JP3099470B2 - 遠心分離機用非接触式温度計測システム - Google Patents
遠心分離機用非接触式温度計測システムInfo
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- JP3099470B2 JP3099470B2 JP03299133A JP29913391A JP3099470B2 JP 3099470 B2 JP3099470 B2 JP 3099470B2 JP 03299133 A JP03299133 A JP 03299133A JP 29913391 A JP29913391 A JP 29913391A JP 3099470 B2 JP3099470 B2 JP 3099470B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- rotating body
- bowl
- temperature sensor
- infrared
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- Centrifugal Separators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、遠心分離機で分離する
試料を入れる回転体の温度を測定する非接触式温度計測
システムに関するものである。
試料を入れる回転体の温度を測定する非接触式温度計測
システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の遠心分離機の熱電対型赤外線温度
センサを用いた回転体の温度測定は、該温度センサ出力
の補正を行う場合には変数として該温度センサ内部の熱
電対の基準接点（冷接点）温度のみを用いていた。しか
し、前記の方法では、該回転体が該温度センサの視野内
に完全に収まっていても、該回転体が完全黒体でないた
めに、該回転体の冷却・加熱用ボウルの赤外線の反射
や、該ボウルからの熱伝導など、該温度センサが該ボウ
ルから受ける熱の影響は無視できず、正確な該回転体の
温度測定ができなかった。また、特開昭６２−１６３９
３７号公報には、赤外線温度センサを用いて被測定物の
温度計測を行なうための理論式（Ｐ＝Ｋ（εＴ 4 ＋ＲＴ
ｓ 4 −Ｔｏ 4 ））が開示されていると共に、赤外線温度セ
ンサの取付け角度、赤外線温度センサに関連して設けら
れるフィルターの透過率、視野角による赤外線温度セン
サ個々の補正定数や周囲温度補正定数を組入れることで
被測定物の温度をより精度良く測定可能になることが示
唆されている。
センサを用いた回転体の温度測定は、該温度センサ出力
の補正を行う場合には変数として該温度センサ内部の熱
電対の基準接点（冷接点）温度のみを用いていた。しか
し、前記の方法では、該回転体が該温度センサの視野内
に完全に収まっていても、該回転体が完全黒体でないた
めに、該回転体の冷却・加熱用ボウルの赤外線の反射
や、該ボウルからの熱伝導など、該温度センサが該ボウ
ルから受ける熱の影響は無視できず、正確な該回転体の
温度測定ができなかった。また、特開昭６２−１６３９
３７号公報には、赤外線温度センサを用いて被測定物の
温度計測を行なうための理論式（Ｐ＝Ｋ（εＴ 4 ＋ＲＴ
ｓ 4 −Ｔｏ 4 ））が開示されていると共に、赤外線温度セ
ンサの取付け角度、赤外線温度センサに関連して設けら
れるフィルターの透過率、視野角による赤外線温度セン
サ個々の補正定数や周囲温度補正定数を組入れることで
被測定物の温度をより精度良く測定可能になることが示
唆されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】熱電対型赤外線温度セ
ンサは、一般に図４に示す構成であり、被測定物より入
射した赤外線により、該温度センサ内の熱容量の小さな
受熱部２が発熱し、該発熱は、基準接点４に伝達し、更
にケース１７に伝達し、最終的に雰囲気へ放熱されて、
熱平衡し、該温度センサ内部に温度勾配をつくる。１つ
或いは複数の熱電対３は、該温度勾配の内の該受熱体と
該基準接点とに生ずるわずかな温度差を電圧変換し、該
温度センサの電圧信号とするものである。該温度センサ
を遠心分離機に設置して該回転体の温度を測定する際
に、該受熱体が受ける赤外線には、該回転体が放射する
赤外線の他に、該回転体の冷却・加熱用ボウルからの赤
外線が該回転体に反射したものや回り込みによる影響も
含まれている。さらに、該温度センサの該ケースが該ボ
ウルと熱的に接続されており、該ボウルの熱が伝導によ
って該ケースや該基準接点に伝わることで、該温度セン
サでの該回転体の温度測定に影響を与える。また、上述
した特開昭６２−１６３９３７号公報には、理論式（Ｐ
＝Ｋ（εＴ 4 ＋ＲＴｓ 4 −Ｔｏ 4 ））が開示されているも
のの、この理論式のみでは上記した補正定数等が考慮さ
れていないため、精度良く測定することができない。精
度良く測定するために同公報では上記補正定数や上記測
定因子を考慮することが示唆されているものの、これら
を個々に測定する作業が必要になる。しかし、現実にこ
れらを測定することは面倒であり現実性に乏しいという
問題を有している。
ンサは、一般に図４に示す構成であり、被測定物より入
射した赤外線により、該温度センサ内の熱容量の小さな
受熱部２が発熱し、該発熱は、基準接点４に伝達し、更
にケース１７に伝達し、最終的に雰囲気へ放熱されて、
熱平衡し、該温度センサ内部に温度勾配をつくる。１つ
或いは複数の熱電対３は、該温度勾配の内の該受熱体と
該基準接点とに生ずるわずかな温度差を電圧変換し、該
温度センサの電圧信号とするものである。該温度センサ
を遠心分離機に設置して該回転体の温度を測定する際
に、該受熱体が受ける赤外線には、該回転体が放射する
赤外線の他に、該回転体の冷却・加熱用ボウルからの赤
外線が該回転体に反射したものや回り込みによる影響も
含まれている。さらに、該温度センサの該ケースが該ボ
ウルと熱的に接続されており、該ボウルの熱が伝導によ
って該ケースや該基準接点に伝わることで、該温度セン
サでの該回転体の温度測定に影響を与える。また、上述
した特開昭６２−１６３９３７号公報には、理論式（Ｐ
＝Ｋ（εＴ 4 ＋ＲＴｓ 4 −Ｔｏ 4 ））が開示されているも
のの、この理論式のみでは上記した補正定数等が考慮さ
れていないため、精度良く測定することができない。精
度良く測定するために同公報では上記補正定数や上記測
定因子を考慮することが示唆されているものの、これら
を個々に測定する作業が必要になる。しかし、現実にこ
れらを測定することは面倒であり現実性に乏しいという
問題を有している。
【０００４】本発明の目的は簡便な方法で精度良く回転
体の温度を計測することである。
体の温度を計測することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的は、赤外線を検
出し出力信号を発生する赤外線温度センサの基準接点温
度の検出手段を設け、基準接点温度とボウルの温度とが
ほぼ等しく且つ回転体の温度と基準接点温度との差が零
でない状態から第１の係数を求め、第１の係数を用いて
ボウルの温度と基準接点温度との差が零でない状態から
第２の係数を求めることにより、回転体の温度を計測す
ることにより達成される。
出し出力信号を発生する赤外線温度センサの基準接点温
度の検出手段を設け、基準接点温度とボウルの温度とが
ほぼ等しく且つ回転体の温度と基準接点温度との差が零
でない状態から第１の係数を求め、第１の係数を用いて
ボウルの温度と基準接点温度との差が零でない状態から
第２の係数を求めることにより、回転体の温度を計測す
ることにより達成される。
【０００６】
【作用】上記回転体の温度計測では、個々の赤外線温度
センサのバラツキや雰囲気温度によるバラツキなどを含
めた第１，第２係数を使用することにより、回転体の温
度を精度良く測定することができる。
センサのバラツキや雰囲気温度によるバラツキなどを含
めた第１，第２係数を使用することにより、回転体の温
度を精度良く測定することができる。
【０００７】
【実施例】図１は、本発明の一実施例である遠心分離機
の回転体温度測定装置である。
の回転体温度測定装置である。
【０００８】遠心分離機内に設置された熱電対型赤外線
温度センサ１は、回転体７の絶対温度ＴＲの４乗に比例
する赤外線エネルギー１９を受熱部２に受け、該受熱部
の温度が変化し、基準接点４との間に温度差が生じ、熱
電対３がその温度差を検知して電圧信号Ｖを生じる。該
赤外線温度センサ内には、基準接点温度センサ５が設置
されていて、該基準接点の絶対温度ＴＤを測定し、電圧
信号ＶＤを生じる。該回転体の冷却・加熱用ボウル８
に、ボウル測温センサ９を設置し、該ボウルの絶対温度
ＴＥを測定し、電圧信号ＶＥを生じる。Ｖ、ＶＤ、ＶＥ
の諸信号は、微弱のため増幅回路１０で増幅され、Ａ／
Ｄコンバータ１１でディジタル信号に変換される。信号
ＶＤ、ＶＥは、ＲＯＭ１３にプログラムされた変換テー
ブルによって、それぞれ絶対温度ＴＤ、ＴＥの値に変換
される。
温度センサ１は、回転体７の絶対温度ＴＲの４乗に比例
する赤外線エネルギー１９を受熱部２に受け、該受熱部
の温度が変化し、基準接点４との間に温度差が生じ、熱
電対３がその温度差を検知して電圧信号Ｖを生じる。該
赤外線温度センサ内には、基準接点温度センサ５が設置
されていて、該基準接点の絶対温度ＴＤを測定し、電圧
信号ＶＤを生じる。該回転体の冷却・加熱用ボウル８
に、ボウル測温センサ９を設置し、該ボウルの絶対温度
ＴＥを測定し、電圧信号ＶＥを生じる。Ｖ、ＶＤ、ＶＥ
の諸信号は、微弱のため増幅回路１０で増幅され、Ａ／
Ｄコンバータ１１でディジタル信号に変換される。信号
ＶＤ、ＶＥは、ＲＯＭ１３にプログラムされた変換テー
ブルによって、それぞれ絶対温度ＴＤ、ＴＥの値に変換
される。
【０００９】該熱電対の電圧信号Ｖは、該回転体からの
該赤外線エネルギーの他に、該ボウルからの赤外線エネ
ルギーと接触による熱伝導も含まれており、電圧信号Ｖ
は下記の数１の式になる。
該赤外線エネルギーの他に、該ボウルからの赤外線エネ
ルギーと接触による熱伝導も含まれており、電圧信号Ｖ
は下記の数１の式になる。
【００１０】
【数１】
【００１１】数１の式で、第一項が該回転体からの赤外
線エネルギーを示し、ａを第１の係数とする。第二項は
該ボウルからの赤外線エネルギーを示し、ｂを第２の係
数とする。第三項は該ボウルからの熱伝導を示し、Ｃを
第３の係数とする。数１の式から、該回転体の絶対温度
ＴＲを求める温度計算式は数２の式になる。
線エネルギーを示し、ａを第１の係数とする。第二項は
該ボウルからの赤外線エネルギーを示し、ｂを第２の係
数とする。第三項は該ボウルからの熱伝導を示し、Ｃを
第３の係数とする。数１の式から、該回転体の絶対温度
ＴＲを求める温度計算式は数２の式になる。
【００１２】
【数２】
【００１３】数２の式をＲＯＭ１３にプログラムし、計
算を行うことで該回転体の絶対温度ＴＲが得られ、結果
は、Ｄ／Ａコンバータによってアナログ信号に変換され
て出力される。これらの動作は、ＣＰＵ１２によって制
御されている。なお、該回転体のセッ氏温度は、絶対温
度ＴＲから２７３を引くことで得られる。図２は該赤外
線温度センサの該遠心分離機への搭載例である。駆動部
１５によって高速で回転される該回転体は、電子冷却素
子１６が温度コントローラする該ボウルによって加熱・
冷却が行われる。図３は、数１の式の係数ａ、ｂ、ｃを
求める一手段である。該遠心分離機の周囲温度が一様で
あり、該赤外線温度センサ内の該基準接点の絶対温度Ｔ
Ｄと該ボウルの絶対温度ＴＥが等しくて、該基準接点の
絶対温度ＴＤとの温度差が大きい該回転体を該遠心分離
機に設置した状態（図３のＡ）では、数１の式の第２
項、第３項が０となり、該電圧信号Ｖ、該回転体の絶対
温度ＴＲ、該基準接点の絶対温度ＴＤより、係数ａが求
まる。状態ａの後、該電子冷却素子を作動させ、該基準
接点の絶対温度ＴＤと該ボウルの絶対温度ＴＥの差が大
きい状態（図３のＢ）で、図４の赤外線透過フィルタ１
８を目隠して、赤外線をカットすることで、数１の式の
第１項、第２項が０となり、該電圧信号Ｖ、該基準接点
の絶対温度ＴＤ、該ボウルの絶対温度ＴＥから係数Ｃが
求まる。状態Ｂのまま、目隠しを取り去り、該電圧信号
Ｖ、該回転体の絶対温度ＴＲ、該基準接点の絶対温度Ｔ
Ｄ、該ボウルの絶対温度ＴＥを用いて数１の式に係数
ａ、ｃを代入することで係数ｂが求まる。
算を行うことで該回転体の絶対温度ＴＲが得られ、結果
は、Ｄ／Ａコンバータによってアナログ信号に変換され
て出力される。これらの動作は、ＣＰＵ１２によって制
御されている。なお、該回転体のセッ氏温度は、絶対温
度ＴＲから２７３を引くことで得られる。図２は該赤外
線温度センサの該遠心分離機への搭載例である。駆動部
１５によって高速で回転される該回転体は、電子冷却素
子１６が温度コントローラする該ボウルによって加熱・
冷却が行われる。図３は、数１の式の係数ａ、ｂ、ｃを
求める一手段である。該遠心分離機の周囲温度が一様で
あり、該赤外線温度センサ内の該基準接点の絶対温度Ｔ
Ｄと該ボウルの絶対温度ＴＥが等しくて、該基準接点の
絶対温度ＴＤとの温度差が大きい該回転体を該遠心分離
機に設置した状態（図３のＡ）では、数１の式の第２
項、第３項が０となり、該電圧信号Ｖ、該回転体の絶対
温度ＴＲ、該基準接点の絶対温度ＴＤより、係数ａが求
まる。状態ａの後、該電子冷却素子を作動させ、該基準
接点の絶対温度ＴＤと該ボウルの絶対温度ＴＥの差が大
きい状態（図３のＢ）で、図４の赤外線透過フィルタ１
８を目隠して、赤外線をカットすることで、数１の式の
第１項、第２項が０となり、該電圧信号Ｖ、該基準接点
の絶対温度ＴＤ、該ボウルの絶対温度ＴＥから係数Ｃが
求まる。状態Ｂのまま、目隠しを取り去り、該電圧信号
Ｖ、該回転体の絶対温度ＴＲ、該基準接点の絶対温度Ｔ
Ｄ、該ボウルの絶対温度ＴＥを用いて数１の式に係数
ａ、ｃを代入することで係数ｂが求まる。
【００１４】
【発明の効果】本発明によれば、赤外線を検出し出力信
号を発生する赤外線温度センサの基準接点温度の検出手
段を設け、基準接点温度とボウルの温度とがほぼ等しく
且つ回転体の温度と基準接点温度との差が零でない状態
から第１の係数を求め、第１の係数を用いてボウルの温
度と基準接点温度との差が零でない状態から第２の係数
を求めることにより、簡便な方法で精度良く回転体の温
度を計測することができる。
号を発生する赤外線温度センサの基準接点温度の検出手
段を設け、基準接点温度とボウルの温度とがほぼ等しく
且つ回転体の温度と基準接点温度との差が零でない状態
から第１の係数を求め、第１の係数を用いてボウルの温
度と基準接点温度との差が零でない状態から第２の係数
を求めることにより、簡便な方法で精度良く回転体の温
度を計測することができる。
【図１】 本発明になる遠心分離機の回転体温度測定位
置の一実施例を示す熱電対型赤外線温度センサと増幅回
路、マイクロコンピュータを示す構成図である。
置の一実施例を示す熱電対型赤外線温度センサと増幅回
路、マイクロコンピュータを示す構成図である。
【図２】 遠心分離機の構成図である。
【図３】 温度計算式の係数ａ、ｂ、ｃの算出方法を示
すグラフである。
すグラフである。
【図４】 熱電対型赤外線温度センサの構造図である。
１は熱電対型赤外線温度センサ、２は受熱部、３は熱電
対、４は基準接点、５は基準接点温度センサ、６は支持
基板、７は回転体、８は冷却・加熱用ボウル ９はボウル測温センサ、１０は増幅回路、１１はＡ／Ｄ
コンバータ、１２はＣＰＵ、１３はＲＯＭ、１４はＤ／
Ａコンバータである。
対、４は基準接点、５は基準接点温度センサ、６は支持
基板、７は回転体、８は冷却・加熱用ボウル ９はボウル測温センサ、１０は増幅回路、１１はＡ／Ｄ
コンバータ、１２はＣＰＵ、１３はＲＯＭ、１４はＤ／
Ａコンバータである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−221823（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−163937（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−174062（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B04B 15/02 G01J 5/00
Claims (1)
- 【請求項１】 駆動部によって回転される回転体と、該
回転体を収容可能な回転室と、該回転室を形成するボウ
ルとを有し、更に前記回転体の温度を測定するための赤
外線温度センサ及び前記ボウルの温度を測定するための
温度センサを備えた遠心分離機において、赤外線を検出
し出力信号を発生する前記赤外線温度センサの基準接点
温度の検出手段を設け、該基準接点温度と前記ボウルの
温度とがほぼ等しく且つ前記回転体の温度と前記基準接
点温度との差が零でない状態から第1の係数を求め、該
第１の係数を用いて前記ボウルの温度と前記基準接点温
度との差が零でない状態から第２の係数を求めることに
より、前記回転体の温度を計測することを特徴とした遠
心分離機用非接触式温度計測システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03299133A JP3099470B2 (ja) | 1991-11-14 | 1991-11-14 | 遠心分離機用非接触式温度計測システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03299133A JP3099470B2 (ja) | 1991-11-14 | 1991-11-14 | 遠心分離機用非接触式温度計測システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05138075A JPH05138075A (ja) | 1993-06-01 |
| JP3099470B2 true JP3099470B2 (ja) | 2000-10-16 |
Family
ID=17868553
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03299133A Expired - Lifetime JP3099470B2 (ja) | 1991-11-14 | 1991-11-14 | 遠心分離機用非接触式温度計測システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3099470B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002202193A (ja) * | 2000-12-28 | 2002-07-19 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 温度制御装置 |
| GB0225335D0 (en) | 2002-10-31 | 2002-12-11 | Genevac Ltd | Temperature sensing in centrifugal evaporators |
| CN103512664A (zh) * | 2013-10-18 | 2014-01-15 | 国网上海市电力公司 | 一种换流站高压二次屏柜红外测温方法 |
| CN104677502A (zh) * | 2015-02-11 | 2015-06-03 | 国家电网公司 | 高压隔离开关热故障的红外远程有线报警装置及运行方法 |
| CN105301395A (zh) * | 2015-10-29 | 2016-02-03 | 国网福建省电力有限公司 | 一种sf6变压器故障预警装置及其运用方法 |
-
1991
- 1991-11-14 JP JP03299133A patent/JP3099470B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05138075A (ja) | 1993-06-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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