JPH0450737A - レンジ設定方法 - 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］ この発明は、例えば測定対象から放射される赤外線を測
定して測定対象の温度を測定する場合、その測定器の測
定レンジを自動的に決定するレンジ設定装置に関するも
のである。

［従来の技術］ 絶対零度以上の温度を有するあらゆる物体は、その表面
から赤外線を放射していることが知られており、この放
射赤外線量（エネルギ量）と物体の表面温度との間には
ブランクの放射公式と呼ばれる一定の伺係がある。この
ため、放射赤外線量を測定すれば物体の表面温度が分か
る。この赤外線量は赤外線検出器で検出するが、１個の
赤外線検出器はある定まった方向から来る赤外線しか検
出することができない、しかし、赤外線検出器の前に光
の通路を曲げる機構、すなわち走査機構を設けると、い
ろいろな方向からくる赤外線放射を検出することができ
る。

第４図はこの方法の一例を示す図であり、１は１０個の
平面鏡の垂直方向の角度が少しずつ異なる状態で環状に
構成された回転ミラー、２はシリコンウィンド、３は折
り返しミラー、４は集光レンズ、５は位置合わせ用モー
タ、６は垂直方向に１０個配列された赤外線検出素子、
７はそれぞれの赤外線検出素子毎に設けられた増幅器で
あり、１０チャンネル分の独立な出力信号を送出するよ
うになっている。

このように構成された装置において、赤外線だけがシリ
コンウィンド２を透過して回転ミラー１に達する。回転
ミラー１は前述したように平面鏡が垂直方向に少しずつ
ずれて設けられているので、各平面鏡は被写体の垂直方
向に少しずつずれた部分を横方向に走査することになる
。この回転ミラー１の１回転で垂直方向の１０度の範囲
を走査するようになっている。一方、赤外線検出器６は
垂直方向に１０素子並んでおり、その間隔は垂直方向の
角度１．０度に相当するようになっている。このため１
面の平面鏡で１０素子の赤外線検出器６が１．０度おき
の熱像信号を同時に受け、次の平面鏡で前の位置よりも
１．０度ずれた位置の熱像信号を同時に受けることにな
る。このようにして回転ミラー１の１回転で被写体の垂
直方向１０度を走査することになる。また、水平方向に
関しては回転ミラーの各平面鏡の水平視野角（約１８度
）を走査することになる。

このようにして得られた熱像信号は１０個の増幅器７で
それぞれ増幅されて出力される。８は温度テーブルであ
り、そこには黒体炉で温度補正された例えば第１表のよ
うなデータが記憶されている。第１表の温度範囲のうち
、例えば１４度から２３度の温度範囲が必要な場合、ス
イッチ９によって記号イで示す温度範囲を選択し、その
範囲のデータが変換テーブル１０に書き込まれる。

第１表 この書き込みは第５図に示すように、横軸に赤外線のエ
ネルギ相当の電圧すなわち第１表の入力電圧値を書き込
み、縦軸にそのときの温度を書き込む、第１表はアナロ
グ信号で記載しであるが、書き込みは８ビツトのデジタ
ル信号で行うのでＯ〜２５５の値をとる。このため、第
１表の値から不足する部分は補間をしてデータを作成す
る。

この場合、最低値をゼロ、最高値を２５５に設定する。

ところが、赤外線検出器の直線性はある範囲しか保障さ
れていない、このため、その直線性の範囲を外れる場合
はフィルタなどで入力信号を減衰させたり、増幅器の利
得を調整したりして、測定対象の最大値、最小値が測定
器の直線性の範囲に入るようにしている。また、良好な
直線性を確保して精度良い測定を行うため、測定レンジ
を狭く設定したりしている。

［発明が解決しようとする課題１ しかしながら例えば、ある測定対象を加熱しながらその
温度分布の変化を測定しようとした場合、測定対象の温
度は時刻変化とともに変わる。ところが高精度の測定を
行う場合は温度を測定する設定範囲は狭くしているので
、測定対象の温度変化によっては測定対象の温度がこの
機器の設定温度範囲から外°れてしまうために常時追跡
操作が必要になり、他の測定を同時に行いながら温度変
化を測定することは困難であるという課題を有している
。

［課題を解決するための手段］ このような課題を解決するため、第１の発明は測定対象
の温度が変わる度にその測定対象の温度範囲を検出する
手段と、新たな温度範囲が検出される度にその温度範囲
内に位置する特定部分の温度を検出する手段と、特定部
分の温度が検出される度にその温度を設定範囲の中央部
にスライドさせる設定範囲変更手段とを備えたものであ
る。

第２の発明は、カーソル設定点の温度を検出する温度検
出手段と、温度検出手段で新たな温度が検出される度に
その温度を設定範囲の中央部にスライドさせる設定範囲
変更手段とを備えたものである。

［作用］ 第１の発明は測定対象の温度が変わる度にその測定対象
の温度範囲を検出され、新たな温度範囲が検出される度
にその温度範囲内に位置する特定部分の温度が検出され
、特定部分の温度が検出される度にその温度を設定範囲
の中央部にスライドさせる処理が行われる。

第２の発明は、カーソル設定点の温度が検出され、新た
な温度が検出される度にその温度を設定範囲の中央部に
スライドさせる。

［実施例］ この装置は測定対象の温度によって温度測定の設定範囲
を第１図にしたがって自動設定するようになっている。

この第１図の動作については後述する。

第１図にしたがって設定範囲が決められているとし、第
１の発明ではその決められた設定Ｗｅ囲における設定範
囲のシフトが第２図に示すように自動的に行われる。第
２図においてステップ２００に示すように先ず測定対象
の温度分布が記憶され、ステップ２０１に示すように特
定点の温度が決定され、この温度が設定範囲の中央にな
るように設定範囲が決定される。この特定点はどこでも
良いが、常に測定対象の最大温度と最小温度の範囲内に
は入っていることが必要であり、この例では最高温度の
８０％の温度にとった。

特定点が決定すると次にステップ２０２においてその特
定点の温度が変化したか否かを判断し、変化した場合は
ステップ２０３に示すようにその変化量が検出され、ス
テップ２０４に示すようにその検出された変化量だけ設
定範囲がシフトされ、フローはステップ２００に戻る。

このため、再びステップ２００において新たな温度分布
が記憶され、前述しなと同様な処理が行われる。従って
温度が変化する度にステップ２００から２０４の処理が
繰り返され、常に特定温度の部分が設定範囲の中央にな
る。このため、温度変化に従って装置の設定をすること
なく、加熱されているものの温度変化を測定できる。

第３図は第２の発明の一実施例を示すフローチャートで
あり、ステップ３００に示すようにカーソル設定点の温
度測定が行われ、その温度が設定範囲の中央に設定され
る。そしてステップ３０１において温度変化が検出され
ると、ステップ３０２に示すように変化量が検出されて
、その変化量だけ設定範囲のシフトが行われ、フローは
ステップ３００に戻る。このなめ、測定対象の温度が変
わっても、常にカーソル設定点の温度が設定範囲の中央
に設定される。

次に第１図に示す設定範囲の自動設定の動作について説
明する。第１図において各記号は次のように定義する。

Ｐ　ｗａｘ：第５図の最大入力く赤外線のエネルギ相当
で０から２５５までのデジタル量） Ｐ　ｗｉｎ：第５図の最小人力く赤外線のエネルギ相当
で０から２５５までのデジタル量） ＴＬ：測定範囲の最小温度設定値（アナログ量）ＴＢ　
：測定範囲の最大温度設定値（アナログ量）ＴＯＨ：測
定対象の最大温度［Ｔｏｑ＝　ｆ　（Ｐｍａｘ　）であ
り、アナログ量である１ ＴｏＬ＝測定対象の最小温度［ＴＯＬ＝　ｆ　（Ｐａｉ
ｎ　）であり、アナログ量である］ 第１図においてＰ　ｗａｘとＰａ１ｎが等しい場合につ
いて説明すると、この場合は最小値、最大値とも設定範
囲外（丁度境界にある場合を含む）にある場合、あるい
は設定範囲内であるが設定値の最大値と最小値が等しく
なっている場合である。

ステップ１００において入力最小値Ｐ　ｓｉｎと入力最
大値Ｐ　ｗａｘが等しいと判断され、ステップ１０１に
示すように入力データＰが２５５でもなく、ステップ１
０３に示すように０でもないと判断された場合は、現在
設定値の最大値および最小値が接近し過ぎている場合で
ある。このときはステップ１０５に示すように測定範囲
の最小温度設定値Ｔ、を現設定範囲の１０％だけ下げ、
測定範囲の最大温度設定値Ｔ□を現設定範囲の１０％だ
け増やす。そしてステップ１０６に示すように、測定対
象の温度差が設定範囲の６０％になったか否かを判断し
、その条件を満足するまで設定範囲の変更を行う。

ステップ１０１で入力データＰ＝２５５と判断された場
合は設定範囲最大値が低すぎるのであるから、ステラ１
１０２に示すように最大値を現在の設定範囲量の温度差
分だけ高い側に移動して後述するステップ１１７以後の
処理を行う。またステップ１０３で入力データＰ＝０と
判断された場合は設定範囲最小値が高過ぎるのであるか
ら、ステップ１０４に示すように最小値を現在設定範囲
の温度差分だけ低い側に移動する。そしてステップ１０
２．１０４のどちらの処理が行われた場合でもステップ
１１７に示すように測定範囲内に測定対象があるか否か
が判断され、測定範囲内に測定対象がない場合、ステッ
プ１１９に示すように測定レンジが２倍に設定される。

それでもまだ測定範囲内に測定対象がない場合は、測定
範囲内に測定対象が入るまで、その都度測定レンジが現
在設定範囲の２倍に変更される。するとやがて測定対象
が測定範囲内に入るようになるが、ステップ１１８に示
すように測定対象の最小値、最大値の両方が設定範囲内
に入るまで、測定範囲の拡大は続けられる。

測定対象の最小値、最大値の両方が設定範囲内に入った
ことがステップ１１８で判断されるとステップ１１２に
示すように、測定対象の温度差が設定範囲の６０％以下
であるか否かが判断される。

測定対象の温度差が設定範囲の６０％より大きい場合は
設定範囲が狭過ぎるのであるから、ステップ１１５，１
１６に示すように、それが６０％になるまで、設定値最
小値を現在設定範囲の１０％だけ低くするとともに、設
定値最大値を現在設定値の１０％だけ高くする。ステッ
プ１１２で測定対象の温度差が設定範囲の６０％以下で
ある場合はステップ１１３，１１４に示すように、逆の
操作を行う。

ステップ１００においてＰ醜ａｘ＝Ｐｍｉｎではないと
判断され、ステップ１０７においてデータＰ　ｗａｘは
２５５でありＰ　ｗｉｎはＯであると判断されたときは
測定対象の温度差に比較して設定範囲が狭過ぎることに
なる。このため、ステップ１０５．１０６において前述
したように、測定対象の温度差が設定範囲の６０％にな
るまで設定範囲が広げられる。しかしステップ１０８に
おいて入力データの最大値Ｐ　ｗａｘだけが２５５で最
小値Ｐ　ｗｇｉｎは０でないと判断された場合は、測定
対象の最大値だけが測定範囲外にあるので、ステップ１
０９に示すように設定値最大値を現在設定範囲の１０％
だけ増加させた後、ステップ１１２において測定対象の
温度差が設定範囲の６０％より大きいか、小さいかを判
断する。それによって前述したように、ステップ１１３
，１１４あるいは１１５　１１６の処理によって測定対
象の温度差が設定範囲の６０％となるまで設定範囲を広
げるか、縮めるかの処理を行う、また入力データ最小値
Ｐ■ｉｎがＯで最大値Ｐ　ｗａｘが２５５でない場合は
最小設定値が高過ぎるのであるから、ステップ１１１に
示すように設定値最小値を現在設定範囲の１０％だけ下
げたうえ、測定対象の温度差が設定範囲の６０％となる
ように、前述と同様にして設定範囲の調整を自動的に行
う。

［発明の効果］ 以上説明したように第１の発明は測定対象の温度のうち
任意の温度、第２の発明はカーソル設定点の温度が設定
範囲の中央になるようにしたので、操作者は測定対象の
温度が時刻の変化にしたがって変化しても温度変化の都
度設定範囲を更新する必要がないので、他の測定も同時
に行いながら温度変化の測定が可能になるので幅広い測
定ができるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は設定範囲の自動設定を行うための動作を説明す
るフローチャート、第２図は第１の発明の一実施例を示
すフローチャート、第３図は第２の発明の一実施例を示
すフローチャート第４図は赤外線検出部の構成を示す図
、第５図は変換テーブルの特性を示すグラフである。 １・・・・回転ミラー、２・・・・シリコンウィンド、
６・・・・赤外線検出素子、７・・・−増幅器、８・−
・・温度テーブル、１０・・・・変換テーブル。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）測定レンジを自動的に設定するレンジ設定装置に
   おいて、 測定対象の温度が変わる度にその測定対象の濃度範囲を
   検出する手段と、 新たな温度範囲が検出される度にその温度範囲内に位置
   する特定１分の温度を検出する手段と、特定部分の温度
   が検出される度にその温度を設定範囲の中央部にスライ
   ドさせる設定範囲変更手段とを備えたことを特徴とする
   レンジ設定装置。
2. （２）測定レンジを自動的に設定するレンジ設定装置に
   おいて、 カーソル設定点の温度を検出する温度検出手段と、 温度検出手段で新たな温度が検出される度にその温度を
   設定範囲の中央部にスライドさせる設定範囲変更手段と
   を備えたことを特徴とするレンジ設定装置。