JPH0434692B2 - - Google Patents

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JPH0434692B2
JPH0434692B2 JP16711583A JP16711583A JPH0434692B2 JP H0434692 B2 JPH0434692 B2 JP H0434692B2 JP 16711583 A JP16711583 A JP 16711583A JP 16711583 A JP16711583 A JP 16711583A JP H0434692 B2 JPH0434692 B2 JP H0434692B2
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JP
Japan
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emissivity
approximate
true
temperature
measured
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JP16711583A
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Japanese (ja)
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Masahiro Watari
Kan Fujimoto
Susumu Nakamura
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Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
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Publication date
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Publication of JPS6058522A publication Critical patent/JPS6058522A/en
Publication of JPH0434692B2 publication Critical patent/JPH0434692B2/ja
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    • 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

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  • 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に関するも
のである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention allows light emitted from an object to be measured to pass through a light transmitting means such as a filter or a spectroscopic prism to convert it into light of a known wavelength, and then detects the target object based on this transmitted light. This relates to a radiation thermometer that measures the temperature of a measured object.

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。
Radiation thermometers have the advantage of being able to measure the temperature of an object to be measured without contact, and are therefore used to measure the temperature of heated steel.

まず、このような放射温度計の原理について説
明する。
First, the principle of such a radiation thermometer will be explained.

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
イーンの公式とブランクの公式を用いて次のよう
な式で与えられる。
The spectral radiance L〓 ,T of the light emitted by the object is the temperature T of the object, the wavelength (hereinafter referred to as the center wavelength) at which the transmittance of the filter that transmits the light emitted by the object is at its maximum (hereinafter referred to as the center wavelength), and the emissivity of the object. It depends on ε and is given by the following formula using Wien's formula and Blank's formula.

ここで、C1=1.19096×10-16 〔W・m2〕 C2=0.0014388 〔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/λ2
5}+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。
Here, C 1 = 1.19096×10 -16 [W・m 2 ] C 2 = 0.0014388 [m・K] The center wavelengths of the filter through which the emitted light from the object is transmitted are λ 1 , λ 2 , and the center wavelength λ 1 , λ 2 , the spectral radiance L 1 , L 2 at each center wavelength λ 1 , λ 2 and emissivity ε 1 , ε 2 can be calculated using equation (1). hand, becomes. Dividing equation (2) by equation (3), we get Therefore, when calculating the temperature T from this formula, T=C 2 (1/λ 1 -1/λ 2 )/ lo {L 1 /L 212
) 5 }+l o ε 21 (5). This formula is the formula for determining the temperature by measuring the spectral radiances L 1 and L 2 .

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。
In general, it is difficult to determine the emissivity ε 1 and ε 2 because they vary depending on the wavelength and temperature as well as the surface oxides and deposits of the object. From this, the emissivity ε 1 , ε 2 is the center wavelength λ 1 ,
It is assumed that ε 1 = ε 2 without changing depending on λ 2 . In this way, equation (5) becomes the following equation.

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。
T=-C 2 (1/λ 1 -1/λ 2 )/ lo {L 1 /L 21 /
λ 2 ) 2 }(6) Among radiation thermometers, the principle equation for a two-color radiation thermometer that measures temperature using light of two different wavelengths is equation (6).

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。
Next, an example of a conventional configuration of a radiation thermometer to which such a principle is applied is shown in FIG. Here, the case of a two-color radiation thermometer among radiation thermometers is shown.

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。
In FIG. 1, 10 is an object to be measured, 20 is a condenser lens, 30 is a filter wheel, 40 is a detection section, and 50 is a calculation section.

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。
The object to be measured 10 is, for example, steel heated at a high temperature, and emits light.

収光レンズ20は、被測定物体10の放射光を
収束する。
The condenser lens 20 converges the emitted light from the object to be measured 10 .

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が用いられてい
る。
Filters 31 1 and 31 2 having different center wavelengths λ 1 and λ 2 are attached to the filter wheel 30 and rotated by a motor 32 . Depending on the rotational position of the filter wheel 30, the light converged by the condenser lens 20 passes through the filter 31 1
and 31 2 can be transmitted. In this case, filters 31 1 and 31 2 are used as light transmitting means.

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。
The detection unit 40 detects the light that has passed through the filters 31 1 and 31 2 , separates the light into signals corresponding to the spectral radiances L 1 and L 2 , and outputs the signals.

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。
Based on the output of the detection unit 40, the calculation unit 50 calculates
Calculate using equation (6) to find the measured temperature.

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。
In the radiation thermometer having such a configuration, the temperature of the object to be measured is determined as follows.

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。
The emitted light from the object to be measured 10 is converged by the condenser lens 20 and transmitted through the filter 31 .

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。
Of the filters 31 1 and 31 2 , the one located opposite the condenser lens 20 is used for transmission. The filter to be used is replaced by rotating the filter wheel 30 with the motor 32. Filters 31 1 and 31 2 are used alternately.

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。
The light transmitted through the filters 31 1 and 31 2 is received by the detection unit 40 and has spectral radiance L 1 and L 2 respectively.
is converted into a signal according to the The calculation unit 50 performs calculation using equation (6) based on the signal from the detection unit 40 to determine the measured temperature.

しかし、このような放射温度計では、次のよう
な問題点があつた。
However, such radiation thermometers have the following problems.

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、演算部50の演算では、放射率ε1
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。ここれに
よつて、この放射温度計では、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。
The calculation unit 50 performs the calculation using equation (6), that is, assuming that the emissivity is ε 12 . For this reason, the calculation of the calculation unit 50 does not take into account the difference between the emissivities ε 1 and ε 2 . Therefore, when the emissivity is ε 1 ≠ ε 2 , an error occurs in the measured temperature obtained using equation (6). As a result, this radiation thermometer has a problem in that measurement errors are likely to occur due to changes in emissivity.

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、放射率が変化しても測定
誤差が生じにくい放射温度計を提供することを目
的とする。
The present invention has been made to eliminate the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a radiation thermometer that is less prone to measurement errors even when the emissivity changes.

本発明は、被測定物体から放射された光を透過
させて少なくとも以上の既知の波長の光にする光
透過手段と、この光透過手段の透過光を各々検出
する検出部と、この検出部の各出力をもとにして
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演算部とを有する放
射温度計において、 前記演算部は、 真の放射率と、真の放射率を変数に含んだ関数
式から求めた近似放射率との関係を表わす特性グ
ラフを格納したメモリと、 近似放射率を表わす近似式の中の未知係数を前
記検出部の出力をもとに所定の演算式から求める
第1の手段と、 求めた未知係数の値を前記近似式に代入して近
似放射率を求める第の手段と、 この第2の手段で求めた近似放射率が所定の範
囲外の値である場合は、前記メモリに格納した特
性グラフを用いて真の放射率が存在する範囲を求
める第3の手段と、 この第3の手段で求めた範囲における真の放射
率の中間値をもとに放射率の近似値を求める第4
の手段と、 この第4の手段で求めた近似値を用いてウイー
ンの公式またはプランクの公式から測定温度を求
める第5の手段と、を具備したことを特徴とする
放射温度計である。
The present invention provides a light transmitting means for transmitting light emitted from an object to be measured and converting it into light having at least a known wavelength, a detecting section for detecting each transmitted light of the light transmitting means, and a detecting section for detecting the transmitted light of the light transmitting means. In a radiation thermometer, the calculation section calculates the temperature of the object to be measured using Wien's formula or Planck's formula based on each output, and the calculation section calculates the true emissivity and the true emissivity. A memory that stores a characteristic graph representing the relationship with the approximate emissivity obtained from a functional equation including variables, and an unknown coefficient in the approximate equation representing the approximate emissivity is calculated based on the output of the detection section. a first means for obtaining an approximate emissivity from an arithmetic expression; a second means for obtaining an approximate emissivity by substituting the value of the obtained unknown coefficient into the approximation equation; If the value of The fourth step is to find an approximate value of emissivity based on
and a fifth means for determining the measured temperature from Wien's formula or Planck's formula using the approximate value determined by the fourth means.

第2図は本発明にかかる放射温度計の一実施例
の構成を示した図であり、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。
FIG. 2 is a diagram showing the configuration of an embodiment of the radiation thermometer according to the present invention, and here, a two-color radiation thermometer is illustrated. In FIG. 2, the same parts as in FIG. 1 are given the same reference numerals. In FIG. 2, 60 is an arithmetic unit.

演算部60は、測定条件に応じて、被測定物体
の放射率についての近似値を一意的に求め、この
近似値を用いてウイーンの公式またはブランクの
公式から測定温度を求める。演算部60は、第1
〜第5の手段61〜65とメモリ66を有し、こ
れらを用いて測定温度の算出演算を行う。具体的
な演算については後述する。
The calculation unit 60 uniquely obtains an approximate value for the emissivity of the object to be measured according to the measurement conditions, and uses this approximate value to obtain the measured temperature from Wien's formula or Blank's formula. The calculation unit 60
- It has fifth means 61 to 65 and a memory 66, and uses these to calculate the measured temperature. The specific calculation will be described later.

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。
In such a radiation thermometer, the measured temperature is determined as follows.

放射率εを所定の近似式例えばe〓〓2(αは係数)
で近似する。以下、このように近似した放射率を
近似放射率とする。放射率ε1とε2について近似放
射率eαλ2 1とeαλ2 2を(2)式と(3)式に代入すると次
のようになる。
Express the emissivity ε using a predetermined approximation formula, e.g. e〓〓 2 (α is the coefficient)
Approximate by Hereinafter, the emissivity approximated in this way will be referred to as the approximate emissivity. Substituting the approximate emissivities eαλ2 1 and eαλ2 2 into equations (2) and (3) for the emissivities ε 1 and ε 2 yields the following.

ここで、Tn:測定輝度温度 (7)式と(8)式では、測定輝度温度Tnと係数αが未
知数である。このことから、(7)式と(8)式を測定輝
度温度Tnと係数αについて解くと、次のように
なる。
Here, T n :measured brightness temperature In equations (7) and (8), the measured brightness temperature T n and the coefficient α are unknown quantities. From this, when equations (7) and (8) are solved for the measured brightness temperature T n and the coefficient α, the following is obtained.

Tn=C2(λ21/λ2−λ22/λ1)/(λ2 2lo
L1λ52/C1−λ2 1loL2λ51/C1)(9) α=1/λ31−λ32(λ1loL1λ51/C1
λ2loL2λ52/C1(10) ここで、真の放射率ε1,ε2と近似放射率eαλ2 1と
を比較するために、(2)式と(7)式を比較すると、 となる。(2),(3),(9)および(11)式を使用して真の放
射率ε1,ε2と近似放射率eαλ2 1の関係を整理する
と、 となる。フイルタ311,312の中心波長をλ1
0.81×10-6〔m〕、λ2=0.97×10-6〔m〕として、こ
の値を(12)式に代入して、真の放射率ε1,ε2と近似
放射率eαλ2 1の関係をグラフにすると、第3図の
ようになる。第3図グラフ(以下、特性グラとす
る)では、縦軸に近似放射率eαλ2 1をとり、横軸
に真の放射率ε1をとつている。
T n = C 22 / 1 / λ 2 − λ 2 / 2 / λ 1 ) / (λ 2 2 lo
L 1 λ 5 / 2 /C 1 −λ 2 1 l o L 2 λ 5 / 1 /C 1 ) (9) α=1 / λ 3 / 1 −λ 3 / 21 l o L 1 λ 51 /C 1
λ 2 l o L 2 λ 5 / 2 /C 1 (10) Here, in order to compare the true emissivity ε 1 , ε 2 and the approximate emissivity eαλ2 1, equations (2) and (7) are used. Comparing the becomes. Using equations (2), (3), (9), and (11) to organize the relationship between the true emissivity ε 1 , ε 2 and the approximate emissivity eαλ2 1, we get becomes. The center wavelength of filters 31 1 and 31 2 is λ 1 =
Assuming that 0.81×10 -6 [m] and λ 2 =0.97×10 -6 [m], these values are substituted into equation (12) to calculate the true emissivity ε 1 , ε 2 and the approximate emissivity eαλ2 1. If you graph the relationship, it will look like Figure 3. In the graph of FIG. 3 (hereinafter referred to as a characteristic graph), the vertical axis represents the approximate emissivity eαλ2 1, and the horizontal axis represents the true emissivity ε1 .

特性グラフで、曲線A1,A2…A7は、放射率ε2
が0.4,0.5…1である場合のグラフである。特性
グラフでは、放射率ε1とε2について、0.4以上1
以下の範囲をとつている。なお、放射率ε1,ε2
これ以外の範囲にとつてもよい。このような放射
率ε1とε2の範囲にかかわらず、近似放射率e〓〓2は、
0.22≦eαλ2 1≦3.59の範囲にある。
In the characteristic graph, curves A 1 , A 2 ...A 7 are emissivity ε 2
This is a graph when is 0.4, 0.5...1. In the characteristic graph, for emissivity ε 1 and ε 2 , 0.4 or more 1
The following range is taken. Note that the emissivities ε 1 and ε 2 may be set to other ranges. Regardless of the range of such emissivity ε 1 and ε 2 , the approximate emissivity e〓〓 2 is
It is in the range of 0.22≦eαλ2 1≦3.59.

Bは、放射率がε1=ε2である場合のグラフであ
る。グラフBとグラフA1およびA7の交点C1,C2
から、近似放射率がeαλ2 1>1のときは、真の放
射率はε2>ε1であり、近似放射率がeαλ2 1<0.75
のときは、真の放射率はε1>ε2であることがわか
る。
B is a graph when the emissivity is ε 12 . Intersections C 1 and C 2 of graph B and graphs A 1 and A 7
Therefore, when the approximate emissivity is eαλ2 1>1, the true emissivity is ε 21 , and the approximate emissivity is eαλ2 1<0.75.
When , it can be seen that the true emissivity is ε 1 > ε 2 .

(9)式では、eαλ2 1≒ε1として測定輝度温度Tn
求めているため、真の放射率ε1とε2の差が大きく
なると、(12)式から真の放射率ε1と近似放射率eαλ2 1の相違も大きくなる。これによつて、測定輝度
温度Tnには大きな測定誤差が生じる。
In equation (9), the measured brightness temperature T n is calculated as eαλ2 1≈ε 1. Therefore, as the difference between the true emissivity ε 1 and ε 2 increases, the true emissivity ε 1 and The difference in the approximate emissivity eαλ2 1 also increases. This causes a large measurement error in the measured brightness temperature T n .

試みに、近似放射率eαλ2 1=2.5の場合を考えて
みると、特性グラフの直線Dとε1=0.4およびグ
ラフA7の交点D1・D2が示すように真の放射率ε1
ε2は、0.40≦ε1≦0.53,0.8≦1.0の範囲に存在す
る。これによつて、真の放射率ε1,ε2を、ある程
度狭い範囲で推測することができる。ただし、放
射率ε1とε2の差が小さい場合は、直線Dの位置が
下方にきて、交点D1とD2の距離が長くなるため、
真の放射率を推測する範囲が広くなつてしまう。
As an attempt, consider the case where the approximate emissivity eαλ2 1 = 2.5. As shown by the straight line D of the characteristic graph and the intersection of ε 1 = 0.4 and the intersection D 1 and D 2 of the graph A 7 , the true emissivity ε 1 ,
ε 2 exists in the range of 0.40≦ε 1 ≦0.53, 0.8≦1.0. This allows the true emissivity ε 1 and ε 2 to be estimated within a somewhat narrow range. However, if the difference between emissivity ε 1 and ε 2 is small, the position of straight line D will be lower, and the distance between intersections D 1 and D 2 will become longer.
The range for estimating the true emissivity becomes wider.

上述した近似放射率eαλ2 1=2.5の場合は、近似
放射率が、真の放射率ε1,ε2についての範囲
(0.4≦ε≦1.0)を大きくこえるため、(9)式から
求める測定輝度Tnの誤差は大きくなる。したが
つて、近似放射率eαλ2 1がある値以上(またはあ
る値以下)になつた場合に、第3図の特性グラフ
を用いて真の放射率ε1,ε2についての近似値を求
める。これによつて、測定温度の誤差を小さくす
る。
In the case of the approximate emissivity eαλ2 1=2.5 mentioned above, the approximate emissivity greatly exceeds the range (0.4≦ε≦1.0) for the true emissivity ε 1 and ε 2 , so the measured luminance obtained from equation (9) The error in T n becomes large. Therefore, when the approximate emissivity eαλ2 1 exceeds a certain value (or below a certain value), approximate values for the true emissivity ε 1 and ε 2 are determined using the characteristic graph shown in FIG. This reduces the error in the measured temperature.

例として、真の放射率がε1=0.5,ε2=1であ
る場合について説明する。
As an example, a case where the true emissivity is ε 1 =0.5 and ε 2 =1 will be explained.

(2)式,(3)式、(7)および(8)式を用いて測定輝度温
度Tnと真の温度Tの関係を求めると、次のよう
になる。
When the relationship between the measured brightness temperature T n and the true temperature T is determined using equations (2), (3), (7), and (8), the following is obtained.

T=1/1/Tn−λ22loε1−λ21loε2/C2(λ2
1/λ2−λ22/λ1)(14) (9)式から求めた測定輝度温度Tnと放射率ε1
0.5,ε2=1を(14)式に代入すると、真の温度はT
=1500〔K〕になる。これら真の温度Tと放射率
ε1,ε2は、実際の測定では未知の値である。この
ことから、第3図の特性グラフを用いて真の放射
率ε1,ε2について近似値を求め、この近似値を用
いて、真の温度Tに近い測定温度を求める演算に
ついて説明する。
T=1/1/T n −λ 2 / 2 lo ε 1 −λ 2 / 1 lo ε 2 /C 22
/ 12 −λ 2 / 21 ) (14) Measured brightness temperature T n and emissivity ε 1 = obtained from equation (9)
0.5, ε 2 = 1 into equation (14), the true temperature is T
= 1500 [K]. These true temperature T and emissivity ε 1 and ε 2 are unknown values in actual measurement. From this, approximate values for the true emissivity ε 1 and ε 2 are obtained using the characteristic graph shown in FIG. 3, and calculations for obtaining a measured temperature close to the true temperature T using these approximate values will be explained.

(10)式をもとにして求めた近似放射率eαλ2 1=
2.63であるとする。このとき特性グラフで、近似
放射率eαλ2 1=2.63となる直線Eとε1=0.4および
グラフA7の交点をE1,E2とする。真の放射率ε1
は、線分E1,E2上すなわち0.4≦ε1≦0.5の範囲内
に存在する。この範囲の中間値E3点をとると、
放射率ε1についての誤差は最悪でも0.05である。
このことから、点E3での放射率の真の放射率ε1
ついての近似値ε1′=0.45とする。また、点E3
は、グラフAから求められる放射率ε2=0.9であ
ることから、放射率ε2についての近似値ε2′=0.9
とする。
Approximate emissivity eαλ2 obtained based on equation (10) 1=
Suppose it is 2.63. At this time, in the characteristic graph, the intersections of the straight line E with the approximate emissivity eαλ2 1=2.63, ε 1 =0.4, and the graph A 7 are designated as E 1 and E 2 . True emissivity ε 1
exists on the line segments E 1 and E 2 , that is, within the range of 0.4≦ε 1 ≦0.5. If we take the middle value E of 3 points in this range, we get
The worst error for emissivity ε 1 is 0.05.
From this, it is assumed that the approximate value of the emissivity at point E 3 with respect to the true emissivity ε 1 is ε 1 ′=0.45. Furthermore, at point E 3 , the emissivity ε 2 found from graph A is 0.9, so the approximate value for the emissivity ε 2 is ε 2 '=0.9.
shall be.

上述したようにして求めた近似値ε1′,ε2′と(9)
式から求めた測定輝度温度Tnを(14)式に代入する
と、温度T=1510〔K〕が求められる、この温度
を測定温度とする。前述した条件すなわち真の温
度T=1500〔K〕、真の放射率ε1=0.5、ε2=1で
第1図の従来の放射温度計により求められた測定
温度は1107〔K〕である。以下、真の温度T,真
の放射率ε1,ε2が異なる場合に、同様にして求め
られた従来の放射温度計による測定温度T1、本
実施例の放射温度計の放射率の近似値ε1′,ε2′お
よび測定温度T2の関係を第4図に示す。第4図
に示すように、本実施例の放射温度計の測定温度
は、従来の放射温度計の測定温度に比較してより
真の温度に近い。
Approximate values ε 1 ′, ε 2 ′ obtained as described above and (9)
By substituting the measured brightness temperature T n obtained from the equation into the equation (14), the temperature T=1510 [K] is obtained, and this temperature is taken as the measured temperature. Under the aforementioned conditions, that is, true temperature T = 1500 [K], true emissivity ε 1 = 0.5, and ε 2 = 1, the measured temperature determined by the conventional radiation thermometer shown in Figure 1 is 1107 [K]. . Below, when the true temperature T and true emissivity ε 1 , ε 2 are different, the measured temperature T 1 obtained by the conventional radiation thermometer obtained in the same way, and the approximation of the emissivity of the radiation thermometer of this example. The relationship between the values ε 1 ', ε 2 ' and the measured temperature T 2 is shown in FIG. As shown in FIG. 4, the temperature measured by the radiation thermometer of this embodiment is closer to the true temperature than the temperature measured by the conventional radiation thermometer.

ここで、演算部60にあるメモリ66は第3図
に示す特性グラフを格納するものである。
Here, the memory 66 in the calculation section 60 stores the characteristic graph shown in FIG.

第1の手段61は、検出部40の出力から得ら
れた分光放射輝度L1とL2の値を用いて(10)式から
係数αを求めるものである。
The first means 61 uses the values of the spectral radiances L 1 and L 2 obtained from the output of the detection unit 40 to obtain the coefficient α from equation (10).

第2の手段62は、求めたαの値を放射率の近
似式e×p(αλ1 2)に代入して近似放射率を求め
るものである。
The second means 62 is to calculate the approximate emissivity by substituting the obtained value of α into the emissivity approximation equation e×p(αλ 1 2 ).

第3の手段63は、第2の手段62により求め
た近似放射率e×p(αλ12)の値が所定の範囲外
である場合は、メモリ66に格納した特性グラフ
を用いて真の放射率が存在する範囲を求めるもの
である。
If the value of the approximate emissivity e×p (αλ 12 ) obtained by the second means 62 is outside a predetermined range, the third means 63 calculates the true radiation using the characteristic graph stored in the memory 66. This is to find the range in which the ratio exists.

第4の手段64は、第3の手段63で求めた範
囲における真の放射率の中間値をもとに放射率の
近似値を求めるものである。
The fourth means 64 determines an approximate value of the emissivity based on the intermediate value of the true emissivity in the range determined by the third means 63.

第5の手段65は、第4の手段64で求めた近
似値と、(9)式から求めた測定輝度温度Tnを(14)式
に代入して測定温度を求めるものである。
The fifth means 65 obtains the measured temperature by substituting the approximate value obtained by the fourth means 64 and the measured brightness temperature T n obtained from equation (9) into equation (14).

このような構成の放射温度計によれば、次のよ
うな効果が得られる。
According to the radiation thermometer having such a configuration, the following effects can be obtained.

演算部60は、測定条件に応じ、特性グラフを
利用して放射率ε1,ε2についての近似値を特性グ
ラフを用いて求め、この近似値を用いて測定温度
を求める。これによつて、第4図に示すように、
放射率ε1,ε2が変化しても測定温度の誤差が大き
くなるのが防止される。
The calculation unit 60 uses the characteristic graph to obtain approximate values for the emissivities ε 1 and ε 2 according to the measurement conditions, and uses these approximate values to obtain the measured temperature. As a result, as shown in Figure 4,
Even if the emissivities ε 1 and ε 2 change, the error in the measured temperature is prevented from increasing.

なお、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、回析格子
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、回析格子
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、回接
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。これによ
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次元的または2次元的に
配置されている。
In the embodiment, a case has been described in which the filter wheel 30, the filter 31, and the motor 32 are used to convert the synchrotron radiation into light of a known wavelength. However, the present invention is not limited to this. The emitted light may be of a known wavelength. In this case, a filter 31 is used as the light transmitting means.
Instead, optical switches, spectroscopic prisms, and diffraction gratings are used. This simplifies the configuration and reduces the size. Further, when a spectroscopic prism, a diagonal grating, or the like is used, the detection unit 40 can detect light of different wavelengths simultaneously. This reduces the time required to determine the measured temperature, and can also be applied to temperature measurements of objects whose temperature changes rapidly over time. In this case, a plurality of light receiving elements are arranged dimensionally or two-dimensionally in the detection section.

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提
供することができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a radiation thermometer that is unlikely to cause measurement errors even if the emissivity changes.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

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放射温度計の一
実施例の構成を示した図、第3図は被測定物体の
真の放射率と近似放射率の関係を示した特性グラ
フ、第4図は真の温度と第1図の放射温度計によ
り求めた測定温度および第2図の放射温度計によ
り求めた測定温度の関係を示した図である。 10……被測定物体、31,311,312……
光透過手段、40……検出部、60……演算部、
61〜65……第1〜第5の手段、66……メモ
リ。
Fig. 1 is a diagram showing an example of the conventional configuration of a radiation thermometer, Fig. 2 is a diagram showing the configuration of an embodiment of the radiation thermometer according to the present invention, and Fig. 3 is a diagram showing the true radiation of the object to be measured. Figure 4 shows the relationship between the true temperature and the temperature measured by the radiation thermometer in Figure 1 and the temperature measured by the radiation thermometer in Figure 2. This is a diagram. 10...Object to be measured, 31, 31 1 , 31 2 ...
Light transmission means, 40... detection section, 60... calculation section,
61 to 65...first to fifth means, 66...memory.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 被測定物体から放射された光を透過させて少
なくとも2以上の既知の波長の光にする光透過手
段と、この光透過手段の透過光を各々検出する検
出部と、この検出部の各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演算部とを有する放射温度
計において、 前記演算部は、 真の放射率と、真の放射率を変数に含んだ関数
式から求めた近似放射率との関係を表わす特性グ
ラフを格納したメモリと、 近似放射率を表わす近似式の中の未知係数を前
記検出部の出力をもとに所定の演算式から求める
第1の手段と、 求めた未知係数の値を前記近似式に代入して近
似放射率を求める第2の手段と、 この第2の手段で求めた近似放射率が所定の範
囲外の値である場合は、前記メモリに格納した特
性グラフを用いて真の放射率が存在する範囲を求
める第3の手段と、 この第3の手段で求めた範囲における真の放射
率の中間値をもとに放射率の近似値を求める第4
の手段と、 この第4の手段で求めた近似値を用いてウイー
ンの公式またはプランクの公式から測定温度を求
める第5の手段と、 を具備したことを特徴とする放射温度計。
[Scope of Claims] 1. A light transmitting means for transmitting light emitted from an object to be measured and converting it into light having at least two or more known wavelengths, and a detection section for detecting each transmitted light of the light transmitting means, A radiation thermometer comprising: a calculation section that calculates the temperature of the object to be measured using Wien's formula or Planck's formula based on each output of the detection section, wherein the calculation section calculates the true emissivity; A memory that stores a characteristic graph representing the relationship between the true emissivity and the approximate emissivity obtained from a functional equation that includes the true emissivity as a variable, and an unknown coefficient in the approximate equation that represents the approximate emissivity based on the output of the detection section. a first means for calculating the approximate emissivity from a predetermined calculation formula; a second means for calculating the approximate emissivity by substituting the value of the calculated unknown coefficient into the approximate equation; and an approximate emissivity calculated by the second means. If the value is outside the predetermined range, a third method is used to determine the range in which the true emissivity exists using the characteristic graph stored in the memory, and the true emissivity in the range determined by this third method is used. The fourth step is to find an approximate value of emissivity based on the intermediate value of emissivity.
A radiation thermometer characterized by comprising: a fifth means for determining a measured temperature from Wien's formula or Planck's formula using the approximate value determined by the fourth means.
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