JP6765327B2 - 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の放射率を用いて表面温度を測定する装置であり、光源2、同軸落射光学系3、再帰性反射板4、放射光検出器5、オン・オフ制御回路11、及び信号処理装置12を主な構成要素として備えている。
図2は、本発明の一実施形態である放射温度測定方法を説明するための模式図である。本発明の一実施形態である放射温度測定方法では、まず、オン・オフ制御回路11が光源2に制御信号を出力することによって光源2をオンする。これにより、図2(a)に示すように、同軸落射光学系3を介して測定対象物Sの測定面(X,Y)に対して角度+θで入射光L2が入射し、測定面(X,Y)における入射光L2が正反射されて反射光L3が再帰性反射板4に入射する。
2 光源
3 同軸落射光学系
4 再帰性反射板
5 放射光検出器
11 オン・オフ制御回路
12 信号処理装置
S 測定対象物
Claims (6)
- 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、
測定対象物の測定面(X,Y)の垂線に対して傾けて配置された、前記光源からの入射光を前記測定面(X,Y)に照射する同軸落射光学系と、
前記測定面(X,Y)において反射された前記入射光に対して垂直な角度になるように入射面内における前記垂線を挟んで前記同軸落射光学系の位置とは反対側の位置に配置された、前記測定面(X,Y)において反射された前記入射光及び前記測定面(X,Y)から入射した放射光を前記同軸落射光学系に戻す再帰性反射板と、
前記同軸落射光学系に入射した光の輝度を検出する放射光検出器と、
前記放射光検出器によって検出された光の輝度値から前記測定面(X,Y)の表面温度を算出する信号処理装置と、を備え、
前記信号処理装置は、前記オン・オフ制御回路によって前記光源をオン状態にした時に検出された光の輝度値から前記測定面(X,Y)の反射率を算出し、前記オン・オフ制御回路によって前記光源をオフ状態にした時に検出された光の輝度値及び前記反射率から前記測定面(X,Y)の放射率を算出し、前記オン・オフ制御回路によって前記光源をオフ状態にした時に測定面(X,Y)から角度+θ方向に放射されて前記同軸落射光学系に入射した放射光L6と、前記オン・オフ制御回路によって前記光源をオフ状態にした時に測定面(X,Y)から角度−θ方向に放射され、前記再帰性反射板に入射し、前記再帰性反射板の表面において反射され、測定面(X,Y)に対して角度−θで入射した後、反射されて前記同軸落射光学系に入射した反射光L9と、の輝度の和Ra*sum(X,Y)から、以下に示す数式(9)〜(12)を用いて前記オン・オフ制御回路によって前記光源をオフ状態にした時に検出された光の輝度値の補正値Ra* 0(X,Y:T℃、ε=1.0)を算出し、補正値Ra* 0(X,Y:T℃、ε=1.0)を用いて前記測定面(X,Y)の表面温度を算出することを特徴とする放射温度測定装置。
- 前記信号処理装置は、前記オン・オフ制御回路によって前記光源をオン状態にした時に検出された光の輝度値から求められる反射率が前記測定面(X,Y)の反射率の二乗値になっていることを考慮して予め測定しておいた基準反射率に相当する基準輝度値を用いて前記測定面(X,Y)の反射率を算出すると共に、放射率と反射率との和が1.0であるとして前記測定面(X,Y)の放射率を算出す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。
- 前記測定面(X,Y)の表面温度に対応した輝度値が、前記放射光検出器が備えるA/D変換器で有効な輝度レベルになるように前記放射光検出器の検出時間を調整する制御回路を備え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。
- 前記放射光検出器が単一の受光素子によって構成されてい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。
- 前記放射光検出器が二次元のCCDカラーカメラによって構成されてい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。
- 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、測定対象物の測定面(X,Y)の垂線に対して傾けて配置された、前記光源からの入射光を前記測定面(X,Y)に照射する同軸落射光学系と、前記測定面(X,Y)において反射された前記入射光に対して垂直な角度になるように入射面内における前記垂線を挟んで前記同軸落射光学系の位置とは反対側の位置に配置された、前記測定面(X,Y)において反射された前記入射光及び前記測定面(X,Y)から入射した放射光を前記同軸落射光学系に戻す再帰性反射板と、前記同軸落射光学系に入射した光の輝度を検出する放射光検出器と、前記放射光検出器によって検出された光の輝度値から前記測定面(X,Y)の表面温度を算出する信号処理装置と、を備える放射温度測定装置を利用した放射温度測定方法であって、
前記オン・オフ制御回路によって前記光源をオン状態にした時に検出された光の輝度値から前記測定面(X,Y)の反射率を算出するステップと、
前記オン・オフ制御回路によって前記光源をオフ状態にした時に検出された光の輝度値及び前記反射率から前記測定面(X,Y)の放射率を算出するステップと、
前記オン・オフ制御回路によって前記光源をオフ状態にした時に測定面(X,Y)から角度+θ方向に放射されて前記同軸落射光学系に入射した放射光L6と、前記オン・オフ制御回路によって前記光源をオフ状態にした時に測定面(X,Y)から角度−θ方向に放射され、前記再帰性反射板に入射し、前記再帰性反射板の表面において反射され、測定面(X,Y)に対して角度−θで入射した後、反射されて前記同軸落射光学系に入射した反射光L9と、の輝度の和Ra*sum(X,Y)から、以下に示す数式(9)〜(12)を用いて前記オン・オフ制御回路によって前記光源をオフ状態にした時に検出された光の輝度値の補正値Ra* 0(X,Y:T℃、ε=1.0)を算出し、補正値Ra* 0(X,Y:T℃、ε=1.0)を用いて前記測定面(X,Y)の表面温度を算出するステップと、
を含むことを特徴とする放射温度測定方法。
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