JP5068568B2 - Surface temperature measurement system, heating furnace, surface temperature measurement method, and computer program - Google Patents

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  • Radiation Pyrometers (AREA)

Description

本発明は、表面温度測定システム、加熱炉、表面温度測定方法、及びコンピュータプログラムに関し、特に、加熱されている被測定物体の表面温度を測定するために用いて好適なものである。   The present invention relates to a surface temperature measurement system, a heating furnace, a surface temperature measurement method, and a computer program, and is particularly suitable for use in measuring the surface temperature of an object to be measured being heated.

熱間圧延を行って薄板鋼板を製造する場合には、熱間圧延を行う前にスラブ等の鋼材を、加熱炉にて加熱するようにしている。加熱炉における鋼材の表面温度を知ることは、適切なヒートパターンで鋼材を加熱するために重要である。適切なヒートパターンで鋼材を加熱することによって、熱間圧延における加工精度の向上や、加熱炉における省エネルギー化や、薄板鋼板の生産効率の向上等が実現できるからである。   When manufacturing a thin steel plate by performing hot rolling, a steel material such as a slab is heated in a heating furnace before performing hot rolling. It is important to know the surface temperature of the steel material in the heating furnace in order to heat the steel material with an appropriate heat pattern. This is because by heating the steel material with an appropriate heat pattern, it is possible to improve processing accuracy in hot rolling, save energy in a heating furnace, improve production efficiency of thin steel plates, and the like.

そこで、加熱炉内にある鋼材の表面温度を測定するために、従来から放射温度計を用いて放射測温を行うことが提案されている。加熱炉は、バーナーから発せられる火炎(以下、必要に応じてバーナー火炎と称する)等によって、1000[℃]〜1400[℃]の高温となっている。このため、放射測温を行って鋼材の温度を測定する場合、鋼材から発せられる光だけが放射温度計で検出されるのではない。すなわち、炉壁から発せられる外乱光や、加熱炉内のバーナー火炎・燃焼ガスから発せられる外乱光も、鋼板の表面で反射して、迷光雑音として放射温度計に入力される。したがって、放射温度計により得られる発光輝度(放射強度)は、鋼材自体から発せられる自発光の輝度(放射強度)と、迷光雑音の輝度(放射強度)とが混在したものとなる。   Therefore, in order to measure the surface temperature of the steel material in the heating furnace, it has been conventionally proposed to perform radiation temperature measurement using a radiation thermometer. The heating furnace has a high temperature of 1000 [° C.] to 1400 [° C.] due to a flame emitted from the burner (hereinafter referred to as a burner flame as necessary). For this reason, when measuring the temperature of a steel material by performing radiation temperature measurement, only the light emitted from the steel material is not detected by the radiation thermometer. That is, disturbance light emitted from the furnace wall and disturbance light emitted from the burner flame / combustion gas in the heating furnace are reflected on the surface of the steel plate and input to the radiation thermometer as stray light noise. Therefore, the luminance (radiant intensity) obtained by the radiation thermometer is a mixture of the luminance (radiant intensity) of the self-luminous light emitted from the steel material itself and the luminance (radiant intensity) of stray light noise.

そこで、鋼材の温度を、放射測温を行って精度良く測定するためには、迷光雑音を正しく見積もり、放射温度計により得られる発光輝度から、迷光雑音による影響を正しく除去することが必要となる。
特許文献1には、所定の間隔を有して鋼材表面と正対する位置に固定された第1の放射温度計の他に、加熱炉内に設けられ、炉内全方向に受光方向を走査できる第2の放射温度計を用いる技術が開示されている。かかる技術では、加熱炉内において第2の放射温度計を走査させて加熱炉内に存在する迷光雑音の輝度を測定し、第1の放射温度計で測定した発光輝度から、第2の放射温度計で測定した迷光雑音の輝度を除去して、鋼材表面の温度を測定するようにしている。
Therefore, in order to accurately measure the temperature of the steel material by performing radiation temperature measurement, it is necessary to correctly estimate the stray light noise and correctly remove the influence of the stray light noise from the emission luminance obtained by the radiation thermometer. .
In Patent Document 1, in addition to the first radiation thermometer fixed at a position facing the steel surface with a predetermined interval, it is provided in the heating furnace and can scan the light receiving direction in all directions in the furnace. A technique using a second radiation thermometer is disclosed. In such a technique, the second radiation thermometer is scanned in the heating furnace to measure the luminance of the stray light noise existing in the heating furnace, and the second radiation temperature is calculated from the emission luminance measured by the first radiation thermometer. The brightness of the stray light noise measured with the meter is removed, and the temperature of the steel surface is measured.

また、特許文献2では、互いに異なる2つの波長で、鋼材からの自発光の発光輝度を測定すると共に、熱電対や放射温度計により加熱炉の炉壁のある一点の温度を測定する。そして、鋼材からの発光輝度と、加熱炉の炉壁のある一点の温度(一定値)とを用いて、鋼材表面の温度を測定する。   Moreover, in patent document 2, while measuring the light-emission brightness | luminance of the self-light-emission from steel materials with two mutually different wavelengths, the temperature of one point with the furnace wall of a heating furnace is measured with a thermocouple or a radiation thermometer. And the temperature of the steel material surface is measured using the luminous brightness from the steel material and the temperature (constant value) at a certain point on the furnace wall of the heating furnace.

特開平7−174634号公報JP 7-174634 A 特開平6−258142号公報JP-A-6-258142

前述したように、迷光雑音には、炉内のガスに起因するものと炉壁に起因するものとの2種類ある。炉内のガスに起因する迷光雑音は、検出する赤外線の波長を限定してガスの発光しない波長を用いるか、赤外線を発光しないガスを介在させるか、ガス自体をなくして炉内を真空とするか、ということで、一応の回避ができる。一方、炉壁に起因する迷光雑音を厳密に計算するのは非常に困難を伴う。   As described above, there are two types of stray light noise: those caused by gas in the furnace and those caused by the furnace wall. The stray light noise caused by the gas in the furnace is limited to the wavelength of infrared light to be detected and the wavelength at which the gas does not emit light is used, or the gas that does not emit infrared light is interposed, or the gas itself is eliminated to create a vacuum inside the furnace. That's why you can avoid it. On the other hand, it is very difficult to accurately calculate the stray light noise caused by the furnace wall.

しかしながら、特許文献1、2に記載の技術では、このような問題点を解決することができなかった。
すなわち、特許文献1に記載の技術では、1000[℃]〜1400[℃]の高温の加熱炉内に、放射温度計と、その放射温度計を走査するための駆動機構を備えた測定装置を挿入しなければならない。このため、測定装置を冷却するための冷却機構を、限られたスペースに設けなければならない。よって、特許文献1に記載の技術を実現することは困難である。
However, the techniques described in Patent Documents 1 and 2 cannot solve such problems.
That is, in the technique described in Patent Document 1, a measurement apparatus including a radiation thermometer and a drive mechanism for scanning the radiation thermometer in a high-temperature heating furnace of 1000 [° C.] to 1400 [° C.] is provided. Must be inserted. For this reason, a cooling mechanism for cooling the measuring apparatus must be provided in a limited space. Therefore, it is difficult to realize the technique described in Patent Document 1.

また、特許文献2に記載の技術では、加熱炉の炉壁のみを迷光雑音の対象としている。前述したように、加熱炉内では、炉壁の他に、バーナー火炎・燃焼ガス等も迷光雑音の原因となる。したがって、特許文献2に記載の技術では、鋼材の表面温度を正確に測定することが困難であるという問題点があった。更に、特許文献2に記載の技術では、加熱炉の炉壁のある一点の温度だけを測定している。したがって、迷光雑音の原因となる炉壁の全体の温度を正確に得ることができず、鋼材の表面温度を正確に測定することが困難であるという問題点があった。   In the technique described in Patent Document 2, only the furnace wall of the heating furnace is targeted for stray light noise. As described above, in the heating furnace, in addition to the furnace wall, burner flame, combustion gas, and the like cause stray light noise. Therefore, the technique described in Patent Document 2 has a problem that it is difficult to accurately measure the surface temperature of the steel material. Furthermore, in the technique described in Patent Document 2, only the temperature at a certain point on the furnace wall of the heating furnace is measured. Therefore, there is a problem that it is difficult to accurately measure the entire temperature of the furnace wall that causes stray light noise, and it is difficult to accurately measure the surface temperature of the steel material.

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、炉壁に起因して生じる迷光雑音を、可及的に精度を落とさずに、可及的に簡略な手法で計算できるようにすることを目的とする。   The present invention has been made in view of such problems, so that stray light noise caused by the furnace wall can be calculated by the simplest possible method without reducing the accuracy as much as possible. The purpose is to do.

本発明の表面温度測定システムは、加熱炉内で加熱されている被測定物体の表面に入射する外乱光を発生する領域の温度を測定する複数の熱電対による温度測定手段と、前記被測定物体から発光される波長の光のうち、ガスの放射と吸収とが他の波長帯域よりも小さい特定波長の光の発光輝度を測定する発光輝度測定手段と、前記被測定物体の表面の放射率を予め記憶する放射率記憶手段と、前記被測定物体の表面で前記発光輝度測定手段へ反射した迷光雑音輝度を、前記複数の熱電対による温度測定手段により測定された温度を用いて計算する迷光雑音計算手段と、前記発光輝度測定手段により測定される発光輝度のうち、前記被測定物体自体から発生している自発光輝度を、前記迷光雑音計算手段により計算された迷光雑音輝度と、前記発光輝度測定手段により測定された発光輝度と、前記被測定物体の表面の放射率とを用いて計算する自発光輝度計算手段と、前記自発光輝度計算手段により計算された自発光輝度と、前記被測定物体の表面の放射率とを用いて、前記被測定物体の表面温度を計算する表面温度計算手段とを有する、被測定物体の表面温度を測定する表面温度測定システムであって、前記迷光雑音計算手段は、前記外乱光を発生する領域のうち、前記複数の熱電対による温度測定手段による温度測定対象領域を含む領域を複数のゾーンに分割し、分割したゾーン毎に、前記被測定物体の表面で反射した迷光雑音輝度を計算し、当該ゾーン毎の迷光雑音輝度を加算して、当該ゾーンに起因する迷光雑音輝度を求めるゾーン迷光雑音計算手段と、前記外乱光を発生する領域のうち、前記ゾーン外の領域に起因する、前記被測定物体の表面で反射した迷光雑音輝度を計算するゾーン外迷光雑音計算手段と、前記特定波長の光における前記被測定物体の二方向性反射率を導出する二方向性反射率導出手段と、前記発光輝度測定手段の測定点から前記ゾーンの代表点を見る立体角を、前記ゾーン毎に予め記憶する立体角記憶手段と、を有し、前記ゾーン迷光雑音計算手段におけるゾーン毎の迷光雑音輝度の計算は、前記ゾーン毎の代表点の温度から計算されるゾーン毎の外乱光の輝度と、前記二方向性反射率と、計算対象のゾーン毎における前記立体角とを用いて行われ、前記ゾーン外迷光雑音計算手段における、前記ゾーン外の領域に起因する迷光雑音輝度の計算は、前記ゾーン外の代表点の温度から計算されるゾーン外の領域の外乱光の輝度と、前記被測定物体の表面の放射率と、前記二方向性反射率と、計算対象のゾーン毎における前記立体角とを用いて行われ、前記ゾーンに起因する迷光雑音輝度と、前記ゾーン外に起因する迷光雑音輝度とを加算して、前記被測定物体の表面で反射した迷光雑音輝度を計算することを特徴とする。
また、本発明の加熱炉は、前記表面温度測定システムを有することを特徴とする。
The surface temperature measurement system of the present invention includes a temperature measurement means using a plurality of thermocouples for measuring the temperature of a region in which disturbance light is incident on the surface of a measurement object heated in a heating furnace, and the measurement object Emission light measuring means for measuring the emission luminance of light of a specific wavelength in which the emission and absorption of gas is smaller than the other wavelength bands, and the emissivity of the surface of the object to be measured Emissivity storage means for storing in advance, and stray light noise for calculating the stray light noise brightness reflected to the light emission brightness measurement means on the surface of the object to be measured using the temperatures measured by the temperature measuring means using the plurality of thermocouples Of the emission luminance measured by the calculation means and the emission luminance measurement means, the self-luminance generated from the measured object itself, the stray light noise luminance calculated by the stray light noise calculation means, A light emitting luminance measured by the light intensity measuring means, said the self-emission luminance calculating means for calculating with the emissivity of the measured object surface, and self-emission luminance calculated by the self-emission luminance calculating means, the A surface temperature measuring system for measuring the surface temperature of the object to be measured, comprising surface temperature calculation means for calculating the surface temperature of the object to be measured using the emissivity of the surface of the object to be measured , the stray light The noise calculation means divides a region including a temperature measurement target region by the plurality of thermocouple temperature measurement means into a plurality of zones among the regions in which the disturbance light is generated , and the object to be measured is divided into a plurality of zones. the stray light noise intensity reflected by the surface to calculate the, by adding the stray noise intensity for each said zone, and zone stray noise calculating means asking you to stray noise intensity due to the zone, to generate the disturbance light Out-of-zone, non-zone stray light noise calculation means for calculating the stray light noise brightness reflected from the surface of the measured object due to the area outside the zone, and the bidirectionality of the measured object in the light of the specific wavelength Bi-directional reflectance deriving means for deriving reflectance, and solid angle storage means for preliminarily storing, for each zone, a solid angle for viewing the representative point of the zone from the measurement point of the emission luminance measuring means. The calculation of the stray light noise luminance for each zone in the zone stray light noise calculation means includes the disturbance light luminance for each zone calculated from the temperature of the representative point for each zone, the bidirectional reflectance, and the calculation target. The stray light noise luminance caused by the area outside the zone in the extra-zone stray light noise calculation means is calculated from the temperature of the representative point outside the zone. Performed by using the luminance of disturbance light in the area outside the zone, the emissivity of the surface of the object to be measured, the bidirectional reflectance, and the solid angle for each zone to be calculated, and due to the zone The stray light noise brightness reflected from the surface of the object to be measured is calculated by adding the stray light noise brightness to the outside and the stray light noise brightness caused outside the zone .
Moreover, the heating furnace of this invention has the said surface temperature measurement system, It is characterized by the above-mentioned.

本発明の表面温度測定方法は、加熱炉内で加熱されている被測定物体の表面に入射する外乱光を発生する領域の温度を、複数の熱電対による温度測定手段を用いて測定する温度測定ステップと、前記被測定物体から発光される波長の光のうち、ガスの放射と吸収とが他の波長帯域よりも小さい特定波長の光の発光輝度を、発光輝度測定手段により測定する発光輝度測定ステップと、前記被測定物体の表面の放射率を予め記憶する放射率記憶ステップと、前記被測定物体の表面で発光輝度測定手段へ反射した迷光雑音輝度を、前記複数の熱電対による温度測定ステップにより測定された温度を用いて計算する迷光雑音計算ステップと、前記発光輝度測定ステップにより測定される発光輝度のうち、前記被測定物体自体から発生している自発光輝度を、前記迷光雑音計算ステップにより計算された迷光雑音輝度と、前記発光輝度測定ステップにより測定された発光輝度と、前記被測定物体の表面の放射率とを用いて計算する自発光輝度計算ステップと、前記自発光輝度計算ステップにより計算された自発光輝度と、前記被測定物体の表面の放射率とを用いて、前記被測定物体の表面温度を計算する表面温度計算ステップとを有する、被測定物体の表面温度を測定する表面温度測定方法であって、前記迷光雑音計算ステップは、前記外乱光を発生する領域のうち、前記複数の熱電対による温度測定手段による温度測定対象領域を含む領域を複数のゾーンに分割し、分割したゾーン毎に、前記被測定物体の表面で反射した迷光雑音輝度を計算し、当該ゾーン毎の迷光雑音輝度を加算して、当該ゾーンに起因する迷光雑音輝度を求めるゾーン迷光雑音計算ステップと、前記外乱光を発生する領域のうち、前記ゾーン外の領域に起因する、前記被測定物体の表面で反射した迷光雑音輝度を計算するゾーン外迷光雑音計算ステップと、前記特定波長の光における前記被測定物体の二方向性反射率を導出する二方向性反射率導出ステップと、前記発光輝度測定手段の測定点から前記ゾーンの代表点を見る立体角を、前記ゾーン毎に予め記憶する立体角記憶ステップと、を有し、前記ゾーン迷光雑音計算ステップにおけるゾーン毎の迷光雑音輝度の計算は、前記ゾーン毎の代表点の温度から計算されるゾーン毎の外乱光の輝度と、前記二方向性反射率と、計算対象のゾーン毎における前記立体角とを用いて行われ、前記ゾーン外迷光雑音計算ステップにおける、前記ゾーン外の領域に起因する迷光雑音輝度の計算は、前記ゾーン外の代表点の温度から計算されるゾーン外の領域の外乱光の輝度と、前記被測定物体の表面の放射率と、前記二方向性反射率と、計算対象のゾーン毎における前記立体角とを用いて行われ、前記ゾーンに起因する迷光雑音輝度と、前記ゾーン外に起因する迷光雑音輝度とを加算して、前記被測定物体の表面で反射した迷光雑音輝度を計算することを特徴とする。 The surface temperature measurement method of the present invention is a temperature measurement in which the temperature of a region that generates disturbance light incident on the surface of an object to be measured being heated in a heating furnace is measured using temperature measurement means using a plurality of thermocouples. And emission luminance measurement for measuring emission luminance of light having a specific wavelength, in which light emission and absorption is smaller than other wavelength bands, of light having a wavelength emitted from the object to be measured. An emissivity storage step for preliminarily storing the emissivity of the surface of the object to be measured, and a step of measuring the temperature of stray light noise reflected from the surface of the object to be measured to the light emission luminance measuring means using the plurality of thermocouples. A step of calculating a stray light noise using the temperature measured by the step of calculating a self-luminous brightness generated from the object to be measured among the light emission luminances measured by the light emission luminance measurement step. A self-luminous luminance calculation step for calculating the stray light noise luminance calculated by the stray light noise calculating step, the luminous luminance measured by the luminous luminance measuring step, and the emissivity of the surface of the object to be measured; A surface temperature calculation step of calculating a surface temperature of the object to be measured using the self light emission luminance calculated by the self light emission luminance calculation step and the emissivity of the surface of the object to be measured. A surface temperature measurement method for measuring a surface temperature of an object, wherein the stray light noise calculating step includes a region including a temperature measurement target region by a plurality of thermocouple temperature measuring means among the regions generating disturbance light. is divided into a plurality of zones, each divided zone, the calculated stray noise intensity reflected from the surface of the object to be measured, by adding the stray noise intensity for each said zone, those A zone stray light noise calculation step for obtaining a stray light noise brightness caused by the zone, and a stray light noise brightness reflected from the surface of the object to be measured, caused by the area outside the zone among the areas where the disturbance light is generated, is calculated. Step of calculating extraneous stray light noise, step of deriving bidirectional reflectance of the object to be measured in the light of the specific wavelength, and representative point of the zone from the measurement point of the emission luminance measuring means A solid angle storage step for preliminarily storing the solid angle for each zone, and the calculation of the stray light noise luminance for each zone in the zone stray light noise calculation step is calculated from the temperature of the representative point for each zone. Is performed using the luminance of disturbance light for each zone, the bidirectional reflectance, and the solid angle for each zone to be calculated. In the step, the stray light noise luminance due to the area outside the zone is calculated based on the disturbance light intensity outside the zone calculated from the temperature of the representative point outside the zone and the emissivity of the surface of the object to be measured. And the bi-directional reflectance and the solid angle for each zone to be calculated, and adding the stray light noise luminance due to the zone and the stray light noise luminance due to outside the zone The brightness of the stray light noise reflected from the surface of the object to be measured is calculated.

本発明のコンピュータプログラムは、加熱炉内で加熱されている被測定物体から発光される波長の光のうち、ガスの放射と吸収とが他の波長帯域よりも小さい特定波長の光の発光輝度を測定する発光輝度測定手段と、前記被測定物体の表面に入射する外乱光を発生する領域の温度を測定する複数の熱電対による温度測定手段と、における測定値を用いて、前記被測定物体の表面温度を測定することをコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムであって、前記被測定物体の表面の放射率を予め記憶する放射率記憶ステップと、前記被測定物体の表面で前記発光輝度測定手段へ反射した迷光雑音輝度を、前記複数の熱電対による温度測定手段により測定された温度を用いて計算する迷光雑音計算ステップと、前記発光輝度測定手段により測定される発光輝度のうち、前記被測定物体自体から発生している自発光輝度を、前記迷光雑音計算ステップにより計算された迷光雑音輝度と、前記発光輝度測定手段により測定された発光輝度と、前記被測定物体の表面の放射率とを用いて計算する自発光輝度計算ステップと、前記自発光輝度計算ステップにより計算された自発光輝度と、前記被測定物体の表面の放射率とを用いて、前記被測定物体の表面温度を計算する表面温度計算ステップとをコンピュータに実行させ、前記迷光雑音計算ステップは、前記外乱光を発生する領域のうち、前記複数の熱電対による温度測定手段による温度測定対象領域を含む領域を複数のゾーンに分割し、分割したゾーン毎に、前記被測定物体の表面で反射した迷光雑音輝度を計算し、当該ゾーン毎の迷光雑音輝度を加算して、当該ゾーンに起因する迷光雑音輝度を求めるゾーン迷光雑音計算ステップと、前記外乱光を発生する領域のうち、前記ゾーン外の領域に起因する、前記被測定物体の表面で反射した迷光雑音輝度を計算するゾーン外迷光雑音計算ステップと、前記特定波長の光における前記被測定物体の二方向性反射率を導出する二方向性反射率導出ステップと、前記発光輝度測定手段の測定点から前記ゾーンの代表点を見る立体角を、前記ゾーン毎に予め記憶する立体角記憶ステップと、を有し、前記ゾーン迷光雑音計算ステップにおけるゾーン毎の迷光雑音輝度の計算は、前記ゾーン毎の代表点の温度から計算されるゾーン毎の外乱光の輝度と、前記二方向性反射率と、計算対象のゾーン毎における前記立体角とを用いて計算し、前記ゾーン外迷光雑音計算ステップにおける、前記ゾーン外の領域に起因する迷光雑音輝度の計算は、前記ゾーン外の代表点の温度から計算されるゾーン外の領域の外乱光の輝度と、前記被測定物体の表面の放射率と、前記二方向性反射率と、計算対象のゾーン毎における前記立体角とを用いて行われ、前記ゾーンに起因する迷光雑音輝度と、前記ゾーン外に起因する迷光雑音輝度とを加算して、前記被測定物体の表面で反射した迷光雑音輝度を計算することを特徴とする。 The computer program according to the present invention has a light emission luminance of light having a specific wavelength in which the emission and absorption of gas are smaller than those in other wavelength bands among the light having a wavelength emitted from an object to be measured being heated in a heating furnace. Using the measured values of the emission luminance measuring means for measuring and the temperature measuring means by a plurality of thermocouples for measuring the temperature of the region that generates disturbance light incident on the surface of the object to be measured, A computer program for causing a computer to measure a surface temperature, an emissivity storing step for preliminarily storing an emissivity of the surface of the object to be measured, and the light emission luminance measuring means on the surface of the object to be measured Stray light noise calculation step for calculating the stray light noise brightness reflected by the temperature measurement means by the plurality of thermocouples, and the emission brightness measurement means Among the light emission luminances measured, the self light emission luminance generated from the object to be measured itself is the stray light noise luminance calculated by the stray light noise calculation step, and the light emission luminance measured by the light emission luminance measurement means. Using the self-luminous luminance calculation step calculated using the emissivity of the surface of the object to be measured, the self-luminous luminance calculated by the self-luminous luminance calculation step, and the emissivity of the surface of the object to be measured A surface temperature calculation step for calculating a surface temperature of the object to be measured, and the stray light noise calculation step is performed by the temperature measurement means using the plurality of thermocouples in the region where the disturbance light is generated. a region including a temperature measurement target region is divided into a plurality of zones, each divided zone, to calculate the stray noise intensity reflected by the surface of the object to be measured, the zone A stray light noise calculation step for obtaining the stray light noise luminance due to the zone, and out of the area where the disturbance light is generated, A step of calculating the stray light noise brightness reflected from the surface, a step of calculating a stray light noise outside the zone, a step of deriving a bidirectional reflectance of the object to be measured in the light of the specific wavelength, and a step of calculating the light emission luminance A solid angle storage step for preliminarily storing, for each zone, a solid angle for viewing the representative point of the zone from the measurement point of the means, and the calculation of the stray light noise luminance for each zone in the zone stray light noise calculation step is as follows: Calculated using the disturbance light intensity for each zone calculated from the temperature of the representative point for each zone, the bidirectional reflectance, and the solid angle for each zone to be calculated. In the extra-zone stray light noise calculation step, the calculation of the stray light noise luminance due to the area outside the zone includes the disturbance light intensity outside the zone calculated from the temperature of the representative point outside the zone, This is performed using the emissivity of the surface of the object to be measured, the bidirectional reflectance, and the solid angle for each zone to be calculated, and is caused by stray light noise luminance caused by the zone and outside the zone. The stray light noise luminance is added to calculate the stray light noise luminance reflected from the surface of the measured object.

ここで、本発明では、前記被測定物体自体から発生している光を自発光と称し、その輝度を自発光輝度と称する。前記被測定物体の表面に外部から入射する光を外乱光と称し、その輝度を外乱光輝度と称する。前記被測定物体の表面で反射した光のうち、発光輝度測定手段に入光する光を迷光雑音と称し、その輝度を迷光雑音輝度と称する。   Here, in the present invention, light generated from the object to be measured itself is referred to as self-emission, and the luminance is referred to as self-emission luminance. Light incident on the surface of the object to be measured from outside is referred to as disturbance light, and its luminance is referred to as disturbance light luminance. Of the light reflected from the surface of the object to be measured, the light that enters the light emission luminance measuring means is called stray light noise, and the luminance is called stray light noise luminance.

本発明によれば、複数の温度測定手段の温度測定対象領域を分割したゾーン毎に、被測定物体の表面で反射した迷光雑音輝度を計算するので、その迷光雑音輝度を、可及的に精度を落とさずに、可及的に簡略な手法で計算することができる。   According to the present invention, the stray light noise luminance reflected from the surface of the object to be measured is calculated for each zone obtained by dividing the temperature measurement target region of the plurality of temperature measuring means, so that the stray light noise luminance is as accurate as possible. Can be calculated by the simplest possible method without dropping the value.

(第1の実施形態)
以下、図面を参照しながら、本発明の第1の実施形態を説明する。
図1は、本実施形態の表面温度測定システムの適用対象の一例である多帯式ウォーキングビーム式連続加熱炉の概略構成の一例を示す図である。
図1において、多帯式ウォーキングビーム式連続加熱炉10は、非燃焼帯11と、予熱帯12と、加熱帯13と、均熱帯14とを、被測定物体の一例であるスラブ21が順番に通過するようにして、スラブ21を加熱するためのものである。尚、以下の説明では、多帯式ウォーキングビーム式連続加熱炉10を、加熱炉10と略称する。また、図1では、15個のスラブ21が、加熱炉10内にある場合を例に挙げて示している。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a schematic configuration of a multiband walking beam type continuous heating furnace that is an example of an application target of the surface temperature measurement system of the present embodiment.
In FIG. 1, a multi-band walking beam type continuous heating furnace 10 includes a non-combustion zone 11, a pre-tropical zone 12, a heating zone 13, and a soaking zone 14, and a slab 21, which is an example of an object to be measured. The slab 21 is heated so as to pass through. In the following description, the multi-band walking beam continuous heating furnace 10 is abbreviated as the heating furnace 10. Moreover, in FIG. 1, the case where the 15 slabs 21 exist in the heating furnace 10 is mentioned as an example.

本実施形態では、加熱炉10に装入されるスラブ21の長さを6[m]〜12[m]、幅を0.6[m]〜2.2[m]、厚みを0.25[m]とした。また、加熱炉10に装入されるスラブ21の温度を、常温〜700[℃]程度とし、加熱炉10から抽出されるスラブ21の温度を、1100[℃]〜1250[℃]程度の温度とした。更に、加熱炉10内におけるスラブ21の在炉時間を、140[分]〜220[分]とした。以上のような操業条件に従って、非燃焼帯11、予熱帯12、加熱帯13、及び均熱帯14の順でスラブ21を搬送し、加熱炉10から抽出するようにしている。   In this embodiment, the length of the slab 21 charged in the heating furnace 10 is 6 [m] to 12 [m], the width is 0.6 [m] to 2.2 [m], and the thickness is 0.25. [M]. Further, the temperature of the slab 21 charged in the heating furnace 10 is set to about room temperature to 700 [° C.], and the temperature of the slab 21 extracted from the heating furnace 10 is set to a temperature of about 1100 [° C.] to 1250 [° C.]. It was. Furthermore, the in-furnace time of the slab 21 in the heating furnace 10 was set to 140 [minutes] to 220 [minutes]. According to the above operating conditions, the slab 21 is conveyed in the order of the non-combustion zone 11, the pre-tropical zone 12, the heating zone 13, and the soaking zone 14, and extracted from the heating furnace 10.

予熱帯12と加熱帯13とには、軸流バーナー15a、15bが夫々複数(例えば8本)ずつ設置されている。均熱帯14には、ルーフバーナー16が複数(例えば20本)設置されている。更に、予熱帯12、加熱帯13、及び均熱帯14には、それぞれサイドバーナー17が複数(例えば、予熱帯12及び加熱帯13には夫々8本、均熱帯14には10本)設置されている。サイドバーナー17は、予熱帯12と加熱帯13の両側部に夫々設けられており、スラブ21の両側方向から火炎バーナーを発する。
尚、本実施形態では、軸流バーナー15、ルーフバーナー16、及びサイドバーナー17からバーナー火炎を発生させるための燃料として、例えばLNGを用い、支燃剤として空気又は酸素富化空気を用いている。尚、各バーナー15〜17に送られる支燃剤は、400[℃]〜600[℃]程度に予熱されている。
A plurality of (for example, eight) axial flow burners 15a and 15b are installed in the pre-tropical zone 12 and the heating zone 13, respectively. A plurality (for example, 20) of roof burners 16 are installed in the soaking zone 14. Further, a plurality of side burners 17 are installed in each of the pretropical zone 12, the heating zone 13, and the soaking zone 14 (for example, eight in the pretropical zone 12 and the heating zone 13 and 10 in the soaking zone 14). Yes. The side burners 17 are provided on both sides of the pre-tropical zone 12 and the heating zone 13, and emit a flame burner from both sides of the slab 21.
In the present embodiment, for example, LNG is used as a fuel for generating a burner flame from the axial flow burner 15, the roof burner 16, and the side burner 17, and air or oxygen-enriched air is used as a combustion support agent. In addition, the flame retardant sent to each burner 15-17 is preheated to about 400 [° C.] to 600 [° C.].

非燃焼帯11、予熱帯12、加熱帯13、及び均熱帯14には、スラブ21を支持する固定スキッドビームと、スラブ21を搬送方向(図1の矢印の方向)に搬送するためのウォーキングビームとを備えた搬送装置が設けられている。加熱炉10に装入されたスラブ21は、搬送装置によって間欠的に搬送方向に搬送され、非燃焼帯11、予熱帯12、加熱帯13、及び均熱帯14を順次通過して、加熱炉10から抽出される。加熱炉10から抽出されたスラブ21は、熱間圧延ラインに搬送される。   In the non-combustion zone 11, the pre-tropical zone 12, the heating zone 13, and the soaking zone 14, a fixed skid beam that supports the slab 21 and a walking beam that carries the slab 21 in the carrying direction (the direction of the arrow in FIG. 1). Is provided. The slab 21 charged in the heating furnace 10 is intermittently conveyed in the conveying direction by the conveying device, and sequentially passes through the non-combustion zone 11, the pre-tropical zone 12, the heating zone 13, and the soaking zone 14, and the heating furnace 10. Extracted from The slab 21 extracted from the heating furnace 10 is conveyed to a hot rolling line.

本実施形態では、このような構成の加熱炉10における加熱帯13に、表面温度測定システムを設けるようにしている。本実施形態の表面温度測定システムは、放射温度計100と、複数の熱電対200(図2を参照)と、情報処理装置500と、表示装置400とを備えて構成される。   In the present embodiment, a surface temperature measurement system is provided in the heating zone 13 of the heating furnace 10 having such a configuration. The surface temperature measurement system of the present embodiment includes a radiation thermometer 100, a plurality of thermocouples 200 (see FIG. 2), an information processing device 500, and a display device 400.

放射温度計100は、加熱帯13の上方から、加熱帯13の天井の炉壁面の一部に形成された孔13bを通して、加熱帯13内を搬送されるスラブ21の表面を望む位置に設置されている。このように、放射温度計100は、その入光面(検出面)が、加熱帯13内を搬送されるスラブ21の表面と、予め設定された間隔を有して正対する位置に設置されている。尚、以下の説明では、加熱帯13の天井の炉壁面を、必要に応じて、加熱帯13の天井面、又は単に天井面と称する。   The radiation thermometer 100 is installed at a position where the surface of the slab 21 conveyed through the heating zone 13 is desired from above the heating zone 13 through a hole 13b formed in a part of the furnace wall surface of the heating zone 13. ing. In this way, the radiation thermometer 100 is installed at a position where the light incident surface (detection surface) faces the surface of the slab 21 conveyed in the heating zone 13 with a predetermined interval. Yes. In the following description, the furnace wall surface on the ceiling of the heating zone 13 will be referred to as the ceiling surface of the heating zone 13 or simply the ceiling surface as necessary.

本実施形態の放射温度計100は、その入光面に入光される光のうち、略3.9[μm]を中心とする狭帯域の波長を有する光のみを検出し、その光の分光発光輝度(放射強度)Ib(Tm)[W・m-2・sr-1・μm-1]を求める。ここで、放射温度計100が検出する光の波長を、略3.9[μm]の波長としたのは、次の理由による。すなわち、本願発明者らは、加熱炉10(加熱帯13)内のバーナー火炎や燃焼ガスに対する放射と吸収とが他よりも低くなる特定波長が、3.9[μm]であるという従来からの知見に基づき、この特定波長が測温誤差への影響をほとんど生じさせないという知見を実験的に得たからである。 The radiation thermometer 100 according to the present embodiment detects only light having a narrow-band wavelength centered at approximately 3.9 [μm] from the light incident on the light incident surface, and splits the light. Luminance (radiation intensity) I b (T m ) [W · m −2 · sr −1 · μm −1 ] is obtained. Here, the wavelength of the light detected by the radiation thermometer 100 is set to a wavelength of about 3.9 [μm] for the following reason. That is, the inventors of the present application have proposed that the specific wavelength at which the emission and absorption of the burner flame and combustion gas in the heating furnace 10 (heating zone 13) is lower than the others is 3.9 [μm]. This is because, based on the knowledge, the knowledge that this specific wavelength hardly causes the temperature measurement error was experimentally obtained.

したがって、本実施形態では、加熱炉10(加熱帯13)内のバーナー火炎や燃焼ガス等、加熱に寄与しているガスに対する放射と吸収とが著しく小さい特定波長として略3.9[μm](例えば中心波長3.9[μm]で半値幅が0.4[μm]以下、好ましくは中心波長3.9[μm]で半値幅が0.2[μm]以下)の光のみを放射温度計100が検出するようにしている。これにより、放射温度計100で求められる発光輝度に含まれる「バーナー火炎や燃焼ガスに基づく迷光雑音の輝度(放射強度)」を低減することができる。尚、以下の説明では、迷光雑音の輝度を、必要に応じて迷光雑音輝度と称する。
以上のように本実施形態では、例えば、放射温度計100を用いて、発光輝度測定手段が実現される。
Therefore, in the present embodiment, the specific wavelength with a remarkably small radiation and absorption with respect to a gas contributing to heating, such as a burner flame or combustion gas in the heating furnace 10 (heating zone 13), is approximately 3.9 [μm] ( For example, only a light having a center wavelength of 3.9 [μm] and a half width of 0.4 [μm] or less, preferably a center wavelength of 3.9 [μm] and a half width of 0.2 [μm] or less) is a radiation thermometer. 100 detects. Thereby, the “luminance (radiation intensity) of stray light noise based on burner flame or combustion gas” included in the emission luminance obtained by the radiation thermometer 100 can be reduced. In the following description, the luminance of stray light noise is referred to as stray light noise luminance as necessary.
As described above, in the present embodiment, for example, the emission thermometer 100 is realized using the radiation thermometer 100.

熱電対200は、加熱帯13の天井面に取り付けられている。図2は、加熱帯13に取り付けられている熱電対200a〜200lの様子の概略を示す図である。具体的に、図2(a)は、加熱帯13における、熱電対200a〜200lが取り付けられている部分を斜め上方から見た斜視図であり、図2(b)は、図2(a)のI−I´方向から見た断面図である。尚、図1は、図2(a)のII−II´方向から見た断面図であるので、図1には、熱電対200a〜200lが現れない。
図2に示すように、本実施形態では、12個の熱電対200a〜200lを、加熱帯13の天井面13aに取り付けている。具体的に本実施形態では、12個の熱電対200a〜200iを、概ね、1[m]間隔で点在させている。
The thermocouple 200 is attached to the ceiling surface of the heating zone 13. FIG. 2 is a diagram showing an outline of the state of the thermocouples 200 a to 200 l attached to the heating zone 13. Specifically, FIG. 2A is a perspective view of a portion of the heating zone 13 to which the thermocouples 200a to 200l are attached as viewed obliquely from above, and FIG. 2B is a perspective view of FIG. It is sectional drawing seen from II 'direction. Since FIG. 1 is a cross-sectional view seen from the II-II ′ direction of FIG. 2A, the thermocouples 200a to 200l do not appear in FIG.
As shown in FIG. 2, in this embodiment, twelve thermocouples 200 a to 200 l are attached to the ceiling surface 13 a of the heating zone 13. Specifically, in the present embodiment, twelve thermocouples 200a to 200i are generally scattered at intervals of 1 [m].

図3は、12個の熱電対200a〜200lが取り付けられる範囲の一例を説明する図である。
図3に示すように、本実施形態では、スラブ21表面上の点であって、放射温度計100の入光面100aの中心100bと正対する位置にある点21aから、放射温度計100の方向に広がる天頂角θが45[°](広がり角が90[°])の仮想の円錐41があると見なした場合に、その仮想の円錐41の内部に入るように、12個の熱電対200a〜200lが、加熱帯13の天井面13aに取り付けられるようにしている。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a range in which twelve thermocouples 200a to 200l are attached.
As shown in FIG. 3, in the present embodiment, the direction of the radiation thermometer 100 from the point 21 a that is a point on the surface of the slab 21 and is directly opposite the center 100 b of the light incident surface 100 a of the radiation thermometer 100. Twelve thermocouples so as to enter the inside of the virtual cone 41 when it is assumed that there is a virtual cone 41 having a zenith angle θ of 45 [°] (spreading angle is 90 [°]). 200 a to 200 l are attached to the ceiling surface 13 a of the heating zone 13.

より具体的に説明すると、放射温度計100の入光面100aの中心100bと正対する位置にある点21aを頂点とし、天頂角θを45[°](広がり角が90[°])とする円錐であって、加熱帯13の天井面13aに底面41aを有する仮想の円錐41があると見なした場合に、その仮想の円錐41の底面41aの内部に、12個の熱電対200a〜200jが取り付けられるようにしている。尚、以下の説明では、スラブ21表面上の点であって、放射温度計100の入光面100aの中心100bと正対する位置にある点21aを、必要に応じて、温度測定中心点21aと称する。   More specifically, the point 21a at the position facing the center 100b of the light incident surface 100a of the radiation thermometer 100 is the apex, and the zenith angle θ is 45 [°] (spreading angle is 90 [°]). When it is assumed that there is a virtual cone 41 having a bottom surface 41 a on the ceiling surface 13 a of the heating zone 13, twelve thermocouples 200 a to 200 j are placed inside the bottom surface 41 a of the virtual cone 41. Can be attached. In the following description, a point 21a that is a point on the surface of the slab 21 and that faces the center 100b of the light incident surface 100a of the radiation thermometer 100 is referred to as a temperature measurement center point 21a. Called.

このようにして、仮想の円錐41の内部に入るように、12個の熱電対200a〜200lが、加熱帯13の天井面13aに取り付けられるようにするのは、本願発明者らによって得られた次の知見を理由とするものである。
本願発明者らは、加熱炉10による加熱によって表面が酸化したスラブ21の放射率εsは、温度によらず概ね0.85で一定となるという知見を得た。したがって、加熱帯13の天井面13aから発せられる「波長が3.9[μm]の光」の二方向性反射率ρ´´(θ)の天井面13a全体における積分値は、温度によらず概ね0.15(1−0.85)になる。ここで、二方向性反射率ρ´´(θ)とは、例えば、加熱帯13の天井面13aの点(例えば、熱電対200hの中心位置である点13c)から、スラブ21の被測定領域に入射した光のうち、放射温度計100の入光面100aの方向(法線方向)に反射する光がどの位あるのかを示すものである。尚、スラブ21の被測定領域とは、温度測定中心点21aを中心とする領域であって、放射温度計100の入光面100aと正対する領域である。
In this way, the inventors of the present application obtained that the twelve thermocouples 200a to 200l are attached to the ceiling surface 13a of the heating zone 13 so as to enter the inside of the virtual cone 41. The reason is as follows.
The inventors of the present application have found that the emissivity ε s of the slab 21 whose surface is oxidized by heating by the heating furnace 10 is approximately 0.85 regardless of the temperature. Therefore, the integral value of the entire ceiling surface 13a of the bidirectional reflectance ρ ″ (θ) of “light having a wavelength of 3.9 [μm]” emitted from the ceiling surface 13a of the heating zone 13 is independent of the temperature. It becomes approximately 0.15 (1-0.85). Here, the bidirectional reflectance ρ ″ (θ) is, for example, a measured region of the slab 21 from a point on the ceiling surface 13a of the heating zone 13 (for example, the point 13c that is the center position of the thermocouple 200h). It shows how much light is reflected in the direction (normal direction) of the light incident surface 100a of the radiation thermometer 100 among the light incident on the radiation thermometer 100. The measurement area of the slab 21 is an area centered on the temperature measurement center point 21 a and is a region facing the light incident surface 100 a of the radiation thermometer 100.

そして、本願発明者らは、波長が3.9[μm]の光の入射角(天頂角)θと、その光の二方向性反射率ρ´´(θ)の相対値との関係を、実験的に調べた。その結果を図4に示す。
更に、本願発明者らは、図4に示すグラフ51を表す関数を積分した結果(図4に示したグラフ51の面積)が0.15となるように、グラフ51の縦軸の値を相対値から実際の値に変更する計算をコンピュータに行わせた。その結果、本願発明者らは、波長が3.9[μm]の光の入射角(天頂角)θと、二方向性反射率ρ´´(θ)の実際の値との関係を示す二方向性反射率ρ´´(θ)の関数を得た。
そして、本願発明者らは、コンピュータを用いて、次の(1)式の演算を行った。
Then, the inventors of the present application describe the relationship between the incident angle (zenith angle) θ of light having a wavelength of 3.9 [μm] and the relative value of the bidirectional reflectance ρ ″ (θ) of the light, Experimentally examined. The result is shown in FIG.
Furthermore, the inventors of the present application set the relative value of the vertical axis of the graph 51 so that the result of integrating the function representing the graph 51 shown in FIG. 4 (area of the graph 51 shown in FIG. 4) is 0.15. The computer performed a calculation to change from the value to the actual value. As a result, the inventors of the present application have shown a relationship between the incident angle (zenith angle) θ of light having a wavelength of 3.9 [μm] and the actual value of the bidirectional reflectance ρ ″ (θ). A function of directional reflectance ρ ″ (θ) was obtained.
Then, the inventors of the present application performed the calculation of the following equation (1) using a computer.

Figure 0005068568
Figure 0005068568

(1)式において、φは、方位角[°]を表す。(1)式から明らかなように、加熱炉10の天井面13aから発せられる光のうち、スラブ21の被測定領域で反射して放射温度計100に入光する光の約70[%]は、図3に示した仮想の円錐41の内部の領域から発せられる光となる。言い換えると、加熱炉10の天井面13aから発せられる光のうち、スラブ21の被測定領域で反射して放射温度計100の入光面100aに入光する光の約30[%]は、図3に示した仮想の円錐41の内部の領域外から発せられる光となる。   In the formula (1), φ represents an azimuth angle [°]. As apparent from the equation (1), of the light emitted from the ceiling surface 13 a of the heating furnace 10, about 70 [%] of the light reflected by the measurement area of the slab 21 and entering the radiation thermometer 100 is The light is emitted from the area inside the virtual cone 41 shown in FIG. In other words, of the light emitted from the ceiling surface 13a of the heating furnace 10, about 30 [%] of the light that is reflected by the measurement region of the slab 21 and enters the light incident surface 100a of the radiation thermometer 100 is shown in FIG. The light is emitted from outside the region inside the virtual cone 41 shown in FIG.

更に、本願発明者らは、仮想の円錐41の領域外の温度が実際の温度と100[℃]異なったとしても、放射温度計100で求められる発光輝度の誤差は、20[%]程度であることを確認した。
以上のことから、本願発明者らは、加熱炉10の天井面13a全体から発せられる光の全てではなく、仮想の円錐41の内部の領域から発せられる光に基づいて、加熱炉10の天井面13aから発せられる外乱光に基づく迷光雑音輝度を求めたとしても、その迷光雑音輝度の誤差は、以下の(2)式に示すように、1[%]未満となるという知見を得た。
0.3×0.15×0.2×100=0.9[%] ・・・(2)
Furthermore, even if the temperature outside the region of the virtual cone 41 differs from the actual temperature by 100 [° C.], the inventors of the present invention have an error of light emission luminance required by the radiation thermometer 100 of about 20 [%]. I confirmed that there was.
From the above, the inventors of the present application are not based on all the light emitted from the entire ceiling surface 13a of the heating furnace 10, but based on the light emitted from the region inside the virtual cone 41. Even if the stray light noise luminance based on the disturbance light emitted from 13a was obtained, the knowledge that the error of the stray light noise luminance is less than 1% as shown in the following equation (2) was obtained.
0.3 × 0.15 × 0.2 × 100 = 0.9 [%] (2)

この0.9[%]の誤差を、温度の誤差に換算すると、約5[℃]となる。したがって、仮想の円錐41の内部の領域から発せられる光に基づいて、加熱炉10の天井面13aから発せられる外乱光に基づく迷光雑音輝度を求めたとしても、そのことによるスラブ21の表面温度の誤差は、5[℃]程度となり、実用上十分な精度を確保できる。   When this 0.9 [%] error is converted into a temperature error, it is about 5 [° C.]. Therefore, even if the stray light noise luminance based on the disturbance light emitted from the ceiling surface 13a of the heating furnace 10 is obtained based on the light emitted from the area inside the virtual cone 41, the surface temperature of the slab 21 due to this is obtained. The error is about 5 [° C.], and a practically sufficient accuracy can be secured.

以上のことから本実施形態では、図3に示した仮想の円錐41の内部の領域に、12個の熱電対200a〜200lを、その仮想の円錐41の底面の形状に合わせて点在させて、その領域における温度を出来るだけ正確に測定すると共に、その領域外の温度を、例えば、12個の熱電対200a〜200lの測定結果等から大まかに推定するようにしている。このようにすることによって、加熱炉10の天井面13a全体に熱電対200を配置しなくても、スラブ21の表面温度を、実用上十分な精度で求めることができる。   From the above, in the present embodiment, twelve thermocouples 200a to 200l are interspersed with the shape of the bottom surface of the virtual cone 41 in the region inside the virtual cone 41 shown in FIG. The temperature in the region is measured as accurately as possible, and the temperature outside the region is roughly estimated from the measurement results of the twelve thermocouples 200a to 200l, for example. By doing in this way, even if it does not arrange | position the thermocouple 200 to the whole ceiling surface 13a of the heating furnace 10, the surface temperature of the slab 21 can be calculated | required with sufficient practical accuracy.

更に、本実施形態では、熱電対200の設置位置に基づいて定められる「熱電対200の温度測定対象領域210」を分割して、熱電対200の設置数と同数のゾーンを定義する。図2に示す例では、12個の熱電対200a〜200lの設置位置に基づいて定まる十字状の領域を「熱電対200の温度測定対象領域210」として定義し、この熱電対200の温度測定対象領域210を12個に分割して12個のゾーンA〜Lを定義している。   Furthermore, in this embodiment, the “temperature measurement target area 210 of the thermocouple 200” determined based on the installation position of the thermocouple 200 is divided to define the same number of zones as the number of thermocouples 200 installed. In the example shown in FIG. 2, a cross-shaped region determined based on the installation positions of the twelve thermocouples 200a to 200l is defined as a “temperature measurement target region 210 of the thermocouple 200”, and the temperature measurement target of the thermocouple 200 is defined. The area 210 is divided into 12 to define 12 zones A to L.

より具体的に説明すると、本実施形態では、各熱電対200a〜200lの設置位置を中心位置とする矩形状の12個のゾーンA〜Lを定義している。そして、各ゾーンA〜Lの大きさを、温度が均一と見なせる大きさとしている。すなわち、本実施形態では、温度が均一と見なせる大きさのゾーンA〜Lを定義している。   More specifically, in the present embodiment, twelve rectangular zones A to L are defined with the installation position of each of the thermocouples 200a to 200l as the center position. And the size of each zone A-L is made into the magnitude | size which can consider that temperature is uniform. That is, in the present embodiment, zones A to L having a size at which the temperature can be regarded as uniform are defined.

ここで、温度が均一と見なせるか否かは、後述するようにして行われるスラブ21の表面温度の測定誤差が、実用上要求される精度の範囲内となるか否かによって定められる。後述するように、本実施形態では、加熱炉10の天井面13aから発せられる外乱光に基づく迷光雑音輝度を、ゾーンA〜L毎に計算するようにしている。そして、ゾーンA〜Lの大きさが大きくなればなる程、そのゾーンA〜L内の温度の最高値と最低値との差が大きくなる。よって、前述したようにして迷光雑音輝度をゾーンA〜L毎に計算した場合、ゾーンA〜Lの大きさが大きくなればなる程、そのゾーンA〜Lから発せられる外乱光に基づく迷光雑音輝度の算出精度が低下し、スラブ21の表面温度の測定誤差が大きくなる。   Here, whether or not the temperature can be regarded as uniform is determined depending on whether or not the measurement error of the surface temperature of the slab 21 performed as described later is within the accuracy range required in practice. As will be described later, in this embodiment, the stray light noise luminance based on the disturbance light emitted from the ceiling surface 13a of the heating furnace 10 is calculated for each of the zones A to L. As the size of the zones A to L increases, the difference between the maximum value and the minimum value of the temperatures in the zones A to L increases. Therefore, when the stray light noise luminance is calculated for each of the zones A to L as described above, the stray light noise luminance based on the disturbance light emitted from the zones A to L becomes larger as the size of the zones A to L becomes larger. , And the measurement error of the surface temperature of the slab 21 increases.

そこで、本実施形態では、スラブ21の表面温度の測定誤差が実用上要求される精度の範囲内となるになるように、温度が均一であると見なせる範囲で、各ゾーンA〜Lの大きさを定義している。このように本実施形態では、スラブ21の表面温度の測定誤差が実用上要求される精度の範囲内となるように、ゾーンA〜Lの大きさを定義すればよい。したがって、本実施形態では、スラブ21の表面温度の測定誤差が実用上要求される精度の範囲内であれば、ゾーンA〜Lの温度は、ある程度の温度範囲を有していても、均一と見なせることになる。   Therefore, in the present embodiment, the sizes of the zones A to L are within a range where the temperature can be regarded as uniform so that the measurement error of the surface temperature of the slab 21 falls within the range of accuracy required for practical use. Is defined. As described above, in the present embodiment, the sizes of the zones A to L may be defined so that the measurement error of the surface temperature of the slab 21 is within the accuracy range required in practice. Therefore, in the present embodiment, if the measurement error of the surface temperature of the slab 21 is within a practically required accuracy range, the temperatures of the zones A to L are uniform even if they have a certain temperature range. It can be considered.

尚、本実施形態では、以上のようにして定義される12個のゾーンA〜Lは、夫々同じ大きさを有しているものとしている。また、ゾーンA〜Lの境界を、熱電対200a〜200lの中間位置としている。
以上のように本実施形態では、例えば、12個の熱電対200a〜200lを用いて複数の温度測定手段が実現される。
In the present embodiment, the twelve zones A to L defined as described above have the same size. Further, the boundaries of zones A to L are set as intermediate positions of the thermocouples 200a to 200l.
As described above, in the present embodiment, for example, a plurality of temperature measuring means is realized using twelve thermocouples 200a to 200l.

図1に説明を戻し、情報処理装置500は、放射温度計100で求められた「発光輝度」の信号と、熱電対200で測定された「加熱帯13の天井面13aの温度」の信号とを入力し、入力した信号を用いて、スラブ21の表面温度を計算し、計算した表面温度を表示装置400に表示するためのものである。情報処理装置500のハードウェアは、パーソナルコンピュータ等、CPU、ROM、RAM、ハードディスク、画像入出力ボード、各種インターフェース、及びインターフェースコントローラ等を備えた情報処理装置を用いて実現することができる。また、表示装置400は、LCD(Liquid Crystal Display)等のコンピュータディスプレイを備えている。また、キーボードやマウス等のユーザインターフェースも、情報処理装置500に接続されている。   Returning to FIG. 1, the information processing apparatus 500 includes a signal of “light emission luminance” obtained by the radiation thermometer 100 and a signal of “temperature of the ceiling surface 13 a of the heating zone 13” measured by the thermocouple 200. Is input, the surface temperature of the slab 21 is calculated using the input signal, and the calculated surface temperature is displayed on the display device 400. The hardware of the information processing apparatus 500 can be realized using a personal computer or the like, an information processing apparatus including a CPU, ROM, RAM, hard disk, image input / output board, various interfaces, an interface controller, and the like. The display device 400 includes a computer display such as an LCD (Liquid Crystal Display). A user interface such as a keyboard and a mouse is also connected to the information processing apparatus 500.

図5は、情報処理装置500の機能構成の一例を示すブロック図である。尚、特に断りのない限り、図5に示す各ブロックは、CPUが、ROMやハードディスクに記憶されている制御プログラムを、RAMを用いて実行することにより実現される。そして、例えば、図5に示す各ブロック間で、信号のやり取りを行うことにより、以下の処理が実現される。   FIG. 5 is a block diagram illustrating an example of a functional configuration of the information processing apparatus 500. Unless otherwise specified, each block shown in FIG. 5 is realized by the CPU executing a control program stored in the ROM or hard disk using the RAM. For example, the following processing is realized by exchanging signals between the blocks shown in FIG.

発光輝度取得部301は、放射温度計100で求められた発光輝度Ib(Tm)の信号を入力してRAMに記憶させるためのものである。
ゾーン迷光雑音輝度計算部317は、各ゾーンA〜Lにおける迷光雑音輝度を計算するためのものであり、外乱光輝度計算部315と、迷光雑音パラメータ計算部316と、ゾーン単位迷光雑音輝度計算部313とを有している。
外乱光輝度計算部315は、外乱光輝度を計算するためのものであり、熱電対温度取得部302、熱電対位置記憶部303、及び第1の発光輝度算出部308を備えている。
熱電対温度取得部302は、12個の熱電対200a〜200lで測定された温度の信号を入力してRAMに記憶させるためのものである。このとき熱電対温度取得部302は、どの熱電対200a〜200lが測定した温度であるのかを識別できるようにして、その温度をRAMに記憶させる。
The emission luminance acquisition unit 301 is for inputting a signal of the emission luminance I b (T m ) obtained by the radiation thermometer 100 and storing it in the RAM.
The zone stray light noise luminance calculation unit 317 is for calculating the stray light noise luminance in each of the zones A to L. The disturbance light luminance calculation unit 315, the stray light noise parameter calculation unit 316, and the zone unit stray light noise luminance calculation unit 313.
The disturbance light luminance calculation unit 315 is for calculating the disturbance light luminance, and includes a thermocouple temperature acquisition unit 302, a thermocouple position storage unit 303, and a first emission luminance calculation unit 308.
The thermocouple temperature acquisition unit 302 is for inputting signals of the temperatures measured by the twelve thermocouples 200a to 200l and storing them in the RAM. At this time, the thermocouple temperature acquisition unit 302 can identify which thermocouple 200a to 200l is the measured temperature, and stores the temperature in the RAM.

熱電対位置記憶部303は、加熱帯13の天井面13aに取り付けられている12個の熱電対200a〜200lの設置位置を記憶するためのものである。本実施形態では、熱電対位置記憶部303は、12個の熱電対200a〜200lと、熱電対200a〜200lが属するゾーンA〜Lと、ゾーンA〜Lの位置とが互いに対応付けられたテーブルを有している。熱電対位置記憶部303は、例えば、ハードディスクやROMを用いて構成することができる。   The thermocouple position storage unit 303 is for storing the installation positions of the twelve thermocouples 200 a to 200 l attached to the ceiling surface 13 a of the heating zone 13. In the present embodiment, the thermocouple position storage unit 303 is a table in which twelve thermocouples 200a to 200l, zones A to L to which the thermocouples 200a to 200l belong, and positions of the zones A to L are associated with each other. have. The thermocouple position storage unit 303 can be configured using, for example, a hard disk or ROM.

第1の発光輝度算出部308は、熱電対温度取得部302により取得された温度Tijに基づいて、各ゾーンA〜Lから発光される外乱光の輝度Ib(Tij)を、以下の(3)式を用いて計算する。尚、以下の説明では、外乱光の輝度を、必要に応じて外乱光輝度と称する。 Based on the temperature T ij acquired by the thermocouple temperature acquisition unit 302, the first emission luminance calculation unit 308 calculates the luminance I b (T ij ) of disturbance light emitted from each zone A to L as follows: (3) Calculate using the equation. In the following description, the luminance of disturbance light is referred to as disturbance light luminance as necessary.

Figure 0005068568
Figure 0005068568

λ:放射温度計100で検出される光の波長(本実施形態では、3.9[μm])
1、C2:物理定数(C1=3.7419×10-16[wm2]、C2=1.4388×10-2[mK])
ij:各ゾーンA〜Lの代表点の温度[K]
λ: wavelength of light detected by the radiation thermometer 100 (3.9 [μm] in this embodiment)
C 1 and C 2 : Physical constants (C 1 = 3.7419 × 10 −16 [wm 2 ], C 2 = 1.4388 × 10 −2 [mK])
T ij : temperature of representative point of each zone A to L [K]

迷光雑音パラメータ計算部316は、迷光雑音輝度等を求めるためのパラメータを計算して記憶するためのものであり、放射率記憶部304、二方向性反射率導出部305、パラメータ算出部306、及びパラメータ記憶部307を備えている。
放射率記憶部304は、ユーザによるユーザインターフェース(キーボードやマウス)等の操作に基づいて、加熱炉10による加熱によって表面が酸化されたスラブ21の放射率εsのデータを外部から取得して記憶するためのものである。尚、以下の説明では、必要に応じて、加熱炉10による加熱によって表面が酸化されたスラブ21の放射率εsを、必要に応じて、スラブ21の放射率εs又は単に放射率εsと略称する。
The stray light noise parameter calculation unit 316 is for calculating and storing parameters for obtaining the stray light noise luminance and the like. The emissivity storage unit 304, the bidirectional reflectance calculation unit 305, the parameter calculation unit 306, and A parameter storage unit 307 is provided.
The emissivity storage unit 304 acquires and stores data on the emissivity ε s of the slab 21 whose surface is oxidized by heating by the heating furnace 10 from the outside, based on the operation of the user interface (keyboard or mouse) by the user. Is to do. In the following description, if necessary, the emissivity epsilon s of the slab 21 the surface of which is oxidized by the heating by the heating furnace 10, if necessary, the emissivity of the slab 21 epsilon s or simply emissivity epsilon s Abbreviated.

前述したように、本願発明者らは、スラブ21の放射率εsは概ね0.85で一定となるという知見を得た。したがって、本実施形態では、放射率記憶部304は、スラブ21の放射率εsとして0.85を外部から取得して記憶している。このように、本実施形態では、スラブ21の放射率εsを、スラブ21の表面温度を測定する前に、オフラインでコンピュータにより求めて放射率記憶部304に記憶させるようにしている。放射率記憶部304は、例えば、CPUが、ROMやハードディスクに記憶されている制御プログラムを、RAMを用いて実行し、放射率εsをハードディスクやROMに記憶することにより実現することができる。 As described above, the present inventors have found that the emissivity ε s of the slab 21 is approximately 0.85 and constant. Therefore, in this embodiment, the emissivity storage unit 304 acquires 0.85 from the outside as the emissivity ε s of the slab 21 and stores it. As described above, in the present embodiment, the emissivity ε s of the slab 21 is obtained by a computer offline and stored in the emissivity storage unit 304 before the surface temperature of the slab 21 is measured. The emissivity storage unit 304 can be realized, for example, when the CPU executes a control program stored in the ROM or hard disk using the RAM and stores the emissivity ε s in the hard disk or ROM.

二方向性反射率導出部305は、ユーザによるユーザインターフェース(キーボードやマウス)等の操作に基づいて、波長が3.9[μm]の光の二方向性反射率ρ´´(θ)の測定データを外部から取得する。そして、二方向性反射率導出部305は、その波長が3.9[μm]の二方向性反射率ρ´´(θ)の測定データに基づいて、波長が3.9[μm]の光の入射角(天頂角)θと、その光の二方向性反射率ρ´´(θ)の相対値との関係を表す関数を求める。すなわち、二方向性反射率導出部305は、例えば図4に示したようなグラフ51を表す関数を求める。そして、二方向性反射率導出部305は、求めた関数を積分した結果(図4に示したグラフ51の面積)が、「1」から「放射率記憶部304により記憶された放射率εs」を減算した値となるように、グラフ51の縦軸の値を相対値から実際の値に変更し、縦軸の値を変更したグラフ51に基づく二方向性反射率ρ´´(θ)の関数を求める。本実施形態では、スラブ21の放射率εsとして0.85が、放射率記憶部304により記憶されているので、求めた関数を積分した結果(図4に示したグラフ51の面積)が、0.15(=1−0.85)となるように、グラフ51の縦軸の値を相対値から実際の値に変更することになる。 The bi-directional reflectance deriving unit 305 measures the bi-directional reflectance ρ ″ (θ) of light having a wavelength of 3.9 [μm] based on the operation of the user interface (keyboard or mouse) by the user. Get data from outside. Then, the bidirectional reflectance deriving unit 305 is a light having a wavelength of 3.9 [μm] based on the measurement data of the bidirectional reflectance ρ ″ (θ) having a wavelength of 3.9 [μm]. A function representing the relationship between the incident angle (zenith angle) θ and the relative value of the bidirectional reflectance ρ ″ (θ) of the light is obtained. That is, the bidirectional reflectance deriving unit 305 obtains a function representing the graph 51 as shown in FIG. 4, for example. Then, the bidirectional reflectance derivation unit 305 integrates the obtained function (area of the graph 51 shown in FIG. 4) from “1” to “emissivity ε s stored by the emissivity storage unit 304. The value of the vertical axis of the graph 51 is changed from the relative value to the actual value so that the value of the vertical axis of the graph 51 is changed, and the bidirectional reflectance ρ ″ (θ) based on the graph 51 of which the value of the vertical axis is changed. Find the function of. In the present embodiment, 0.85 is stored as the emissivity ε s of the slab 21 by the emissivity storage unit 304. Therefore, the result of integrating the obtained function (area of the graph 51 shown in FIG. 4) is The value on the vertical axis of the graph 51 is changed from the relative value to the actual value so as to be 0.15 (= 1-0.85).

パラメータ算出部306は、各ゾーンA〜Lの代表点と、スラブ21における温度測定中心点21aとの幾何学的関係から定まる「温度測定中心点21aから各ゾーンA〜Lの代表点を見る立体角」と、二方向性反射率導出部305で求められた二方向性反射率ρ´´(θ)とに基づいて、ゾーン内迷光雑音パラメータを算出する。
具体的にパラメータ算出部306は、各ゾーンA〜Lの代表点の位置と、温度測定中心点21aの位置と、各ゾーンA〜Lの面積Aijとを、立体角のデータとしてユーザインターフェースから入力する。すると、パラメータ算出部306は、ゾーンA〜Lの代表点(例えば図2の点13c)と温度測定中心点21aとを結ぶ直線の長さlijを、各ゾーンA〜Lについて算出する。また、パラメータ算出部306は、ゾーンA〜Lの代表点と温度測定中心点21aとを結ぶ直線と、温度測定中心点21aと放射温度計100の入光面100aの中心100bとを結ぶ直線とがなす角度θijを、各ゾーンA〜Lについて算出する(図2を参照)。そして、各ゾーンA〜Lについて、以下の(4)式を用いて、ゾーン内迷光雑音パラメータを各ゾーンA〜Lについて計算する。尚、前記において、添字ijは、ゾーンA〜Lを識別するための変数である。
The parameter calculation unit 306 is determined from the geometric relationship between the representative points of the zones A to L and the temperature measurement center point 21a in the slab 21. The “three-dimensional view of the representative points of the zones A to L from the temperature measurement center point 21a. The in-zone stray light noise parameter is calculated based on the “angle” and the bidirectional reflectance ρ ″ (θ) obtained by the bidirectional reflectance derivation unit 305.
Specifically, the parameter calculation unit 306 uses the position of the representative point of each zone A to L, the position of the temperature measurement center point 21a, and the area A ij of each zone A to L as solid angle data from the user interface. input. Then, the parameter calculation unit 306 calculates, for each of the zones A to L, the length l ij of a straight line connecting the representative points (for example, the point 13c in FIG. 2) of the zones A to L and the temperature measurement center point 21a. The parameter calculation unit 306 includes a straight line connecting the representative points of the zones A to L and the temperature measurement center point 21a, and a straight line connecting the temperature measurement center point 21a and the center 100b of the light incident surface 100a of the radiation thermometer 100. There the angle theta ij, is calculated for each zone a to L (see Figure 2). Then, for each of the zones A to L, the in-zone stray light noise parameter is calculated for each of the zones A to L using the following equation (4). In the above description, the subscript ij is a variable for identifying the zones A to L.

Figure 0005068568
Figure 0005068568

θij:ゾーンA〜Lの代表点と温度測定中心点21aとを結ぶ直線と、温度測定中心点21aと放射温度計100の入光面100aの中心100bとを結ぶ直線とがなす角度[°]
ij:各ゾーンA〜Lの面積[m2
ρ´´(θij):二方向性反射率
尚、本実施形態では、(4)式において、(cosθij・Aij/lij 2)が、温度測定中心点21aから各ゾーンA〜Lの代表点を見る立体角である。
θ ij : An angle [° formed by a straight line connecting the representative points of the zones A to L and the temperature measurement center point 21a and a straight line connecting the temperature measurement center point 21a and the center 100b of the light incident surface 100a of the radiation thermometer 100 [°. ]
A ij : Area [m 2 ] of each zone A to L
ρ ″ (θ ij ): Bidirectional reflectance In the present embodiment, in the equation (4), (cos θ ij · A ij / l ij 2 ) is represented by the zones A to L from the temperature measurement center point 21a. This is a solid angle for viewing the representative point.

更に、パラメータ算出部306は、以上のようにして計算したゾーン内迷光雑音パラメータを用いて、ゾーンA〜L以外の「天井面13aの領域」の迷光雑音パラメータ(ゾーン外迷光雑音パラメータ)を計算する。ここで、仮に、天井面13a全体に亘ってゾーンを定義した場合、各ゾーンにおけるゾーン内迷光雑音パラメータ((4)式の右辺)を加算した値は「1−εs」になる。したがって、ゾーン外迷光雑音パラメータは、「1−εs」から、各ゾーンA〜Lにおけるゾーン内迷光雑音パラメータの加算値を減算したものとなる。すなわち、パラメータ算出部306は、以下の(5)式を用いて、ゾーン外迷光雑音パラメータを計算する。 Further, the parameter calculation unit 306 calculates the stray light noise parameter (outside zone stray light noise parameter) of the “region of the ceiling surface 13a” other than the zones A to L using the in-zone stray light noise parameter calculated as described above. To do. Here, if a zone is defined over the entire ceiling surface 13a, the value obtained by adding the intra-zone stray light noise parameter (the right side of the equation (4)) in each zone is “1-ε s ”. Therefore, the extra-zone stray light noise parameter is obtained by subtracting the added value of the intra-zone stray light noise parameter in each of the zones A to L from “1-ε s ”. That is, the parameter calculation unit 306 calculates the extra-zone stray light noise parameter using the following equation (5).

Figure 0005068568
Figure 0005068568

θij:ゾーンA〜Lの代表点と温度測定中心点21aとを結ぶ直線と、温度測定中心点21aと放射温度計100の入光面100aの中心100bとを結ぶ直線とがなす角度[°]
ij:各ゾーンA〜Lの面積[m2
ρ´´(θij):二方向性反射率
θ ij : An angle [° formed by a straight line connecting the representative points of the zones A to L and the temperature measurement center point 21a and a straight line connecting the temperature measurement center point 21a and the center 100b of the light incident surface 100a of the radiation thermometer 100 [°. ]
A ij : Area [m 2 ] of each zone A to L
ρ ″ (θ ij ): Bidirectional reflectance

パラメータ記憶部307は、パラメータ算出部306で計算された迷光雑音パラメータ(ゾーン内迷光雑音パラメータ及びゾーン外迷光雑音パラメータ)を記憶するテーブルを有する。図6は、パラメータ記憶部307の記憶内容の一例を示す図である。
パラメータ記憶部307は、例えば、ハードディスクやROMを用いて構成することができる。
The parameter storage unit 307 includes a table that stores the stray light noise parameters (intra-zone stray light noise parameters and out-zone stray light noise parameters) calculated by the parameter calculation unit 306. FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the contents stored in the parameter storage unit 307.
The parameter storage unit 307 can be configured using, for example, a hard disk or a ROM.

ゾーン単位迷光雑音輝度計算部313は、外乱光輝度計算部315で得られた外乱光輝度Ib(Tij)と、迷光雑音パラメータ計算部316で得られたゾーン内迷光雑音パラメータとを乗算して、ゾーン毎の迷光雑音輝度を計算する。具体的にゾーン単位迷光雑音輝度計算部313は、以下の(6)式を用いて、ゾーン毎の迷光雑音輝度を計算する。 The zone unit stray light noise luminance calculation unit 313 multiplies the disturbance light luminance I b (T ij ) obtained by the disturbance light luminance calculation unit 315 and the intra-zone stray light noise parameter obtained by the stray light noise parameter calculation unit 316. Then, the stray light noise brightness for each zone is calculated. Specifically, the zone unit stray light noise luminance calculation unit 313 calculates the stray light noise luminance for each zone using the following equation (6).

Figure 0005068568
Figure 0005068568

加算部314は、ゾーン単位迷光雑音輝度計算部313が、ゾーン毎の迷光雑音輝度を、全てのゾーンA〜Lについて計算すると、それら全てのゾーンA〜Lにおける「ゾーン毎の迷光雑音輝度」を加算して、全てのゾーンA〜Lにおける迷光雑音輝度(全ゾーン迷光雑音輝度)を計算する。具体的に加算部314は、以下の(7)式を用いて、全ゾーン迷光雑音輝度を計算する。   When the zone unit stray light noise luminance calculation unit 313 calculates the stray light noise luminance for each zone for all the zones A to L, the adding unit 314 calculates “stray light noise luminance for each zone” in all the zones A to L. The stray light noise brightness in all zones A to L (all zone stray light noise brightness) is calculated by addition. Specifically, the adding unit 314 calculates the all-zone stray light noise luminance using the following equation (7).

Figure 0005068568
Figure 0005068568

尚、(7)式において、添字ijは、ゾーンA〜Lを識別するための変数である。
第2の発光輝度算出部309は、12個の熱電対200a〜200lのうち、外側にある熱電対200a、200d、200e、200h〜200lの温度を、熱電対温度取得部302から入力する。そして、第2の発光輝度算出部309は、入力した温度の平均値を、ゾーンA〜L以外の「天井面13aの領域」の温度Toとして計算する。そして、第2の発光輝度算出部309は、ゾーンA〜L以外の「天井面13aの領域」から発光された光に基づく外乱光輝度Io(To)を、以下の(8)式を用いて計算する。
In the equation (7), the subscript ij is a variable for identifying the zones A to L.
The second emission luminance calculation unit 309 inputs the temperatures of the thermocouples 200 a, 200 d, 200 e, and 200 h to 200 l outside the twelve thermocouples 200 a to 200 l from the thermocouple temperature acquisition unit 302. Then, the second light emission luminance calculator 309, the average value of the input temperature is calculated as the temperature T o of the "region of the ceiling surface 13a 'of the non-zone A to L. Then, the second light emission luminance calculation unit 309 calculates the disturbance light luminance I o (T o ) based on the light emitted from the “region of the ceiling surface 13a” other than the zones A to L by the following equation (8). Use to calculate.

Figure 0005068568
Figure 0005068568

λ:放射温度計100で検出される光の波長(本実施形態では、3.9[μm])
1、C2:物理定数(C1=3.7419×10-16[wm2]、C2=1.4388×10-2[mK])
o:ゾーンA〜L以外の「天井面13aの領域」の温度[K]
λ: wavelength of light detected by the radiation thermometer 100 (3.9 [μm] in this embodiment)
C 1 and C 2 : Physical constants (C 1 = 3.7419 × 10 −16 [wm 2 ], C 2 = 1.4388 × 10 −2 [mK])
T o: other than the zone A~L of the "area of the ceiling surface 13a" temperature [K]

尚、ゾーンA〜L以外の「天井面13aの領域」の温度Toは、前述した方法以外にも種々の方法により求めることができる。例えば、加熱炉10には、熱電対200以外にも、操業に必要な既存の熱電対が設けられているので、その既存の熱電対の値を用いて、ゾーンA〜L以外の「天井面13aの領域」の温度Toを求めるようにしてもよい。 The temperature T o of the "region of the ceiling surface 13a 'of the non-zone A~L can be determined by various methods other than the method described above. For example, in addition to the thermocouple 200, the heating furnace 10 is provided with an existing thermocouple necessary for operation. Therefore, using the value of the existing thermocouple, the “ceiling surface” other than the zones A to L is used. it may be obtained the temperature T o of the region "13a.

第3の発光輝度算出部310は、パラメータ記憶部307に記憶されたゾーン外迷光雑音パラメータ((5)式を参照)と、第2の発光輝度算出部309により計算された「ゾーンA〜L以外の「天井面13aの領域」から発光された光に基づく外乱光輝度Io(To)」とを読み出して乗算して、「ゾーンA〜L以外の「天井面13aの領域」から発光された光に基づく迷光雑音輝度」(ゾーン外迷光雑音輝度)を算出する。具体的に第3の発光輝度算出部310は、以下の(9)式の計算を行う。 The third emission luminance calculation unit 310 uses the extra-zone stray light noise parameter (see equation (5)) stored in the parameter storage unit 307 and “zones A to L calculated by the second emission luminance calculation unit 309. Light emission from “region of ceiling surface 13a” other than “zones A to L” is read out and multiplied by disturbance light intensity I o (T o ) based on light emitted from “region of ceiling surface 13a” other than The stray light noise luminance based on the emitted light ”(outside zone stray light noise luminance) is calculated. Specifically, the third light emission luminance calculation unit 310 calculates the following equation (9).

Figure 0005068568
Figure 0005068568

そして、第3の発光輝度算出部310は、発光輝度取得部301により取得された「放射温度計100の測定値(発光輝度Ib(Tm))」と、放射率記憶部304に記憶された「スラブ21の放射率εs」と、加算部314により計算された「全ゾーン迷光雑音輝度」と、前述したようにして計算した「ゾーン外迷光雑音輝度」とを、以下の(10)式に代入する。(10)式は、以下の(11)式のように変形できる。そこで、第3の発光輝度算出部310は、(11)式により、スラブ21自体より発せられる自発光の輝度Ib(Ts)を算出する。尚、以下の説明では、スラブ21自体より発せられる自発光の輝度を、必要に応じてスラブ21自体より発せられる自発光輝度、又は単に自発光輝度と称する。 The third emission luminance calculation unit 310 stores the “measurement value of the radiation thermometer 100 (emission luminance I b (T m ))” acquired by the emission luminance acquisition unit 301 and the emissivity storage unit 304. The “emissivity ε s of the slab 21”, the “all-zone stray light noise luminance” calculated by the adder 314, and the “out-zone stray light noise luminance” calculated as described above are as follows: Assign to an expression. Equation (10) can be transformed into the following equation (11). Therefore, the third light emission luminance calculation unit 310 calculates the self-light emission luminance I b (T s ) emitted from the slab 21 itself using the equation (11). In the following description, the self-luminous luminance emitted from the slab 21 itself is referred to as self-luminous luminance emitted from the slab 21 itself, or simply self-luminous luminance, as necessary.

Figure 0005068568
Figure 0005068568

εs:スラブ21の放射率
b(Tm):放射温度計100で求められた発光輝度[W・m-2・sr-1・μm-1
b(Tij):各ゾーンA〜Lから発光される外乱光輝度[W・m-2・sr-1・μm-1
o(To):ゾーンA〜L以外の「天井面13aの領域」から発光された光に基づく外乱光輝度Io(To)[W・m-2・sr-1・μm-1
θij:ゾーンA〜Lの代表点と温度測定中心点21aとを結ぶ直線と、温度測定中心点21aと放射温度計100の入光面100aの中心100bとを結ぶ直線とがなす角度[°]
ij:各ゾーンA〜Lの面積[m2
ρ´´(θij):二方向性反射率
ij:各ゾーンA〜Lの代表点の温度[K]
o:ゾーンA〜L以外の「天井面13aの領域」の温度[K]
ε s : Emissivity of the slab 21 I b (T m ): Luminance brightness [W · m −2 · sr −1 · μm −1 ] obtained by the radiation thermometer 100
I b (T ij ): Intensity of disturbance light emitted from each of the zones A to L [W · m −2 · sr −1 · μm −1 ]
I o (T o ): disturbance light intensity I o (T o ) [W · m −2 · sr −1 · μm −1 based on light emitted from “region of the ceiling surface 13a” other than zones A to L ]
θ ij : An angle [° formed by a straight line connecting the representative points of the zones A to L and the temperature measurement center point 21a and a straight line connecting the temperature measurement center point 21a and the center 100b of the light incident surface 100a of the radiation thermometer 100 [°. ]
A ij : Area [m 2 ] of each zone A to L
ρ ″ (θ ij ): Bidirectional reflectance T ij : Temperature of representative point of each zone A to L [K]
T o: other than the zone A~L of the "area of the ceiling surface 13a" temperature [K]

尚、(10)式において、右辺第1項が自発光輝度であり、右辺第2項がゾーンA〜L内からの迷光雑音による寄与分(全ゾーン迷光雑音輝度)であり、右辺第3項がゾーンA〜L外からの迷光雑音による寄与分(ゾーン外迷光雑音輝度)であり、これらを加算したものが左辺(放射温度計100で得られる発光輝度)となる。   In equation (10), the first term on the right side is the self-luminous luminance, the second term on the right side is the contribution due to the stray light noise from within zones A to L (all zone stray light noise luminance), and the third term on the right side. Is a contribution due to stray light noise from outside the zones A to L (outside zone stray light noise luminance), and the sum of these contributes to the left side (light emission luminance obtained by the radiation thermometer 100).

表面温度算出部311は、第3の発光輝度算出部310により計算された「スラブ21自体より発せられる自発光輝度Ib(Ts)」と、放射率記憶部304に記憶された「スラブ21の放射率εs」とを、以下の(12)式に代入して、スラブ21の被測定領域の表面温度Ts[K]を絶対温度で計算する。 The surface temperature calculation unit 311 calculates the “self-luminance luminance I b (T s ) emitted from the slab 21 itself” calculated by the third emission luminance calculation unit 310 and the “slab 21” stored in the emissivity storage unit 304. The surface temperature T s [K] of the measurement area of the slab 21 is calculated as an absolute temperature by substituting the emissivity ε s of the slab 21 into the following equation (12).

Figure 0005068568
Figure 0005068568

λ:放射温度計100で検出される光の波長(本実施形態では、3.9[μm])
1、C2:物理定数
εsb(Ts):スラブ21自体より発せられる自発光輝度[W・m-2・sr-1・μm-1
λ: wavelength of light detected by the radiation thermometer 100 (3.9 [μm] in this embodiment)
C 1 , C 2 : physical constant ε s I b (T s ): self-luminous luminance [W · m −2 · sr −1 · μm −1 ] emitted from the slab 21 itself

表面温度表示部312は、表面温度算出部311で求められた「スラブ21の被測定領域の表面温度Ts」を、表示装置400に表示して、ユーザに報知する。 The surface temperature display unit 312 displays the “surface temperature T s of the measurement area of the slab 21” obtained by the surface temperature calculation unit 311 on the display device 400 to notify the user.

次に、図7のフローチャートを参照しながら、情報処理装置500における処理動作の一例を説明する。
まず、ステップS1において、発光輝度取得部301は、放射温度計100で求められた発光輝度Ib(Tm)の信号を取得するまで待機する。そして、放射温度計100で求められた発光輝度Ib(Tm)の信号を取得すると、ステップS2に進む。ステップS2に進むと、発光輝度取得部301は、放射温度計100で求められた発光輝度Ib(Tm)をRAMに記憶させる。
Next, an example of processing operation in the information processing apparatus 500 will be described with reference to the flowchart of FIG.
First, in step S < b > 1, the emission luminance acquisition unit 301 waits until acquiring a signal of the emission luminance I b (T m ) obtained by the radiation thermometer 100. And if the signal of the light emission brightness | luminance Ib ( Tm ) calculated | required with the radiation thermometer 100 is acquired, it will progress to step S2. In step S2, the emission luminance acquisition unit 301 stores the emission luminance I b (T m ) obtained by the radiation thermometer 100 in the RAM.

次に、ステップS3において、熱電対温度取得部302は、12個の熱電対200a〜200lで測定された温度Tijの信号を取得するまで待機する。そして、12個の熱電対200a〜200lで測定された温度Tijの信号を取得すると、ステップS4に進む。ステップS4に進むと、熱電対温度取得部302は、12個の熱電対200a〜200lで測定された温度TijをRAMに記憶させる。このとき熱電対温度取得部302は、どの熱電対200a〜200lが測定した温度であるのかを識別できるようにして、その温度をRAMに記憶させる。 Next, in step S <b> 3, the thermocouple temperature acquisition unit 302 waits until acquiring signals of the temperature T ij measured by the twelve thermocouples 200 a to 200 l. When acquiring the twelve thermocouples signals measured temperature T ij at 200A~200l, the process proceeds to step S4. In step S4, the thermocouple temperature acquisition unit 302 stores the temperature T ij measured by the twelve thermocouples 200a to 200l in the RAM. At this time, the thermocouple temperature acquisition unit 302 can identify which thermocouple 200a to 200l is the measured temperature, and stores the temperature in the RAM.

次に、ステップS5において、第1の発光輝度算出部308は、熱電対温度取得部302により取得された温度Tijに基づいて、各ゾーンA〜Lから発光される外乱光輝度Ib(Tij)を、(3)式を用いて算出する。 Next, in step S < b > 5, the first emission luminance calculation unit 308 is based on the temperature T ij acquired by the thermocouple temperature acquisition unit 302, and the disturbance light luminance I b (T ij ) is calculated using equation (3).

次に、ステップS6において、ゾーン単位迷光雑音輝度計算部313は、ゾーンA〜Lを識別するための変数ijを「1」に設定する。尚、ここでは、変数ijとして「1」〜「12」が設定されると、夫々ゾーンA〜Lが指定されるようにしている。
次に、ステップS7において、ゾーン単位迷光雑音輝度計算部313は、変数ijで指定されるゾーンのゾーン内迷光雑音パラメータを、パラメータ記憶部307から読み出す。
次に、ステップS8において、ゾーン単位迷光雑音輝度計算部313は、変数ijで指定されるゾーンから発光される外乱光輝度Ib(Tij)を、ステップS5で第1の発光輝度算出部308により算出された外乱光輝度Ib(Tij)の中から取得する。そして、ゾーン単位迷光雑音輝度計算部313は、ステップS7で読み出したゾーン内迷光雑音パラメータと、第1の発光輝度算出部308から取得した外乱光輝度Ib(Tij)とを乗算して((6)式を参照)、計算対象のゾーンから発光される光に基づく迷光雑音輝度(ゾーン毎の迷光雑音輝度)を算出する。
Next, in step S6, the zone unit stray light noise luminance calculation unit 313 sets a variable ij for identifying the zones A to L to “1”. Here, when “1” to “12” are set as the variable ij, zones A to L are designated, respectively.
Next, in step S <b> 7, the zone unit stray light noise luminance calculation unit 313 reads the in-zone stray light noise parameter of the zone specified by the variable ij from the parameter storage unit 307.
Next, in step S8, the zone-unit stray light noise luminance calculation unit 313 calculates the disturbance light luminance I b (T ij ) emitted from the zone specified by the variable ij, and the first emission luminance calculation unit 308 in step S5. Is obtained from the disturbance light luminance I b (T ij ) calculated by the above. Then, the zone unit stray light noise luminance calculation unit 313 multiplies the intra-zone stray light noise parameter read in step S7 by the disturbance light luminance I b (T ij ) acquired from the first light emission luminance calculation unit 308 ( (See equation (6)), and calculates stray light noise luminance (stray light noise luminance for each zone) based on light emitted from the calculation target zone.

次に、ステップS9において、ゾーン単位迷光雑音輝度計算部313は、変数ijが「12」であるか否かを判定する。この判定の結果、変数ijが「12」でない場合には、全てのゾーンA〜Lについて迷光雑音輝度を算出していないので、ステップS10に進み、変数ijに「1」を加算する。そして、次のゾーンに対してステップS7〜S9の処理を行う。   Next, in step S9, the zone unit stray light noise luminance calculation unit 313 determines whether or not the variable ij is “12”. As a result of this determination, if the variable ij is not “12”, the stray light noise luminance is not calculated for all the zones A to L, so the process proceeds to step S10, and “1” is added to the variable ij. And the process of step S7-S9 is performed with respect to the following zone.

一方、変数ijが「12」である場合には、全てのゾーンA〜Lについて迷光雑音輝度を算出したと判定し、ステップS11に進む。ステップS11に進むと、加算部314は、ステップS8で算出された「各ゾーンA〜Lの迷光雑音輝度」(ゾーン毎の迷光雑音輝度)を加算して、全てのゾーンA〜Lにおける迷光雑音輝度(全ゾーン迷光雑音輝度)を計算する((7)式を参照)。   On the other hand, when the variable ij is “12”, it is determined that the stray light noise luminance is calculated for all the zones A to L, and the process proceeds to step S11. In step S11, the adding unit 314 adds the “stray light noise luminance of each zone A to L” (stray light noise luminance for each zone) calculated in step S8, and stray light noise in all the zones A to L. Brightness (all zone stray light noise brightness) is calculated (see equation (7)).

次に、ステップS12において、第2の発光輝度算出部309は、熱電対200a、200d、200e、200h〜200lの温度の平均値を、ゾーンA〜L以外の「天井面13aの領域」の温度Toとして算出する。そして、第2の発光輝度算出部309は、ゾーンA〜L以外の「天井面13aの領域」から発光された光に基づく外乱光輝度Io(To)を、(8)式を用いて算出する。 Next, in step S12, the second emission luminance calculation unit 309 calculates the average value of the temperatures of the thermocouples 200a, 200d, 200e, and 200h to 200l as the temperature of the “region of the ceiling surface 13a” other than the zones A to L. It is calculated as T o. Then, the second light emission luminance calculation unit 309 calculates the disturbance light luminance I o (T o ) based on the light emitted from the “region of the ceiling surface 13a” other than the zones A to L using the equation (8). calculate.

次に、ステップS13において、第3の発光輝度算出部310は、パラメータ記憶部307に記憶されたゾーン外迷光雑音パラメータを読み出す((5)式を参照)。そして、第3の発光輝度算出部310は、読み出したゾーン外迷光雑音パラメータと、ステップS12で算出された「ゾーンA〜L以外の「天井面13aの領域」から発光された光に基づく外乱光輝度Io(To)」とを乗算して、「ゾーンA〜L以外の「天井面13aの領域」から発光された光に基づく迷光雑音輝度」(ゾーン外迷光雑音輝度)を算出する。これにより、(9)式が算出される。 Next, in step S <b> 13, the third light emission luminance calculation unit 310 reads out-zone stray light noise parameters stored in the parameter storage unit 307 (see equation (5)). Then, the third emission luminance calculation unit 310 performs disturbance light based on the read out-of-zone stray light noise parameter and the light emitted from the “region of the ceiling surface 13a other than the zones A to L” calculated in step S12. The luminance I o (T o ) is multiplied to calculate “stray light noise luminance based on light emitted from the“ region of the ceiling surface 13a ”other than zones A to L” (outside zone stray light noise luminance). Thereby, the equation (9) is calculated.

次に、ステップS14において、第3の発光輝度算出部310は、放射率記憶部304に記憶された「スラブ21の放射率εs」を読み出す。
次に、ステップS15において、第3の発光輝度算出部310は、ステップS11で算出された全ゾーン迷光雑音輝度((10)式の右辺第2項)と、ステップS13で算出されたゾーン外迷光雑音輝度((10)式の右辺第3項))と、ステップS14で読み出された「スラブ21の放射率εs」と、ステップS2で記憶された「放射温度計100で求められた発光輝度Ib(Tm)」とを、(10)式(又は(11)式)に代入して、スラブ21自体より発せられる自発光輝度εsb(Ts)を算出する。
Next, in step S <b> 14, the third emission luminance calculation unit 310 reads “emissivity ε s of the slab 21” stored in the emissivity storage unit 304.
Next, in step S15, the third light emission luminance calculation unit 310 calculates the all-zone stray light noise luminance calculated in step S11 (the second term on the right side of equation (10)) and the extra-zone stray light calculated in step S13. Noise luminance (third term on the right side of equation (10)), “emissivity ε s of slab 21” read out in step S14, and “emission determined by radiation thermometer 100” stored in step S2. Substituting “brightness I b (T m )” into equation (10) (or equation (11)), self-luminous luminance ε s I b (T s ) emitted from slab 21 itself is calculated.

次に、ステップS16において、表面温度算出部311は、ステップS15で算出された「スラブ21自体より発せられる自発光輝度εsb(Ts)」と、ステップS14で読み出された「スラブ21の放射率εs」とを、(12)式に代入して、スラブ21の被測定領域の表面温度Ts[K]を絶対温度で算出する。
次に、ステップS17において、表面温度表示部312は、ステップS16で算出された「スラブ21の被測定領域の表面温度Ts」を、表示装置400に表示して、ユーザに報知する。
Next, in step S16, the surface temperature calculation unit 311 calculates the “self-luminous luminance ε s I b (T s ) emitted from the slab 21 itself” calculated in step S15 and the “slab slab” read in step S14. 21 emissivity epsilon s "and, (12) are substituted into equation to calculate the surface temperature T s [K] of the measurement region of the slab 21 with the absolute temperature.
Next, in step S17, the surface temperature display unit 312 displays the “surface temperature T s of the measurement area of the slab 21” calculated in step S16 on the display device 400 to notify the user.

ここで、本実施形態では、表面温度が、700[℃]以上、好ましくは900[℃]以上となっているスラブ21からの光を、放射温度計100で検出するようにしている。このようにするのは、本願発明者らによって得られた次の知見を理由とするものである。   Here, in this embodiment, the radiation thermometer 100 detects light from the slab 21 whose surface temperature is 700 [° C.] or higher, preferably 900 [° C.] or higher. This is based on the following knowledge obtained by the inventors of the present application.

前述したように、加熱炉10による加熱によって表面が酸化したスラブ21の放射率εsは概ね0.85で一定となるという知見を得た。しかしながら、この放射率εsは、完全に一定の値を有するというものではなく、ある程度バラつくものであり、この放射率εsの真の値を知ることはできない。そして、本願発明者らは、この放射率εsが0.85±0.02程度バラつくという知見を得た。 As described above, it has been found that the emissivity ε s of the slab 21 whose surface is oxidized by heating by the heating furnace 10 is approximately constant at 0.85. However, the emissivity ε s does not have a completely constant value, but varies to some extent, and the true value of the emissivity ε s cannot be known. The inventors of the present application have found that the emissivity ε s varies by about 0.85 ± 0.02.

そこで、本願発明者らは、放射率の変動による測温誤差を計算によって調査した。まず、放射率を0.85と仮定し、次に、実際の放射率が0.83あるいは0.87であったときに生じる測温誤差を、プランクの黒体放射理論式に基づき計算した。なお、この計算においては、天井面13aの温度分布は1200[℃]で均一であるとした。図8は、スラブ21の表面温度の算出値と真値との差(すなわち、測温誤差)を絶対値で表したものと、スラブ21の表面温度の真値との関係の一例を示す図である。   Therefore, the inventors of the present application investigated a temperature measurement error due to a change in emissivity by calculation. First, the emissivity was assumed to be 0.85, and then the temperature measurement error that occurred when the actual emissivity was 0.83 or 0.87 was calculated based on Planck's blackbody radiation theory. In this calculation, the temperature distribution on the ceiling surface 13a is assumed to be uniform at 1200 [° C.]. FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a relationship between the absolute value of the difference between the calculated value of the surface temperature of the slab 21 and the true value (that is, a temperature measurement error) and the true value of the surface temperature of the slab 21. It is.

図8において、グラフ91は、実際の放射率εsが0.87であったときの、スラブ21の表面温度Tsの算出値と真値との誤差を示すグラフであり、グラフ92は、実際の放射率εsが0.83であったときの、表面温度Tsの算出値と真値との誤差を示すグラフである。これらのグラフ91、92から明らかなように、スラブの表面温度が700[℃]以上であれば、放射率εsがバラつくことにより生じる「スラブ21の表面温度の算出値と真値との誤差」を20[℃]以下にすることができ、実用上十分な精度で、スラブ21の表面温度Tsを算出することができる。更に、スラブの表面温度が900[℃]以上であれば、放射率εsがバラつくことにより生じる「スラブ21の表面温度の算出値と真値との誤差」を10[℃]以下にすることができ、より高い精度で、スラブ21の表面温度Tsを算出することができる。 In FIG. 8, a graph 91 is a graph showing an error between a calculated value and a true value of the surface temperature T s of the slab 21 when the actual emissivity ε s is 0.87, and a graph 92 is when the actual emissivity epsilon s is 0.83, which is a graph showing the error between the calculated value and the true value of the surface temperature T s. As is apparent from these graphs 91 and 92, if the surface temperature of the slab is 700 [° C.] or higher, the “evaluation value of the surface temperature of the slab 21 and the true value are generated due to variations in the emissivity ε s . The “error” can be set to 20 ° C. or less, and the surface temperature T s of the slab 21 can be calculated with sufficient practical accuracy. Furthermore, if the surface temperature of the slab is 900 [° C.] or higher, the “error between the calculated value of the surface temperature of the slab 21 and the true value” caused by variation in the emissivity ε s is set to 10 [° C.] or lower. The surface temperature T s of the slab 21 can be calculated with higher accuracy.

以上のような理由から、本実施形態では、表面温度が、700[℃]以上、好ましくは900[℃]以上となっているスラブ21からの光を、放射温度計100が検出するようにしている。本実施形態の加熱帯13を通過しているスラブ21の表面温度は、700[℃]以上となっている。したがって、図1に示すようにして放射温度計100を設ければ、表面温度が、700[℃]以上(好ましくは900[℃]以上)となっているスラブ21からの光を、放射温度計100が検出することができる。尚、本実施形態では、放射温度計100が検出する表面温度の範囲を、700[℃]以上(好ましくは900[℃]以上)、1100[℃]以下としている。   For the reasons as described above, in this embodiment, the radiation thermometer 100 detects light from the slab 21 whose surface temperature is 700 [° C.] or higher, preferably 900 [° C.] or higher. Yes. The surface temperature of the slab 21 passing through the heating zone 13 of the present embodiment is 700 [° C.] or higher. Therefore, if the radiation thermometer 100 is provided as shown in FIG. 1, the radiation thermometer emits light from the slab 21 whose surface temperature is 700 [° C.] or higher (preferably 900 [° C.] or higher). 100 can be detected. In the present embodiment, the range of the surface temperature detected by the radiation thermometer 100 is set to 700 [° C.] or more (preferably 900 [° C.] or more) and 1100 [° C.] or less.

以上のように本実施形態では、12個の熱電対200a〜200lの設置位置に基づいて定まる十字状の領域を「熱電対200の温度測定対象領域210」として定義すると共に、この熱電対200の温度測定対象領域210を12個に分割し、12個のゾーンA〜Lを定義した。このとき、ゾーンA〜L内の温度が均一であると見なせるように(各ゾーンA〜Lの温度が、熱電対200a〜200lの温度と概ね同じであると見なせるように)、各ゾーンA〜Lの大きさを定義した。そして、ゾーンA〜L内については、夫々熱電対200a〜200lの温度を用いて、迷光雑音輝度をゾーン毎に求め、それらゾーン毎に求めた迷光雑音輝度を加算したものを、ゾーン全体の迷光雑音輝度として算出した。一方、ゾーンA〜L以外の天井面13aの領域については、熱電対200a、200d、200e、200h〜200lの温度の平均値を、ゾーンA〜L以外の「天井面13aの領域」の温度Toとして用いて、迷光雑音輝度を一括して算出した。 As described above, in the present embodiment, the cross-shaped region determined based on the installation positions of the twelve thermocouples 200a to 200l is defined as the “temperature measurement target region 210 of the thermocouple 200”, and the thermocouple 200 The temperature measurement target area 210 was divided into 12 and 12 zones A to L were defined. At this time, the zones A to L can be regarded as being uniform (so that the temperatures of the zones A to L can be regarded as substantially the same as the temperatures of the thermocouples 200a to 200l). The size of L was defined. And in the zones A to L, the stray light noise luminance is obtained for each zone using the temperatures of the thermocouples 200a to 200l, and the stray light noise luminance obtained for each zone is added to the stray light of the entire zone. Calculated as noise luminance. On the other hand, for the region of the ceiling surface 13a other than the zones A to L, the average value of the temperatures of the thermocouples 200a, 200d, 200e, and 200h to 200l is set to the temperature T of the “region of the ceiling surface 13a” other than the zones A to L. Using as o , stray light noise brightness was calculated at once.

以上のように、放射温度計100に入光される迷光雑音の70[%]程度に寄与している領域(熱電対200の温度測定対象領域210)については、温度が均一であると見なせるゾーン毎に迷光雑音輝度を求めて、出来るだけ正確に迷光雑音輝度を求める。一方、それ以外の領域については、経験上妥当な範囲で適当に(大まかに)温度を設定して迷光雑音を求める。このようにすることによって、加熱炉10の天井面13a全体に熱電対200を配置しなくても、スラブ21の表面温度を、実用上十分な精度で求めることができる。また、ゾーン毎に迷光雑音輝度を求めるので、情報処理装置500における計算負荷をより一層軽減することができる。   As described above, in the region contributing to about 70 [%] of the stray light noise incident on the radiation thermometer 100 (the temperature measurement target region 210 of the thermocouple 200), the zone can be regarded as having a uniform temperature. The stray light noise brightness is obtained every time, and the stray light noise brightness is obtained as accurately as possible. On the other hand, for other regions, stray light noise is obtained by setting an appropriate (roughly) temperature within a reasonable range from experience. By doing in this way, even if it does not arrange | position the thermocouple 200 to the whole ceiling surface 13a of the heating furnace 10, the surface temperature of the slab 21 can be calculated | required with sufficient practical accuracy. Further, since the stray light noise luminance is obtained for each zone, the calculation load on the information processing apparatus 500 can be further reduced.

また、本実施形態では、加熱帯13の上方から、加熱帯13の天井面の一部に形成された孔13bを通して、加熱帯13内を搬送されるスラブ21の表面を望む位置に、略3.9[μm]の波長を有する光のみを検出する放射温度計100を設置する。これにより、放射温度計100で求められる発光輝度に含まれる「バーナー火炎や燃焼ガスに基づく迷光雑音輝度」を、実用上無視しえる程度に低減することができる。   Further, in the present embodiment, from the upper side of the heating zone 13 through the hole 13b formed in a part of the ceiling surface of the heating zone 13, the position of the surface of the slab 21 conveyed in the heating zone 13 is approximately 3 at a desired position. A radiation thermometer 100 that detects only light having a wavelength of .9 [μm] is installed. As a result, the “stray light noise luminance based on the burner flame or combustion gas” included in the emission luminance required by the radiation thermometer 100 can be reduced to a level that can be ignored in practice.

また、本実施形態では、温度測定中心点21aから、放射温度計100の方向に広がる天頂角θが45[°]の仮想の円錐41があると見なした場合の、その仮想の円錐41の内部の領域内に、「熱電対200の温度測定対象領域210」が存在するように、12個の熱電対200a〜200lを、加熱帯13の天井面13aに概ね格子状に点在させるようにした。したがって、放射温度計100に入光される迷光雑音の70[%]程度に寄与している領域の温度分布を正確に求めることができる。よって、スラブ21の被測定領域の表面温度Tsを、従来よりも高精度に且つ大きな計算負荷をかけることなく容易に求めることができる。 Further, in the present embodiment, when it is assumed that there is a virtual cone 41 having a zenith angle θ of 45 [°] extending from the temperature measurement center point 21 a in the direction of the radiation thermometer 100, Twelve thermocouples 200a to 200l are scattered on the ceiling surface 13a of the heating zone 13 in a substantially lattice manner so that the “temperature measurement target region 210 of the thermocouple 200” exists in the inner region. did. Therefore, the temperature distribution in the region contributing to about 70% of the stray light noise incident on the radiation thermometer 100 can be obtained accurately. Therefore, the surface temperature T s of the measurement area of the slab 21 can be easily obtained with higher accuracy than before and without applying a large calculation load.

また、本実施形態では、スラブ21の表面温度を測定する前に(オフラインで)、スラブ21の放射率εsと、波長が3.9[μm]の光の二方向性反射率ρ´´(θ)とを得るようにした。そして、波長が3.9[μm]の光の二方向性反射率ρ´´(θ)については、スラブ21の放射率εsが一定値となるという知見を利用して、相対値ではなく、実際の値で得るようにした。したがって、スラブ21の放射率εs、及び二方向性反射率ρ´´(θ)を可及的に正確な値とすることができる。よって、スラブ21の表面温度の算出精度をより向上させることができる。 In the present embodiment, before measuring the surface temperature of the slab 21 (offline), the emissivity ε s of the slab 21 and the bidirectional reflectance ρ ″ of light having a wavelength of 3.9 [μm]. (Θ) was obtained. For the bidirectional reflectance ρ ″ (θ) of light having a wavelength of 3.9 [μm], the relative emissivity ε s of the slab 21 is not a relative value by using the knowledge that the emissivity ε s has a constant value. I tried to get it in real value. Therefore, the emissivity ε s and the bidirectional reflectance ρ ″ (θ) of the slab 21 can be made as accurate as possible. Therefore, the calculation accuracy of the surface temperature of the slab 21 can be further improved.

また、本実施形態では、表面温度が、700[℃]以上、好ましくは900[℃]以上となっているスラブ21からの光を、放射温度計100を検出するようにした。したがって、放射率εsがバラつくことにより生じる測温誤差を、より低減することができる。よって、スラブ21の表面温度の算出精度をより向上させることができる。 In the present embodiment, the radiation thermometer 100 detects the light from the slab 21 having a surface temperature of 700 [° C.] or higher, preferably 900 [° C.] or higher. Therefore, a temperature measurement error caused by variation in emissivity ε s can be further reduced. Therefore, the calculation accuracy of the surface temperature of the slab 21 can be further improved.

尚、本実施形態では、表面温度測定システムの適用対象の一例として、多帯式ウォーキングビーム式連続加熱炉10を例に挙げて説明した。しかしながら、本実施形態の表面温度測定システムの適用対象は、多帯式ウォーキングビーム式連続加熱炉10に限定されない。例えば、真空炉やラジアントチューブ炉等、加熱されている被測定物体が存在する炉であれば、ガス焚き加熱炉以外にも本実施形態の表面温度測定システムを適用することができる。ガス焚き加熱炉でない真空炉やラジアントチューブ炉に本実施形態の表面温度測定システムを適用した場合、「バーナー火炎や燃焼ガスに基づく迷光雑音輝度」の影響は無視できるほど小さい(又は存在しない)。したがって、ガス焚き加熱炉でない真空炉やラジアントチューブ炉等に本実施形態の表面温度測定システムを適用する場合には、3.9[μm]以外の波長を放射温度計100が検出するようにしてもよい。   In the present embodiment, the multiband walking beam type continuous heating furnace 10 has been described as an example of an application target of the surface temperature measurement system. However, the application target of the surface temperature measurement system of the present embodiment is not limited to the multiband walking beam type continuous heating furnace 10. For example, the surface temperature measurement system of the present embodiment can be applied to a furnace other than the gas-fired heating furnace as long as the object to be measured is present, such as a vacuum furnace or a radiant tube furnace. When the surface temperature measurement system of this embodiment is applied to a vacuum furnace or a radiant tube furnace that is not a gas-fired heating furnace, the influence of “stray light noise brightness based on burner flame or combustion gas” is negligibly small (or does not exist). Therefore, when the surface temperature measurement system of this embodiment is applied to a vacuum furnace or a radiant tube furnace that is not a gas-fired heating furnace, the radiation thermometer 100 detects wavelengths other than 3.9 [μm]. Also good.

また、本実施形態では、加熱帯13の天井面13aに熱電対200を取り付けるようにしたが、加熱帯13の天井面13aの温度を直接的又は間接的に測定することができれば、必ずしもこのようにしなくてもよい。例えば、加熱帯13の天井に熱電対を埋め込むようにしてもよい。また、温度を測定するための手段として、必ずしも熱電対を用いる必要はない。   In the present embodiment, the thermocouple 200 is attached to the ceiling surface 13a of the heating zone 13. However, if the temperature of the ceiling surface 13a of the heating zone 13 can be measured directly or indirectly, this is not necessarily the case. You don't have to. For example, a thermocouple may be embedded in the ceiling of the heating zone 13. Further, it is not always necessary to use a thermocouple as a means for measuring the temperature.

また、本実施形態のように、仮想の円錐41の内部に入るように、12個の熱電対200a〜200lを、加熱帯13の天井面13aに概ね格子状に点在させるようにすれば(熱電対200の温度測定対象領域210を設定するようにすれば)、熱電対200を広範囲に設置する等の大掛かりな作業を行わずに、実用上十分な精度で、スラブ21の被測定領域の表面温度Tsを求めることができ好ましい。しかしながら、必ずしもこのようにする必要はない。例えば、スラブ21の被測定領域の表面温度Tsの算出精度をより一層向上させる必要がある場合には、(1)の右辺の値を0.7よりも大きくする必要がある。この場合には、天頂角θが45[°]よりも大きな円錐の内部に入るように、加熱帯13の天井面13aに熱電対200を点在させるようにすることができる。 Further, as in the present embodiment, twelve thermocouples 200a to 200l are scattered in a substantially lattice pattern on the ceiling surface 13a of the heating zone 13 so as to enter the inside of the virtual cone 41 ( If the temperature measurement target area 210 of the thermocouple 200 is set), the measurement area of the slab 21 can be accurately measured with sufficient accuracy without performing a large-scale operation such as installing the thermocouple 200 in a wide range. The surface temperature T s can be obtained, which is preferable. However, this is not always necessary. For example, when the calculation accuracy of the surface temperature T s of the measurement area of the slab 21 needs to be further improved, the value on the right side of (1) needs to be larger than 0.7. In this case, the thermocouples 200 can be scattered on the ceiling surface 13a of the heating zone 13 so that the zenith angle θ enters the inside of the cone larger than 45 [°].

また、本実施形態では、ゾーンA〜Lの境界を、熱電対200a〜200lの中間位置としたが、必ずしもこのようにする必要はない。
更に、本実施形態では、ゾーンA〜Lの中心(重心)に熱電対200a〜200lが設置されるようにしたが、必ずしもこのようにする必要はない。このようにした場合、熱電対200a〜200lの温度を外挿したり、熱電対200a〜200lの温度に基づいて補間を行って必要な位置の温度を求めたりする等して、ゾーンA〜Lの代表点(例えば中心位置又は重心位置)の温度を求めるようにしてもよい。
Further, in the present embodiment, the boundaries of the zones A to L are the intermediate positions of the thermocouples 200a to 200l, but it is not always necessary to do so.
Furthermore, in the present embodiment, the thermocouples 200a to 200l are installed at the centers (centers of gravity) of the zones A to L, but it is not always necessary to do so. In such a case, extrapolate the temperature of the thermocouples 200a to 200l, or perform interpolation based on the temperature of the thermocouples 200a to 200l to obtain the temperature at the required position, etc. You may make it obtain | require the temperature of a representative point (for example, a center position or a gravity center position).

また、本実施形態のように、ゾーンA〜Lの形状を矩形とすれば、ゾーンA〜Lの面積Aijの計算が簡便になるが、ゾーンA〜Lの形状は、矩形に限定されず、矩形以外の多角形、円形、扇形等とすることができる。
また、本実施形態では、熱電対200を1[m]間隔で規則的に設置するようにしたが、炉壁温度に分布が見られる位置に熱電対200を設置していれば、必ずしも熱電対200を規則的に設置する必要はない。例えば、温度分布の差が大きい領域については、熱電対200の設置間隔を短くし、温度分布の差が小さい領域については、熱電対200の設置間隔を長くすることができる。更に、熱電対200の数、ゾーンA〜Lの数は、「12」に限定されるものではない。
Further, if the shapes of the zones A to L are rectangular as in the present embodiment, the area A ij of the zones A to L can be easily calculated. However, the shapes of the zones A to L are not limited to rectangles. , Polygons other than rectangles, circles, sectors, and the like.
In the present embodiment, the thermocouples 200 are regularly installed at intervals of 1 [m]. However, if the thermocouples 200 are installed at positions where the distribution of the furnace wall temperature is seen, the thermocouples are not necessarily provided. It is not necessary to install 200 regularly. For example, the installation interval of the thermocouple 200 can be shortened in a region where the difference in temperature distribution is large, and the installation interval of the thermocouple 200 can be increased in a region where the difference in temperature distribution is small. Further, the number of thermocouples 200 and the number of zones A to L are not limited to “12”.

また、本実施形態では、仮想の円錐41の頂点を、温度測定中心点21aとしたが、仮想の円錐41の頂点を、スラブ21の被測定領域内の任意の点、又はスラブ21の被測定領域そのものとしてもよい。   In this embodiment, the vertex of the virtual cone 41 is the temperature measurement center point 21a. However, the vertex of the virtual cone 41 is an arbitrary point in the measurement area of the slab 21, or the measurement of the slab 21. It may be the area itself.

また、本実施形態のように、ゾーンA〜L以外の天井面13aの領域については、熱電対200a、200d、200e、200h〜200lの温度の平均値を、ゾーンA〜L以外の「天井面13aの領域」の温度Toとして用いて、迷光雑音を一括して算出するようにすれば、加熱帯13の天井面13a全体に熱電対200を配置しなくても、スラブ21の表面温度を、実用上十分な精度で求めることができ、好ましい。しかしながら、必ずしもこのようにする必要はない。例えば、加熱帯13の天井面13a全体を、「熱電対200の温度測定対象領域210」として定義し、加熱帯13の天井面13a全体に熱電対200を点在させてもよい。また、加熱炉10の操業条件によって、仮想の円錐41の内部以外にも、迷光雑音の要因となる領域がある場合には、仮想の円錐41の内部だけでなく、その迷光雑音の要因となる領域にも熱電対200の温度測定対象領域210を定義してもよい。 Further, as in the present embodiment, for the area of the ceiling surface 13a other than the zones A to L, the average value of the temperatures of the thermocouples 200a, 200d, 200e, 200h to 200l is set to “ceiling surface other than the zones A to L”. 13a is used as the temperature T o of the region ", if to calculate collectively stray light noise, without placing a thermocouple 200 on the entire ceiling surface 13a of the heating zone 13, the surface temperature of the slab 21 It is preferable because it can be obtained with sufficient accuracy for practical use. However, this is not always necessary. For example, the entire ceiling surface 13 a of the heating zone 13 may be defined as “the temperature measurement target area 210 of the thermocouple 200”, and the thermocouples 200 may be scattered throughout the ceiling surface 13 a of the heating zone 13. Further, depending on the operating conditions of the heating furnace 10, when there is a region that causes stray light noise in addition to the inside of the virtual cone 41, it causes not only the inside of the virtual cone 41 but also the stray light noise. You may define the temperature measurement object area | region 210 of the thermocouple 200 also in an area | region.

また、本実施形態のように、表面温度が、700[℃]以上、好ましくは900[℃]以上となっているスラブ21からの光を、放射温度計100を検出するようにすれば、スラブ21の表面温度の算出精度をより向上させることができるので好ましい。しかしながら、スラブ21の表面温度は、必ずしも、700[℃]以上でなくてもよい。   Moreover, if the radiation thermometer 100 detects the light from the slab 21 whose surface temperature is 700 [° C.] or more, preferably 900 [° C.] or more as in this embodiment, the slab is detected. This is preferable because the calculation accuracy of the surface temperature of 21 can be further improved. However, the surface temperature of the slab 21 is not necessarily 700 [° C.] or higher.

また、本実施形態では、放射温度計100を用いて、自発光輝度を求める場合を例に挙げて説明したが、発光輝度を求めることができれば、必ずしも放射温度計を用いなくてもよい。例えば、分光輝度計を用いることができる。   Further, in the present embodiment, the case where the self-luminous luminance is obtained by using the radiation thermometer 100 has been described as an example. However, if the luminous luminance can be obtained, the radiation thermometer is not necessarily used. For example, a spectral luminance meter can be used.

また、本実施形態では、12個の熱電対200a〜200lの設置位置として、熱電対200a〜200lが属するゾーンA〜Lの位置を記憶するようにしたが、孔13bの中心を原点とするxy座標を、12個の熱電対200a〜200lの設置位置として記憶してもよい。
また、本実施形態では、放射温度計100で発光輝度を求めるようにしたが、必ずしもこのようにする必要はなく、情報処理装置500が、放射温度計100で求められた温度から、プランクの法則に基づいて、発光輝度を算出するようにしてもよい。このようにした場合には、発光輝度測定手段が情報処理装置500内に設けられることになる。
In the present embodiment, the positions of the zones A to L to which the thermocouples 200a to 200l belong are stored as the installation positions of the twelve thermocouples 200a to 200l. However, the xy with the center of the hole 13b as the origin is stored. You may memorize | store a coordinate as an installation position of 12 thermocouples 200a-200l.
In the present embodiment, the emission luminance is obtained by the radiation thermometer 100. However, this is not always necessary, and the information processing apparatus 500 determines Planck's law from the temperature obtained by the radiation thermometer 100. The emission luminance may be calculated based on the above. In this case, the light emission luminance measuring means is provided in the information processing apparatus 500.

(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。前述した第1の実施形態では、ゾーンA〜Lの数と、熱電対200の設置数とが同じである場合を例に挙げて説明した。これに対し、本実施形態では、ゾーンA〜Lを更に分割し、熱電対200の設置数よりも多い数のゾーンを定義するようにしている。したがって、本実施形態と第1の実施形態とは、ゾーンの定義の方法と、各ゾーンの代表点の温度Tijの決定方法とが主として異なる。したがって、本実施形態の説明において、前述した第1の実施形態と同一の部分については、例えば、図1〜図8付した符号と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the first embodiment described above, the case where the number of zones A to L is the same as the number of thermocouples 200 has been described as an example. On the other hand, in this embodiment, the zones A to L are further divided so as to define a larger number of zones than the number of thermocouples 200 installed. Therefore, the present embodiment and the first embodiment mainly differ in the zone definition method and the method for determining the temperature T ij of the representative point of each zone. Therefore, in the description of the present embodiment, the same portions as those of the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals as those shown in FIGS. 1 to 8, for example, and detailed description thereof is omitted.

図9は、加熱帯13に取り付けられている熱電対200a〜200lの様子の概略を示す図である。尚、図9は、図2(a)と同様に、熱電対200a〜200lが取り付けられている部分を斜め上方から見た斜視図である。
図9に示すように、本実施形態でも、第1の実施形態と同様にして、12個の熱電対200a〜200lを、加熱帯13の天井面13aに取り付けている。更に、熱電対200の温度測定対象領域210も、第1の実施形態と同様にして定義する。
FIG. 9 is a diagram showing an outline of the state of the thermocouples 200 a to 200 l attached to the heating zone 13. In addition, FIG. 9 is a perspective view of the portion where the thermocouples 200a to 200l are attached as seen from obliquely above, as in FIG. 2 (a).
As shown in FIG. 9, also in this embodiment, twelve thermocouples 200 a to 200 l are attached to the ceiling surface 13 a of the heating zone 13 in the same manner as in the first embodiment. Further, the temperature measurement target area 210 of the thermocouple 200 is defined in the same manner as in the first embodiment.

前述した第1の実施形態では、熱電対200の温度測定対象領域210を12個に分割して12個のゾーンA〜Lを定義したが、本実施形態では、12個のゾーンA〜Lを、熱電対200の設置位置を共有する4つの矩形のゾーンに更に分割して、総計48個の矩形状のゾーンを定義する。図9に示す例では、例えば、ゾーンAを、4つのゾーンA1〜A4に分割し、ゾーンLを、4つのゾーンL1〜L4にするようにしている(尚、図9では、表示の都合上、ゾーンA1〜A4、L1〜L4についてのみ符号を付している)。本実施形態では、このようにして、熱電対200の温度測定対象領域210を分割して、熱電対200の設置数よりも多い数のゾーンA1〜L4を定義するようにしている。尚、これらゾーンA1〜L4は、同じ大きさを有している。   In the first embodiment described above, the temperature measurement target area 210 of the thermocouple 200 is divided into 12 to define 12 zones A to L, but in this embodiment, 12 zones A to L are defined. Then, it is further divided into four rectangular zones that share the installation position of the thermocouple 200, and a total of 48 rectangular zones are defined. In the example shown in FIG. 9, for example, zone A is divided into four zones A1 to A4, and zone L is made into four zones L1 to L4 (in FIG. 9, for convenience of display). , Only the zones A1 to A4 and L1 to L4 are denoted by reference numerals). In this embodiment, in this way, the temperature measurement target area 210 of the thermocouple 200 is divided to define more zones A1 to L4 than the number of thermocouples 200 installed. These zones A1 to L4 have the same size.

このようにした場合、各ゾーンA1〜L4の代表点(例えば中心点)の温度Tijとして、熱電対200a〜200lの温度をそのまま用いると、スラブ21の表面温度Tsの算出精度が低下する。そこで、本実施形態では、熱電対200a〜200lの温度に基づいて、各ゾーンA1〜L4の代表点の温度Tijを計算するようにしている。 In this case, if the temperatures of the thermocouples 200a to 200l are used as they are as the temperatures T ij of the representative points (for example, center points) of the zones A1 to L4, the calculation accuracy of the surface temperature T s of the slab 21 is lowered. . Therefore, in this embodiment, the temperature T ij of the representative point of each zone A1 to L4 is calculated based on the temperature of the thermocouples 200a to 200l.

具体的に説明すると、例えば、一番外側にあるゾーン(例えば、ゾーンA1〜A3、ゾーンL2〜L4)については、そのゾーンの中心を通る対角線上にある2つの熱電対200の温度と、それら2つの熱電対200の設置位置とにより定まる関数(直線)を外挿して、そのゾーンの代表点(中心点)の温度Tijを求めるようにする。例えば、ゾーンA1については、熱電対200a、200f(又は200l)の温度と、熱電対200a、200f(又は200l)の設置位置とにより定まる関数を求め、求めた関数を外挿して、ゾーンA1の代表点(中心点)に対応する温度を求め、求めた温度を、ゾーンA1の代表点の温度Tijとする。同様に、ゾーンA2については、熱電対200a、200iの温度と、熱電対200a、200iの設置位置とにより定まる関数を求め、求めた関数を外挿して、ゾーンA2の代表点(中心点)に対応する温度を求め、求めた温度を、ゾーンA2の代表点の温度Tijとする。 More specifically, for example, for the outermost zones (for example, zones A1 to A3 and zones L2 to L4), the temperatures of the two thermocouples 200 on the diagonal passing through the center of the zone, and those A function (straight line) determined by the installation positions of the two thermocouples 200 is extrapolated to obtain the temperature T ij of the representative point (center point) of the zone. For example, for the zone A1, a function determined by the temperature of the thermocouple 200a, 200f (or 200l) and the installation position of the thermocouple 200a, 200f (or 200l) is obtained, and the obtained function is extrapolated to obtain the function of the zone A1. The temperature corresponding to the representative point (center point) is obtained, and the obtained temperature is set as the temperature T ij of the representative point of the zone A1. Similarly, for zone A2, a function determined by the temperature of thermocouples 200a and 200i and the installation position of thermocouples 200a and 200i is obtained, and the obtained function is extrapolated to the representative point (center point) of zone A2. The corresponding temperature is obtained, and the obtained temperature is set as the temperature T ij of the representative point of the zone A2.

一方、一番外側にあるゾーン以外のゾーン(例えば、ゾーンA4、ゾーンL1)については、そのゾーンの中心を通る対角線上にある2つの熱電対200の温度に基づいて補間を行って、ゾーンの代表点(例えば中心点)の温度Tijを計算するようにしている。
具体的に説明すると、例えば、計算対象のゾーンの中心を通る対角線上にある2つの熱電対200の温度と、それら2つの熱電対200の設置位置とにより定まる関数(直線)を求め、求めた関数から、各ゾーンの代表点(中心点)に対応する温度を求め、求めた温度を各ゾーンの代表点の温度Tijとする。
On the other hand, for zones other than the outermost zone (for example, zone A4, zone L1), interpolation is performed based on the temperatures of the two thermocouples 200 on the diagonal passing through the center of the zone, The temperature T ij of the representative point (for example, the center point) is calculated.
More specifically, for example, a function (straight line) determined by the temperatures of two thermocouples 200 on the diagonal passing through the center of the calculation target zone and the installation positions of the two thermocouples 200 is obtained and obtained. From the function, the temperature corresponding to the representative point (center point) of each zone is obtained, and the obtained temperature is set as the temperature T ij of the representative point of each zone.

より具体的に説明すると、例えば、ゾーンA4については、2つの熱電対200a、200f(又は200l)の温度と、それら2つの熱電対200a、200f(又は200l)の設置位置とにより定まる関数を求め、求めた関数から、ゾーンA4の代表点(中心点)に対応する温度を求め、求めた温度をゾーンA4の代表点の温度Tijとする。同様に、ゾーンL1については、熱電対200l、200f(又は200a)の温度と、熱電対200l、200f(又は200a)の設置位置とにより定まる関数を求め、求めた関数から、ゾーンL1の代表点(中心点)に対応する温度を求め、求めた温度をゾーンL1の代表点の温度Tijとする。 More specifically, for example, for zone A4, a function determined by the temperatures of the two thermocouples 200a and 200f (or 200l) and the installation positions of the two thermocouples 200a and 200f (or 200l) is obtained. The temperature corresponding to the representative point (center point) of the zone A4 is obtained from the obtained function, and the obtained temperature is set as the temperature T ij of the representative point of the zone A4. Similarly, for the zone L1, a function determined by the temperature of the thermocouple 200l, 200f (or 200a) and the installation position of the thermocouple 200l, 200f (or 200a) is obtained, and the representative point of the zone L1 is obtained from the obtained function. The temperature corresponding to (center point) is obtained, and the obtained temperature is set as the temperature T ij of the representative point of the zone L1.

第1の発光輝度算出部308は、このようにして求められた各ゾーンA1〜L4の代表点の温度Tijに基づいて、各ゾーンA1〜L4から発光される外乱光輝度Ib(Tij)を、(3)式を用いて算出する。
ゾーン単位迷光雑音輝度計算部313は、第1の発光輝度算出部308で算出された「各ゾーンA1〜L4の外乱光輝度Ib(Tij)」と、「各ゾーンA1〜L4のゾーン内迷光雑音パラメータ」とを乗算して、ゾーン毎の迷光雑音輝度を計算する。そして、加算部314は、ゾーン単位迷光雑音輝度計算部313が、ゾーン毎の迷光雑音輝度を、全てのゾーンA1〜L4について計算すると、それら全てのゾーンA1〜L4における「ゾーン毎の迷光雑音輝度」を加算して、全てのゾーンA1〜L4における迷光雑音輝度(全ゾーン迷光雑音輝度)を計算する。
Based on the temperature T ij of the representative point of each of the zones A1 to L4 obtained in this way, the first light emission luminance calculating unit 308 outputs the disturbance light luminance I b (T ij) emitted from each of the zones A1 to L4. ) Is calculated using equation (3).
The zone-unit stray light noise luminance calculation unit 313 calculates “disturbance light luminance I b (T ij ) of each zone A1 to L4” calculated by the first light emission luminance calculation unit 308 and “inside the zone of each zone A1 to L4”. The stray light noise brightness for each zone is calculated by multiplying by the “stray light noise parameter”. Then, when the zone unit stray light noise luminance calculation unit 313 calculates the stray light noise luminance for each zone for all the zones A1 to L4, “additional stray light noise luminance for each zone A1 to L4” is added. To calculate the stray light noise luminance (all zone stray light noise luminance) in all zones A1 to L4.

本実施形態において、図7のフローチャートにおける処理は、例えば、以下のように変更される。まず、図7のステップS4において、各ゾーンの代表点の温度Tijを、前述したように、熱電対200a〜200lの温度に基づいて算出し、算出した温度TijをRAMに記憶するようにする。そして、ステップS9において、変数ijが「12」であるか否かを判定する代わりに、変数ijが「48」であるか否かを判定する。図9に示す例では、ゾーンA1〜L4の数が「48」だからである。 In this embodiment, the process in the flowchart of FIG. 7 is changed as follows, for example. First, in step S4 in FIG. 7, the temperature T ij of the representative point of each zone is calculated based on the temperatures of the thermocouples 200a to 200l as described above, and the calculated temperature T ij is stored in the RAM. To do. In step S9, instead of determining whether or not the variable ij is “12”, it is determined whether or not the variable ij is “48”. In the example shown in FIG. 9, the number of zones A1 to L4 is “48”.

以上のように本実施形態では、温度測定対象領域210内に、熱電対200の設置数よりも多い数のゾーンA1〜L4を定義し、それらゾーン毎に迷光雑音輝度を求めるようにした。したがって、第1の実施形態よりも、ゾーン毎の迷光雑音輝度の算出精度を向上させることが可能になる。   As described above, in the present embodiment, the zones A1 to L4 having a number larger than the number of thermocouples 200 installed are defined in the temperature measurement target region 210, and the stray light noise luminance is obtained for each zone. Therefore, it is possible to improve the calculation accuracy of the stray light noise luminance for each zone as compared with the first embodiment.

尚、本実施形態では、ゾーンA〜Lを更に4つに分割して、熱電対200の設置数よりも多い数のゾーンA1〜A4を定義する場合を例に挙げて説明した。しかしながら、熱電対200の設置数よりも多い数のゾーンを、温度測定対象領域210内に定義していれば、ゾーンの分け方や数は、前述したものに限定されない。また、ゾーンA1〜L4の代表点の温度は、熱電対200a〜200lの温度を用いて算出していれば、必ずしも前述した方法で求めなくてもよい。
また、本実施形態においても、第1の実施形態で説明した種々の変形例を採ることができる。
In the present embodiment, an example has been described in which the zones A to L are further divided into four to define more zones A1 to A4 than the number of thermocouples 200 installed. However, if the number of zones larger than the number of thermocouples 200 is defined in the temperature measurement target area 210, the way of dividing and the number of zones are not limited to those described above. Moreover, the temperature of the representative point of zone A1-L4 does not necessarily need to be calculated | required by the method mentioned above, if it calculates using the temperature of thermocouple 200a-200l.
Also in the present embodiment, various modifications described in the first embodiment can be employed.

(第3の実施形態)
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。前述した第1の実施形態では、12個の熱電対200a〜200lの設置位置に基づいて定まる温度測定対象領域210内にゾーンA〜Lを定義した場合を例に挙げて説明した。これに対し、本実施形態では、温度測定対象領域210内だけでなく、温度測定対象領域210外にもゾーンを定義するようにしている。したがって、本実施形態と第1の実施形態とは、ゾーンの定義の方法と、各ゾーンの代表点の温度Tijの決定方法とが主として異なる。したがって、本実施形態の説明において、前述した第1の実施形態と同一の部分については、例えば、図1〜図8に付した符号と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described. In the first embodiment described above, the case where the zones A to L are defined in the temperature measurement target region 210 determined based on the installation positions of the twelve thermocouples 200a to 200l has been described as an example. On the other hand, in this embodiment, zones are defined not only in the temperature measurement target area 210 but also outside the temperature measurement target area 210. Therefore, the present embodiment and the first embodiment mainly differ in the zone definition method and the method for determining the temperature T ij of the representative point of each zone. Therefore, in the description of the present embodiment, the same parts as those of the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals as those shown in FIGS. 1 to 8, for example, and detailed description thereof is omitted.

図10は、加熱帯13に取り付けられている熱電対200a〜200lの様子の概略を示す図である。尚、図10は、図2(a)と同様に、熱電対200a〜200lが取り付けられている部分を斜め上方から見た斜視図である。
図10に示すように、本実施形態でも、第1の実施形態と同様にして、12個の熱電対200a〜200lを、加熱帯13の天井面13aに取り付けている。更に、熱電対200の温度測定対象領域210も、第1の実施形態と同様にして定義する。
FIG. 10 is a diagram showing an outline of the state of the thermocouples 200 a to 200 l attached to the heating zone 13. FIG. 10 is a perspective view of the portion to which the thermocouples 200a to 200l are attached as seen from obliquely above, as in FIG. 2 (a).
As shown in FIG. 10, also in the present embodiment, twelve thermocouples 200 a to 200 l are attached to the ceiling surface 13 a of the heating zone 13 in the same manner as in the first embodiment. Further, the temperature measurement target area 210 of the thermocouple 200 is defined in the same manner as in the first embodiment.

前述した第1の実施形態では、熱電対200の温度測定対象領域210を12個に分割して12個のゾーンA〜Lを定義したが、本実施形態では、12個のゾーンA〜Lの他に、更に12個のゾーンM〜Xを、温度測定対象領域210の外側に定義するようにしている。具体的に説明すると、温度測定対象領域210内に定義されているゾーンA〜Lのうち、外側にあるゾーンA、D、E、H〜Lと隣接する位置に、ゾーンA〜Lと同じ大きさの矩形状のゾーンM〜Xを定義するようにしている。   In the first embodiment described above, the temperature measurement target area 210 of the thermocouple 200 is divided into 12 to define 12 zones A to L. However, in this embodiment, 12 zones A to L are defined. In addition, 12 zones M to X are defined outside the temperature measurement target area 210. More specifically, among the zones A to L defined in the temperature measurement target region 210, the same size as the zones A to L at positions adjacent to the outer zones A, D, E, and H to L. The rectangular zones M to X are defined.

このようにした場合、温度測定対象領域210内に定義されているゾーンA〜Lの代表点(例えば中心点)の温度Tijについては、第1の実施形態と同様に、熱電対200a〜200lの温度をそのまま用いることができる。これに対し、温度測定対象領域210外に定義されているゾーンM〜Xの代表点(例えば中心点)の温度Tijについては、熱電対200a〜200lの温度をそのまま用いると、スラブ21の表面温度Tsの算出精度が低下する。そこで、本実施形態では、熱電対200a〜200lの温度に基づいて、各ゾーンM〜Xの代表点の温度Tijを計算するようにしている。 In this case, the temperature T ij of the representative points (for example, the center point) of the zones A to L defined in the temperature measurement target region 210 is the thermocouples 200a to 200l as in the first embodiment. The temperature can be used as it is. On the other hand, when the temperatures of the thermocouples 200a to 200l are used as they are for the temperatures T ij of the representative points (for example, the center points) of the zones M to X defined outside the temperature measurement target region 210, the surface of the slab 21 is used. The calculation accuracy of the temperature T s decreases. Therefore, in this embodiment, the temperature T ij of the representative point of each zone M to X is calculated based on the temperature of the thermocouples 200a to 200l.

具体的に説明すると、加熱帯13の側方向(スラブ21の搬送方向(図10の矢印の方向)と垂直の方向)に並んでいる熱電対200のうち、温度Tijを決定する対象となるゾーンに最も近い2つの熱電対200の温度と、それら2つの熱電対200の設置位置とにより定まる関数(直線)を外挿して、そのゾーンの代表点(中心点)の温度Tijを求めるようにする。例えば、ゾーンQについては、熱電対200a、200eの温度と、熱電対200a、200eの設置位置とにより定まる関数を求め、求めた関数を外挿して、ゾーンQの代表点(中心点)に対応する温度を求め、求めた温度を、ゾーンQの代表点の温度Tijとする。同様に、ゾーンUについては、熱電対200i、200bの温度と、熱電対200i、200bの設置位置とにより定まる関数を求め、求めた関数を外挿して、ゾーンUの代表点(中心点)に対応する温度を求め、求めた温度を、ゾーンUの代表点の温度Tijとする。 More specifically, among the thermocouples 200 aligned in the side direction of the heating zone 13 (direction perpendicular to the conveying direction of the slab 21 (the direction of the arrow in FIG. 10)), the temperature T ij is determined. A function (straight line) determined by the temperatures of the two thermocouples 200 closest to the zone and the installation positions of the two thermocouples 200 is extrapolated to obtain the temperature T ij of the representative point (center point) of the zone. To. For example, for the zone Q, a function determined by the temperature of the thermocouples 200a and 200e and the installation position of the thermocouples 200a and 200e is obtained, and the obtained function is extrapolated to correspond to the representative point (center point) of the zone Q. The temperature to be obtained is obtained, and the obtained temperature is set as the temperature T ij of the representative point of the zone Q. Similarly, for the zone U, a function determined by the temperature of the thermocouples 200i and 200b and the installation position of the thermocouples 200i and 200b is obtained, and the obtained function is extrapolated to the representative point (center point) of the zone U. The corresponding temperature is obtained, and the obtained temperature is set as the temperature T ij of the representative point of the zone U.

尚、図10に示した例では、ゾーンM〜Pについては、加熱帯13の側方向(スラブ21の搬送方向(図10の矢印の方向)と垂直の方向)に並んでいる熱電対200が存在しない。そこで、本実施形態では、このようなゾーンM〜Pについては、スラブ21の搬送方向(図10の矢印の方向)に並んでいる熱電対200のうち、最も近い2つの熱電対200の温度と、それら2つの熱電対200の設置位置とにより定まる関数(直線)を外挿して、そのゾーンの代表点(中心点)の温度Tijを求めるようにする。例えば、ゾーンMについては、熱電対200a、200bの温度と、熱電対200a、200bの設置位置とにより定まる関数を求め、求めた関数を外挿して、ゾーンMの代表点(中心点)に対応する温度を求め、求めた温度を、ゾーンMの代表点の温度Tijとする。 In the example shown in FIG. 10, for the zones M to P, the thermocouples 200 arranged in the side direction of the heating zone 13 (the direction perpendicular to the conveying direction of the slab 21 (the direction of the arrow in FIG. 10)) not exist. Therefore, in the present embodiment, for such zones M to P, the temperature of the two nearest thermocouples 200 among the thermocouples 200 arranged in the transport direction of the slab 21 (the direction of the arrow in FIG. 10). Then, a function (straight line) determined by the installation positions of the two thermocouples 200 is extrapolated to obtain the temperature T ij of the representative point (center point) of the zone. For example, for the zone M, a function determined by the temperature of the thermocouples 200a and 200b and the installation position of the thermocouples 200a and 200b is obtained, and the obtained function is extrapolated to correspond to the representative point (center point) of the zone M The obtained temperature is obtained, and the obtained temperature is set as the temperature T ij of the representative point of the zone M.

第1の発光輝度算出部308は、ゾーンA〜Lについては、第1の実施形態と同様に、熱電対200a〜200lの温度を、各ゾーンA〜Lの代表点の温度Tijとして、各ゾーンA〜Lから発光される外乱光輝度Ib(Tij)を、(3)式を用いて算出する。更に、第1の発光輝度算出部308は、ゾーンM〜Xについては、以上のようにして求めた各ゾーンM〜Xの代表点の温度Tijに基づいて、各ゾーンM〜Xから発光される外乱光輝度Ib(Tij)を、(3)式を用いて算出する。 For the zones A to L, the first emission luminance calculation unit 308 uses the temperatures of the thermocouples 200a to 200l as the temperature T ij of the representative point of each zone A to L, as in the first embodiment. The disturbance light luminance I b (T ij ) emitted from the zones A to L is calculated using the equation (3). Further, the first emission luminance calculation unit 308 emits light from each of the zones M to X based on the temperature T ij of the representative point of each of the zones M to X obtained as described above. The disturbance light luminance I b (T ij ) is calculated using equation (3).

ゾーン単位迷光雑音輝度計算部313は、第1の発光輝度算出部308で算出された「各ゾーンA〜Xの外乱光輝度Ib(Tij)」と、迷光雑音パラメータ計算部316で得られた「各ゾーンA〜Xのゾーン内迷光雑音パラメータ」とを乗算して、各ゾーンA〜Xから発光される光に基づく迷光雑音輝度を(ゾーン毎の迷光雑音輝度)計算する。
加算部314は、ゾーン単位迷光雑音輝度計算部313が、ゾーン毎の迷光雑音輝度を、全てのゾーンA〜Xについて計算すると、それら全てのゾーンA〜Xにおける「ゾーン毎の迷光雑音輝度」を加算して、全てのゾーンA〜Xにおける迷光雑音輝度(全ゾーン迷光雑音輝度)を計算する。
The zone unit stray light noise luminance calculation unit 313 is obtained by the disturbance light luminance I b (T ij ) of each zone A to X calculated by the first light emission luminance calculation unit 308 and the stray light noise parameter calculation unit 316. Furthermore, the “stray light noise parameter in each zone A to X” is multiplied to calculate the stray light noise luminance (stray light noise luminance for each zone) based on the light emitted from each zone A to X.
When the zone unit stray light noise luminance calculation unit 313 calculates the stray light noise luminance for each zone for all the zones A to X, the adding unit 314 calculates “stray light noise luminance for each zone” in all the zones A to X. Addition is performed to calculate the stray light noise luminance (all zone stray light noise luminance) in all zones A to X.

本実施形態において、図7のフローチャートにおける処理は、例えば、以下のように変更される。まず、図7のステップS4において、ゾーンA〜Lについては、熱電対200a〜200lの温度を、各ゾーンA〜Lの代表点の温度TijとしてRAMに記憶する。そして、ゾーンM〜Xについては、前述したように、熱電対200a〜200lの温度に基づいて算出し、算出した温度を、各ゾーンM〜Xの代表点の温度TijとしてRAMに記憶する。そして、ステップS9において、変数ijが「12」であるか否かを判定する代わりに、変数ijが「48」であるか否かを判定する。図10に示す例では、ゾーンA1〜L4の数が「48」だからである。 In this embodiment, the process in the flowchart of FIG. 7 is changed as follows, for example. First, in step S4 of FIG. 7, for the zones A to L, the temperatures of the thermocouples 200a to 200l are stored in the RAM as the temperatures T ij of the representative points of the zones A to L. As described above, the zones M to X are calculated based on the temperatures of the thermocouples 200a to 200l, and the calculated temperatures are stored in the RAM as the temperatures T ij of the representative points of the zones M to X. In step S9, instead of determining whether or not the variable ij is “12”, it is determined whether or not the variable ij is “48”. This is because the number of zones A1 to L4 is “48” in the example shown in FIG.

以上のように本実施形態では、温度測定対象領域210内にゾーンA〜Lを定義することに加え、温度測定対象領域210外にもゾーンM〜Xを定義し、それらゾーンA〜X毎に迷光雑音輝度を求めるようにした。したがって、第1の実施形態よりも、ゾーン毎の迷光雑音輝度の算出精度を向上させることが可能になる。   As described above, in the present embodiment, in addition to defining zones A to L in the temperature measurement target region 210, zones M to X are also defined outside the temperature measurement target region 210, and each zone A to X is defined. Stray light noise brightness was calculated. Therefore, it is possible to improve the calculation accuracy of the stray light noise luminance for each zone as compared with the first embodiment.

尚、本実施形態では、温度測定対象領域210内に定義されているゾーンA〜Lのうち、外側にあるゾーンA、D、E、H〜Lと隣接する位置に、ゾーンA〜Lと同じ大きさの矩形状のゾーンM〜Xを、温度測定対象領域210外のゾーンとして定義する場合を例に挙げて説明した。しかしながら、温度測定対象領域210外のゾーンを定義する方法は、前述したものに限定されない。例えば、ゾーンM〜Xの外側にもゾーンを定義するようにしてもよい。また、ゾーン全体で矩形となるようにソーンを定義するようにしてもよい。また、温度測定対象領域210外のゾーンも、温度測定対象領域210内のゾーンと同様に、大きさや形状等を自由に定義することができる。
更に、本実施形態では、熱電対200の設置数よりも多い数のゾーンA〜Xを定義したが、熱電対200の設置数とゾーンの数を同じにしてもよい。このようにする場合には、温度測定対象領域210の境界線を跨ぐゾーンが定義されることになる。
In the present embodiment, among the zones A to L defined in the temperature measurement target region 210, the same as the zones A to L at positions adjacent to the outer zones A, D, E, and H to L. The case where the rectangular zones M to X having the size are defined as zones outside the temperature measurement target area 210 has been described as an example. However, the method for defining the zone outside the temperature measurement target region 210 is not limited to the above-described method. For example, zones may be defined outside the zones M to X. Further, the thorn may be defined so as to be rectangular in the entire zone. In addition, the size, shape, and the like of the zone outside the temperature measurement target region 210 can be freely defined in the same manner as the zone within the temperature measurement target region 210.
Furthermore, in the present embodiment, more zones A to X than the number of thermocouples 200 are defined, but the number of thermocouples 200 and the number of zones may be the same. In this case, a zone that straddles the boundary line of the temperature measurement target area 210 is defined.

また、本実施形態においても、第1の実施形態で説明した種々の変形例を採ることができる。
更に、第2の実施形態のようにして、温度測定対象領域210内に、熱電対200の設置数よりも多い数のゾーンA1〜A4を定義した上で、本実施形態のように、温度測定対象領域210外にゾーンを定義するようにしてもよい。
Also in the present embodiment, various modifications described in the first embodiment can be employed.
Furthermore, after the number of zones A1 to A4 larger than the number of thermocouples 200 is defined in the temperature measurement target area 210 as in the second embodiment, temperature measurement is performed as in the present embodiment. A zone may be defined outside the target area 210.

また、本実施形態では、例えば、加熱帯13の側方向に並んでいる熱電対200のうち、温度Tijを決定する対象となるゾーンに最も近い2つの熱電対200の温度と、それら2つの熱電対200の設置位置とにより定まる関数(直線)を外挿して、そのゾーンの代表点(中心点)の温度Tijを求めるようにした。しかしながら、ゾーンの代表点(中心点)の温度Tijを求める方法はこのようなものに限定されない。例えば、計算対象のゾーンの中心を通る対角線上にある2つの熱電対200の温度と、それら2つの熱電対200の設置位置とにより定まる関数(直線)を外挿して、そのゾーンの代表点(中心点)の温度Tijを求めるようにしてもよい。 Further, in the present embodiment, for example, among the thermocouples 200 arranged in the lateral direction of the heating zone 13, the temperatures of the two thermocouples 200 closest to the zone for which the temperature T ij is determined, and the two A function (straight line) determined by the installation position of the thermocouple 200 was extrapolated to obtain the temperature T ij of the representative point (center point) of the zone. However, the method for obtaining the temperature T ij of the representative point (center point) of the zone is not limited to this. For example, by extrapolating a function (straight line) determined by the temperatures of two thermocouples 200 on the diagonal passing through the center of the zone to be calculated and the installation positions of the two thermocouples 200, a representative point ( The temperature T ij at the center point may be obtained.

図11は、前述した第1〜第3の実施形態の表面温度測定システムにより算出された「スラブ21の被測定領域の表面温度Ts」と、スラブ21の表面に取り付けられた熱電対で測定された「スラブ21の被測定領域の表面温度」との関係の一例を示す図である。図11では、比較例として、加熱帯13の天井面13aの温度が一様であるとして、(10)式〜(12)式の計算を行うことにより得られた「スラブ21の被測定領域の表面温度」も併せて示している。 FIG. 11 shows the “surface temperature T s of the measurement area of the slab 21” calculated by the surface temperature measurement system of the first to third embodiments described above, and a thermocouple attached to the surface of the slab 21. It is a figure which shows an example of the relationship with the "surface temperature of the to-be-measured area | region of the slab 21" made. In FIG. 11, as a comparative example, it is assumed that the temperature of the ceiling surface 13 a of the heating zone 13 is uniform. The “surface temperature” is also shown.

図11において、第1〜第3の実施形態の表面温度測定システムにより算出された「スラブ21の被測定領域の表面温度Ts」(◆、□、△)と、スラブ21の表面に取り付けられた熱電対で測定された「スラブ21の被測定領域の表面温度」を表すグラフ1101との差は、絶対値で10[℃]以下であった。このことから、本実施形態の表面温度測定システムにより算出された「スラブ21の被測定領域の表面温度Ts」は、実用上十分な精度を有していることが分かる。 In FIG. 11, the “surface temperature T s of the measurement region of the slab 21” (◆, □, Δ) calculated by the surface temperature measurement system of the first to third embodiments and the surface of the slab 21 are attached. The absolute value of the difference from the graph 1101 representing the “surface temperature of the region to be measured of the slab 21” measured by a thermocouple was 10 [° C.] or less. From this, it can be seen that the “surface temperature T s of the region to be measured of the slab 21” calculated by the surface temperature measurement system of the present embodiment has sufficient accuracy for practical use.

これに対して、「加熱帯13の天井面13aの温度が、炉温制御用に既設の炉温計1点の値で一様であるとして得られたスラブ21の被測定領域の表面温度」(×)と、スラブ21の表面に取り付けられた熱電対で測定された「スラブ21の被測定領域の表面温度」を表すグラフ1101との差は、絶対値で30[℃]〜50[℃]程度あった。このことから、迷光雑音の原因となる加熱帯13の天井面13aの温度を一定としてスラブ21の表面温度を計算する手法では、実用上要求される精度を得ることが困難であるということが分かる。   On the other hand, “the surface temperature of the measurement area of the slab 21 obtained by assuming that the temperature of the ceiling surface 13a of the heating zone 13 is uniform with the value of one existing furnace thermometer for furnace temperature control”. The difference between (×) and the graph 1101 representing the “surface temperature of the measurement region of the slab 21” measured by a thermocouple attached to the surface of the slab 21 is 30 [° C.] to 50 [° C. in absolute value. There was a degree. From this, it can be seen that it is difficult to obtain a practically required accuracy by the method of calculating the surface temperature of the slab 21 with the temperature of the ceiling surface 13a of the heating zone 13 causing stray light noise constant. .

更に、第2の実施形態の表面温度測定システムにより算出された「スラブ21の被測定領域の表面温度Ts」(□)は、第1の実施形態の表面温度測定システムにより算出された「スラブ21の被測定領域の表面温度Ts」(◆)よりも、1〜2[℃]高い精度で算出された。また、第3の実施形態の表面温度測定システムにより算出された「スラブ21の被測定領域の表面温度Ts」(△)は、第1の実施形態の表面温度測定システムにより算出された「スラブ21の被測定領域の表面温度Ts」(◆)よりも、2〜3[℃]高い精度で算出された。 Furthermore, the “surface temperature T s of the region to be measured of the slab 21” (□) calculated by the surface temperature measurement system of the second embodiment is the “slab calculated by the surface temperature measurement system of the first embodiment. It was calculated with an accuracy of 1 to 2 [° C.] higher than the surface temperature T s ”(♦) of 21 measurement areas. Further, the “surface temperature T s of the measurement area of the slab 21” (Δ) calculated by the surface temperature measuring system of the third embodiment is the “slab calculated by the surface temperature measuring system of the first embodiment. It was calculated with a higher accuracy by 2 to 3 [° C.] than the surface temperature T s ”(♦) of the 21 measurement areas.

(第4の実施形態)
次に、本発明の第4の実施形態について説明する。前述した第1〜第3の実施形態では、放射温度計100と、複数の熱電対200との組みを、加熱帯13に1組み設け、1つの被測定領域における表面温度Tsを求める場合について説明した。これに対し、本実施形態では、放射温度計と、12個の熱電対との組みを、加熱帯13に3組み設け、情報処理装置において、3つの被測定領域における表面温度Tsを求めるようにしている。このように前述した第1〜第3の実施形態と、本実施形態とは、放射温度計と、12個の熱電対との組み数と、情報処理装置500の機能の一部とが主として異なる。従って、本実施形態の説明において、前述した第1の実施形態と同一の部分については、例えば、図1〜図11に付した符号と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. In the first to third embodiments described above, a set of the radiation thermometer 100 and a plurality of thermocouples 200 is provided in the heating zone 13, and the surface temperature T s in one measurement region is obtained. explained. On the other hand, in the present embodiment, three sets of radiation thermometers and twelve thermocouples are provided in the heating zone 13, and the surface temperature T s in the three measured regions is obtained in the information processing apparatus. I have to. As described above, the first to third embodiments described above and this embodiment are mainly different in the number of sets of radiation thermometers and twelve thermocouples and a part of the functions of the information processing apparatus 500. . Accordingly, in the description of the present embodiment, the same parts as those of the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals as those shown in FIGS. 1 to 11, for example, and detailed description thereof is omitted.

図12は、本実施形態の表面温度測定システムの適用対象の一例である多帯式ウォーキングビーム式連続加熱炉の概略構成の一例を示す図である。尚、図12は、加熱炉10を側方から見た図である。また、図12では、多帯式ウォーキングビーム式連続加熱炉のうち、加熱帯13の一部分(サイドバーナー17a1、17a2で加熱している部分)のみを示している。その他の部分の構成は、図1に示したものと同じである。   FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a schematic configuration of a multiband walking beam type continuous heating furnace which is an example of an application target of the surface temperature measurement system of the present embodiment. In addition, FIG. 12 is the figure which looked at the heating furnace 10 from the side. FIG. 12 shows only a part of the heating zone 13 (the portion heated by the side burners 17a1 and 17a2) in the multi-band walking beam type continuous heating furnace. The structure of the other parts is the same as that shown in FIG.

図12に示すように、本実施形態の表面温度測定システムは、放射温度計101〜103と、複数の熱電対200と、情報処理装置501と、表示装置401とを備えて構成される。尚、本実施形態では、図2、図10、図11に示したようにして、加熱帯13の天井面13aに熱電対200が取り付けられているようにしている。したがって、図12には、熱電対200が現れない。また、本実施形態では、各放射温度計101〜103に対して、図2、図10、図11に示したような12個の熱電対200a〜200lが夫々設けられている。   As illustrated in FIG. 12, the surface temperature measurement system according to the present embodiment includes radiation thermometers 101 to 103, a plurality of thermocouples 200, an information processing device 501, and a display device 401. In the present embodiment, as shown in FIGS. 2, 10, and 11, the thermocouple 200 is attached to the ceiling surface 13 a of the heating zone 13. Therefore, the thermocouple 200 does not appear in FIG. In the present embodiment, twelve thermocouples 200a to 200l as shown in FIGS. 2, 10, and 11 are provided for the radiation thermometers 101 to 103, respectively.

放射温度計101〜103は、夫々、第1〜第3の実施形態で説明した放射温度計100と同じ構成を有している。放射温度計101〜103は、その入光面101a〜103aの中心101b〜103bが、ウォーキングビームにおけるスラブ21の1回当たりの搬送距離よりも短い所定の間隔となるように、スラブ21の搬送方向(図12の矢印の方向)に並べられている。そして、放射温度計101〜103は、夫々、加熱帯13の上方から、加熱帯13の天井面13aの一部に形成された孔13b1〜13b3を通して、加熱帯13内を搬送されるスラブ21の表面を望む位置に設置されている。   Each of the radiation thermometers 101 to 103 has the same configuration as the radiation thermometer 100 described in the first to third embodiments. The radiation thermometers 101 to 103 have their light incident surfaces 101a to 103a centered 101b to 103b in a transporting direction of the slab 21 so that a predetermined interval is shorter than a transporting distance of the walking beam per slab 21. They are arranged in the direction of the arrow in FIG. And the radiation thermometers 101-103 are respectively the slab 21 conveyed in the heating zone 13 from the upper direction of the heating zone 13 through the holes 13b1-13b3 formed in a part of the ceiling surface 13a of the heating zone 13. It is installed at the position where the surface is desired.

また、本実施形態では、スラブ21表面上の点であって、放射温度計101〜103の入光面101a〜103aの中心101b〜103bと正対する位置にある点21a1〜21a3から、放射温度計101〜103の方向に広がる天頂角θが45[°]の仮想の円錐があると見なした場合に、その仮想の円錐の内部に入るように、12個の熱電対200a〜200lが、加熱帯13の天井面13aに3組取り付けられるようにしている。   Moreover, in this embodiment, it is a point on the surface of the slab 21, Comprising: From the point 21a1 to 21a3 in the position which opposes the center 101b-103b of the light-incidence surface 101a-103a of the radiation thermometer 101-103, a radiation thermometer When it is assumed that there is a virtual cone having a zenith angle θ of 45 [°] extending in the direction of 101 to 103, twelve thermocouples 200a to 200l are added so as to enter the inside of the virtual cone. Three sets are attached to the ceiling surface 13a of the tropics 13.

情報処理装置501は、3つの放射温度計101〜103で略同じタイミングで測定された発光輝度と、熱電対200で測定された温度とを取得する。そして、情報処理装置501は、取得した発光輝度と温度とを用いて、前述した第1〜第3の実施形態と同様にして、3つの被測定領域の表面温度Ts[K]を算出する。更に情報処理装置501は、算出した被測定領域の表面温度Tsを用いて、加熱帯13にあるスラブ21の幅方向(搬送方向)の温度分布を算出し、算出した温度分布を表示装置401に表示させる。 The information processing apparatus 501 acquires the emission luminance measured at approximately the same timing by the three radiation thermometers 101 to 103 and the temperature measured by the thermocouple 200. Then, the information processing apparatus 501 calculates the surface temperatures T s [K] of the three measured regions using the acquired light emission luminance and temperature in the same manner as in the first to third embodiments described above. . Further, the information processing apparatus 501 calculates the temperature distribution in the width direction (conveyance direction) of the slab 21 in the heating zone 13 using the calculated surface temperature T s of the measurement area, and displays the calculated temperature distribution on the display device 401. To display.

また、本実施形態では、ウォーキングビームは、スラブ21の表面における略同一の領域が、3つの放射温度計101〜103における入光面101a〜103aの中心101b〜103bと正対するように、加熱炉10内でスラブ21を搬送させるようにする。例えば、図12において、スラブ21表面上の点21a1を、放射温度計101における入光面101aの中心101bと正対させる場合には、その点21a1と略同じ位置が、放射温度計102、103における入光面102a、103aの中心102b、103bと正対するように、ウォーキングビームの動作を制御する。   In the present embodiment, the walking beam has a heating furnace so that substantially the same region on the surface of the slab 21 faces the centers 101b to 103b of the light incident surfaces 101a to 103a in the three radiation thermometers 101 to 103. The slab 21 is transported within 10. For example, in FIG. 12, when the point 21a1 on the surface of the slab 21 is directly opposed to the center 101b of the light incident surface 101a of the radiation thermometer 101, the radiation thermometers 102, 103 are located at substantially the same position as the point 21a1. The operation of the walking beam is controlled so as to face the centers 102b and 103b of the light incident surfaces 102a and 103a.

情報処理装置501は、このようなウォーキングビームの動作を示す搬送動作情報を予め取得して記憶しておく。そして、情報処理装置501は、スラブ21の搬送が開始することを示す情報を搬送装置から入力した後、記憶しておいた搬送動作情報に従う所定のタイミングになると、そのタイミングで測定された発光輝度を取得する。これにより、スラブ21の表面における略同一の領域に対して放射温度計101〜103が測定した発光輝度が得られる。また、情報処理装置501は、そのタイミングで熱電対201〜203が測定した温度を取得する。
次に、情報処理装置501は、取得した発光輝度と温度とを用いて、前述した第1〜第3の実施形態と同様にして、スラブ21の略同一の被測定領域における表面温度Ts[K]を3回算出する。そして、情報処理装置501は、算出した被測定領域の表面温度Tsを用いて、加熱帯13にあるスラブ21の温度履歴を算出し、算出した温度履歴を表示装置401に表示させる。
The information processing apparatus 501 acquires and stores in advance conveyance operation information indicating the operation of such a walking beam. The information processing apparatus 501 inputs information indicating that the conveyance of the slab 21 is started from the conveyance apparatus, and then, at a predetermined timing according to the stored conveyance operation information, the light emission luminance measured at the timing. To get. Thereby, the light emission luminance measured by the radiation thermometers 101 to 103 with respect to substantially the same region on the surface of the slab 21 is obtained. Further, the information processing apparatus 501 acquires the temperature measured by the thermocouples 201 to 203 at that timing.
Next, the information processing apparatus 501 uses the acquired light emission luminance and temperature in the same manner as in the first to third embodiments described above, and the surface temperature T s [ K] is calculated three times. Then, the information processing device 501 calculates the temperature history of the slab 21 in the heating zone 13 using the calculated surface temperature T s of the measured region, and causes the display device 401 to display the calculated temperature history.

以上のように本実施形態では、スラブ21の幅方向(搬送方向)における3つの被測定領域の表面温度Tsを算出して加熱帯13におけるスラブ21の幅方向の温度分布を算出すると共に、スラブ21の略同一の被測定領域における表面温度Ts[K]を3回算出して加熱帯13におけるスラブ21の温度履歴を算出するようにした。したがって、第1〜第3の実施形態で説明した効果に加え、加熱帯13におけるスラブ21のより詳細な情報を得ることができ、加熱炉10における操業をより高い精度で行うことができる。 As described above, in the present embodiment, the surface temperature T s of the three measurement regions in the width direction (conveying direction) of the slab 21 is calculated to calculate the temperature distribution in the width direction of the slab 21 in the heating zone 13, The surface temperature T s [K] in substantially the same measurement area of the slab 21 was calculated three times to calculate the temperature history of the slab 21 in the heating zone 13. Therefore, in addition to the effects described in the first to third embodiments, more detailed information of the slab 21 in the heating zone 13 can be obtained, and the operation in the heating furnace 10 can be performed with higher accuracy.

また、加熱帯13におけるスラブ21の温度履歴を算出することにより、スラブ21の昇温速度を知ることができ、加熱炉10における操業時間(すなわちスラブ21の抽出時間)を可及的に正確に予測することができる。したがって、加熱炉10における操業終了時刻と、次の工程(熱間圧延工程)における操業開始時刻とを可及的に正確に設定することができる。よって、加熱炉10における工程と熱間圧延工程との間の時間を短く設定することができ、鋼板の生産性を向上させることができる。また、加熱温度履歴が、材質や品質に影響する鋼材については、その加熱温度履歴を含めた精細な品質管理を実現することができる。
尚、放射温度計101〜103の数と、熱電対200との組数は、3つに限定されない。また、前述した第1〜第3の実施形態で説明した種々の変形例を採ることができる。
Further, by calculating the temperature history of the slab 21 in the heating zone 13, the temperature increase rate of the slab 21 can be known, and the operation time in the heating furnace 10 (that is, the extraction time of the slab 21) is as accurate as possible. Can be predicted. Therefore, the operation end time in the heating furnace 10 and the operation start time in the next process (hot rolling process) can be set as accurately as possible. Therefore, the time between the process in the heating furnace 10 and the hot rolling process can be set short, and the productivity of the steel sheet can be improved. Further, for steel materials whose heating temperature history affects the material and quality, fine quality control including the heating temperature history can be realized.
The number of radiation thermometers 101 to 103 and the number of thermocouples 200 are not limited to three. Moreover, the various modifications demonstrated in the 1st-3rd embodiment mentioned above can be taken.

(第5の実施形態)
次に、本発明の第5の実施形態について説明する。前述した第4の実施形態では、加熱帯13において、放射温度計と、12個の熱電対との組みを、スラブ21の幅方向(搬送方向)に3組み設け、情報処理装置において、3つの被測定領域における表面温度Tsを求める場合について説明した。これに対し本実施形態では、放射温度計と、12個の熱電対との組みを、スラブ21の長手方向に3組み設けるようにする。このように前述した第4の実施形態と、本実施形態とは、放射温度計と、12個の熱電対との組みの設置位置と、情報処理装置501の機能の一部とが主として異なる。従って、本実施形態の説明において、前述した第1〜第4の実施形態と同一の部分については、例えば、図1〜図12に付した符号と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
(Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. In the fourth embodiment described above, in the heating zone 13, three sets of the radiation thermometer and twelve thermocouples are provided in the width direction (conveying direction) of the slab 21, and three sets of information processing devices are provided. The case where the surface temperature T s in the measurement region is obtained has been described. On the other hand, in this embodiment, three sets of a radiation thermometer and twelve thermocouples are provided in the longitudinal direction of the slab 21. As described above, the fourth embodiment described above and this embodiment are mainly different in the installation position of the combination of the radiation thermometer and the twelve thermocouples and a part of the function of the information processing apparatus 501. Therefore, in the description of this embodiment, the same parts as those in the first to fourth embodiments described above are denoted by the same reference numerals as those shown in FIGS. To do.

図13は、本実施形態の表面温度測定システムの適用対象の一例である多帯式ウォーキングビーム式連続加熱炉の概略構成の一例を示す図である。尚、図13は、加熱炉10の予熱帯12側から加熱帯13を見た図である。また、図13では、多帯式ウォーキングビーム式連続加熱炉のうち、加熱帯13の一部分のみを示している。その他の部分の構成は、図1に示したものと同じである。   FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a schematic configuration of a multiband walking beam type continuous heating furnace which is an example of an application target of the surface temperature measurement system of the present embodiment. FIG. 13 is a view of the heating zone 13 as viewed from the pre-tropical zone 12 side of the heating furnace 10. Moreover, in FIG. 13, only a part of heating zone 13 is shown among multi-band type walking beam type continuous heating furnaces. The structure of the other parts is the same as that shown in FIG.

図13に示すように、本実施形態の表面温度測定システムは、放射温度計104〜106と、複数の熱電対200と、情報処理装置502と、表示装置402とを備えて構成される。尚、本実施形態では、図2、図10、図11に示したようにして、加熱帯13の天井面13aに熱電対200が取り付けられているようにしている。したがって、図13には、熱電対200が現れない。また、本実施形態では、各放射温度計104〜106に対して、図2、図10、図11に示したような12個の熱電対200a〜200lが夫々設けられている。   As illustrated in FIG. 13, the surface temperature measurement system according to the present embodiment includes radiation thermometers 104 to 106, a plurality of thermocouples 200, an information processing device 502, and a display device 402. In the present embodiment, as shown in FIGS. 2, 10, and 11, the thermocouple 200 is attached to the ceiling surface 13 a of the heating zone 13. Therefore, the thermocouple 200 does not appear in FIG. In the present embodiment, twelve thermocouples 200a to 200l as shown in FIGS. 2, 10, and 11 are provided for the radiation thermometers 104 to 106, respectively.

放射温度計104〜106は、夫々、第1〜第3の実施形態で説明した放射温度計100と同じ構成を有している。放射温度計104〜106は、スラブ21の長手方向(搬送方向に対して垂直方向)に並べられている。そして、放射温度計104〜106は、夫々、加熱帯13の上方から、加熱帯13の天井面13aの一部に形成された孔13b4〜13b6を通して、加熱帯13内を搬送されるスラブ21の表面を望む位置に設置されている。   The radiation thermometers 104 to 106 have the same configuration as the radiation thermometer 100 described in the first to third embodiments, respectively. The radiation thermometers 104 to 106 are arranged in the longitudinal direction of the slab 21 (perpendicular to the conveying direction). The radiation thermometers 104 to 106 are respectively connected to the slab 21 conveyed from the upper side of the heating zone 13 through the holes 13b4 to 13b6 formed in a part of the ceiling surface 13a of the heating zone 13. It is installed at the position where the surface is desired.

また、本実施形態では、スラブ21表面上の点であって、放射温度計104〜106の入光面104a〜106aの中心104b〜106bと正対する位置にある点21a4〜21a6から、放射温度計104〜106の方向に広がる天頂角θが45[°]の仮想の円錐があると見なした場合に、その仮想の円錐の内部に入るように、12個の熱電対200が、加熱帯13の天井面13aに3組取り付けられるようにしている。   Further, in the present embodiment, the radiation thermometer is a point on the surface of the slab 21 and from the points 21a4 to 21a6 that are directly opposite to the centers 104b to 106b of the light incident surfaces 104a to 106a of the radiation thermometers 104 to 106. When assuming that there is a virtual cone having a zenith angle θ of 45 [°] extending in the direction of 104 to 106, twelve thermocouples 200 are placed in the heating zone 13 so as to enter the inside of the virtual cone. Three sets are attached to the ceiling surface 13a.

情報処理装置502は、3つの放射温度計104〜106で略同じタイミングで測定された発光輝度と、熱電対200で測定された温度とを取得する。そして、情報処理装置502は、取得した発光輝度と温度とを用いて、前述した第1〜第3の実施形態と同様にして、3つの被測定領域の表面温度Ts[K]を算出する。更に情報処理装置502は、算出した被測定領域の表面温度Tsを用いて、加熱帯13にあるスラブ21の長手方向の温度分布を算出し、算出した温度分布を表示装置401に表示させる。 The information processing apparatus 502 acquires the emission luminance measured at approximately the same timing by the three radiation thermometers 104 to 106 and the temperature measured by the thermocouple 200. Then, the information processing apparatus 502 calculates the surface temperatures T s [K] of the three measured regions using the acquired light emission luminance and temperature in the same manner as in the first to third embodiments described above. . Furthermore, the information processing apparatus 502 calculates the temperature distribution in the longitudinal direction of the slab 21 in the heating zone 13 using the calculated surface temperature T s of the measurement area, and displays the calculated temperature distribution on the display device 401.

以上のように本実施形態では、スラブ21の長手方向における3つの被測定領域の表面温度Tsを算出して加熱帯13におけるスラブ21の長手方向の温度分布を算出するようにした。したがって、スラブ21の先端部の表面温度Tsと、スラブ21の尾端部の表面温度Tsとを、夫々略同時刻で求めることができ、その結果に応じて、先端部側及び尾端部側のサイドバーナー17a、17bとを独立して制御することができる。これにより、スラブ21の長手方向における表面温度の偏差をより小さくすることができる。 As described above, in the present embodiment, the surface temperature T s of the three measurement regions in the longitudinal direction of the slab 21 is calculated, and the temperature distribution in the longitudinal direction of the slab 21 in the heating zone 13 is calculated. Therefore, the surface temperature T s of the tip end portion of the slab 21, the surface temperature T s of the tail end of the slab 21 can be determined in each substantially the same time, according to the result, the distal end portion side and the tail end The side burners 17a and 17b on the part side can be controlled independently. Thereby, the deviation of the surface temperature in the longitudinal direction of the slab 21 can be further reduced.

尚、放射温度計104〜106の数と、熱電対200との組数は、3つに限定されない。また、前述した第1〜第3の実施形態で説明した種々の変形例を採ることができる。   The number of radiation thermometers 104 to 106 and the number of thermocouples 200 are not limited to three. Moreover, the various modifications demonstrated in the 1st-3rd embodiment mentioned above can be taken.

(第6の実施形態)
次に、本発明の第6の実施形態について説明する。前述した第1〜第3の実施形態では、放射温度計100と、複数の熱電対200との組みを、加熱帯13に1組み設け、1つの被測定領域における表面温度Tsを求める場合について説明した。これに対し、本実施形態では、放射温度計と、12個の熱電対との組みを、加熱帯13と予熱帯12とに夫々1組みずつ設け、情報処理装置において、2つの被測定領域における表面温度Tsを求めるようにする。このように前述した第1〜第5の実施形態と、本実施形態とは、放射温度計と、12個の熱電対との組み数及び設置箇所と、情報処理装置500〜502の機能の一部とが主として異なる。従って、本実施形態の説明において、前述した第1〜第3の実施形態と同一の部分については、例えば、図1〜図13に付した符号と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
(Sixth embodiment)
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described. In the first to third embodiments described above, a set of the radiation thermometer 100 and a plurality of thermocouples 200 is provided in the heating zone 13, and the surface temperature T s in one measurement region is obtained. explained. On the other hand, in this embodiment, a set of a radiation thermometer and 12 thermocouples is provided in each of the heating zone 13 and the pretropical zone 12, and in the information processing apparatus, in two measured regions. The surface temperature T s is obtained. As described above, the first to fifth embodiments and the present embodiment are the number of sets and installation locations of the radiation thermometer and the twelve thermocouples, and one of the functions of the information processing apparatuses 500 to 502. The main part is different. Therefore, in the description of the present embodiment, the same parts as those in the first to third embodiments described above are denoted by the same reference numerals as those in FIGS. To do.

図14は、本実施形態の表面温度測定システムの適用対象の一例である多帯式ウォーキングビーム式連続加熱炉の概略構成の一例を示す図である。尚、図14は、加熱炉10を側方から見た図である。   FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a schematic configuration of a multi-band walking beam continuous heating furnace which is an example of an application target of the surface temperature measurement system of the present embodiment. In addition, FIG. 14 is the figure which looked at the heating furnace 10 from the side.

図14に示すように、本実施形態の表面温度測定システムは、放射温度計100、107と、複数の熱電対200と、情報処理装置503と、表示装置403とを備えて構成される。尚、本実施形態では、図2、図10、図11に示したようにして、加熱帯13の天井面13aに熱電対200が取り付けられているようにしている。更に、本実施形態では、予熱帯12の天井面12aにも、図2、図10、図11に示したようにして、熱電対200が取り付けられているようにしている。すなわち、本実施形態では、各放射温度計100、107に対して、図2、図10、図11に示したような12個の熱電対200a〜200lが夫々設けられている。したがって、図13には、熱電対200が現れない。   As shown in FIG. 14, the surface temperature measurement system according to this embodiment includes radiation thermometers 100 and 107, a plurality of thermocouples 200, an information processing device 503, and a display device 403. In the present embodiment, as shown in FIGS. 2, 10, and 11, the thermocouple 200 is attached to the ceiling surface 13 a of the heating zone 13. Furthermore, in the present embodiment, the thermocouple 200 is also attached to the ceiling surface 12a of the pre-tropical zone 12 as shown in FIGS. That is, in this embodiment, twelve thermocouples 200a to 200l as shown in FIGS. 2, 10, and 11 are provided for the radiation thermometers 100 and 107, respectively. Therefore, the thermocouple 200 does not appear in FIG.

第1〜第3の実施形態で説明したように、放射温度計100は、加熱帯13の上方から、加熱帯13の天井面13aの一部に形成された孔13bを通して、加熱帯13内を搬送されるスラブ21の表面を望む位置に設置されている。
放射温度計107は、第1の実施形態で説明した放射温度計100と同じ構成を有している。放射温度計107は、予熱帯12の上方から、予熱帯12の天井面12aの一部に形成された孔12bを通して、予熱帯12内を搬送されるスラブ21の表面を望む位置に設置されている。
As explained in the first to third embodiments, the radiation thermometer 100 passes through the inside of the heating zone 13 from above the heating zone 13 through the hole 13b formed in a part of the ceiling surface 13a of the heating zone 13. It is installed at a position where the surface of the slab 21 to be conveyed is desired.
The radiation thermometer 107 has the same configuration as the radiation thermometer 100 described in the first embodiment. The radiation thermometer 107 is installed from above the pretropical zone 12 through a hole 12b formed in a part of the ceiling surface 12a of the pretropical zone 12 at a position where the surface of the slab 21 conveyed in the pretropical zone 12 is desired. Yes.

また、第1〜第3の実施形態で説明したように、スラブ21表面上の点であって、放射温度計100の入光面100aの中心100bと正対する位置にある点21a8から、放射温度計100の方向に広がる天頂角θが45[°]の仮想の円錐があると見なした場合に、その仮想の円錐の内部に入るように、12個の熱電対200a〜200iが、加熱帯13の天井面13aに取り付けられるようにしている。
一方、予熱帯12の天井面12aには、放射温度計107の入光面107aの中心107bと正対する位置にある点21a7から、放射温度計100の方向に広がる天頂角θが45[°]の仮想の円錐があると見なした場合に、その仮想の円錐の内部に入るように、12個の熱電対200a〜200lが取り付けられるようにしている。
Further, as described in the first to third embodiments, from the point 21a8 which is a point on the surface of the slab 21 and is directly opposite the center 100b of the light incident surface 100a of the radiation thermometer 100, the radiation temperature When assuming that there is a virtual cone having a zenith angle θ of 45 [°] extending in the direction of the total 100, the twelve thermocouples 200a to 200i are placed in the heating zone so as to enter the inside of the virtual cone. It can be attached to 13 ceiling surfaces 13a.
On the other hand, on the ceiling surface 12a of the pre-tropical zone 12, the zenith angle θ that spreads in the direction of the radiation thermometer 100 from the point 21a7 that faces the center 107b of the light incident surface 107a of the radiation thermometer 107 is 45 [°]. 12 thermocouples 200a to 200l are attached so as to enter the inside of the virtual cone.

本実施形態では、ウォーキングビームは、スラブ21の表面における略同一の領域が、2つの放射温度計100、107における入光面100a、107aの中心100b、107bと正対するように、加熱炉10内でスラブ21を搬送させるようにする。例えば、図14において、スラブ21表面上の点21a7を、放射温度計107における入光面107aの中心107bと正対させる場合には、その点21a7と略同じ位置が、放射温度計100における入光面100aの中心100bと正対するように、ウォーキングビームの動作を制御する。   In the present embodiment, the walking beam is placed in the heating furnace 10 so that substantially the same region on the surface of the slab 21 faces the centers 100b and 107b of the light incident surfaces 100a and 107a of the two radiation thermometers 100 and 107. Then, the slab 21 is conveyed. For example, in FIG. 14, when the point 21a7 on the surface of the slab 21 is directly opposed to the center 107b of the light incident surface 107a in the radiation thermometer 107, the position substantially the same as the point 21a7 is The operation of the walking beam is controlled so as to face the center 100b of the light surface 100a.

情報処理装置503は、このようなウォーキングビームの動作を示す搬送動作情報を予め取得して記憶しておく。そして、情報処理装置503は、スラブ21の搬送が開始することを示す情報を搬送装置から入力した後、記憶しておいた搬送動作情報に従う所定のタイミングになると、そのタイミングで測定された発光輝度を取得する。これにより、スラブ21の表面における略同一の領域に対して放射温度計100、107が測定した発光輝度が得られる。また、情報処理装置503は、そのタイミングで熱電対200が測定した温度を取得する。   The information processing device 503 acquires and stores in advance conveyance operation information indicating the operation of such a walking beam. The information processing device 503 inputs information indicating that the conveyance of the slab 21 is started from the conveyance device, and then, at a predetermined timing according to the stored conveyance operation information, the light emission luminance measured at that timing. To get. Thereby, the light emission luminance measured by the radiation thermometers 100 and 107 with respect to substantially the same region on the surface of the slab 21 is obtained. Further, the information processing device 503 acquires the temperature measured by the thermocouple 200 at that timing.

次に、情報処理装置503は、取得した発光輝度と温度とを用いて、前述した第1〜第3の実施形態と同様にして、スラブ21の略同一の被測定領域における表面温度Ts[K]を2回算出する。そして、情報処理装置503は、算出した被測定領域の表面温度Tsを用いて、予熱帯12及び加熱帯13におけるスラブ21の温度履歴を算出し、算出した温度履歴を表示装置403に表示させる。 Next, the information processing apparatus 503 uses the acquired light emission luminance and temperature in the same manner as in the first to third embodiments described above, and the surface temperature T s [ K] is calculated twice. Then, the information processing device 503 calculates the temperature history of the slab 21 in the pre-tropical zone 12 and the heating zone 13 using the calculated surface temperature T s of the measured region, and causes the display device 403 to display the calculated temperature history. .

以上のように本実施形態では、スラブ21の略同一の被測定領域における表面温度Ts[K]を、予熱帯12と加熱帯13とで2回算出してスラブ21の温度履歴を算出するようにした。したがって、予熱帯12から加熱帯13に至るまでのスラブ21の昇温速度を知ることができ、加熱炉10における操業時間(すなわちスラブ21の抽出時間)を正確に予測することができる。 As described above, in the present embodiment, the temperature history of the slab 21 is calculated by calculating the surface temperature T s [K] in substantially the same measurement area of the slab 21 twice in the pre-tropical zone 12 and the heating zone 13. I did it. Therefore, the temperature increase rate of the slab 21 from the pre-tropical zone 12 to the heating zone 13 can be known, and the operation time in the heating furnace 10 (that is, the extraction time of the slab 21) can be accurately predicted.

尚、本実施形態では、放射温度計と、12個の熱電対との組みを、加熱帯13と予熱帯12とに2組み設けるようにしたが、必ずしもこのようにする必要はない。例えば、加熱帯13と予熱帯12に加え、均熱帯14にも、放射温度計と、12個の熱電対との組みを設けるようにしてもよい。また、加熱帯13と均熱帯14、又は予熱帯12と均熱帯14に、放射温度計と、12個の熱電対との組みを設けるようにしてもよい。また、前述した第1〜第3の実施形態で説明した種々の変形例を採ることができる。更に、予熱帯12と加熱帯13の間や、加熱帯13と均熱帯14の間に、放射温度計と、12個の熱電対との組みを設けるようにしてもよい。
更に、第4〜第6の実施形態のうち、少なくとも何れか2つの実施形態を組み合わせて、表面温度測定システムを構成することもできる。
また、第4の実施形態では、放射温度計101〜103と、熱電対200との組みを、スラブ21の幅方向に複数設け、第5の実施形態では、放射温度計計104〜106と、熱電対200との組みを、スラブ21の長手方向に複数設けた場合を例に挙げて説明したが、放射温度計と、12個の熱電対との組みを、スラブ21の任意の方向に複数設けることもできる。
尚、前述した第1〜第6の実施形態では、サイドバーナー17を、スラブ21よりも下側に設けた場合を例に挙げて説明したが、サイドバーナー17を、スラブ21よりも上側に設けてもよい。
In this embodiment, two sets of the radiation thermometer and the twelve thermocouples are provided in the heating zone 13 and the pre-tropical zone 12, but it is not always necessary to do so. For example, a combination of a radiation thermometer and 12 thermocouples may be provided in the soaking zone 14 in addition to the heating zone 13 and the pre-tropical zone 12. Further, a combination of a radiation thermometer and 12 thermocouples may be provided in the heating zone 13 and the soaking zone 14 or the pre-tropical zone 12 and the soaking zone 14. Moreover, the various modifications demonstrated in the 1st-3rd embodiment mentioned above can be taken. Further, a combination of a radiation thermometer and 12 thermocouples may be provided between the pre-tropical zone 12 and the heating zone 13 or between the heating zone 13 and the soaking zone 14.
Furthermore, the surface temperature measurement system can be configured by combining at least any two of the fourth to sixth embodiments.
In the fourth embodiment, a plurality of sets of radiation thermometers 101 to 103 and thermocouples 200 are provided in the width direction of the slab 21, and in the fifth embodiment, the radiation thermometers 104 to 106, The case where a plurality of sets of thermocouples 200 are provided in the longitudinal direction of the slab 21 has been described as an example. However, a plurality of sets of radiation thermometers and twelve thermocouples are arranged in any direction of the slab 21. It can also be provided.
In the first to sixth embodiments described above, the case where the side burner 17 is provided below the slab 21 has been described as an example. However, the side burner 17 is provided above the slab 21. May be.

以上説明した本発明の実施形態は、コンピュータがプログラムを実行することによって実現することができる。また、プログラムをコンピュータに供給するための手段、例えばかかるプログラムを記録したCD−ROM等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体、又はかかるプログラムを伝送する伝送媒体も本発明の実施形態として適用することができる。また、上記プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体などのプログラムプロダクトも本発明の実施の形態として適用することができる。上記のプログラム、コンピュータ読み取り可能な記録媒体、伝送媒体及びプログラムプロダクトは、本発明の範疇に含まれる。
また、前述した実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
The embodiment of the present invention described above can be realized by a computer executing a program. Further, means for supplying a program to a computer, for example, a computer-readable recording medium such as a CD-ROM recording such a program, or a transmission medium for transmitting such a program can also be applied as an embodiment of the present invention. . A program product such as a computer-readable recording medium in which the program is recorded can also be applied as an embodiment of the present invention. The above programs, computer-readable recording media, transmission media, and program products are included in the scope of the present invention.
In addition, the above-described embodiments are merely examples of implementation in carrying out the present invention, and the technical scope of the present invention should not be construed as being limited thereto. That is, the present invention can be implemented in various forms without departing from the technical idea or the main features thereof.

本発明の第1の実施形態を示し、表面温度測定システムの適用対象の一例である多帯式ウォーキングビーム式連続加熱炉の概略構成の一例を示す図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows the 1st Embodiment of this invention and shows an example of schematic structure of the multiband type walking beam type continuous heating furnace which is an example of the application object of a surface temperature measurement system. 本発明の第1の実施形態を示し、加熱帯に取り付けられている熱電対の様子の概略を示す図である。It is a figure which shows the 1st Embodiment of this invention and shows the outline of the mode of the thermocouple attached to the heating zone. 本発明の第1の実施形態を示し、12個の熱電対が取り付けられる範囲の一例を説明する図である。It is a figure which shows the 1st Embodiment of this invention and demonstrates an example of the range to which 12 thermocouples are attached. 本発明の第1の実施形態を示し、波長が3.9[μm]の光の入射角(天頂角)と、その光の二方向性反射率の相対値との関係の一例を示す図である。The 1st Embodiment of this invention is a figure which shows an example of the relationship between the incident angle (zenith angle) of the light whose wavelength is 3.9 [micrometers], and the relative value of the bidirectional reflectance of the light. is there. 本発明の第1の実施形態を示し、情報処理装置の機能構成の一例を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating an example of a functional configuration of an information processing apparatus according to a first embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態を示し、パラメータ記憶部の記憶内容の一例を示す図である。It is a figure which shows the 1st Embodiment of this invention and shows an example of the memory content of a parameter memory | storage part. 本発明の第1の実施形態を示し、情報処理装置における処理動作の一例を説明するフローチャートである。5 is a flowchart illustrating an example of a processing operation in the information processing apparatus according to the first embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態を示し、スラブの表面温度の算出値と真値との差を絶対値で表したものと、スラブの表面温度の真値との関係の一例を示す図である。It is a figure which shows the 1st Embodiment of this invention and shows an example of the relationship between what expressed the difference of the calculated value and true value of the surface temperature of a slab with an absolute value, and the true value of the surface temperature of a slab. . 本発明の第2の実施形態を示し、加熱帯に取り付けられている熱電対の様子の概略を示す図である。It is a figure which shows the 2nd Embodiment of this invention and shows the outline of the mode of the thermocouple attached to the heating zone. 本発明の第3の実施形態を示し、加熱帯に取り付けられている熱電対の様子の概略を示す図である。It is a figure which shows the 3rd Embodiment of this invention and shows the outline of the mode of the thermocouple attached to the heating zone. 本発明の第1〜第3の実施形態を示し、表面温度測定システムにより算出された「スラブの被測定領域の表面温度」と、スラブの表面に取り付けられた熱電対で測定された「スラブの被測定領域の表面温度」との関係の一例を示す図である。The 1st-3rd embodiment of this invention is shown, and "surface temperature of the to-be-measured area | region of a slab" calculated by the surface temperature measurement system and "slab of the slab" measured with the thermocouple attached to the surface of the slab It is a figure which shows an example of a relationship with "the surface temperature of a to-be-measured area". 本発明の第4の実施形態を示し、表面温度測定システムの適用対象の一例である多帯式ウォーキングビーム式連続加熱炉の概略構成の一例を示す図である。It is a figure which shows the 4th Embodiment of this invention and shows an example of schematic structure of the multiband type walking beam type continuous heating furnace which is an example of the application object of a surface temperature measurement system. 本発明の第5の実施形態を示し、表面温度測定システムの適用対象の一例である多帯式ウォーキングビーム式連続加熱炉の概略構成の一例を示す図である。It is a figure which shows the 5th Embodiment of this invention and shows an example of schematic structure of the multiband type walking beam type continuous heating furnace which is an example of the application object of a surface temperature measurement system. 本発明の第6の実施形態を示し、表面温度測定システムの適用対象の一例である多帯式ウォーキングビーム式連続加熱炉の概略構成の一例を示す図である。It is a figure which shows the 6th Embodiment of this invention and shows an example of schematic structure of the multiband type walking beam type | mold continuous heating furnace which is an example of the application object of a surface temperature measurement system.

符号の説明Explanation of symbols

10 加熱炉
11 非燃焼帯
12 予熱帯
12a 天井面
12b 天井面に形成された孔
13 加熱帯
13a 天井面
13b 天井面に形成された孔
13c 天井面の任意の点
14 均熱帯
15 軸流バーナー
16 ルーフバーナー
17 サイドバーナー
21 スラブ
21a 温度測定中心点
41 仮想の円錐
91 実際の放射率が0.87であったときの、スラブの表面温度の算出値と真値との誤差を示すグラフ
92 実際の放射率が0.83であったときの、スラブの表面温度の算出値と真値との誤差を示すグラフ
100〜107 放射温度計
100a〜107a 放射温度計の入光面
100b〜107b 放射温度計の入光面の中心
200 熱電対
301 発光輝度取得部
302 熱電対温度取得部
303 熱電対位置記憶部
304 放射率記憶部
305 二方向性反射率導出部
306 パラメータ算出部
307 パラメータ記憶部
308 第1の発光輝度算出部
309 第2の発光輝度算出部
310 第3の発光輝度算出部
311 表面温度算出部
312 表面温度表示部
400〜403 表示装置
500〜503 情報処理装置
θ 仮想の円錐の天頂角
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Heating furnace 11 Non-combustion zone 12 Pre-tropical zone 12a Ceiling surface 12b Hole 13 formed in the ceiling surface Heating zone 13a Ceiling surface 13b Hole 13c formed in the ceiling surface 14 Any point on the ceiling surface 14 Soaking zone 15 Axial flow burner 16 Roof burner 17 Side burner 21 Slab 21a Temperature measurement center point 41 Virtual cone 91 Graph 92 showing an error between the calculated value of the surface temperature of the slab and the true value when the actual emissivity is 0.87 Graphs 100 to 107 showing errors between the calculated value and the true value of the surface temperature of the slab when the emissivity is 0.83 Radiation thermometers 100a to 107a Light incident surfaces 100b to 107b of the radiation thermometer Radiation thermometer The center 200 of the light incident surface 200 Thermocouple 301 Luminance acquisition unit 302 Thermocouple temperature acquisition unit 303 Thermocouple position storage unit 304 Emissivity storage unit 305 Bidirectional reflectance guide Unit 306 parameter calculation unit 307 parameter storage unit 308 first emission luminance calculation unit 309 second emission luminance calculation unit 310 third emission luminance calculation unit 311 surface temperature calculation unit 312 surface temperature display units 400 to 403 display device 500 to 503 Information processing device θ Virtual cone zenith angle

Claims (23)

加熱炉内で加熱されている被測定物体の表面に入射する外乱光を発生する領域の温度を測定する複数の熱電対による温度測定手段と、
前記被測定物体から発光される波長の光のうち、ガスの放射と吸収とが他の波長帯域よりも小さい特定波長の光の発光輝度を測定する発光輝度測定手段と、
前記被測定物体の表面の放射率を予め記憶する放射率記憶手段と、
前記被測定物体の表面で前記発光輝度測定手段へ反射した迷光雑音輝度を、前記複数の熱電対による温度測定手段により測定された温度を用いて計算する迷光雑音計算手段と、
前記発光輝度測定手段により測定される発光輝度のうち、前記被測定物体自体から発生している自発光輝度を、前記迷光雑音計算手段により計算された迷光雑音輝度と、前記発光輝度測定手段により測定された発光輝度と、前記被測定物体の表面の放射率とを用いて計算する自発光輝度計算手段と、
前記自発光輝度計算手段により計算された自発光輝度と、前記被測定物体の表面の放射率とを用いて、前記被測定物体の表面温度を計算する表面温度計算手段とを有する、被測定物体の表面温度を測定する表面温度測定システムであって、
前記迷光雑音計算手段は、
前記外乱光を発生する領域のうち、前記複数の熱電対による温度測定手段による温度測定対象領域を含む領域を複数のゾーンに分割し、分割したゾーン毎に、前記被測定物体の表面で反射した迷光雑音輝度を計算し、当該ゾーン毎の迷光雑音輝度を加算して、当該ゾーンに起因する迷光雑音輝度を求めるゾーン迷光雑音計算手段と、
前記外乱光を発生する領域のうち、前記ゾーン外の領域に起因する、前記被測定物体の表面で反射した迷光雑音輝度を計算するゾーン外迷光雑音計算手段と、
前記特定波長の光における前記被測定物体の二方向性反射率を導出する二方向性反射率導出手段と、
前記発光輝度測定手段の測定点から前記ゾーンの代表点を見る立体角を、前記ゾーン毎に予め記憶する立体角記憶手段と、を有し、
前記ゾーン迷光雑音計算手段におけるゾーン毎の迷光雑音輝度の計算は、前記ゾーン毎の代表点の温度から計算されるゾーン毎の外乱光の輝度と、前記二方向性反射率と、計算対象のゾーン毎における前記立体角とを用いて行われ、
前記ゾーン外迷光雑音計算手段における、前記ゾーン外の領域に起因する迷光雑音輝度の計算は、前記ゾーン外の代表点の温度から計算されるゾーン外の領域の外乱光の輝度と、前記被測定物体の表面の放射率と、前記二方向性反射率と、計算対象のゾーン毎における前記立体角とを用いて行われ、
前記ゾーンに起因する迷光雑音輝度と、前記ゾーン外に起因する迷光雑音輝度とを加算して、前記被測定物体の表面で反射した迷光雑音輝度を計算することを特徴とする表面温度測定システム。
Temperature measuring means using a plurality of thermocouples for measuring the temperature of a region that generates disturbance light incident on the surface of the object to be measured being heated in the heating furnace ;
A light emission luminance measuring means for measuring light emission luminance of light having a specific wavelength, in which light emission and absorption of gas is smaller than other wavelength bands among light having a wavelength emitted from the object to be measured,
Emissivity storage means for storing in advance the emissivity of the surface of the object to be measured;
Stray light noise calculation means for calculating the stray light noise brightness reflected on the surface of the object to be measured by the light emission brightness measurement means using the temperature measured by the temperature measurement means by the plurality of thermocouples ;
Of the light emission luminances measured by the light emission luminance measurement means, the self light emission luminance generated from the measured object itself is measured by the stray light noise luminance calculated by the stray light noise calculation means and the light emission luminance measurement means. Self-luminous luminance calculation means for calculating using the emitted luminance and the emissivity of the surface of the object to be measured ;
An object to be measured having surface temperature calculation means for calculating the surface temperature of the object to be measured using the self-luminance brightness calculated by the light emission luminance calculation means and the emissivity of the surface of the object to be measured; A surface temperature measurement system for measuring the surface temperature of
The stray light noise calculating means includes:
Of the region that generates the disturbance light, the region including the temperature measurement target region by the temperature measuring means using the plurality of thermocouples is divided into a plurality of zones, and the divided zones are reflected on the surface of the object to be measured. the stray light noise luminance calculated, by adding the stray noise intensity for each said zone, and zone stray noise calculating means asking you to stray noise intensity due to the zone,
Out-of-zone stray light noise calculation means for calculating the stray light noise brightness reflected from the surface of the object to be measured due to the out-of-zone area out of the disturbance light generation area;
Bidirectional reflectance deriving means for deriving the bidirectional reflectance of the object to be measured in the light of the specific wavelength;
Solid angle storage means for preliminarily storing, for each zone, a solid angle for viewing the representative point of the zone from the measurement point of the light emission luminance measuring means ,
The calculation of the stray light noise luminance for each zone in the zone stray light noise calculation means is performed by calculating the disturbance light luminance for each zone calculated from the temperature of the representative point for each zone, the bidirectional reflectance, and the zone to be calculated. With the solid angle at every
In the extra-zone stray light noise calculation means, the calculation of the stray light noise luminance due to the area outside the zone is performed by calculating the luminance of the disturbance light in the area outside the zone calculated from the temperature of the representative point outside the zone, and the measured object. Performed using the emissivity of the surface of the object, the bidirectional reflectance, and the solid angle for each zone to be calculated,
And stray light noise intensity due to the zone, by adding the stray noise brightness caused outside the zone, the surface temperature measurement system and calculates the stray noise intensity reflected by the surface of the object to be measured.
前記ゾーン迷光雑音計算手段は、前記複数の温度測定手段による温度測定対象領域を複数に分割したゾーン毎に、前記被測定物体の表面で反射した迷光雑音輝度を計算することを特徴とする請求項1に記載の表面温度測定システム。 The zone stray light noise calculation unit calculates the stray light noise luminance reflected from the surface of the object to be measured for each zone obtained by dividing the temperature measurement target region by the plurality of temperature measurement units into a plurality of zones. 2. The surface temperature measurement system according to 1. 前記ゾーン迷光雑音計算手段は、前記複数の温度測定手段による温度測定対象領域よりも広い領域を複数に分割したゾーン毎に、前記被測定物体の表面で反射した迷光雑音輝度を計算することを特徴とする請求項1に記載の表面温度測定システム。 The zone stray light noise calculating means calculates the stray light noise luminance reflected from the surface of the object to be measured for each zone obtained by dividing a region wider than the temperature measurement target area by the plurality of temperature measuring means into a plurality of zones. The surface temperature measurement system according to claim 1 . 前記ゾーンの数は、前記複数の温度測定手段の数と同数であることを特徴とする請求項又はに記載の表面温度測定システム。 The number of the zones, the surface temperature measuring system according to claim 2 or 3, characterized in that it is equal to the number of said plurality of temperature measuring means. 前記ゾーンの数は、前記複数の温度測定手段の数よりも多いことを特徴とする請求項又はに記載の表面温度測定システム。 The surface temperature measuring system according to claim 2 or 3 , wherein the number of the zones is larger than the number of the plurality of temperature measuring means. 前記発光輝度測定手段は、その光の検出面が、前記被測定物体の被測定領域と正対する位置に設けられることを特徴とする請求項1〜の何れか1項に記載の表面温度測定システム。 The emission luminance measuring means, the detection surface of the light, the surface temperature measurement, wherein in any one of claim 1 to 5, characterized in that provided in the measurement area of the object to be measured and the position facing system. 前記被測定物体の被測定領域内の点から、前記発光輝度測定手段の方向に広がる天頂角が45[°]の円錐があると見なした場合のその円錐の内部の領域内に、前記複数の温度測定手段の温度測定対象領域が存在するように、前記複数の温度測定手段を点在させるようにしたことを特徴とする請求項1〜の何れか1項に記載の表面温度測定システム。 When it is considered that there is a cone having a zenith angle of 45 [°] extending in the direction of the light emission luminance measuring means from a point in the measurement area of the object to be measured, The surface temperature measurement system according to any one of claims 1 to 6 , wherein the plurality of temperature measurement means are interspersed so that a temperature measurement target region of the temperature measurement means exists. . 前記発光輝度測定手段は、その光の検出面が、前記加熱炉の上方から、加熱炉の天井に開けられた孔を通して、前記加熱炉内にある被測定物体を望む位置に設けられ、
前記複数の温度測定手段は、前記加熱炉の天井の炉壁に設けられ、
前記被測定物体は、ガス焚き加熱炉内で加熱されている鋼材であり、
前記発光輝度測定手段により測定する特定波長は、略3.9[μm]であることを特徴とする請求項1〜の何れか1項に記載の表面温度測定システム。
The light emission luminance measuring means is provided at a position where the light detection surface is desired from above the heating furnace, through a hole opened in the ceiling of the heating furnace, to the object to be measured in the heating furnace,
The plurality of temperature measuring means is provided on a furnace wall of a ceiling of the heating furnace,
The object to be measured is a steel material heated in a gas-fired heating furnace,
The surface temperature measurement system according to any one of claims 1 to 7 , wherein the specific wavelength measured by the light emission luminance measuring means is approximately 3.9 [µm].
請求項1〜の何れか1項に記載の表面温度測定システムを複数セット有することを特徴とする表面温度測定システム。 A surface temperature measurement system comprising a plurality of sets of the surface temperature measurement system according to any one of claims 1 to 8 . 請求項に記載の表面温度測定システムであって、請求項1〜の何れか1項に記載の表面温度測定システムにおける発光輝度測定手段と複数の温度測定手段とを、前記加熱炉の長手方向及び幅方向の何れか又は両方に並べ、所定のタイミングに、被測定物体の表面温度の測定を実行する機能を有することを特徴とする表面温度測定システム。 A surface temperature measuring system according to claim 9, and a light-emitting luminance measurement means in the surface temperature measuring system according to any one of claim 1 to 9 and a plurality of temperature measuring means, the longitudinal of said heating furnace A surface temperature measurement system, which is arranged in one or both of the direction and the width direction and has a function of executing measurement of the surface temperature of an object to be measured at a predetermined timing. 請求項1〜10の何れか1項に記載の表面温度測定システムを有することを特徴とする加熱炉。 A heating furnace comprising the surface temperature measurement system according to any one of claims 1 to 10 . 加熱炉内で加熱されている被測定物体の表面に入射する外乱光を発生する領域の温度を、複数の熱電対による温度測定手段を用いて測定する温度測定ステップと、
前記被測定物体から発光される波長の光のうち、ガスの放射と吸収とが他の波長帯域よりも小さい特定波長の光の発光輝度を、発光輝度測定手段により測定する発光輝度測定ステップと、
前記被測定物体の表面の放射率を予め記憶する放射率記憶ステップと、
前記被測定物体の表面で発光輝度測定手段へ反射した迷光雑音輝度を、前記複数の熱電対による温度測定ステップにより測定された温度を用いて計算する迷光雑音計算ステップと、
前記発光輝度測定ステップにより測定される発光輝度のうち、前記被測定物体自体から発生している自発光輝度を、前記迷光雑音計算ステップにより計算された迷光雑音輝度と、前記発光輝度測定ステップにより測定された発光輝度と、前記被測定物体の表面の放射率とを用いて計算する自発光輝度計算ステップと、
前記自発光輝度計算ステップにより計算された自発光輝度と、前記被測定物体の表面の放射率とを用いて、前記被測定物体の表面温度を計算する表面温度計算ステップとを有する、被測定物体の表面温度を測定する表面温度測定方法であって、
前記迷光雑音計算ステップは、
前記外乱光を発生する領域のうち、前記複数の熱電対による温度測定手段による温度測定対象領域を含む領域を複数のゾーンに分割し、分割したゾーン毎に、前記被測定物体の表面で反射した迷光雑音輝度を計算し、当該ゾーン毎の迷光雑音輝度を加算して、当該ゾーンに起因する迷光雑音輝度を求めるゾーン迷光雑音計算ステップと、
前記外乱光を発生する領域のうち、前記ゾーン外の領域に起因する、前記被測定物体の表面で反射した迷光雑音輝度を計算するゾーン外迷光雑音計算ステップと、
前記特定波長の光における前記被測定物体の二方向性反射率を導出する二方向性反射率導出ステップと、
前記発光輝度測定手段の測定点から前記ゾーンの代表点を見る立体角を、前記ゾーン毎に予め記憶する立体角記憶ステップと、を有し、
前記ゾーン迷光雑音計算ステップにおけるゾーン毎の迷光雑音輝度の計算は、前記ゾーン毎の代表点の温度から計算されるゾーン毎の外乱光の輝度と、前記二方向性反射率と、計算対象のゾーン毎における前記立体角とを用いて行われ、
前記ゾーン外迷光雑音計算ステップにおける、前記ゾーン外の領域に起因する迷光雑音輝度の計算は、前記ゾーン外の代表点の温度から計算されるゾーン外の領域の外乱光の輝度と、前記被測定物体の表面の放射率と、前記二方向性反射率と、計算対象のゾーン毎における前記立体角とを用いて行われ、
前記ゾーンに起因する迷光雑音輝度と、前記ゾーン外に起因する迷光雑音輝度とを加算して、前記被測定物体の表面で反射した迷光雑音輝度を計算することを特徴とする表面温度測定方法。
A temperature measuring step for measuring the temperature of a region that generates disturbance light incident on the surface of the object to be measured being heated in the heating furnace, using temperature measuring means using a plurality of thermocouples;
A light emission luminance measuring step of measuring the light emission luminance of light having a specific wavelength smaller than the other wavelength bands among the light of the wavelength emitted from the object to be measured by the light emission luminance measuring means,
An emissivity storage step for preliminarily storing the emissivity of the surface of the object to be measured;
A stray light noise calculation step for calculating the stray light noise luminance reflected to the light emission luminance measurement means on the surface of the object to be measured using the temperature measured by the temperature measurement step by the plurality of thermocouples;
Among the light emission luminances measured in the light emission luminance measurement step, the self light emission luminance generated from the measured object itself is measured by the stray light noise luminance calculated by the stray light noise calculation step and the light emission luminance measurement step. A self-luminous luminance calculation step for calculating using the emitted luminance and the emissivity of the surface of the measured object;
An object to be measured having a surface temperature calculation step of calculating a surface temperature of the object to be measured using the self-luminance brightness calculated in the self-luminance luminance calculation step and the emissivity of the surface of the object to be measured; A surface temperature measuring method for measuring the surface temperature of
The stray light noise calculation step includes:
Of the region that generates the disturbance light, the region including the temperature measurement target region by the temperature measuring means using the plurality of thermocouples is divided into a plurality of zones, and the divided zones are reflected on the surface of the object to be measured. A zone stray light noise calculation step for calculating the stray light noise brightness, adding the stray light noise brightness for each zone , and obtaining the stray light noise brightness due to the zone, and
Out-of-zone stray light noise calculation step for calculating the stray light noise brightness reflected on the surface of the object to be measured due to the out-of-zone area among the areas where the disturbance light is generated;
A bidirectional reflectance derivation step for deriving a bidirectional reflectance of the object to be measured in the light of the specific wavelength;
A solid angle storage step for preliminarily storing, for each zone, a solid angle for viewing the representative point of the zone from the measurement point of the light emission luminance measuring means,
The calculation of the stray light noise luminance for each zone in the zone stray light noise calculation step is performed by calculating the disturbance light luminance for each zone calculated from the temperature of the representative point for each zone, the bidirectional reflectance, and the zone to be calculated. With the solid angle at every
In the extra-zone stray light noise calculation step, the stray light noise luminance due to the area outside the zone is calculated from the disturbance light luminance in the area outside the zone calculated from the temperature of the representative point outside the zone, and the measurement target. Performed using the emissivity of the surface of the object, the bidirectional reflectance, and the solid angle for each zone to be calculated,
A method of measuring a surface temperature, wherein the stray light noise luminance caused by the zone and the stray light noise luminance caused by the outside of the zone are added to calculate the stray light noise luminance reflected from the surface of the object to be measured.
前記ゾーン迷光雑音計算ステップは、前記複数の温度測定手段による温度測定対象領域を複数に分割したゾーン毎に、前記被測定物体の表面で反射した迷光雑音輝度を計算することを特徴とする請求項12に記載の表面温度測定方法。 The zone stray light noise calculation step calculates the luminance of stray light noise reflected from the surface of the object to be measured for each zone obtained by dividing the temperature measurement target region by the plurality of temperature measuring means into a plurality of zones. 12. The surface temperature measuring method according to 12 . 前記ゾーン迷光雑音計算ステップは、前記複数の温度測定手段による温度測定対象領域よりも広い領域を複数に分割したゾーン毎に、前記被測定物体の表面で反射した迷光雑音輝度を計算することを特徴とする請求項12に記載の表面温度測定方法。 In the zone stray light noise calculation step, the stray light noise brightness reflected from the surface of the object to be measured is calculated for each zone obtained by dividing a region wider than the temperature measurement target region by the plurality of temperature measuring means into a plurality of zones. The surface temperature measuring method according to claim 12 . 前記ゾーンの数は、前記複数の温度測定手段の数と同数であることを特徴とする請求項13又は14に記載の表面温度測定方法。 The number of the zones, the surface temperature measuring method according to claim 13 or 14, characterized in that it is equal to the number of said plurality of temperature measuring means. 前記ゾーンの数は、前記複数の温度測定手段の数よりも多いことを特徴とする請求項13又は14に記載の表面温度測定方法。 The number of the zones, the surface temperature measuring method according to claim 13 or 14, characterized in that more than the number of said plurality of temperature measuring means. 前記発光輝度測定手段は、その光の検出面が、前記被測定物体の被測定領域と正対する位置に設けられることを特徴とする請求項1216の何れか1項に記載の表面温度測定方法。 The surface temperature measurement according to any one of claims 12 to 16 , wherein the light emission luminance measuring means has a light detection surface provided at a position facing a measurement area of the measurement object. Method. 前記被測定物体の被測定領域内の点から、前記発光輝度測定ステップの方向に広がる天頂角が45[°]の円錐があると見なした場合のその円錐の内部の領域内に、前記複数の温度測定手段の温度測定対象領域が存在するように、前記複数の温度測定手段を点在させるようにしたことを特徴とする請求項1217の何れか1項に記載の表面温度測定方法。 When it is considered that there is a cone having a zenith angle of 45 [°] extending in the direction of the emission luminance measurement step from a point in the measurement region of the object to be measured, The surface temperature measurement method according to any one of claims 12 to 17 , wherein the plurality of temperature measurement means are interspersed so that a temperature measurement target region of the temperature measurement means exists. . 前記発光輝度測定手段は、その光の検出面が、前記加熱炉の上方から、加熱炉の天井に開けられた孔を通して、前記加熱炉内にある被測定物体を望む位置に設けられ、
前記複数の温度測定手段は、前記加熱炉の天井の炉壁に設けられ、
前記被測定物体は、ガス焚き加熱炉内で加熱されている鋼材であり、
前記発光輝度測定手段により測定する特定波長は、略3.9[μm]であることを特徴とする請求項1218の何れか1項に記載の表面温度測定方法。
The light emission luminance measuring means is provided at a position where the light detection surface is desired from above the heating furnace, through a hole opened in the ceiling of the heating furnace, to the object to be measured in the heating furnace,
The plurality of temperature measuring means is provided on a furnace wall of a ceiling of the heating furnace,
The object to be measured is a steel material heated in a gas-fired heating furnace,
The surface temperature measuring method according to any one of claims 12 to 18 , wherein the specific wavelength measured by the emission luminance measuring means is approximately 3.9 [µm].
前記発光輝度測定ステップは、700[℃]以上に加熱されている被測定物体から入射する光を検出することを特徴とする請求項1219の何れか1項に記載の表面温度測定方法。 The surface temperature measurement method according to any one of claims 12 to 19 , wherein in the emission luminance measurement step, light incident from an object to be measured heated to 700 [° C] or higher is detected. 請求項1〜10の何れか1項に記載の表面温度測定システムにおける発光輝度測定手段と複数の温度測定手段とを、前記加熱炉の被測定物体の搬送方向に複数セット並べて設置し、被測定物体の略同一箇所を所定のタイミングで測温することにより、被測定物体の温度履歴を測定することを特徴とする表面温度測定方法。 A plurality of sets of light emission luminance measurement means and a plurality of temperature measurement means in the surface temperature measurement system according to any one of claims 1 to 10 are arranged side by side in the conveyance direction of the object to be measured in the heating furnace, A method for measuring a surface temperature, characterized in that a temperature history of an object to be measured is measured by measuring the temperature of substantially the same part of the object at a predetermined timing. 請求項1〜10の何れか1項に記載された表面温度測定システムにおける発光輝度測定手段と複数の温度測定手段とを、任意の方向に複数セットを並べて設置し、被測定物体の異なる領域を同時に測温することにより、被測定物体の任意の方向における温度分布を測定することを特徴とする表面温度測定方法。 A light emission luminance measuring means and a plurality of temperature measuring means in the surface temperature measuring system according to any one of claims 1 to 10 , wherein a plurality of sets are arranged in an arbitrary direction, and different regions of an object to be measured are arranged. A method for measuring a surface temperature, which measures temperature distribution in an arbitrary direction of an object to be measured by simultaneously measuring temperature. 加熱炉内で加熱されている被測定物体から発光される波長の光のうち、ガスの放射と吸収とが他の波長帯域よりも小さい特定波長の光の発光輝度を測定する発光輝度測定手段と、
前記被測定物体の表面に入射する外乱光を発生する領域の温度を測定する複数の熱電対による温度測定手段と、における測定値を用いて、前記被測定物体の表面温度を測定することをコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムであって、
前記被測定物体の表面の放射率を予め記憶する放射率記憶ステップと、
前記被測定物体の表面で前記発光輝度測定手段へ反射した迷光雑音輝度を、前記複数の熱電対による温度測定手段により測定された温度を用いて計算する迷光雑音計算ステップと、
前記発光輝度測定手段により測定される発光輝度のうち、前記被測定物体自体から発生している自発光輝度を、前記迷光雑音計算ステップにより計算された迷光雑音輝度と、前記発光輝度測定手段により測定された発光輝度と、前記被測定物体の表面の放射率とを用いて計算する自発光輝度計算ステップと、
前記自発光輝度計算ステップにより計算された自発光輝度と、前記被測定物体の表面の放射率とを用いて、前記被測定物体の表面温度を計算する表面温度計算ステップとをコンピュータに実行させ、
前記迷光雑音計算ステップは、
前記外乱光を発生する領域のうち、前記複数の熱電対による温度測定手段による温度測定対象領域を含む領域を複数のゾーンに分割し、分割したゾーン毎に、前記被測定物体の表面で反射した迷光雑音輝度を計算し、当該ゾーン毎の迷光雑音輝度を加算して、当該ゾーンに起因する迷光雑音輝度を求めるゾーン迷光雑音計算ステップと、
前記外乱光を発生する領域のうち、前記ゾーン外の領域に起因する、前記被測定物体の表面で反射した迷光雑音輝度を計算するゾーン外迷光雑音計算ステップと、
前記特定波長の光における前記被測定物体の二方向性反射率を導出する二方向性反射率導出ステップと、
前記発光輝度測定手段の測定点から前記ゾーンの代表点を見る立体角を、前記ゾーン毎に予め記憶する立体角記憶ステップと、を有し、
前記ゾーン迷光雑音計算ステップにおけるゾーン毎の迷光雑音輝度の計算は、前記ゾーン毎の代表点の温度から計算されるゾーン毎の外乱光の輝度と、前記二方向性反射率と、計算対象のゾーン毎における前記立体角とを用いて計算し、
前記ゾーン外迷光雑音計算ステップにおける、前記ゾーン外の領域に起因する迷光雑音輝度の計算は、前記ゾーン外の代表点の温度から計算されるゾーン外の領域の外乱光の輝度と、前記被測定物体の表面の放射率と、前記二方向性反射率と、計算対象のゾーン毎における前記立体角とを用いて行われ、
前記ゾーンに起因する迷光雑音輝度と、前記ゾーン外に起因する迷光雑音輝度とを加算して、前記被測定物体の表面で反射した迷光雑音輝度を計算することを特徴とするコンピュータプログラム。
A light emission luminance measuring means for measuring light emission luminance of light of a specific wavelength in which light emission and absorption of gas is smaller than other wavelength bands among light of a wavelength emitted from an object to be measured heated in a heating furnace; ,
Measuring the surface temperature of the object to be measured using measured values in a plurality of thermocouple temperature measuring means for measuring the temperature of a region in which disturbance light incident on the surface of the object to be measured is generated. A computer program for executing the program,
An emissivity storage step for preliminarily storing the emissivity of the surface of the object to be measured;
A stray light noise calculation step for calculating the stray light noise luminance reflected from the surface of the object to be measured to the light emission luminance measuring means using the temperature measured by the temperature measuring means using the plurality of thermocouples;
Of the light emission luminance measured by the light emission luminance measurement means, the self light emission luminance generated from the measured object itself is measured by the stray light noise luminance calculated by the stray light noise calculation step and the light emission luminance measurement means. A self-luminous luminance calculation step for calculating using the emitted luminance and the emissivity of the surface of the measured object;
Using the self-luminous luminance calculated in the self-luminous luminance calculation step and the surface emissivity of the surface of the object to be measured, causing the computer to execute a surface temperature calculating step of calculating the surface temperature of the object to be measured,
The stray light noise calculation step includes:
Of the region that generates the disturbance light, the region including the temperature measurement target region by the temperature measuring means using the plurality of thermocouples is divided into a plurality of zones, and the divided zones are reflected on the surface of the object to be measured. A zone stray light noise calculation step for calculating the stray light noise brightness, adding the stray light noise brightness for each zone , and obtaining the stray light noise brightness due to the zone, and
Out-of-zone stray light noise calculation step for calculating the stray light noise brightness reflected on the surface of the object to be measured due to the out-of-zone area among the areas where the disturbance light is generated;
A bidirectional reflectance derivation step for deriving a bidirectional reflectance of the object to be measured in the light of the specific wavelength;
A solid angle storage step for preliminarily storing, for each zone, a solid angle for viewing the representative point of the zone from the measurement point of the light emission luminance measuring means,
The calculation of the stray light noise luminance for each zone in the zone stray light noise calculation step is performed by calculating the disturbance light luminance for each zone calculated from the temperature of the representative point for each zone, the bidirectional reflectance, and the zone to be calculated. And calculated using the solid angle at every
In the extra-zone stray light noise calculation step, the stray light noise luminance due to the area outside the zone is calculated from the disturbance light luminance in the area outside the zone calculated from the temperature of the representative point outside the zone, and the measurement target. Performed using the emissivity of the surface of the object, the bidirectional reflectance, and the solid angle for each zone to be calculated,
A computer program for calculating the stray light noise luminance reflected on the surface of the object to be measured by adding the stray light noise luminance due to the zone and the stray light noise luminance due to the outside of the zone.
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