JP2014206418A - Temperature measurement device and temperature measurement method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the influence of both spray and rubber dispersion when the surface temperature of a high-temperature body is measured while cooling water is injected.SOLUTION: The temperature measurement device 11 of the present invention includes: first imaging means 10afor imaging a high-temperature body using first measuring light; second imaging means 10afor imaging the high-temperature body using second measuring light; temperature converting means 12a for converting the luminance of an image picked up by each of the first imaging means 10aand second imaging means 10ainto the surface temperature of the high-temperature body; and calibrating means 12b for calibrating the first surface temperature distribution converted from the luminance of the image picked up by the first imaging means 10ausing a second surface temperature distribution converted from the luminance of the image picked up by the second imaging means 10a.

Description

本発明は、温度測定装置および温度測定方法に関する。   The present invention relates to a temperature measuring device and a temperature measuring method.

製鉄所における製造工程では、製造物等の高温体に冷却水を噴射しながら冷却中の温度監視を行う工程が多く存在する。例えば、連続鋳造プロセスにおける鋳片の冷却は、その典型例であり、冷却中の鋳片の表面温度は製造物の品質に大きな影響を与える。したがって、連続鋳造プロセスでは、鋳片表面の全域における温度分布が重要な監視項目であり、鋳片表面の全域における高精度な温度測定が求められている。   In a manufacturing process at a steelworks, there are many processes for monitoring temperature during cooling while injecting cooling water onto a high-temperature body such as a product. For example, slab cooling in a continuous casting process is a typical example, and the surface temperature of the slab during cooling greatly affects the quality of the product. Therefore, in the continuous casting process, the temperature distribution over the entire surface of the slab surface is an important monitoring item, and highly accurate temperature measurement is required over the entire surface of the slab surface.

高温の対象物の表面温度を計測する方法としては、対象物の表面に熱電対等を接触させて行う接触式の方法と、放射温度計等を用いて対象物から放射される放射エネルギー(赤外線)を検出することで行う非接触式の方法との2種類が主に知られている。このうち接触式の方法は、連続鋳造中の鋳片のように測定対象物が移動する場合に適用するのが難しいので、鋳片の表面温度の測定には、放射温度計が用いられるのが一般的である。代表的な放射温度計としては、サーモグラフィが挙げられる。   As a method for measuring the surface temperature of a high-temperature object, a contact-type method in which a thermocouple or the like is brought into contact with the surface of the object and radiation energy (infrared rays) radiated from the object using a radiation thermometer or the like Two types are mainly known, a non-contact method that is performed by detecting. Of these, the contact method is difficult to apply when the object to be measured moves like a slab during continuous casting. Therefore, a radiation thermometer is used to measure the surface temperature of the slab. It is common. A thermography is mentioned as a typical radiation thermometer.

しかしながら、このような放射温度計を鋳片表面の温度計測に用いる場合、鋳片を冷却するため噴射された冷却水が水煙となり、この水煙が放射温度計による測定を阻害してしまう。また、この冷却水が鋳片表面に残留していわゆる水のりを形成することにより赤外線の散乱や吸収を引き起こし、表面温度の計測精度が低下する問題がある。   However, when such a radiation thermometer is used for measuring the temperature of the slab surface, the cooling water sprayed to cool the slab becomes water smoke, and the water smoke hinders measurement by the radiation thermometer. In addition, the cooling water remains on the surface of the slab and forms a so-called water paste, which causes scattering and absorption of infrared rays, resulting in a problem that the measurement accuracy of the surface temperature is lowered.

この種の問題を解決するため、これまでに様々な提案がされている。例えば、測定対象物と放射温度計との間に光導波路としての水柱を形成し、この水柱を介して放射光を検出する測定方法(特許文献1参照)、また、光ファイバを用いて光学系を測定対象物に近づけるとともに、測定領域に気体を噴射することにより冷却水や蒸気の影響を排除する測定方法(特許文献2参照)などがある。   In order to solve this kind of problem, various proposals have been made so far. For example, a measuring method (see Patent Document 1) in which a water column as an optical waveguide is formed between a measurement object and a radiation thermometer and radiated light is detected through the water column, or an optical system using an optical fiber. There is a measurement method (refer to Patent Document 2) in which the effect of cooling water or steam is eliminated by injecting gas into the measurement region while bringing the measurement object closer to the measurement object.

特開2008−164626号公報JP 2008-164626 A 特開2012−071330号公報JP 2012-071330 A

しかしながら、上記説明したような従来技術では、特殊な装置構成を必要とし、尚且つ、測定対象物中の1点を測定する方法であるので、鋳片の表面全域に亘って温度分布を取得するには、別途の走査装置を必要とする。したがって、上記説明したような従来技術では、装置構成の煩雑さを招き、更には、操作時に測定対象物と測定装置の接触事故などが発生する虞がある。よって、上記説明したような従来技術は、冷却水を噴射しながら高温体の表面温度を測定する際の水煙および水のりの問題を十分に解決したものとは言えないものであった。   However, since the conventional technology as described above requires a special apparatus configuration and is a method of measuring one point in the measurement object, the temperature distribution is acquired over the entire surface of the slab. Requires a separate scanning device. Therefore, in the conventional technology as described above, the configuration of the apparatus is complicated, and there is a possibility that an accident of contact between the measurement object and the measurement apparatus may occur during operation. Therefore, it cannot be said that the prior art as described above has sufficiently solved the problem of smoke and water when measuring the surface temperature of the hot body while jetting cooling water.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、その目的は、冷却水を噴射しながら高温体の表面温度を測定する際の水煙および水のりの両方の影響を低減することができる温度計測装置および温度計測方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above, and its purpose is to reduce the influence of both smoke and water when measuring the surface temperature of a hot body while jetting cooling water. It is in providing a measuring device and a temperature measuring method.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる温度計測装置は、冷却水を噴射しながら高温体の表面温度を測定する温度測定装置であって、波長0.85μm〜1.0μmの範囲に属する第1測定光を用いて前記高温体を撮像する第1撮像手段と、波長8μm〜12μmの範囲に属する第2測定光を用いて前記高温体を撮像する第2撮像手段と、前記第1撮像手段および前記第2撮像手段が撮像したそれぞれの画像の輝度を前記高温体の表面温度に変換する温度変換手段と、前記第2撮像手段が撮像した画像の輝度から変換された第2表面温度分布を用いて、前記第1撮像手段が撮像した画像の輝度から変換された第1表面温度分布を校正する校正手段とを備えることを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, a temperature measurement device according to the present invention is a temperature measurement device that measures the surface temperature of a hot body while injecting cooling water, and has a wavelength of 0.85 μm to 1. A first imaging means for imaging the high temperature body using a first measurement light belonging to a range of 0.0 μm, and a second imaging means for imaging the high temperature body using a second measurement light belonging to a wavelength range of 8 μm to 12 μm. A temperature converting means for converting the brightness of each image picked up by the first image pick-up means and the second image pick-up means into a surface temperature of the high-temperature body, and a conversion from the brightness of the image picked up by the second image pick-up means. The second surface temperature distribution is used to calibrate the first surface temperature distribution converted from the luminance of the image captured by the first imaging unit.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる温度計測方法は、冷却水を噴射しながら高温体の表面温度を測定する温度測定方法であって、波長0.85μm〜1.0μmの範囲に属する第1測定光を用いて前記高温体を撮像する第1撮像ステップと、波長8μm〜12μmの範囲に属する第2測定光を用いて前記高温体を撮像する第2撮像ステップと、前記第1撮像ステップおよび前記第2撮像ステップにて撮像したそれぞれの画像の輝度を前記高温体の表面温度に変換する温度変換ステップと、前記第2測定光を用いて撮像された画像の輝度から変換された第2表面温度分布を用いて、前記第1測定光を用いて撮像された画像の輝度から変換された第1表面温度分布を校正する校正ステップとを含むことを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, a temperature measurement method according to the present invention is a temperature measurement method for measuring the surface temperature of a hot body while jetting cooling water, and has a wavelength of 0.85 μm to 1. A first imaging step for imaging the high temperature body using a first measurement light belonging to a range of 0.0 μm, and a second imaging step for imaging the high temperature body using a second measurement light belonging to a wavelength range of 8 μm to 12 μm. A temperature conversion step of converting the brightness of each image captured in the first imaging step and the second imaging step into a surface temperature of the high temperature body; and an image captured using the second measurement light And a calibration step of calibrating the first surface temperature distribution converted from the luminance of the image captured using the first measurement light using the second surface temperature distribution converted from the luminance. .

本発明にかかる温度計測装置および温度計測方法は、冷却水を噴射しながら高温体の表面温度を測定する際の水煙および水のりの両方の影響を低減することができるという効果を奏する。   The temperature measuring device and the temperature measuring method according to the present invention have an effect that it is possible to reduce the influence of both smoke and water when measuring the surface temperature of a high temperature body while jetting cooling water.

図1は、本発明の実施形態にかかる温度計測装置を適用する連続鋳造機を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic view showing a continuous casting machine to which a temperature measuring device according to an embodiment of the present invention is applied. 図2は、連続鋳造機における隣り合う2つのロールセグメントを拡大した概略構成図である。FIG. 2 is an enlarged schematic configuration diagram of two adjacent roll segments in the continuous casting machine. 図3は、鋳片の搬送方向から観察したロールセグメントの概略構成図である。FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a roll segment observed from the direction in which the slab is conveyed. 図4は、本発明の実施形態にかかる温度計測装置の概略構成を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of the temperature measuring apparatus according to the embodiment of the present invention. 図5は、鋳片の表面温度と画像の輝度との対応データを示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing correspondence data between the surface temperature of the slab and the luminance of the image. 図6は、温度分布を再構成する仕組みを示す概念図である。FIG. 6 is a conceptual diagram showing a mechanism for reconstructing the temperature distribution. 図7は、本発明の実施形態にかかる温度計測方法の手順を表すフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart showing the procedure of the temperature measurement method according to the embodiment of the present invention. 図8は、液体の水の吸収スペクトルを示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing an absorption spectrum of liquid water. 図9は、プランクの放射則を示すグラフである。FIG. 9 is a graph showing Planck's radiation law. 図10は、波長0.85μm〜1.0μmの測定光を用いて鋳片を撮像した画像である。FIG. 10 is an image obtained by imaging a slab using measurement light having a wavelength of 0.85 μm to 1.0 μm. 図11は、波長8μm〜12μmの測定光を用いて鋳片を撮像した画像である。FIG. 11 is an image obtained by imaging a slab using measurement light having a wavelength of 8 μm to 12 μm. 図12は、検証実験を2次元画像に再構成した画像および温度分布のグラフである。FIG. 12 is a graph of an image and temperature distribution obtained by reconstructing the verification experiment into a two-dimensional image. 図13は、本発明の実施形態にかかる温度計測装置および温度計測方法を利用して校正した後の温度分布を示すグラフである。FIG. 13 is a graph showing a temperature distribution after calibration using the temperature measurement device and the temperature measurement method according to the embodiment of the present invention.

以下に、本発明の実施形態にかかる温度計測装置および温度計測方法を図面に基づいて詳細に説明する。しかしながら、以下に説明する実施形態により本発明が限定されるものではない。以下の説明では、本発明を連続鋳造中の鋳片の表面温度分布の測定に適用した実施形態が利用されるが、本発明は、この実施形態に限定されず、高温体を冷却水を噴射しながら表面温度の測定を行う際に利用可能である。   Hereinafter, a temperature measuring device and a temperature measuring method according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described below. In the following description, an embodiment in which the present invention is applied to measurement of the surface temperature distribution of a slab during continuous casting is used. However, the present invention is not limited to this embodiment, and cooling water is injected into a hot body. However, it can be used when measuring the surface temperature.

〔温度測定装置〕
図1は、本発明の実施形態にかかる温度計測装置を適用する連続鋳造機1を示す概略図である。図1に示されるように、本発明の実施形態に係る連続鋳造機1は、溶鋼2が注入されるタンディッシュ3と、タンディッシュ3から浸漬ノズル4を介して注がれた溶鋼2を徐冷する銅製の鋳型5と、鋳型5から引き抜かれた半凝固状態の鋳片6を搬送する複数のロール7とを備える。連続鋳造機1に設けられた複数のロール7は、複数のロールセグメント8にユニット化されている。
[Temperature measuring device]
FIG. 1 is a schematic view showing a continuous casting machine 1 to which a temperature measuring device according to an embodiment of the present invention is applied. As shown in FIG. 1, a continuous casting machine 1 according to an embodiment of the present invention gradually adds a tundish 3 into which molten steel 2 is injected and molten steel 2 poured from the tundish 3 through an immersion nozzle 4. A copper mold 5 to be cooled and a plurality of rolls 7 for conveying a semi-solid cast piece 6 drawn from the mold 5 are provided. A plurality of rolls 7 provided in the continuous casting machine 1 are unitized into a plurality of roll segments 8.

連続鋳造機1により鋳造される鋳片6は、これら複数のロール7により連続的に搬送されながら、冷却ノズルにより冷却水が噴射され、適切な温度管理の下で冷却される。   While the slab 6 cast by the continuous casting machine 1 is continuously conveyed by the plurality of rolls 7, cooling water is jetted by the cooling nozzle and cooled under appropriate temperature control.

図2は、連続鋳造機1における隣り合う2つのロールセグメント8を拡大した概略構成図であり、図3は、鋳片6の搬送方向から観察したロールセグメント8の概略構成図である。図2および図3に示されるように、ロールセグメント8は、鋳片6を反基準面側(上面側)から支持する上側ロール7aと、基準面側(下面側)から支持する下側ロール7bと、これら複数の上側ロール7aおよび下側ロール7bを保持する上側フレーム9aおよび下側フレーム9bを主要構成として構成されている。   FIG. 2 is a schematic configuration diagram in which two adjacent roll segments 8 in the continuous casting machine 1 are enlarged, and FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the roll segments 8 observed from the conveying direction of the slab 6. 2 and 3, the roll segment 8 includes an upper roll 7a that supports the slab 6 from the side opposite to the reference surface (upper surface side) and a lower roll 7b that supports the slab 6 from the reference surface side (lower surface side). The upper frame 9a and the lower frame 9b that hold the plurality of upper rolls 7a and lower rolls 7b are mainly configured.

本発明の実施形態にかかる温度計測装置は、例えば2つのロールセグメント8の間隙を利用して鋳片6の表面温度を測定する。図2および図3に示されるように、本発明の実施形態にかかる温度計測装置では、2つのロールセグメント8の間隙付近に撮像手段10a,10bが配置され、撮像手段10a,10bが当該間隙を介して鋳片6の表面温度を測定する。   The temperature measuring device according to the embodiment of the present invention measures the surface temperature of the slab 6 by using, for example, a gap between two roll segments 8. As shown in FIGS. 2 and 3, in the temperature measuring device according to the embodiment of the present invention, the imaging means 10 a and 10 b are arranged near the gap between the two roll segments 8, and the imaging means 10 a and 10 b pass through the gap. Then, the surface temperature of the slab 6 is measured.

また、鋳片6の反基準面の表面温度を測定する際には、図3に示されるように、撮像手段10a,10bを鋳片6の両側の斜め上方に配置される。鋳片6から立ち上る水煙が撮像手段10a,10bに直接的影響を及ぼすことを避けるためである。   Further, when measuring the surface temperature of the anti-reference surface of the slab 6, the imaging means 10 a and 10 b are disposed obliquely above both sides of the slab 6 as shown in FIG. 3. This is to prevent water smoke rising from the slab 6 from directly affecting the imaging means 10a and 10b.

例えば、図3に示されるように、撮像手段10a,10bは、撮像手段10a,10bを基準とした際の鋳片6の手前側端部面となす角が40度かつ奥側端部面となす角が65度となる位置に配置される。そのために、撮像手段10a,10bは、鋳片6の反基準面から上方1.8mの高さに配置されている。   For example, as shown in FIG. 3, the imaging units 10 a and 10 b have an angle of 40 degrees with the front end surface of the slab 6 when the imaging units 10 a and 10 b are used as a reference, and the rear end surface. It is arranged at a position where the angle formed is 65 degrees. Therefore, the imaging means 10a and 10b are disposed at a height of 1.8 m above the anti-reference surface of the slab 6.

なお、後に詳述するように、撮像手段10a,10bは、それぞれが内部に第1撮像手段と第2撮像手段とを備えている。これら第1撮像手段と第2撮像手段とは、それぞれ別個のカメラ等として構成しても良く、または内部で光路を分岐することにより物理的に1個の装置構成としても良い。   As will be described in detail later, each of the imaging units 10a and 10b includes a first imaging unit and a second imaging unit. The first imaging unit and the second imaging unit may be configured as separate cameras or the like, or may be physically configured as one device by internally branching the optical path.

本発明の実施形態にかかる温度計測装置を適用する連続鋳造機1では、上記のように、設けられた複数のロールセグメント8のうち、適切なロールセグメント8を選択し、そのロールセグメント8の間隙に撮像手段10a,10bが配置される。   In the continuous casting machine 1 to which the temperature measuring device according to the embodiment of the present invention is applied, an appropriate roll segment 8 is selected from the plurality of roll segments 8 provided as described above, and the gap between the roll segments 8 is selected. The imaging means 10a and 10b are arranged in the above.

図4は、本発明の実施形態にかかる温度計測装置の概略構成を示すブロック図である。なお、以下の説明では簡単のために、鋳片6の両側に配置された撮像手段10a,10bのうち、撮像手段10aに関する構成について説明を行うが、撮像手段10bに関する構成についても同様構成となっている。   FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of the temperature measuring apparatus according to the embodiment of the present invention. In the following description, for the sake of simplicity, the configuration relating to the imaging means 10a among the imaging means 10a and 10b arranged on both sides of the slab 6 will be described, but the configuration relating to the imaging means 10b is also the same. ing.

図4に示されるように、本発明の実施形態にかかる温度計測装置11は、大きく分けて撮像手段10aと画像処理部12とからなる。さらに、本発明の実施形態にかかる温度計測装置11は、画像処理部12の出力を出力するための出力手段13を備えることが好ましい。   As shown in FIG. 4, the temperature measurement device 11 according to the embodiment of the present invention is roughly composed of an imaging unit 10 a and an image processing unit 12. Furthermore, the temperature measurement device 11 according to the embodiment of the present invention preferably includes an output unit 13 for outputting the output of the image processing unit 12.

先述のように、撮像手段10aは、内部に第1撮像手段10aと第2撮像手段10aとを備える。これら第1撮像手段10aと第2撮像手段10aとは、それぞれ別個のカメラ等として構成してもよく、または内部で光路を分岐することにより物理的に1個の装置構成とすることも可能である。 As described above, the imaging unit 10a includes a first image pickup means 10a 1 and second imaging means 10a 2 therein. The first image pickup means 10a 1 and the second imaging unit 10a 2, respectively may be constructed as a separate camera or the like, or be physically one apparatus structure by branching the optical path within the Is possible.

第1撮像手段10aは、波長0.85μm〜1.0μmの範囲に属する第1測定光を用いて鋳片6の表面を撮像するための撮像装置である。一方、第2撮像手段10aは、波長8μm〜12μmの範囲に属する第2測定光を用いて鋳片6の表面を撮像するための撮像装置である。すなわち、第1撮像手段10aと第2撮像手段10aとは、それぞれ別個のカメラのレンズに所望のフィルターを設けることにより構成することができる。また、第1撮像手段10aと第2撮像手段10aとは、1個のカメラの光学系をハーフミラー等で光路分岐させて所望のフィルターを設けることによっても構成することができる。 The first imaging means 10a 1 is an imaging device for imaging the surface of the slab 6 using first measurement light belonging to a wavelength range of 0.85 μm to 1.0 μm. On the other hand, the second imaging means 10a 2 is an imaging device for imaging the surface of the slab 6 by using the second measurement light belonging to the wavelength range of 8Myuemu~12myuemu. That is, the first image pickup means 10a 1 and the second imaging unit 10a 2, can be constructed by respectively providing the desired filter lens separate camera. Further, the first imaging unit 10a 1 and the second imaging unit 10a 2, can also be configured by providing a desired filter by the optical path branching one camera optical system with the half mirror or the like.

第1撮像手段10aおよび第2撮像手段10aが撮像した画像のデータは、それぞれ独立に画像処理部12の温度変換手段12aへ伝送される。 Data of the image by the first imaging unit 10a 1 and the second imaging unit 10a 2 are captured are transmitted independently to the temperature converting unit 12a of the image processing unit 12.

画像処理部12は、温度変換手段12aと校正手段12bとを備える画像処理装置である。温度変換手段12aは、第1撮像手段10aおよび第2撮像手段10aが撮像したそれぞれの画像の輝度を鋳片6の表面温度に変換する手段であり、例えばコンピュータプログラムにより実現されている。 The image processing unit 12 is an image processing apparatus including a temperature conversion unit 12a and a calibration unit 12b. Temperature converting means 12a is a means for the first imaging unit 10a 1 and the second imaging unit 10a 2 converts the luminance of each image captured in the surface temperature of the slab 6, for example, is implemented by a computer program.

例えば、温度変換手段12aは、図5に示されるような、鋳片6の表面温度と画像の輝度との対応データを備え、入力された画像の輝度から鋳片6の表面温度に変換する構成とすることができる。なお、図5に示されるような対応データは、事前にたとえば黒体炉を用いて温度と輝度の関係を計測しておくことにより取得することができる。   For example, as shown in FIG. 5, the temperature conversion unit 12 a includes correspondence data between the surface temperature of the slab 6 and the luminance of the image, and converts the input image luminance to the surface temperature of the slab 6. It can be. The correspondence data as shown in FIG. 5 can be acquired by measuring the relationship between temperature and luminance in advance using, for example, a black body furnace.

また、輝度Xと温度Tとの関係は、定数AとBとを用いて、下記式1のように簡易的に表すことができる。そこで、温度変換手段12aは、下記式1を用いて、入力された画像の輝度から鋳片6の表面温度に変換する構成とすることもできる。   Moreover, the relationship between the brightness | luminance X and the temperature T can be simply expressed like the following formula 1 using the constants A and B. Therefore, the temperature conversion means 12a may be configured to convert the luminance of the input image into the surface temperature of the slab 6 using the following formula 1.

校正手段12bは、第2表面温度分布を用いて、第1表面温度分布を校正する手段であり、例えばコンピュータプログラムにより実現されている。ここで、第2表面温度分布とは、第2撮像手段10aが撮像した画像の輝度から温度変換手段12aが変換して取得した温度分布であり、第1表面温度分布とは、第1撮像手段10aが撮像した画像の輝度から温度変換手段12aが変換して取得した温度分布である。 The calibration unit 12b is a unit that calibrates the first surface temperature distribution using the second surface temperature distribution, and is realized by, for example, a computer program. Here, the second surface temperature distribution is a temperature distribution temperature converter 12a from the luminance of the image by the second imaging means 10a 2 is captured is obtained by converting, the first surface temperature distribution, the first imaging It means 10a 1 is a temperature distribution that the temperature converting means 12a is obtained by converting the brightness of the captured image.

すなわち、校正手段12bは、波長8μm〜12μmの範囲に属する第2測定光を用いて取得された第2表面温度分布を用いて、波長0.85μm〜1.0μmの範囲に属する第1測定光を用いて取得された第2表面温度分布を校正することになる。   That is, the calibration means 12b uses the second surface temperature distribution acquired using the second measurement light belonging to the wavelength range of 8 μm to 12 μm, and the first measurement light belonging to the wavelength range of 0.85 μm to 1.0 μm. The second surface temperature distribution acquired by using is calibrated.

校正手段12bが行う校正方法は、例えば、第2表面温度分布の代表値が第1表面温度分布の代表値に一致するように、第1表面温度分布を校正する方法が考えられる。この校正の際に用いられる代表値としては、温度分布の平均値を用いることが考えられる。しかしながら、その他、最大値、中央値、または最頻値などの値を用いることも可能である。   As a calibration method performed by the calibration unit 12b, for example, a method of calibrating the first surface temperature distribution so that the representative value of the second surface temperature distribution matches the representative value of the first surface temperature distribution is conceivable. As a representative value used in the calibration, it is conceivable to use an average value of temperature distribution. However, other values such as a maximum value, a median value, or a mode value can also be used.

また、代表値を定めるための温度分布の範囲は、1次元的な領域とすることもでき、2次元的な領域とすることもできる。連続鋳造機1により鋳造される鋳片6のように搬送中の対測定象物の場合、代表値を定めるための温度分布の範囲は、鋳片6の幅などのように1次元的な領域とすることが好適であるが、搬送中の対測定象物の場合であっても、搬送速度に応じて適切に区分けすれば2次元的な領域とすることができる。   Further, the temperature distribution range for determining the representative value may be a one-dimensional region or a two-dimensional region. In the case of a pair of objects to be measured such as a slab 6 cast by the continuous casting machine 1, the temperature distribution range for determining the representative value is a one-dimensional region such as the width of the slab 6. However, even in the case of an object to be measured while being transported, a two-dimensional region can be obtained by appropriately classifying according to the transport speed.

代表値として鋳片6の全幅範囲における温度分布の平均値を用いた場合、校正手段12bは、鋳片6の全幅範囲における第1表面温度分布の平均値と第2表面温度分布の平均値とが一致するように校正することになる。具体的には、校正手段12bは、第2表面温度分布の平均値を第1表面温度分布の平均値で除して求めた補正係数を、第1表面温度分布に掛けることにより、第1表面温度分布を校正する。   When the average value of the temperature distribution in the entire width range of the slab 6 is used as the representative value, the calibration means 12b has the average value of the first surface temperature distribution and the average value of the second surface temperature distribution in the entire width range of the slab 6. Will be calibrated to match. Specifically, the calibration unit 12b applies the correction coefficient obtained by dividing the average value of the second surface temperature distribution by the average value of the first surface temperature distribution to the first surface temperature distribution to thereby obtain the first surface temperature distribution. Calibrate the temperature distribution.

上記のように校正手段12bにより校正された第1表面温度分布は、出力手段13により出力される。例えば、出力手段13は、画面表示装置であり、校正された鋳片6の温度分布を画像表示、グラフ表示、または数値表示等して、連続鋳造機1のオペレータに情報を提示する。   The first surface temperature distribution calibrated by the calibration unit 12b as described above is output by the output unit 13. For example, the output means 13 is a screen display device, and presents information to the operator of the continuous casting machine 1 by displaying the temperature distribution of the slab 6 calibrated as an image, a graph, or a numerical value.

また、連続鋳造機1により鋳造される鋳片6のような搬送中の対測定象物を1次元的な領域に区分けして温度測定をする場合、出力手段13は、1次元的な領域で得られた温度分布を鋳片6の表面全体の温度分布に再構成する機能を担う。   Further, when the temperature measurement is performed by dividing an object to be measured such as a slab 6 cast by the continuous casting machine 1 into a one-dimensional region, the output means 13 is a one-dimensional region. It has the function of reconstructing the obtained temperature distribution into the temperature distribution of the entire surface of the slab 6.

図6は、出力手段13による温度分布を再構成する仕組みを示す概念図である。図6に示されるように、連続鋳造機1により鋳造される鋳片6は、ロールセグメント8の上側フレーム9aにより妨げられ、間隙から一部のみが測定可能である。したがって、撮像手段10aは、この間隙を介して、鋳片6の表面の幅方向の1次元領域またはそれに近い2次元領域を測定する。そして、撮像手段10aに測定された測定データは、上述のように画像処理部により処理されて測定領域に対応する温度分布に変換される。   FIG. 6 is a conceptual diagram showing a mechanism for reconstructing the temperature distribution by the output means 13. As shown in FIG. 6, the slab 6 cast by the continuous casting machine 1 is blocked by the upper frame 9a of the roll segment 8, and only a part can be measured from the gap. Therefore, the imaging means 10a measures a one-dimensional region in the width direction of the surface of the slab 6 or a two-dimensional region close thereto through this gap. Then, the measurement data measured by the imaging unit 10a is processed by the image processing unit as described above and converted into a temperature distribution corresponding to the measurement region.

ここで、連続鋳造機1により鋳造される鋳片6は、ロールセグメント8間を刻一刻と搬送されて移動するので、ロールセグメント8の間隙から測定可能な領域も刻一刻と移動する。そこで、出力手段13は、1次元領域またはそれに近い2次元領域の測定範囲を時間軸方向に並べて鋳片6の表面上の温度分布に再構築する。そして、出力手段13は、再構築された温度分布を画面表示する。   Here, since the slab 6 cast by the continuous casting machine 1 is transported and moved between the roll segments 8, the measurable region from the gap between the roll segments 8 also moves every moment. Accordingly, the output means 13 reconstructs the temperature distribution on the surface of the slab 6 by arranging the measurement ranges of the one-dimensional region or a two-dimensional region close thereto in the time axis direction. Then, the output unit 13 displays the reconstructed temperature distribution on the screen.

〔温度計測方法〕
次に、本発明の実施形態にかかる温度計測方法について説明する。以下では、本発明の実施形態にかかる温度計測装置の構成を参照しながら、本発明の実施形態にかかる温度計測方法を説明するが、本発明の実施形態にかかる温度計測方法の実施は、これらの構成により限定されるものではない。
[Temperature measurement method]
Next, the temperature measurement method according to the embodiment of the present invention will be described. Hereinafter, the temperature measurement method according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the configuration of the temperature measurement device according to the embodiment of the present invention. However, the implementation of the temperature measurement method according to the embodiment of the present invention will be described below. It is not limited by the configuration of

図7は、本発明の実施形態にかかる温度計測方法の手順を表すフローチャートである。図7に示されるように、本発明の実施形態にかかる温度計測方法では、最初に第1撮像手段10aが波長0.85μm〜1.0μmの範囲に属する第1測定光を用いて鋳片6を撮像する(ステップS1)。 FIG. 7 is a flowchart showing the procedure of the temperature measurement method according to the embodiment of the present invention. As shown in FIG. 7, in the temperature measurement method according to the embodiment of the present invention, the first imaging means 10a 1 is first cast using the first measurement light belonging to the wavelength range of 0.85 μm to 1.0 μm. 6 is imaged (step S1).

そして、第2撮像手段10aが波長8μm〜12μmの範囲に属する第2測定光を用いて鋳片6を撮像する(ステップS2)。なお、本発明の実施形態にかかる温度計測方法において、ステップS1とステップS2とは順序が前後してもよく、同時に実行されてもよい。 The second imaging unit 10a 2 is to image the billet 6 by using the second measurement light belonging to the wavelength range of 8Myuemu~12myuemu (step S2). In the temperature measurement method according to the embodiment of the present invention, step S1 and step S2 may be performed in order or may be executed simultaneously.

次に、本発明の実施形態にかかる温度計測方法では、画像処理部12の温度変換手段12aが、第1測定光および第2測定光を用いて撮像されたそれぞれの画像の輝度を鋳片6の表面温度に変換する(ステップS3)。画像処理部12の温度変換手段12aが行う変換処理は、先述のように、事前に測定した対応データを用いる方法または変換公式を用いる方法などが採用される。   Next, in the temperature measurement method according to the embodiment of the present invention, the temperature conversion means 12a of the image processing unit 12 sets the brightness of each image captured using the first measurement light and the second measurement light to the cast piece 6. (Step S3). As described above, the conversion process performed by the temperature conversion unit 12a of the image processing unit 12 employs a method using corresponding data measured in advance or a method using a conversion formula.

そして、本発明の実施形態にかかる温度計測方法では、画像処理部12の校正手段12bが、第2測定光を用いて取得した第2表面温度分布を用いて、第1測定光を用いて取得した第1表面温度分布を校正する(ステップS4)。画像処理部12の校正手段12bが行う校正方法は、先述のように、例えば、第2表面温度分布の代表値が第1表面温度分布の代表値に一致するように、第1表面温度分布を校正することが考えられる。また、この校正の際に用いられる代表値としては、温度分布の平均値であることが考えられる。具体的には、校正手段12bは、第2表面温度分布の平均値を第1表面温度分布の平均値で除して求めた補正係数を、第1表面温度分布に掛けることにより、第1表面温度分布を校正する。   In the temperature measurement method according to the embodiment of the present invention, the calibration unit 12b of the image processing unit 12 obtains the first measurement light using the second surface temperature distribution obtained using the second measurement light. The first surface temperature distribution is calibrated (step S4). As described above, the calibration method performed by the calibration unit 12b of the image processing unit 12 is, for example, the first surface temperature distribution so that the representative value of the second surface temperature distribution matches the representative value of the first surface temperature distribution. It is possible to calibrate. Further, it is conceivable that the representative value used in the calibration is an average value of the temperature distribution. Specifically, the calibration unit 12b applies the correction coefficient obtained by dividing the average value of the second surface temperature distribution by the average value of the first surface temperature distribution to the first surface temperature distribution to thereby obtain the first surface temperature distribution. Calibrate the temperature distribution.

以上説明した、本発明の実施形態にかかる温度計測方法は、全ての計測範囲を網羅するまで継続して繰り返されるものとする。また、本発明の実施形態にかかる温度計測方法により取得された温度分布は、出力手段13により適切に再構成され、画面表示等される。   The temperature measurement method according to the embodiment of the present invention described above is continuously repeated until the entire measurement range is covered. Moreover, the temperature distribution acquired by the temperature measuring method according to the embodiment of the present invention is appropriately reconstructed by the output means 13 and displayed on the screen.

〔作用効果〕
以下、上記説明した本発明の実施形態にかかる温度計測装置および温度計測方法の作用効果について、実験結果を参照しながら説明する。
[Function and effect]
Hereinafter, the effect of the temperature measuring device and the temperature measuring method according to the embodiment of the present invention described above will be described with reference to experimental results.

鋳片の温度計測の主な阻害要因は、先述の水煙と水のりである。このうち水煙は水蒸気が冷やされ非常に小さな水滴となって可視化されたものであり、水のりは冷却水が鋳片上に残留しているものであり、水煙および水のりいずれも液体の水となっている。   The main obstacles to the temperature measurement of the slab are the aforementioned smoke and water. Smoke is visualized as very small water droplets by cooling water vapor, water glue is the cooling water remaining on the slab, and both smoke and water become liquid water. ing.

図8は、液体の水の吸収スペクトルを示すグラフである(BUNSEKI KAGAKU Vol.60,No.1,pp.19−31(2011)より掲載)。図8の横軸は、吸収される光(電磁波)の波長を表し、縦軸は、光(電磁波)の吸収度を表し、グラフが下方になる程、光(電磁波)が透過することを意味している。   8 is a graph showing the absorption spectrum of liquid water (published from BUNSEKI KAGAKA VOL. 60, No. 1, pp. 19-31 (2011)). The horizontal axis in FIG. 8 represents the wavelength of the absorbed light (electromagnetic wave), the vertical axis represents the light (electromagnetic wave) absorbance, and the lower the graph is, the more light (electromagnetic wave) is transmitted. doing.

図8に示されるように、可視光である波長約400nm〜1000nm(1.0μm)付近の光は、液体の水をよく透過する。これに対して、波長10μm前後(例えば8μm〜12μm)の赤外線は、液体の水に吸収されてしまう。   As shown in FIG. 8, light having a wavelength of about 400 nm to 1000 nm (1.0 μm) that is visible light is well transmitted through liquid water. On the other hand, infrared rays having a wavelength of around 10 μm (for example, 8 μm to 12 μm) are absorbed by liquid water.

そこで、本発明の発明者らは、波長が0.85μmより長い光線を透過するロングパスフィルターをCCDカメラの前に設置して、ロールセグメント間から鋳片を撮像する実験を行った。なお使用したCCDカメラは、400nmから1.0μmまでの感度を有しているので、上記のフィルタを用いることにより、波長0.85μm〜1.0μmの測定光を用いて撮像している。   Accordingly, the inventors of the present invention conducted an experiment in which a long pass filter that transmits light having a wavelength longer than 0.85 μm was installed in front of the CCD camera to image the slab from between the roll segments. Since the CCD camera used has a sensitivity of 400 nm to 1.0 μm, imaging is performed using measurement light having a wavelength of 0.85 μm to 1.0 μm by using the above filter.

ここで、波長0.85μm以下のフィルタを用いているのには、以下の理由がある。まず、鋳片の想定温度が約700℃〜900℃の範囲である。この温度域の物質から輻射される光(電磁波)は、プランクの放射則によれば波長0.85μm以上の赤外線が多く含まれる(図9参照)。そのため、この温度域の温度計測においては波長0.85μm以上の測定光を使用することで外光ノイズの影響を受けず精度よく計測することが可能になるからである。   Here, the reason why the filter having a wavelength of 0.85 μm or less is used is as follows. First, the assumed temperature of the slab is in the range of about 700 ° C to 900 ° C. The light (electromagnetic wave) radiated from the substance in this temperature range contains a lot of infrared rays having a wavelength of 0.85 μm or more according to Planck's radiation law (see FIG. 9). For this reason, in the temperature measurement in this temperature range, measurement light having a wavelength of 0.85 μm or more can be used so that it can be accurately measured without being affected by external light noise.

図10は、波長0.85μm〜1.0μmの測定光を用いて鋳片を撮像した画像である。図10の(a)および(b)の画像は、同一の鋳片を異なるタイミングで撮像したものであり、(a)は、水煙が発生していないタイミングに撮像された画像であり、(b)は、水煙が発生しているタイミングに撮像された画像である。   FIG. 10 is an image obtained by imaging a slab using measurement light having a wavelength of 0.85 μm to 1.0 μm. The images in FIGS. 10A and 10B are obtained by capturing the same slab at different timings, and FIG. 10A is an image captured at a timing when no water smoke is generated. ) Is an image captured at the timing when water smoke is generated.

図10の(a)および(b)の画像は、同一の鋳片を撮像した画像であるので、鋳片の表面温度はほとんど同一とみなすことができるが、図10の(a)および(b)の比較により解るように、実際は、水煙が発生しているタイミングに撮像された画像では輝度が大幅に低下している。   Since the images of (a) and (b) in FIG. 10 are images obtained by imaging the same slab, the surface temperature of the slab can be regarded as almost the same, but (a) and (b) in FIG. As can be seen from the comparison of (), in fact, the brightness of the image captured at the timing when the smoke is generated is greatly reduced.

この実験は、水の透過率が高いはずの波長0.85μm〜1.0μmの測定光を用いて鋳片を撮像しても、水煙が発生している場合、撮像された画像の輝度が低下することを意味している。   In this experiment, even if the slab is imaged using measurement light with a wavelength of 0.85 μm to 1.0 μm, which should have a high water transmittance, the brightness of the captured image decreases when smoke is generated. Is meant to do.

本発明の発明者らは、その後のさらなる調査により、水煙中の水滴の径が1μm〜10μmの範囲に分布することを確かめた。そして、波長0.85μm〜1.0μmの測定光を用いた場合の画像の輝度が低下する現象は、水煙中の水滴によるミー散乱に起因するとの結論に想到した。ミー散乱では波長の逆数に比例して散乱強度が強くなる。このため、波長の短い1μm程度の測定光は、ミー散乱により非常に強く散乱される。   The inventors of the present invention have confirmed that the diameter of the water droplets in the smoke is distributed in the range of 1 μm to 10 μm by further investigation thereafter. Then, the inventors have come to the conclusion that the phenomenon that the brightness of the image is lowered when measuring light having a wavelength of 0.85 μm to 1.0 μm is caused by Mie scattering caused by water droplets in the smoke. In Mie scattering, the scattering intensity increases in proportion to the reciprocal of the wavelength. For this reason, measurement light having a short wavelength of about 1 μm is very strongly scattered by Mie scattering.

上記結論を検証するために、本発明の発明者らは、波長8μm〜12μmの範囲に感度を持つサーモビューアを用いて、図10に示される実験と同様の実験を行った。   In order to verify the above conclusion, the inventors of the present invention conducted an experiment similar to the experiment shown in FIG. 10 using a thermo viewer having a sensitivity in the wavelength range of 8 μm to 12 μm.

図11は、波長8μm〜12μmの測定光を用いて鋳片を撮像した画像である。図11の(a)および(b)の画像は、同一の鋳片を異なるタイミングで撮像したものであり、(a)は、水煙が発生していないタイミングに撮像された画像であり、(b)は、水煙が発生しているタイミングに撮像された画像である。   FIG. 11 is an image obtained by imaging a slab using measurement light having a wavelength of 8 μm to 12 μm. Images (a) and (b) in FIG. 11 are images of the same slab taken at different timings. (A) is an image taken at a timing when no water smoke is generated. ) Is an image captured at the timing when water smoke is generated.

図11の(a)および(b)の画像は、同一の鋳片を撮像した画像であるので、鋳片の表面温度はほとんど同一とみなすことができる。そして、図10に示される実験とはことなり、図11の(a)および(b)の画像の比較においては、全体の平均輝度は略同一となっている。   Since the images in FIGS. 11A and 11B are images of the same slab, the surface temperature of the slab can be regarded as almost the same. Unlike the experiment shown in FIG. 10, the average brightness of the whole image is substantially the same in the comparison of the images shown in FIGS.

なお、図11の(a)および(b)の画像に表れる斑は、鋳片上の水のりである。本実験で用いられた測定光は、波長が8μm〜12μmのものであり、液体の水に対する透過率が悪い。その結果、鋳片上の水のりの影響を大きく受けやすく、図11の(a)および(b)の画像では、水のりが斑となって現れている。   Note that the spots appearing in the images of FIGS. 11A and 11B are water on the slab. The measurement light used in this experiment has a wavelength of 8 μm to 12 μm, and has a low transmittance for liquid water. As a result, it is easy to be greatly affected by the water on the slab, and in the images of FIGS. 11A and 11B, the water appears as spots.

図12は、上記検証実験を2次元画像に再構成した画像および温度分布のグラフである。図12の(a−1)は、サーモビューアを利用して波長8μm〜12μmの測定光を用いて撮像した鋳片の表面輝度画像であり、(b−1)は、波長0.85μmのロングパスフィルターを取り付けたCCDカメラを利用して波長0.85μm〜1μmの測定光を用いて撮像した鋳片の表面輝度画像である。図12の(a−1)および(b−1)共に、ロールセグメントの間隙を介して撮像された鋳片の表面上の1次元領域を、図6を参照しながら説明した方法で鋳片の表面輝度画像として再構築したものである。   FIG. 12 is a graph of an image and temperature distribution obtained by reconstructing the verification experiment into a two-dimensional image. (A-1) in FIG. 12 is a surface luminance image of a slab imaged using measurement light having a wavelength of 8 μm to 12 μm using a thermo viewer, and (b-1) is a long path having a wavelength of 0.85 μm. It is the surface brightness | luminance image of the slab imaged using the measurement light of wavelength 0.85 micrometer-1 micrometer using the CCD camera which attached the filter. Both (a-1) and (b-1) of FIG. 12 show the one-dimensional area on the surface of the slab imaged through the gap between the roll segments by the method described with reference to FIG. Reconstructed as a surface luminance image.

図12の(a−2)および(b−2)は、それぞれ(a−1)および(b−1)の画像における破線位置での温度分布の横断方向プロファイルである。図12の(a−1)および(b−1)の画像における(1)〜(6)の破線位置は、(a−2)および(b−2)の(1)〜(6)の線種のグラフに対応している。すなわち、(a−2)および(b−2)のグラフにおいて、同一番号の線種のグラフは、鋳片の同一位置における温度分布に対応している。   (A-2) and (b-2) in FIG. 12 are transverse profiles of the temperature distribution at the positions of the broken lines in the images (a-1) and (b-1), respectively. The positions of broken lines (1) to (6) in the images of (a-1) and (b-1) in FIG. 12 are the lines (1) to (6) of (a-2) and (b-2). It corresponds to the kind of graph. That is, in the graphs (a-2) and (b-2), the graphs with the same number of line types correspond to the temperature distribution at the same position of the slab.

図12の(a−2)および(b−2)のグラフの比較により解るように、波長0.85μm〜1μmの測定光を用いた温度測定と波長8μm〜12μmの測定光を用いた温度測定では顕著な違いが存在する。   As can be seen from the comparison of the graphs of (a-2) and (b-2) in FIG. 12, temperature measurement using measurement light with a wavelength of 0.85 μm to 1 μm and temperature measurement using measurement light with a wavelength of 8 μm to 12 μm. So there is a significant difference.

図12の(a−2)のグラフでは、枠外まで温度低下している箇所が存在するが、(b−2)のグラフでは、このような枠外まで温度低下している箇所が存在しない。図12の(a−2)のグラフに見られる枠外まで温度低下している箇所は、鋳片上の水のりの影響箇所である。   In the graph of (a-2) in FIG. 12, there is a portion where the temperature is reduced outside the frame, but in the graph of (b-2), there is no portion where the temperature is decreased outside the frame. The place where the temperature is reduced to the outside of the frame seen in the graph of (a-2) in FIG. 12 is an affected place of water on the slab.

また、図12の(b−2)のグラフでは、線種(5)および(6)のグラフのように温度分布の全体的な低下が見られるが、(a−2)のグラフでは、このような温度分布の全体的な低下は見られない。図12の(b−2)のグラフに見られるに温度分布の全体的に低下している箇所は、水煙の影響箇所である。   In addition, in the graph of (b-2) in FIG. 12, an overall decrease in temperature distribution is seen as in the graphs of line types (5) and (6), but in the graph of (a-2), this There is no overall decrease in temperature distribution. As shown in the graph of (b-2) in FIG. 12, the part where the temperature distribution is entirely lowered is the influence part of the water smoke.

本発明の実施形態にかかる温度計測装置および温度計測方法では、上記のような波長0.85μm〜1μmの測定光を用いた温度測定と波長8μm〜12μmの測定光を用いた温度測定での顕著な特徴の違いを利用して、水煙および水のりの両方の影響を低減するよう温度分布を校正している。すなわち、本発明の実施形態にかかる温度計測装置および温度計測方法は、水煙による影響が少ない波長8μm〜12μmの測定光を用いて得られた温度分布を用いて、水のりによる影響が少ない波長0.85μm〜1μmの測定光を用いて得られた温度分布を校正することにより、水煙および水のりの両方の影響を低減する。   In the temperature measurement device and the temperature measurement method according to the embodiment of the present invention, the temperature measurement using the measurement light having the wavelength of 0.85 μm to 1 μm and the temperature measurement using the measurement light having the wavelength of 8 μm to 12 μm are remarkable. The temperature distribution is calibrated to reduce the effects of both smoke and water by taking advantage of the differences in characteristics. That is, the temperature measuring device and the temperature measuring method according to the embodiment of the present invention use the temperature distribution obtained by using the measuring light having a wavelength of 8 μm to 12 μm, which is less affected by water smoke, and have a wavelength 0 which is less affected by water. By calibrating the temperature distribution obtained using measuring light of .85 μm to 1 μm, the effects of both smoke and water are reduced.

図13は、本発明の実施形態にかかる温度計測装置および温度計測方法を利用して校正した後の温度分布を示すグラフである。なお、図13に示されるグラフにおける(1)〜(6)の線種は、図12の(a−2)および(b−2)に示されるグラフにおける(1)〜(6)の線種と対応している。したがって、図13に示される温度分布は、本発明の実施形態にかかる温度計測装置および温度計測方法を利用して図12の(a−1)および(b−1)に示される鋳片の表面画像における(1)〜(6)の破線位置での温度分布を示している。   FIG. 13 is a graph showing a temperature distribution after calibration using the temperature measurement device and the temperature measurement method according to the embodiment of the present invention. The line types (1) to (6) in the graph shown in FIG. 13 are the line types (1) to (6) in the graphs shown in (a-2) and (b-2) in FIG. It corresponds to. Therefore, the temperature distribution shown in FIG. 13 is obtained by using the temperature measuring device and the temperature measuring method according to the embodiment of the present invention, and the surface of the slab shown in (a-1) and (b-1) of FIG. The temperature distribution in the broken line position of (1)-(6) in the image is shown.

図13に示される温度分布は、具体的には、以下のように計算された。   Specifically, the temperature distribution shown in FIG. 13 was calculated as follows.

まず、波長8μm〜12μmの範囲の測定光を用いて取得した1次元表面温度分布の平均値を算出し、これをMとする。ただし、波長8μm〜12μmの範囲の測定光を用いて取得した1次元表面温度分布には、水のりの影響により大幅な温度低下が発生するので、鋳片の想定温度範囲の下限値である500度以下の値は棄却して平均値を算出する。 First, an average value of one-dimensional surface temperature distribution obtained using the measuring light having a wavelength in the range of 8Myuemu~12myuemu, which is referred to as M 2. However, in the one-dimensional surface temperature distribution obtained using the measurement light in the wavelength range of 8 μm to 12 μm, a significant temperature drop occurs due to the influence of water, so that it is the lower limit value of the assumed temperature range of the slab 500 The average value is calculated by rejecting the value below the degree.

一方、波長0.85μm〜1μmの測定光を用いて取得した1次元表面温度分布の平均値を算出し、これをMとする。 On the other hand, the average value of the one-dimensional surface temperature distribution acquired using the measurement light having a wavelength of 0.85 μm to 1 μm is calculated, and this is defined as M 1 .

そして、平均値Mを平均値Mで除して求めた補正係数αを波長0.85μm〜1μmの測定光を用いて取得した1次元表面温度分布に掛けることにより、第1表面温度分布を校正する。 Then, by multiplying the average value M 2 of the correction coefficient α determined by dividing the average value M 1 to a one-dimensional surface temperature distribution obtained using the measuring light having a wavelength 0.85Myuemu~1myuemu, first surface temperature distribution Calibrate.

以上の計算を図12の(a−1)および(b−1)に示される鋳片の表面画像における(1)〜(6)の破線位置において行って得られた温度分布が図13に示される温度分布のグラフである。   FIG. 13 shows the temperature distribution obtained by performing the above calculation at the broken line positions (1) to (6) in the surface image of the slab shown in (a-1) and (b-1) of FIG. FIG.

図13に示される温度分布のグラフから解るように、本発明の実施形態にかかる温度計測装置および温度計測方法によれば、水煙および水のりの両方の影響を低減することができる。   As can be seen from the graph of temperature distribution shown in FIG. 13, according to the temperature measuring device and the temperature measuring method according to the embodiment of the present invention, it is possible to reduce the influence of both water smoke and water glue.

以上、本発明の実施形態にかかる温度計測装置および温度計測方法について説明したが、本発明の実施は上記実施形態に限定されない。例えば、第1測定光の波長の範囲を波長0.895μm〜0.905μmの範囲に限定すること、または、第2測定光の波長の範囲を波長9.5μm〜10.5μmの範囲に限定することなどによっても、本発明を適切に実施することができる。   As described above, the temperature measuring device and the temperature measuring method according to the embodiment of the present invention have been described, but the embodiment of the present invention is not limited to the above embodiment. For example, the wavelength range of the first measurement light is limited to a wavelength range of 0.895 μm to 0.905 μm, or the wavelength range of the second measurement light is limited to a wavelength range of 9.5 μm to 10.5 μm. For example, the present invention can be appropriately implemented.

1 連続鋳造機
2 溶鋼
3 タンディッシュ
4 浸漬ノズル
5 鋳型
6 鋳片
7 ロール
8 ロールセグメント
9a 上側フレーム
9b 下側フレーム
10a,10b 撮像手段
10a 第1撮像手段
10a 第2撮像手段
11 温度計測装置
12 画像処理部
12a 温度変換手段
12b 校正手段
13 出力手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Continuous casting machine 2 Molten steel 3 Tundish 4 Immersion nozzle 5 Mold 6 Cast piece 7 Roll 8 Roll segment 9a Upper frame 9b Lower frame 10a, 10b Imaging means 10a 1 1st imaging means 10a 2 2nd imaging means 11 Temperature measuring device 12 Image processing unit 12a Temperature conversion means 12b Calibration means 13 Output means

Claims (8)

冷却水を噴射しながら高温体の表面温度を測定する温度測定装置であって、
波長0.85μm〜1.0μmの範囲に属する第1測定光を用いて前記高温体を撮像する第1撮像手段と、
波長8μm〜12μmの範囲に属する第2測定光を用いて前記高温体を撮像する第2撮像手段と、
前記第1撮像手段および前記第2撮像手段が撮像したそれぞれの画像の輝度を前記高温体の表面温度に変換する温度変換手段と、
前記第2撮像手段が撮像した画像の輝度から変換された第2表面温度分布を用いて、前記第1撮像手段が撮像した画像の輝度から変換された第1表面温度分布を校正する校正手段と、
を備えることを特徴とする温度測定装置。
A temperature measuring device that measures the surface temperature of a hot body while injecting cooling water,
First imaging means for imaging the high temperature body using first measurement light belonging to a wavelength range of 0.85 μm to 1.0 μm;
Second imaging means for imaging the high temperature body using second measurement light belonging to a wavelength range of 8 μm to 12 μm;
Temperature conversion means for converting the brightness of each image captured by the first imaging means and the second imaging means into the surface temperature of the high temperature body;
Calibration means for calibrating the first surface temperature distribution converted from the brightness of the image captured by the first imaging means, using the second surface temperature distribution converted from the brightness of the image captured by the second imaging means; ,
A temperature measuring device comprising:
前記校正手段は、前記第2表面温度分布の代表値が前記第1表面温度分布の代表値に一致するように、第1表面温度分布を校正することを特徴とする請求項1に記載の温度測定装置。   2. The temperature according to claim 1, wherein the calibration unit calibrates the first surface temperature distribution so that a representative value of the second surface temperature distribution matches a representative value of the first surface temperature distribution. measuring device. 前記代表値は、温度分布の平均値であることを特徴とする請求項2に記載の温度測定装置。   The temperature measuring apparatus according to claim 2, wherein the representative value is an average value of a temperature distribution. 前記校正手段は、前記第2表面温度分布の平均値を前記第1表面温度分布の平均値で除して求めた補正係数を、前記第1表面温度分布に掛けることにより、前記第1表面温度分布を校正することを特徴とする請求項1に記載の温度測定装置。   The calibration means multiplies the first surface temperature distribution by a correction coefficient obtained by dividing the average value of the second surface temperature distribution by the average value of the first surface temperature distribution, thereby obtaining the first surface temperature distribution. The temperature measuring device according to claim 1, wherein the distribution is calibrated. 冷却水を噴射しながら高温体の表面温度を測定する温度測定方法であって、
波長0.85μm〜1.0μmの範囲に属する第1測定光を用いて前記高温体を撮像する第1撮像ステップと、
波長8μm〜12μmの範囲に属する第2測定光を用いて前記高温体を撮像する第2撮像ステップと、
前記第1撮像ステップおよび前記第2撮像ステップにて撮像したそれぞれの画像の輝度を前記高温体の表面温度に変換する温度変換ステップと、
前記第2測定光を用いて撮像された画像の輝度から変換された第2表面温度分布を用いて、前記第1測定光を用いて撮像された画像の輝度から変換された第1表面温度分布を校正する校正ステップと、
を含むことを特徴とする温度測定方法。
A temperature measurement method for measuring the surface temperature of a hot body while injecting cooling water,
A first imaging step of imaging the high temperature body using first measurement light belonging to a wavelength range of 0.85 μm to 1.0 μm;
A second imaging step of imaging the high temperature body using second measurement light belonging to a wavelength range of 8 μm to 12 μm;
A temperature conversion step of converting the brightness of each image captured in the first imaging step and the second imaging step into a surface temperature of the high temperature body;
The first surface temperature distribution converted from the luminance of the image captured using the first measurement light using the second surface temperature distribution converted from the luminance of the image captured using the second measurement light. A calibration step to calibrate,
A temperature measuring method comprising:
前記校正ステップは、前記第2表面温度分布の代表値が前記第1表面温度分布の代表値に一致するように、第1表面温度分布を校正することを特徴とする請求項5に記載の温度測定方法。   The temperature according to claim 5, wherein the calibration step calibrates the first surface temperature distribution so that a representative value of the second surface temperature distribution matches a representative value of the first surface temperature distribution. Measuring method. 前記代表値は、温度分布の平均値であることを特徴とする請求項6に記載の温度測定方法。   The temperature measurement method according to claim 6, wherein the representative value is an average value of a temperature distribution. 前記校正ステップは、前記第2表面温度分布の平均値を前記第1表面温度分布の平均値で除して求めた補正係数を、前記第1表面温度分布に掛けることにより、前記第1表面温度分布を校正することを特徴とする請求項5に記載の温度測定方法。   In the calibration step, the first surface temperature distribution is obtained by multiplying the first surface temperature distribution by a correction coefficient obtained by dividing the average value of the second surface temperature distribution by the average value of the first surface temperature distribution. 6. The temperature measuring method according to claim 5, wherein the distribution is calibrated.
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