JPH0363692B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0363692B2
JPH0363692B2 JP16711483A JP16711483A JPH0363692B2 JP H0363692 B2 JPH0363692 B2 JP H0363692B2 JP 16711483 A JP16711483 A JP 16711483A JP 16711483 A JP16711483 A JP 16711483A JP H0363692 B2 JPH0363692 B2 JP H0363692B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
emissivity
radiation thermometer
measured
temperature
formula
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP16711483A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS6057223A (ja
Inventor
Tokuji Saegusa
Masahiro Watari
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yokogawa Electric Corp filed Critical Yokogawa Electric Corp
Priority to JP16711483A priority Critical patent/JPS6057223A/ja
Publication of JPS6057223A publication Critical patent/JPS6057223A/ja
Publication of JPH0363692B2 publication Critical patent/JPH0363692B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/60Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using determination of colour temperature

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Radiation Pyrometers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、被測定物体から放射された光に、フ
イルタ、分光プリズム等の光透過手段を透過させ
て既知の波長の光にし、この透過光をもとにして
被測定物体の温度を求める放射温度計を用いた温
度測定方法に関するものである。
放射温度計は、非接触で被測定物体の温度を測
定することができる利点を有することから、加熱
された鉄鋼の温度測定等に用いられている。
まず、このような放射温度計の原理について説
明する。
物体が放射する光の分光放射輝度L〓,Tは、物体
の温度T、物体の放射光が透過させられるフイル
タの透過率最大になる波長(以下、中心波長とす
る)λおよび物体の放射率εに依存していて、ウ
イーンの公式とプランクの公式を用いて次のよう
な式で与えられる。
ここで、 C1=1.19096×10-16〔W・m2〕 C2=0.014388〔m・K〕 物体の放射光が透過させられたフイルタの中心
波長をλ1,λ2、中心波長λ1,λ2における物体の放
射率をε1,ε2とすると、各中心波長λ1,λ2と放射
率ε1,ε2における分光放射輝度L1,L2は、(1)式を
用いて、 となる。(2)式を(3)式で割ると、 となり、この式から温度Tを求めると、 T=−C2(1/λ1−1/λ2)/lo{L1/L2(λ1
λ25}+loε2/ε1(5) となる。この式が、分光放射輝度L1,L2を測定
して温度を求める式である。
一般には、放射率ε1,ε2は、波長、温度によつ
て変化するほかに、物体の表面酸化物、付着物等
によつても変わるため、求めることはむずかし
い。このことから、放射率ε1,ε2は中心波長λ1
λ2によつて変わらず、ε1=ε2であるとみなす。こ
のようにすると、(5)式は次式のようになる。
T=−C2(1/λ1−1/λ2)/lo{L1/L2(λ1
λ22}(6) 放射温度計のなかで、2種類の波長の光を用い
て温度を測定する2色放射温度計についての原理
式が(6)式になる。
次に、このような原理を応用した放射温度計の
従来の構成例を第1図に示す。ここでは、放射温
度計のなかで2色放射温度計の場合について示し
ている。
第1図において、10は被測定物体、20は収
光レンズ、30はフイルタホイール、40は検出
部、50は演算部である。
被測定物体10は、例えば高温で加熱された鉄
鋼であり、光を放射する。
収光レンズ20は、被測定物体10の放射光を
収束する。
フイルタホイール30には、異なつた中心波長
λ1およびλ2のフイルタ311および312が取り付
けられていて、モータ32により回転させられ
る。フイルタホイール30の回転位置により、収
光レンズ20で収束された光は、フイルタ311
と312を透過させられる。この場合は、光透過
手段としてフイルタ311,312が用いられる。
検出部40は、フイルタ311と312を透過し
た光を検出し、分光放射輝度L1,L2に応じた信
号に分離して出力する。
演算部50は、検出部40の出力をもとにして
(6)式を用いて演算を行ない、測定温度を求める。
このような構成の放射温度計において、被測定
物体の温度は次のようにして求められる。
被測定物体10の放射光は、収光レンズ20に
より収束させられ、フイルタ31を透過させられ
る。
フイルタ31は、311と312のうち収光レン
ズ20に対向する位置にあるものが透過に使用さ
れる。使用するフイルタの交換は、モータ32で
フイルタホイール30を回転することにより行な
う。フイルタ311と312は交互に使用される。
フイルタ311と312を透過した光は、検出部
40で受けられ、それぞれ分光放射輝度L1とL2
に応じた信号に変換される。演算部50は、検出
部40からの信号をもとにして(6)式を用いて演算
を行ない、測定温度を求める。
しかし、このような放射温度計を用いた温度測
定方法では、次のような問題点があつた。
演算部50は、(6)式を用いてすなわち放射率が
ε1=ε2であるとみなして演算を行なつている。こ
のことから、演算50の演算では、放射率ε1とε2
の相違を考慮した演算がなされていない。このた
め、放射率がε1≠ε2の場合には、(6)式を用いて求
められた測定温度には誤差が生じる。これによつ
て、この放射温度計を用いた温度測定方法では、
放射率の変化により測定誤差が生じやすいという
問題点があつた。
本発明は上述したような問題点を除去するため
になされたものであり、放射率の変化しても測定
誤差が生じにくい放射温度計を用いた温度測定方
法を提供することを目的とする。
本発明は、被測定物体から放射された光に、光
透過手段を透過させて既知の波長の光にし、この
透過光を検出部で受け、この検出部の出力をもと
にしてウイーンの公式またはプランクの公式を用
いて前記被測定物体の温度を求める放射温度計を
用いて温度を測定する方法において、 次の工程を有することを特徴とする放射温度計
を用いた温度測定方法である。
前記被測定物体の放射率を近似する複数の放
射率近似関数の中からいずれか1つの関数を選
択する工程。ここで、各放射率近似関数は、放
射温度計で用いる透過光の数よりも少ない個数
の未知数を含んでいて、少なくとも1つは波長
の関数になつている。
放射温度計で用いる各透過光について分光放
射輝度を測定し、の工程で選択した放射率近
似関数を用いて各測定値を与える式を連立方程
式とし、放射率近似関数に含まれる未知数の値
を求め、求めた値をもとに放射温度計で用いる
各透過光についてそれぞれ近似放射率を求める
工程。
求めた各近似放射率どうしの差をとる工程。
でとつた差の絶対値が所定の基準値よりも
小さいか否かを判断する工程。
の判断がYESである場合は、他の放射率
近似関数を選択して〜の処理をくり返す工
程。
の判断がNOである場合またはの処理で
の判断がNOである場合は、選択した放射率
近似関数により求めた放射率を用いてウイーン
の公式またはプランクの公式から測定温度を求
める工程。
第2図は本発明にかかる方法を実施するための
放射温度計の構成例を示した図であり、ここでは
2色放射温度計の場合について例示している。第
2図において、第1図と同一のものは同一符号を
付ける。
第2図において、60は演算部である。
演算部60は、被測定物体10の放射率εを近
似した複数個の放射率近似関数を内蔵していて、
この複数個の放射率近似関数の中から最初な関数
を選び出し、この関数により近似した放射率を用
いて、ウイーンの公式またプランクの公式から測
定温度を求める学習付機能を有するものである。
具体的な演算については後述する。
このような放射温度計において、測定温度は次
のようにして求められる。
第3図は、放射率近似関数を選出する手順の一
例を示したフローチヤートである。
この放射温度計では、第1図の放射温度計と同
様にして、分光放射輝度L1,L2に応じた信号が
検出部40から分離された状態で出力される。そ
して、この信号は演算部60に送られる。
演算部60は、放射率εを近似する関数(以
下、放射率近似関数とする。)を複数個内蔵して
いる。そして、これら複数個の放射率近似関数の
うち、少なくとも1個は波長の関数である。ここ
では、例えば、放射温度計が2色放射温度計であ
り、放射率近似関数がe〓〓2,e〓〓およびe〓(α,β

係数)である場合について説明する。
演算部60は、先ず放射率近似関数e〓〓2につい
て次のような判断をする。
すなわち、放射率ε1とε2をe〓〓2 1とe〓〓2 2で近似

る。このときには、(2)式と(3)式は次のようにな
る。
(7)式と(8)式では、温度Tと係数βが未知数であ
る。このことから、(7)式と(8)式を解くと、温度T
と係数βが求められる。ここで、求められたβを
用いて、|e〓〓2 1−e〓〓2 2|<Sについての判断をす
る。この判断は、第3図のフローチヤートの判断
Aに相当する。ここで、Sは所定の適切な値であ
る。この判断Aは、測定誤差に関連した判断であ
る。
|e〓〓2 1−e〓〓2 2|<Sについての判断がNOである
場合は、放射率についての近似の効果があると判
断して、放射率近似関数e〓〓2を用いて放射率εを
近似する。
一方、|e〓〓2 1−e〓〓2 2|<Sについての判断がYE
S
である場合は、放射率についての近似の効果がう
すいと判断して第3図の判断Bを行なう。
判断Bは、|e〓〓1−e〓〓2|<Sについての判断で
ある。ここで、係数βは、|e〓〓2 1−e〓〓2 2|<Sに

いての判断の場合と同様に、分光放射輝度L1
L2についての連立方程式から求められたもので
ある。この判断Bも測定誤差に関連した判断であ
る。
|e〓〓1−e〓〓2|<Sについての判断がNOである
場合は、放射率についての近似の効果があるもの
と判断して、放射率近似関数e〓〓を用いて放射率
εを近似する。
一方、|e〓〓1−e〓〓2|<Sについての判断がYES
である場合は、放射率についての近似の効果がう
すいと判断して、放射率ε1とε2を放射率近似関数
e〓で近似する。この場合は、ε1=ε2とみなした場
合である。
このようにして選出した放射率近似関数を用い
て放射率ε1とε2を求め、この放射率ε1とε2を(2)式
と(3)式に代入し、これらの式から温度Tを求め
る。この温度Tを測定温度とする。
本発明によれば、次のような効果が得られる。
演算部60は、放射率近似関数を複数個内蔵し
ていて、測定条件に応じて最適な放射率近似関数
を選び出し、この関数で近似した放射率を用いて
測定温度を求めるようにした学習付機能を有する
ものである。これによつて、放射率が変化しても
その変化を考慮した演算によつて測定温度が求め
られる。このことから、放射率が変化しても測定
温度に誤差が生じにくくなる。
第4図は、放射率近似関数を選出する手順の他
の例を示したフローチヤートである。
第4図のフローチヤートでは、放射率近似関数
e〓〓2,e〓〓およびe〓の大きさについて判断Cおよび
Dを行ない、これらの判断をもとにして放射率近
似関数として選出する。このようなフローチヤー
トでは、放射率が0.4以上1以下になるような放
射率近似関数を選び出す。
なお、実施例では放射温度計が2色放射温度計
である場合について説明したが、放射温度計は2
色放射温度計以外の単色放射温度計または多色放
射温度計であつてもよい。
また、実施例では放射率近似関数としてそれぞ
れ1個の未知数を含むものを用いた場合について
説明したが、放射温度計の色の数に応じて放射率
近似関数としてこれ以外の個数の未知数を含むも
のを用いてもよい。例えば、4色以上の多色放射
温度計の場合は、N色放射温度計については、N
−2個の未知数を含んだ放射率近似関数を用いる
ようにしてもよい。
また、実施例ではフイルタホイール30,フイ
ルタ31およびモータ32を用いて放射光を既知
の波長の光にする場合について説明したが、これ
に限らず、光スイツチ、分光プリズム、回折格子
等を用いて放射光を既知の波長の光にしてもよ
い。この場合は、光透過手段としてフイルタ31
のかわりに光スイツチ、分光プリズム回折格子を
用いている。これによつて、構成が簡単になりし
かも小型化される。また、分光プリズム、回折格
子等を用いた場合は、異なつた波長の光を検出部
40で同時に検出することができる。。れによつ
て測定温度を求めるのに要する時間が短くなり、
経時的温度変化の激しい物体の温度測定にも適用
することができる。この場合は、検出部には、複
数個の受光素子が1次元的または2次元的に配置
されている。
以上説明したように本発明によれば、放射率が
変化しても測定誤差が生じにくい放射温度計を用
いた温度測定方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は放射温度計における従来の構成例を示
した図、第2図は本発明にかかる方法を実施する
ための放射温度計の構成例を示した図、第3図お
よび第4図は放射率近似関数を選出する手順の一
例を示したフローチヤートである。 10……被測定物体、40……検出部、60…
…演算部。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 被測定物体から放射された光に、光透過手段
    を透過させて既知の波長の光にし、この透過光を
    検出部で受け、この検出部の出力をもとにしてウ
    イーンの公式またはプランクの公式を用いて前記
    被測定物体の温度を求める放射温度計を用いて温
    度を測定する方法において、 次の工程を有することを特徴とする放射温度計
    を用いた温度測定方法。 前記被測定物体の放射率を近似する複数の放
    射率近似関数の中からいずれか1つの関数を選
    択する工程。ここで、各放射率近似関数は、放
    射温度計で用いる透過光の数よりも少ない個数
    の未知数を含んでいて、少なくとも1つは波長
    の関数になつている。 放射温度計で用いる各透過光について分光放
    射輝度を測定し、の工程で選択した放射率近
    似関数を用いて各測定値を与える式を連立方程
    式とし、放射率近似関数に含まれる未知数の値
    を求め、求めた値をもとに放射温度計で用いる
    各透過光についてそれぞれ近似放射率を求める
    工程。 求めた各近似放射率どうしの差をとる工程。 でとつた差の絶対値が所定の基準値よりも
    小さいか否かを判断する工程。 の判断がYESである場合は、他の放射率
    近似関数を選択して〜の処理をくり返す工
    程。 の判断がNOである場合またはの処理で
    の判断がNOである場合は、選択した放射率
    近似関数により求めた放射率を用いてウイーン
    の公式またはプランクの公式から測定温度を求
    める工程。
JP16711483A 1983-09-09 1983-09-09 放射温度計を用いた温度測定方法 Granted JPS6057223A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16711483A JPS6057223A (ja) 1983-09-09 1983-09-09 放射温度計を用いた温度測定方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16711483A JPS6057223A (ja) 1983-09-09 1983-09-09 放射温度計を用いた温度測定方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6057223A JPS6057223A (ja) 1985-04-03
JPH0363692B2 true JPH0363692B2 (ja) 1991-10-02

Family

ID=15843692

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP16711483A Granted JPS6057223A (ja) 1983-09-09 1983-09-09 放射温度計を用いた温度測定方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6057223A (ja)

Also Published As

Publication number Publication date
JPS6057223A (ja) 1985-04-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4979133A (en) Pyrometer
US5231595A (en) Pyrometer
JPH02248822A (ja) 熱放射体の温度及び放射率測定方法と測定装置
US5690429A (en) Method and apparatus for emissivity independent self-calibrating of a multiwavelength pyrometer
US20030107724A1 (en) Temperature distribution measuring method and apparatus
US6817758B2 (en) Temperature distribution measuring method and apparatus
US20040001525A1 (en) Temperature distribution measuring method and apparatus
JPH0363692B2 (ja)
KR20040010172A (ko) 방사율 분포 측정 장치 및 방법
JPH0434692B2 (ja)
JPH0462012B2 (ja)
JPH0882598A (ja) 水分計
EP0294747B1 (en) Pyrometer
KR0159954B1 (ko) 표면상태측정장치
JPS59226836A (ja) 放射温度計
JPS5932898Y2 (ja) 多色放射温度計
JPS6058412B2 (ja) 放射温度計
JPS6057225A (ja) 放射温度計
JP2004219114A (ja) 多色赤外線撮像装置及びデータ処理方法
JPH0260132B2 (ja)
RU2219504C2 (ru) Пирометр истинной температуры
JPH04355308A (ja) 多層膜厚測定装置
JPH05164615A (ja) 放射測温装置
JPS6138809B2 (ja)
JPH03287030A (ja) 光ファイバ放射温度計