JP6620827B2 - 放射温度測定装置及び放射温度測定方法 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の一実施形態である放射温度測定装置の構成を示す模式図である。図1に示すように、本発明の一実施形態である放射温度測定装置1は、鋼板等の移動する不透明な測定対象物Sの反射率を測定することによって得られる測定対象物Sの放射率を用いて測定対象物Sの表面温度を測定する装置であり、光源2、受光光学系3、波長フィルタ4、撮像装置5、演算器6、及びコントローラー7を主な構成要素として備えている。
図2は、測定対象物Sの表面で生じる光学的反射のモデルを示す模式図である。図2に示すように、測定対象物Sの表面は様々な向きを向いた複数の微小平面により構成されていると考えられる。そして、ミクロに見れば入射光は微小平面の一つ一つによって鏡面的に反射される。このとき、入射光の入射方向に対して垂直な微小平面からの反射光R1の伝播方向は測定対象物Sをマクロに見たときの正反射方向と一致するが、入射光の入射方向に対して傾いている微小平面からの反射光R2の伝播方向は測定対象物Sをマクロに見たときの正反射方向とは必ずしも一致しない。ここでは、前者の反射光R1を鏡面反射光R1、後者の反射光R2を鏡面拡散反射光R2と呼ぶことにする。
2 光源
3 受光光学系
4 波長フィルタ
5 撮像装置
6 演算器
7 コントローラー
8 光ファイバー
11 投光光学系
12 反射光学系
S 測定対象物
Claims (7)
- 測定対象物の表面に光を照射する光源と、
前記光源のオン/オフを制御するオン・オフ制御回路と、
受光レンズ系を介して前記測定対象物の表面からの光を受光する受光光学系と、
前記受光光学系が受光した光を撮像する撮像装置と、
前記光源をオンしたときに前記撮像装置によって撮像された画像から鏡面反射光を受光している画素を抽出し、抽出された画素の輝度値を用いて前記測定対象物の反射率を算出する反射率算出部と、
前記反射率算出部によって算出された反射率から前記測定対象物の放射率を算出する放射率算出部と、
前記光源をオフしたときに前記撮像装置によって撮像された画像と前記放射率算出部によって算出された放射率とから前記測定対象物の表面温度を算出する表面温度算出部と、
を備えることを特徴とする放射温度測定装置。 - 前記測定対象物に照射される光の光軸、前記受光光学系で受光される光の光軸、及び前記撮像装置の光軸が、同軸であり、且つ、前記測定対象物の表面の法線方向に対して平行であることを特徴とする請求項1に記載の放射温度測定装置。
- 前記受光光学系はテレセントリック光学系であることを特徴とする請求項1又は2に記載の放射温度測定装置。
- 前記放射率算出部は、前記光源をオンしたときに前記撮像装置によって撮像された画像の輝度ヒストグラムを算出し、算出された輝度ヒストグラムを用いて輝度値が最大である画素を鏡面反射光を受光している画素として抽出することを特徴とする請求項1〜3のうち、いずれか1項に記載の放射温度測定装置。
- 前記放射率算出部は、前記光源をオンしたときに前記撮像装置によって撮像された画像の輝度ヒストグラムを算出し、算出された輝度ヒストグラムを用いて輝度の大きい方から所定の割合の画素分の輝度の平均値を算出し、算出された平均値以上の輝度値を有する画素を鏡面反射光を受光している画素として抽出することを特徴とする請求項1〜3のうち、いずれか1項に記載の放射温度測定装置。
- 測定対象物の表面に光を照射する光源と、前記光源のオン/オフを制御するオン・オフ制御回路と、受光レンズ系を介して前記測定対象物の表面からの光を受光する受光光学系と、前記受光光学系が受光した光を撮像する撮像装置と、を備える放射温度測定装置を用いた放射温度測定方法であって、
前記光源をオンしたときに前記撮像装置によって撮像された画像から鏡面反射光を受光している画素を抽出し、抽出された画素の輝度値を用いて前記測定対象物の反射率を算出する反射率算出ステップと、
前記反射率算出ステップにおいて算出された反射率から前記測定対象物の放射率を算出する放射率算出ステップと、
前記光源をオフしたときに前記撮像装置によって撮像された画像と前記放射率算出ステップにおいて算出された放射率とから前記測定対象物の表面温度を算出する表面温度算出ステップと、
を含むことを特徴とする放射温度測定方法。 - 前記放射温度測定装置における、前記測定対象物に照射される光の光軸、前記受光光学系で受光される光の光軸、及び前記撮像装置の光軸が、同軸であり、且つ、前記測定対象物の表面の法線方向に対して平行であることを特徴とする請求項6に記載の放射温度測定方法。
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