線カメラのシャッタースピードに同期して回転し、第1フィルタおよび第2フィルタを切り換えながら赤外線を撮像する。1台の赤外線カメラによって赤外線ふく射2色CT法を用いる場合、1回の撮影ごとにフィルタを切り換えることが必要となるが、赤外線カメラのシャッタースピードに同期して回転チョッパを回転させることで、フィルタを切換ながらの高速撮影が可能となる。   (F) The rotating chopper rotates in synchronization with the shutter speed of the infrared camera, and picks up infrared rays while switching between the first filter and the second filter. When the infrared radiation two-color CT method is used with one infrared camera, it is necessary to switch the filter for each photographing, but by rotating the rotating chopper in synchronization with the shutter speed of the infrared camera, the filter High-speed shooting is possible while switching.

(g)鏡として複数枚の平面鏡を用いることで、簡易に、1台の赤外線カメラで三次元CTを実現することができる。また、鏡として円錐面鏡、放物面鏡、または球面鏡のいずれかを用いることで、たとえば、測定対象物が球面状であれば、複数枚の平面鏡を測定対象物の周囲に配置するのに比べ、容易、かつ、安定して1台の赤外線カメラで三次元CTを実現することもできる。   (G) By using a plurality of plane mirrors as a mirror, three-dimensional CT can be easily realized with one infrared camera. In addition, by using any one of a conical mirror, a parabolic mirror, and a spherical mirror as a mirror, for example, if the measurement object is spherical, a plurality of plane mirrors are arranged around the measurement object. In comparison, three-dimensional CT can be realized easily and stably with a single infrared camera.

<第2の実施形態>
次に、本発明の第2実施形態の測定対象物測定方法について詳細に説明する。
<Second Embodiment>
Next, the measuring object measuring method of the second embodiment of the present invention will be described in detail.

第2実施形態の測定対象物測定方法は、第1実施形態とは異なり、エアバック内のCO2ガスで赤外線が自己吸収されることを考慮して計算するものである。   Unlike the first embodiment, the measurement object measuring method of the second embodiment is calculated in consideration of the fact that infrared rays are self-absorbed by the CO2 gas in the airbag.

以下、第1実施形態とは異なる点、すなわち、単位体積当たりのふく射エネルギーSxθ1,Sxθ2を算出する方法を詳細に説明する。 Hereinafter, a different point from the first embodiment, that is, a method for calculating the radiation energy S xθ1 and S xθ2 per unit volume will be described in detail.

エアバック内のガスで赤外線が自己吸収されることを考慮すると、第1実施形態で用いた数式(2)は、以下の数式(6)に置き換えられる。ここで、fθωはガスに吸収されるエネルギーの割合(<0)を表す。 Considering that the infrared rays are self-absorbed by the gas in the airbag, the formula (2) used in the first embodiment is replaced with the following formula (6). Here, fθω represents the ratio of energy absorbed in the gas (<0).

Figure 2009122050
Figure 2009122050

数式(6)のSxθωとfθωを、圧力Pxy、黒体ふく射強度IωT、吸収係数εの微分項で表記し、非線形最小二乗法で解く。 S xθω and f θω in Expression (6) are expressed by a differential term of pressure P xy , blackbody radiation intensity I ωT and absorption coefficient ε, and are solved by a nonlinear least square method.

xθは赤外線のプロジェクションデータから求まり、aω(Txy),c(Txy),IGωは、たとえば、計算コードRADCALなどのライブラリを利用して求める。非線形項の計算式として数式(7)を用いて、Levenberg−Marquart法を利用して最小二乗法に帰着させた数式(8)の連立方程式を解くことで、各画素の未知定数である温度と圧力を導出することができる。 P is obtained from infrared projection data, and a ω (T xy ), c (T xy ), and I are obtained using a library such as a calculation code RADCAL, for example. By using Equation (7) as a calculation formula of the nonlinear term and solving the simultaneous equations of Equation (8) that is reduced to the least square method using the Levenberg-Marquart method, the temperature that is an unknown constant of each pixel is obtained. The pressure can be derived.

Figure 2009122050
Figure 2009122050

Figure 2009122050
Figure 2009122050

以上のように、第2の実施形態の測定対象物測定方法によれば、第1の実施形態の(a)〜(g)の効果に加え、以下の(h)の効果を奏する。   As described above, according to the measuring object measuring method of the second embodiment, the following effect (h) is obtained in addition to the effects (a) to (g) of the first embodiment.

(h)赤外線の燃焼ガスによる自己吸収分が補正され、また収束計算のような発散の問題もなく、正確な測定対象物の温度と圧力の測定が可能となる。
<第3の実施形態>
次に、本発明の第3実施形態の測定対象物測定方法について詳細に説明する。
(H) The self-absorption due to the infrared combustion gas is corrected, and there is no problem of divergence such as convergence calculation, and the temperature and pressure of the measurement object can be accurately measured.
<Third Embodiment>
Next, the measuring object measuring method of the third embodiment of the present invention will be described in detail.

本実施形態に係る測定対象物測定方法は、有限な数の鏡に映った投影画像から三次元CTを実現するため、温度と圧力の三次元分布に対して、有限級数、たとえば、Zernike級数展開を行い、求める解の個数を減らして前述の非線形方程式を解くものである。   The measurement object measuring method according to the present embodiment realizes a three-dimensional CT from a projection image reflected on a finite number of mirrors, and therefore a finite series, for example, a Zernike series expansion, for a three-dimensional distribution of temperature and pressure. To reduce the number of solutions to be solved and solve the above nonlinear equation.

以下、第2実施形態とは異なる点、温度と圧力の三次元分布に対して、有限級数の一例としてZernike級数展開を行い、温度と圧力を算出する方法を詳細に説明する。   Hereinafter, a method for calculating temperature and pressure by performing Zernike series expansion as an example of a finite series for a three-dimensional distribution of temperature and pressure, which is different from the second embodiment, will be described in detail.

測定対象であるエアバック10と平面鏡20、赤外線カメラ30を図10に示すように配置した場合、赤外線カメラ30には測定対象の完全な側面投影図が写って見える。すなわち、エアバック10のプランビューでの断層面の赤外線のプロジェクションデータPxθがそのまま得られる。 When the airbag 10, the plane mirror 20, and the infrared camera 30, which are measurement objects, are arranged as shown in FIG. 10, a complete side projection view of the measurement object appears in the infrared camera 30. That is, infrared projection data P on the tomographic plane in the plan view of the airbag 10 is obtained as it is.

数式(8)の連立方程式を最小二乗法に帰着して解くには、2(Nx×Ny)個の赤外線カメラ(鏡の枚数)が必要となる。ここで、NxはX軸方向の1画素あたりの長さ、要素長であって、NyはY軸方向の1画素あたりの長さ、要素長である。   In order to solve the simultaneous equations of Equation (8) by the least square method, 2 (Nx × Ny) infrared cameras (number of mirrors) are required. Here, Nx is the length per pixel and element length in the X-axis direction, and Ny is the length per pixel and element length in the Y-axis direction.

そこで、本実施形態の測定対象物測定方法では、温度と圧力の三次元分布に対して、Zernike級数展開を行い、求める解の個数を減らすことにより、有限な数(せいぜい十数枚)の平面鏡、あるいは赤外線カメラの画像から、圧力と温度の三次元分布を得ることを目的とする。さらに、圧力と温度の分布は一様だと仮定して求めた平均値で初期値を設定し、局所解の発生を抑制する。   Therefore, in the measurement object measuring method of this embodiment, a Zernike series expansion is performed on the three-dimensional distribution of temperature and pressure, and the number of solutions to be obtained is reduced, so that a finite number (at most a dozen or so) plane mirrors. Another object is to obtain a three-dimensional distribution of pressure and temperature from an infrared camera image. Furthermore, an initial value is set with an average value obtained on the assumption that the pressure and temperature distribution is uniform, thereby suppressing the occurrence of a local solution.

以下、Zernike級数展開を行い、せいぜい十数枚の鏡で連続的な三次元分布が得られる理由を説明する。同定すべき物理量の分布φを下記の数式(9)のようにゼルニケ多項式に展開する。   Hereinafter, the reason why the Zernike series expansion is performed and a continuous three-dimensional distribution can be obtained with at most a dozen mirrors will be described. The physical quantity distribution φ to be identified is developed into a Zernike polynomial as shown in the following formula (9).

Figure 2009122050
Figure 2009122050

ここで、r,θは二次元空間の極座標成分を表す。Wはゼルニケの基底関数で、zはゼルニケの係数である。数式(9)において、1次以降の高次の項を無視し、同定すべき物理量の分布のベクトル表現は、下記の数式(10)となる。 Here, r and θ represent polar coordinate components in a two-dimensional space. W j is a Zernike basis function, and z j is a Zernike coefficient. In Expression (9), the first-order and higher-order terms are ignored, and the vector expression of the distribution of the physical quantity to be identified is Expression (10) below.

Figure 2009122050
Figure 2009122050

ここで、[W]は、ゼルニケの基底関数を離散化したベクトルを1個横に並べたマトリクスである。また、zは、1個のゼルニケの係数からなるベクトルである。本実施形態は、同定すべき物理量の分布が滑らかである場合には、1次以降の高次の項を無視し低次のゼルニケの級数の30〜70項ほどで分布を表現する。すなわち、分布を低次のゼルニケ級数展開する場合には、30〜70個の未知数を同定するだけで、分布を得ることができる。本発明では、それぞれの離散化されたポイントにおける物理量を直接同定するのではなく、分布を級数展開し、例えば、数式(10)のように低次の級数で展開し、少ない数の展開係数を同定するようにしている。   Here, [W] is a matrix in which vectors obtained by discretizing Zernike basis functions are arranged horizontally. Z is a vector composed of one Zernike coefficient. In this embodiment, when the distribution of the physical quantity to be identified is smooth, the higher order terms after the first order are ignored, and the distribution is expressed by about 30 to 70 terms of the lower order Zernike series. That is, when the distribution is expanded to a low-order Zernike series, the distribution can be obtained simply by identifying 30 to 70 unknowns. In the present invention, the physical quantity at each discretized point is not directly identified, but the distribution is expanded in series, for example, expanded in a low-order series as shown in Equation (10), and a small number of expansion coefficients are set. I try to identify.

すなわち、本実施形態では、設計変数を級数展開の展開係数(本例では、ゼルニケ係数)とし、数式(11)で表す評価関数を有する非線形最適化問題(以下、第2の非線形最適化問題とも称する)に帰着させ、この第2の非線形最適化問題を解くことで、同定すべき物理量の分布を同定するようにしている。これにより、第2の非線形最適化問題の解を精度良く安定に求めることができ、かつ、計算量を大幅に低減することができる。   That is, in this embodiment, the design variable is a series expansion coefficient (Zernike coefficient in this example), and a nonlinear optimization problem having an evaluation function expressed by Equation (11) (hereinafter also referred to as a second nonlinear optimization problem). The distribution of the physical quantity to be identified is identified by solving the second nonlinear optimization problem. Thereby, the solution of the second nonlinear optimization problem can be obtained accurately and stably, and the amount of calculation can be greatly reduced.

Figure 2009122050
Figure 2009122050

ここで、例えば、本実施形態の方法を用いないで、設計変数をTxy,pxyとし、次の数式(12)で表す評価関数を有する非線形最適化問題を解くことにすると、それぞれのポイントにおける温度Txy、圧力pxyを同定する必要がある。 Here, for example, without using the method of the present embodiment, if the design variables are T xy and p xy and the nonlinear optimization problem having the evaluation function expressed by the following equation (12) is solved, each point It is necessary to identify the temperature T xy and the pressure p xy at.

Figure 2009122050
Figure 2009122050

温度Tおよび圧力pの分布をたとえば、30×30の粗い解像度で同定する場合でも、同定すべき未知数は、目的のポイント数nの2倍、2n=30×30×2=1800となる。このような場合、数式(12)で表す評価関数を有する非線形最小化問題は、悪条件となり、解が安定しなかったり、また計算量が膨大になる問題が生じてしまう。なお、本実施形態では、温度・圧力分布を、有限級数の一例としてゼルニケの級数で展開した場合を説明したが、本実施形態では、それに限定されることなく、他にもフーリエ級数展開、ラグランジュ級数展開、スプライン関数による展開、またはベッセル関数による展開が利用できることはいうまでもない。   For example, even when the distribution of the temperature T and the pressure p is identified with a coarse resolution of 30 × 30, the unknown to be identified is twice the target number n, and 2n = 30 × 30 × 2 = 1800. In such a case, the nonlinear minimization problem having the evaluation function expressed by the mathematical formula (12) becomes an unfavorable condition, resulting in a problem that the solution is not stable or the calculation amount is enormous. In the present embodiment, the case where the temperature / pressure distribution is expanded in the Zernike series as an example of a finite series has been described. It goes without saying that series expansion, expansion by a spline function, or expansion by a Bessel function can be used.

以上のように、第3の実施形態の測定対象物測定方法によれば、第1の実施形態の(a)〜(g)の効果に加え、以下の効果を奏する。   As described above, according to the measuring object measuring method of the third embodiment, in addition to the effects (a) to (g) of the first embodiment, the following effects can be obtained.

(i)有限な数の平面鏡の投影データから三次元CTを実現することができる。   (I) Three-dimensional CT can be realized from projection data of a finite number of plane mirrors.

以上のように本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、以上の実施形態に限定されるべきものではなく、特許請求の範囲に表現された思想および範囲を逸脱することなく、種々の変形、追加、および省略が当業者によって可能である。   The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention should not be limited to the above embodiments, and does not depart from the spirit and scope expressed in the claims. Various modifications, additions, and omissions are possible by those skilled in the art.

たとえば、本実施の形態では、一台の赤外線カメラと、回転チョッパを用いて測定対象物の温度または/および圧力を測定する方法を例にとって説明したが、これに限られず、それぞれ異なる赤外線の波長域を透過するフィルタを装着した赤外線カメラを複数台用意することで、測定対象物の温度または/および圧力を測定することもできる。   For example, in the present embodiment, a method of measuring the temperature or / and pressure of a measurement object using one infrared camera and a rotating chopper has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and different infrared wavelengths are used. By preparing a plurality of infrared cameras equipped with filters that pass through the region, the temperature or / and pressure of the measurement object can be measured.

また、本実施の形態では、回転チョッパを用いて4.3μmバンド帯において第1波長域および第2波長域の赤外線を赤外線カメラにより取得することを例にとって説明したが、同様の思想で、二つの波長(4.3μm,2.7μm帯)を同時に撮像できる1台の赤外線カメラでできることはもちろんである。   In the present embodiment, the case where infrared rays in the first wavelength region and the second wavelength region are acquired by an infrared camera in the 4.3 μm band using a rotating chopper has been described as an example. Of course, this can be done with one infrared camera capable of simultaneously imaging two wavelengths (4.3 μm and 2.7 μm bands).

さらに、本実施の形態のように、回転チョッパを用いることが高速撮影を行う上では望ましいが、これに限られず、たとえば、回転チョッパを用いずに撮像ごとに手動で第1フィルタおよび第2フィルタを切り換えてもよい。   Furthermore, as in the present embodiment, it is desirable to use a rotating chopper for high-speed imaging, but the present invention is not limited to this. For example, the first filter and the second filter are manually used for each imaging without using the rotating chopper. May be switched.

さらに、本実施の形態では、第1フィルタおよび第2フィルタの二つのフィルタを用いて、赤外線ふく射2色CT法を用いる方法を説明したが、これに限られず、複数のフィルタを用いて二つ以上の赤外線の波長域から測定対象物の温度または/圧力を用いることができる。また、複数のフィルタを用いた場合、回転チョッパについても複数のフィルタを順次配置させ、回転チョッパを赤外線感知手段の感知するタイミングに同期して回転し、複数のフィルタを切り換えながら赤外線を感知することもできる。   Furthermore, in the present embodiment, the method using the infrared radiation two-color CT method using two filters of the first filter and the second filter has been described. However, the present invention is not limited to this, and two filters using a plurality of filters are used. The temperature or pressure of the measurement object can be used from the above infrared wavelength range. In addition, when multiple filters are used, a plurality of filters are also sequentially arranged for the rotating chopper, and the rotating chopper is rotated in synchronization with the timing sensed by the infrared sensing means, and infrared rays are sensed while switching the multiple filters. You can also.

さらに、本実施の形態では、測定対象物の温度または/および圧力の三次元分布を測定する場合を例示したが、これに限られず、たとえば、温度または/および圧力の二次元断面分布などの分布も従来のCT法により測定することができる。   Furthermore, in the present embodiment, the case where the three-dimensional distribution of the temperature or / and pressure of the measurement object is measured is exemplified, but the present invention is not limited to this, for example, the distribution such as the two-dimensional cross-sectional distribution of temperature or / and pressure. Can also be measured by the conventional CT method.

本実施形態に係る測定対象物測定装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the measuring object measuring apparatus which concerns on this embodiment. 図1のA−A´線に沿って切断した断面図である。It is sectional drawing cut | disconnected along the AA 'line of FIG. 図1のA−A´線に沿って切断した断面図であって、鏡として円錐面鏡を用いた場合の図である。It is sectional drawing cut | disconnected along the AA 'line of FIG. 1, Comprising: It is a figure at the time of using a conical mirror as a mirror. 図1のA−A´線に沿って切断した断面図であって、鏡として放物面鏡を用いた場合の図である。It is sectional drawing cut | disconnected along the AA 'line of FIG. 1, Comprising: It is a figure at the time of using a parabolic mirror as a mirror. 図1のA−A´線に沿って切断した断面図であって、鏡として球面鏡を用いた場合の図である。It is sectional drawing cut | disconnected along the AA 'line of FIG. 1, Comprising: It is a figure at the time of using a spherical mirror as a mirror. 一般的なCT法による測定装置の概念図である。It is a conceptual diagram of the measuring apparatus by a general CT method. 二酸化炭素の4.3μmバンドの赤外線吸収係数と黒体のふく射強度との積を、温度をパラメータにとって示した図である。It is the figure which showed the product of the infrared absorption coefficient of the 4.3 micrometer band of carbon dioxide, and the radiation intensity of the black body, using temperature as a parameter. 二つの波長域におけるふく射エネルギーの比Rを温度の関数として示した図である。It is the figure which showed ratio R of the radiation energy in two wavelength ranges as a function of temperature. 本実施形態の測定対象物測定装置の処理内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the processing content of the measuring object measuring apparatus of this embodiment. 測定対象と平面鏡、赤外線カメラの位置関係を示す図である。It is a figure which shows the positional relationship of a measuring object, a plane mirror, and an infrared camera.

符号の説明Explanation of symbols

10 エアバック、
20 鏡、
30 赤外線カメラ、
40 回転チョッパ、
50 コンピュータ。
10 Airbag,
20 mirrors,
30 Infrared camera,
40 rotating chopper,
50 computers.

Claims (12)

測定対象物から放射され、当該測定対象物の周囲に配置された鏡によって反射される赤外線を赤外線感知手段で感知する赤外線感知段階と、
前記感知された赤外線に基づいて前記測定対象物の温度または/および圧力の分布を算出する算出段階と、
を有することを特徴とする測定対象物測定方法。
Infrared sensing step of sensing infrared radiation emitted from the measurement object and reflected by a mirror disposed around the measurement object with an infrared sensing means;
Calculating a temperature or / and pressure distribution of the measurement object based on the sensed infrared rays;
The measuring object measuring method characterized by having.
前記赤外線感知手段は、赤外線カメラであることを特徴とする請求項1に記載の測定対象物測定方法。   The measuring object measuring method according to claim 1, wherein the infrared detecting means is an infrared camera. 前記赤外線感知段階は、
前記赤外線の複数の波長域それぞれを通過させる複数のフィルタを介して、前記赤外線を前記赤外線感知手段で感知することを特徴とする請求項1に記載の測定対象物測定方法。
The infrared sensing step includes
2. The measuring object measuring method according to claim 1, wherein the infrared light is sensed by the infrared light sensing means through a plurality of filters that respectively pass the plurality of wavelength bands of the infrared light.
前記赤外線感知手段は、前記複数のフィルタが回転方向に順次配置された回転チョッパが取り付けられ、
前記赤外線感知段階は、
前記回転チョッパは前記赤外線感知手段の感知するタイミングに同期して回転し、前記複数のフィルタを切り換えながら前記赤外線を感知することを特徴とする請求項3に記載の測定対象物測定方法。
The infrared sensing means is attached with a rotating chopper in which the plurality of filters are sequentially arranged in the rotation direction,
The infrared sensing step includes
4. The measuring object measuring method according to claim 3, wherein the rotating chopper rotates in synchronization with the timing sensed by the infrared sensing means, and senses the infrared while switching the plurality of filters.
前記赤外線感知段階は、
前記赤外線の第1波長域を通過させる第1フィルタを介して前記赤外線を感知する段階と、
前記赤外線の第2波長域を通過させる第2フィルタを介して前記赤外線を感知する段階と、を有し、
前記算出段階は、
前記第1波長域および前記第2波長域それそれで感知された赤外線に基づいて前記測定対象物の圧力または/圧力の分布を算出することを特徴とする請求項3に記載の測定対象物測定方法。
The infrared sensing step includes
Sensing the infrared radiation through a first filter that passes the first wavelength range of the infrared radiation;
Sensing the infrared ray through a second filter that passes the infrared second wavelength range; and
The calculating step includes
4. The measurement object measuring method according to claim 3, wherein a pressure or / a pressure distribution of the measurement object is calculated based on infrared rays sensed in the first wavelength band and the second wavelength band. .
前記赤外線感知手段は、前記第1フィルタおよび前記第2フィルタが回転方向に順次配置された回転チョッパが取り付けられ、
前記赤外線感知段階は、
前記回転チョッパは前記赤外線感知手段の感知するタイミングに同期して回転し、前記第1フィルタおよび前記第2フィルタを切り換えながら前記赤外線を撮像することを特徴とする請求項5に記載の測定対象物測定方法。
The infrared sensing means is attached with a rotating chopper in which the first filter and the second filter are sequentially arranged in the rotation direction,
The infrared sensing step includes
6. The measuring object according to claim 5, wherein the rotating chopper rotates in synchronization with a timing sensed by the infrared sensing means, and images the infrared while switching between the first filter and the second filter. Measuring method.
前記算出段階は、
前記感知された赤外線に基づいて赤外線強度の分布を算出する段階と、
前記赤外線強度の分布から前記測定対象物の温度または/および圧力の分布を算出する算出段階と、
を有することを特徴とする請求項1に記載の測定対象物測定方法。
The calculating step includes
Calculating an infrared intensity distribution based on the sensed infrared;
A calculation step of calculating a temperature or / and pressure distribution of the measurement object from the infrared intensity distribution;
The measurement object measuring method according to claim 1, comprising:
前記赤外線強度の分布を算出する段階は、
前記感知された赤外線、および前記測定対象物が自己吸収する赤外線量に基づいて、前記赤外線強度を算出することを特徴とする請求項7に記載の測定対象物測定方法。
The step of calculating the infrared intensity distribution includes:
8. The measuring object measuring method according to claim 7, wherein the infrared intensity is calculated based on the sensed infrared light and the amount of infrared light absorbed by the measuring object.
前記鏡は、複数枚の平面鏡であることを特徴とする請求項1に記載の測定対象物測定方法。   The measuring object measuring method according to claim 1, wherein the mirror is a plurality of plane mirrors. 前記鏡は、円錐面鏡、放物面鏡、または球面鏡のいずれかであることを特徴とする請求項1に記載の測定対象物測定方法。   The measuring object measuring method according to claim 1, wherein the mirror is a conical mirror, a parabolic mirror, or a spherical mirror. 前記算出段階は、
有限級数展開を行い、前記測定対象物の温度または/および圧力の連続的な分布を算出することを特徴とする請求項9に記載の測定対象物測定方法。
The calculating step includes
The measurement object measuring method according to claim 9, wherein a finite series expansion is performed to calculate a continuous distribution of temperature or / and pressure of the measurement object.
測定対象物の周囲に配置された鏡と、
前記測定対象物から放射され、前記鏡によって反射される赤外線を感知する赤外線感知手段と、
前記感知された赤外線に基づいて前記測定対象物の温度または/および圧力の分布を算出する算出手段と、
を有することを特徴とする測定対象物測定装置。
A mirror placed around the object to be measured;
Infrared sensing means for sensing infrared radiation emitted from the measurement object and reflected by the mirror;
Calculating means for calculating a temperature or / and pressure distribution of the measurement object based on the sensed infrared rays;
A measuring object measuring apparatus comprising:
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