JPH03115820A - 空気温度計測方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、空気温度計測方法に係り、特に、空気流通方
向に対して垂直な方向の温度分布の計測に関する。

（従来の技術） 車両に設置される空調装置（所謂カーエアコン）の性能
を試験する場合、車室内に空調空気を流通させた状態で
、その車室内の温度分布を計測する空調実験が行われて
いる。そして、これまで、この種の空調実験は、特開昭
５８−１１５３３３号公報に示されているような温度検
出装置によるものの他、空調空気の流通方向に対して平
行な方向の温度分布を計測する方法が採用されていた。

つまり、空調空気の流通方向に対して平行な方向に板材
を配置し、この板材の配設方向に対して垂直な方向、即
ち空調空気の流通方向に対して垂直な方向から温度計測
機としてのｆＲカメラで熱画像を撮影して、温度分布の
計測を行うようにしている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述したような板材によって温度分布を
計測する方法の場合、空調空気の流通方向に対して垂直
な方向の温度分布を正確に計測することはできない。つ
まり、空調空気の流通方向に対して垂直な方向の温度分
布を得ようとした場合、上記板材を空調空気の流通方向
に対して垂直な方向に設置することになり、該板材が空
調空気の流通抵抗となって空調空気の流れが変ることに
なる。従って、通常の空気流通状態が得られず、実際の
空調運転時に対応した正確な温度分布の計測が行えなく
なる。

そこで、本発明は、空調空気の流通方向に対して垂直な
方向の温度分布を計δ−１可能とした空気温度計測方法
を得ることを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するために、本発明では、上記の板材
に代えて空気の流通抵抗の小さい網状の計測部材を用い
、その計測部材の温度分布を計測することとした。そし
て、その具体的な方法としては、空気が流通する室内の
温度分布を温度計測機を用いて計測する空気温度計測方
法に対し、上記室内において網状の計測部材を空気流通
方向に対して垂直に設置し、この計測部材の面に対して
略直交する方向に設置した温度計測機によって計測定部
材及びその背景と、計測部材を取除いた状態の温度分布
とを計７ｆｆｐ１ｔ、、その計測部材とその背景との温
度分布から計測部材を取除いた状態の温度分布を演算処
理により除去することで、計測部材の温度分布のみを得
る方法である。

（作用） 上記の方法によって温度分布を計測する際の演算処理時
に用いられる演算式は以下のようにして導かれる。

先ず、一般式として、室内温度をＴａとし、温度Ｔ、放
射率εの物体を計測する時、温度計測機の出力は、関数
Ｖ　（Ｔ、Ｔａ）で表わされ、下式のようになる。

Ｖ　（Ｔ、Ｔａ）　＝　εＷ　（Ｔ） ＋　　（１−ｔ：　）　Ｗ（Ｔａ）−Ｗ（Ｔａ、）＝　
εＷ　（Ｔ）　　−εＷ　（Ｔａ）　　　＋＋＋−（ｉ
）（Ｗ　（Ｔ）　：温度Ｔの黒体の放射エネルギ）今、
上記物体が（Ｔ＋、εＩ）（Ｔ２．　ε２）の２つの状
態をもつものとし、且つ、検知単位に占める（Ｔ１．ε
１）状態の面積をｘ　（０≦Ｘ≦１）、（Ｔ２．ε２）
状態の面積を１−ｘとすると、 Ｖ　（Ｔ、Ｔａ）＝　ｘ　ｔ：　＋　Ｗ（Ｔ＋　）＋　
　（１−ｘ）　　ε２Ｗ（Ｔ２） −ｘ　εＩＷ（Ｔａ）　−（１−ｘ）　　Ｅ！　Ｗ（Ｔ
ａ）−ｘ　　ε　＋　　Ｖ（Ｔ＋　　、Ｔａ）十（１−
ｘ　）　ｔ：　２　Ｖ　（Ｔ！、Ｔａ１−”（２１とな
る。ここで、室内温度Ｔａが一定である時、温度計１１
１機の出力Ｖは物体の温度Ｔにより一義的に決まるため
、観測温度ＴｉＧよ Ｔｆｌｌ−ｘε＋ＴＩ＋（１−ｘ）ε２Ｔ２・・・・・
・（３）（Ｘ：網状計測部材の一単位当りの鋼素材の占
める面積割合） となる。ここで（Ｔ１．ε１）状態を網状の計測部材と
し、（Ｔ２．ε２）状態をその背景として（３）式を変
形すると、 Ｔ　＋　−１Ｔｍ　−（１−ｘ）　ｔ２　Ｔ　２１　／
ｘ　ε１・・・・・・（４） となる。ここで単純化のために、ε１−ε２＋１とする
と、 Ｔ　＋　−（Ｔｍ　−（１−ｘ）　Ｔ　：　］　／ｘ　
　・旧・・（５）となり、熱画像に対する四則計算によ
り網状計測部材の真の温度が求められ、この式を使って
網状計測部材の温度即ち、空間の温度分布が算出できる
。

また、上記面積割合Ｘと網状計３か１部材の線径及び網
目ピッチとの関係は、上記線径をｙ（０＜ｙ〈ｌ）、網
目ピッチを１、網を垂直に立ててＩＲカメラを水平から
θだけ傾けたとすると、ｘ　（ｃｏｓθ−ｙ）（１ｙ）
−（ｙｃｏｓθ＋　（１−ｙ）ｙｌ　　（１−ｘ）・・
・・・・（６）ｅＯ８θ　（ｘ−ｙ）　　−ｙ　　（１
−ｙ）　　　　　・・・・・・（刀ｘ−ｙ　（１ｙ）　
／ｃｏｓｏ＋ｙ町・・（８）となり、Ｘはｙとθとの関
数であることが判る。

従って、実際の計測時には上記の（５）、（８）式を使
うことによって網状計ｎ１部材のみの温度を算出する。

ところで、上式では画像処理に対する乗除算が必要であ
るが、加減算の機能しか有しないサーモグラフィにこの
式を適用させるには、網状計測部材の形状を適当に選定
することにより、加減算のみで対応できる。即ち、（５
）式において１　／　ｘ　−Ｋとおくと、 Ｔ　＋　−ＫＴｍ　−（Ｋ　−１）　Ｔ　２−Ｋ　（Ｔ
ａ＋＝Ｔ　！　）　＋Ｔ　２　　　　　・・・・・・（
５）′となる。そして、この式を加減算のみで処理する
には、Ｋが自然数である必要があるために、Ｋ−１，２
，３，・・・ ｘ”１＋　　１／２．１／３．・・・　　　　・・・・
・・（９）（９）式において、θ−０とするとＯ＜ｙ＜
１よりｙ−１−（１−ｘ）　１／２　　　　　　・・・
・・・色条性（′７）より、 ｙ　＝０．２９２９，０．１ｇ３５．Ｏ，１３４０，０
，０５１３従って、ｙがこの値をとるような計測部材を
採用すれば加減算のみで、この計）１部材の温度が算出
できることになる。

そして、基本的には、上述した（５）もしくは（５）′
式を用いて、計測部材とその背景との温度分布から計測
部材を取除いた状態の温度分布を演算処理により除去し
、計測部材の温度分布のみを得ることができる。従って
、空気流通抵抗を抑制した状態で、空気の流通方向に対
して垂直な方向の温度分布が計測可能である。

（実施例） 次に、本発明における一実施例を図面に沿って説明する
。

本例では、車両に搭載された空調装置（所謂カーエアコ
ン）の性能試験として、車室１内に空調空気Ａを流通さ
せた状態で、車室内温度分布を計ハ１する空調実験に適
用した場合について説明する。

第１図および第２図に示すように、自動車の車室１内の
インストルメントパネル２には空調空気Ａを車室１内へ
供給するための開口を覆うベンチレータグリル３、サイ
ドベンチレータグリル４及びデフロスタグリル５が配設
されている。この各グリル３，４．５はインストルメン
トパネル２内に配設した空調用ダクト６に接続されてい
て、本実施例に係る空調実験の際には、この空調用ダク
ト６を流れてきた所定温度および所定流速の空調空気が
各グリル３，４．５から車室１内へ吹き出され、その状
態で温度分布が計１１１１１される。以下、その計測方
法の作業手順について説明する。

この計測方法には、複数の線材を縦横に編んで構成され
た計測部材としての計測用網材７と、温度計測機として
のＩＲカメラ８とを用いる。そして、先ず上記計測用網
材７は、車室１内でその温度分布を計測する位置で空気
流通方向に対して垂直な方向の１平面上に配置する。一
方、ＩＲカメラ８は、この計測用網材７よりも後方位置
で車体前方に向けて、即ち計測用網材７及びその背景と
してのインストルメントパネル２の各温度分布を撮影可
能となるように設置する。この状態で上述した如く各グ
リル３，４．５から空調空気を吹出させ、ＩＲカメラ８
により、計測用網材７と、その背景であるインストルメ
ントパネル２との両方の温度分布を熱画像を凍結させる
ことによって撮影する。そして、この撮影された温度分
布をファイル八として媒体に記録しておく。

その後、上記網材７を除去し、その状態、即ち前記の撮
影状態で背景部分のみの温度分布を熱画像を凍結させる
ことによって撮影する。そして、この撮影された背景の
みの温度分布をファイルＢとして媒体に記録する。

しかる後、上記各撮影で得られた温度分布、つまりファ
イルＡ、Ｂのデータを前記「作用の項」で導いた（５）
式若しくは（５）式に代入し、演算処理することでファ
イルＡのデータからファイルＢのデータを減算して、計
測用網材７上のみの温度分布を得る。即ち、ここで得ら
れた計測用網材７の温度分布は、その計７３１１用網材
７が配置されている箇所での空間の温度分布とみなすこ
とができ、従って、空調空気の流通方向に対して垂直な
面上のみの温度分布を計測することができる。

尚、本例では、計測用網材７とその背景との温度分布を
撮影した後に、この計測用網材７を取除いて背景のみの
撮影を行うようにしたが、その順序は入替えてもよい。

また、本発明の方法は、自動車の空調装置の性能試験の
ばか各種の空気温度計測に適用することができる。

（発明の効果） 上述したように、本発明によれば、網状の計７１１１１
部材とその背景との各温度分布から計測部材を取除いた
状態の温度分布を演算処理により除去して、計測部材の
温度分布のみを得るものであるので、空気流通抵抗を抑
制した状態で、空気の流通方向に対して垂直な方向の温
度分布を計測することが可能である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は温度分布計測状
態を示す車室内の側面図、第２図はＩＲ左カメラら見た
車室内を示すインストルメントパネル周辺の正面図であ
る。 １・・・車室（室内） ７・・・計測用網材（計測部材） ８・・・ＩＲ左カメラ温度計測機）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）空気が流通する室内の温度分布を温度計測機を用
   いて計測する空気温度計測方法であって、上記室内に網
   状の計測部材を空気流通方向に対して垂直に設置し、こ
   の計測部材の面に対して略直交する方向に設置した温度
   計測機により、計測部材とその背景との総合の温度分布
   を計測すると共に、計測部材を取除いた状態の背景温度
   分布を計測し、その後、上記計測部材とその背景との温
   度分布から計測部材を取除いた背景温度分布を演算処理
   により除去し、計測部材の温度分布のみを得る空気温度
   計測方法。