JPH051406B2 - - Google Patents
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- JPH051406B2 JPH051406B2 JP59061200A JP6120084A JPH051406B2 JP H051406 B2 JPH051406 B2 JP H051406B2 JP 59061200 A JP59061200 A JP 59061200A JP 6120084 A JP6120084 A JP 6120084A JP H051406 B2 JPH051406 B2 JP H051406B2
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/0022—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry for sensing the radiation of moving bodies
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Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明は、各種織物を構成している素線ある
いは金属素線等の線状材料の温度を測定する装置
に関するものであり、特に動いている線状材料の
温度を測定するのに有効な装置に関するものであ
る。[Detailed Description of the Invention] [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a device for measuring the temperature of linear materials such as strands of wire or metal strands constituting various textiles, and particularly relates to a device for measuring the temperature of linear materials such as strands of wire or metal strands constituting various textiles. The present invention relates to an apparatus useful for measuring the temperature of a linear material.
アクリル、レーヨン等の繊維素材の太さは数
10μから100μ程度であり、しかも非常にやわらか
い。そのため、その表面温度を接触式温度計で測
定しようとしても、温度計の検出端を被測定物で
ある繊維素材に安定に接触させることが困難であ
り、正確な温度を知ることができなかつた。特
に、繊維の生産工程等においては、連続的に移動
している繊維素材の温度を測定する必要があり、
このような場合には、接触による摩擦熱が発生す
るため、接触式温度計の使用は不可能である。
The thickness of fiber materials such as acrylic and rayon is several
It has a thickness of about 10μ to 100μ and is extremely soft. Therefore, even if you try to measure the surface temperature with a contact thermometer, it is difficult to bring the sensing end of the thermometer into stable contact with the textile material being measured, making it impossible to determine the exact temperature. . In particular, in the fiber production process, etc., it is necessary to measure the temperature of continuously moving fiber materials.
In such cases, contact thermometers cannot be used because frictional heat is generated due to contact.
一方、非接触式温度計である赤外線温度計を用
いて測定することも考えられるが、赤外線温度計
の測定視野を狭くすることには限界があり、直径
数10μの細線を測定するには、むずかしい。ま
た、たとえ測定視野を狭くできても、被測定物を
測定視野内に捉えておくことは被測定物の振れや
振動を考慮すると困難といわざるを得ない。さら
に、赤外線温度計による温度測定では、対象物の
材質、表面状態等に応じて放射率補正をすること
が不可欠であるが、細線の場合の補正量を対象物
に応じて明確に知ぬことはむずかしく、結局正確
な温度を測定することはできない。 On the other hand, it is possible to measure using an infrared thermometer, which is a non-contact thermometer, but there is a limit to narrowing the measurement field of the infrared thermometer, and it is difficult to measure a thin wire with a diameter of several tens of microns. It's difficult. Further, even if the measurement field of view can be narrowed, it is difficult to capture the object to be measured within the measurement field of view, considering the shake and vibration of the object. Furthermore, when measuring temperature with an infrared thermometer, it is essential to make emissivity correction according to the material, surface condition, etc. of the target object, but it is not clear how much correction to make for thin wires depending on the target object. However, it is difficult to measure the temperature accurately.
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであ
り、その目的とするところは、繊維素材のような
細線の温度を正確にかつ容易に測定することので
きる細線温度測定装置を得ることにある。
The present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is to obtain a thin wire temperature measuring device that can accurately and easily measure the temperature of a thin wire such as a textile material. .
かかる目的を達成するために、本発明は、黒体
から成る第1の領域と温度測定対象物と同一の材
質及び表面状態から成る第2の領域とが縞状に交
互に配置され、且つ、この縞を横切る方向に温度
傾斜が与えられている表面を有する温度基準板
と、この温度基準板の表面を2次元走査して該表
面の放射する赤外線のエネルギを信号情報に変換
し、この信号情報を熱画像信号として出力する赤
外線カメラと、この熱画像信号を入力し、前記第
2の領域の縞のうちから、同一の縞内における熱
画像信号レベルが均一である縞を検出し、当該縞
に隣接する第1の領域の縞に対応する熱画像信号
に基づいて温度表示信号を出力する熱画像信号処
理手段と、この温度表示信号に基づいて温度表示
を行なう温度表示手段とを具備し、温度測定対象
物を前記温度基準板と前記赤外線カメラとの間に
位置せしめてその温度測定を行なうものである。 In order to achieve such an object, the present invention provides a method in which a first region made of a black body and a second region made of the same material and surface condition as the temperature measurement object are arranged alternately in a striped pattern, and A temperature reference plate having a surface with a temperature gradient in the direction across the stripes is used, and the surface of this temperature reference plate is two-dimensionally scanned to convert the energy of infrared rays emitted from the surface into signal information. An infrared camera that outputs information as a thermal image signal, inputs this thermal image signal, detects a stripe in which the thermal image signal level is uniform within the same stripe from among the stripes in the second area, and The apparatus includes a thermal image signal processing means for outputting a temperature display signal based on a thermal image signal corresponding to a stripe in a first region adjacent to the stripe, and a temperature display means for displaying a temperature based on the temperature display signal. The temperature of an object to be measured is positioned between the temperature reference plate and the infrared camera, and the temperature of the object is measured.
以下、本発明とともに本発明を詳細に説明す
る。 Hereinafter, the present invention will be explained in detail together with the present invention.
第1図は本発明の一実施例を示す概略構成図で
ある。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of the present invention.
温度基準板2の表面は、赤外線放射率が「1」
である黒体塗料の塗布されている領域6a〜6d
と、温度測定対象物である繊維素材4と同一の材
料でなおかつ同様の表面状態に仕上げられた領域
8a〜8cとによつて縞状に形成されている。ま
た、その表面温度は、第2図のグラフに示すよう
に、領域6aから領域6dに向かつて順に高くな
つており、基準板2の内部に埋設されたヒータ及
びヒータコントローラ10によつてその状態が保
持されている。 The surface of the temperature reference plate 2 has an infrared emissivity of "1"
The areas 6a to 6d where the black body paint is applied are
and regions 8a to 8c made of the same material as the fiber material 4, which is the object to be measured, and finished in the same surface condition, forming a striped shape. Further, as shown in the graph of FIG. 2, the surface temperature increases from the region 6a to the region 6d, and its state is controlled by the heater and heater controller 10 embedded inside the reference plate 2. is retained.
なお、ヒータコントローラ10は、温度基準板
2の表面温度を一定の状態に保持するだけでな
く、温度勾配や全体の温度を変化させるべく制御
できるようになつており、温度測定にあたつて
は、対象物4の温度T0が、温度基準板2の下限
温度T1と上限温度T2との間に入るように温度基
準板2の表面温度を設定しておく。 The heater controller 10 not only maintains the surface temperature of the temperature reference plate 2 in a constant state, but also controls the temperature gradient and the overall temperature. The surface temperature of the temperature reference plate 2 is set so that the temperature T 0 of the object 4 is between the lower limit temperature T 1 and the upper limit temperature T 2 of the temperature reference plate 2 .
赤外線カメラ12は、測定視野内を2次元走査
して測定視野内にある物体が放射する赤外線のエ
ネルギを電気信号に変換するものであり、測定視
野は温度基準板2に向けられている。また、赤外
線のエネルギを変換して得られた電気信号(アナ
ログ信号)はデイジタル信号に変換され、ICフ
レームメモリに記憶される。ICフレームメモリ
にデータは、熱画像信号として信号線14に出力
される。なお、黒体の温度と黒体の放射する赤外
線エネルギとの関係は明らかとなつているので、
測定視野にある黒体領域6a〜6dの温度は熱画
像信号から直接に知ることができる。 The infrared camera 12 scans the measurement field two-dimensionally and converts infrared energy emitted by an object within the measurement field into an electrical signal, and the measurement field is directed toward the temperature reference plate 2. Furthermore, the electrical signal (analog signal) obtained by converting the infrared energy is converted into a digital signal and stored in the IC frame memory. The data in the IC frame memory is output to the signal line 14 as a thermal image signal. Furthermore, since the relationship between the temperature of a black body and the infrared energy emitted by the black body is clear,
The temperature of the black body regions 6a to 6d in the measurement field of view can be directly known from the thermal image signal.
信号線14の他端はモニタテレビ16の入力端
子及び熱画像信号処理手段18の入力端子にそれ
ぞれ接続されている。 The other end of the signal line 14 is connected to an input terminal of a monitor television 16 and an input terminal of a thermal image signal processing means 18, respectively.
モニタテレビ16は赤外線カメラ12の測定視
野の温度分布を熱画像信号に基づいて画像表示す
るものである。 The monitor television 16 displays an image of the temperature distribution in the measurement field of the infrared camera 12 based on a thermal image signal.
熱画像信号処理手段18は、熱画像信号に基づ
いて所定の信号処理を行ない温度表示信号線20
に出力する。信号線20は温度表示手段22に延
び、温度表示手段22は温度表示信号に基づいて
デジタル温度表示を行なう。 Thermal image signal processing means 18 performs predetermined signal processing based on the thermal image signal and outputs the temperature display signal line 20.
Output to. The signal line 20 extends to a temperature display means 22, and the temperature display means 22 displays a digital temperature based on the temperature display signal.
次に本実施例の動作を説明する。温度測定対象
物である繊維素材4を、その長手方向が温度基準
板2の表面に形成された縞模様を横切るように、
該基準板2と赤外線カメラ12との間に位置させ
る。 Next, the operation of this embodiment will be explained. The fiber material 4, which is the temperature measurement object, is placed so that its longitudinal direction crosses the striped pattern formed on the surface of the temperature reference plate 2.
It is located between the reference plate 2 and the infrared camera 12.
かかる状態で赤外線カメラ12を動作させる
と、温度検知信号が出力され、測定視野の温度分
布がモニタテレビ16に写し出される。 When the infrared camera 12 is operated in such a state, a temperature detection signal is output, and the temperature distribution in the measurement field is displayed on the monitor television 16.
第3図aはモニタテレビ16が表示する熱画像
24を示したものである。ここに、画像領域46
a〜46dは温度基準板2の領域6a〜6dに対
応し、画像領域48a〜48cは同じく領域8a
〜8cに対し、画像領域44は繊維素材4に対応
するものである。第3図bは、熱画像24のA方
向の様子をレベル表示したものである。ここに波
形56a〜56dは画像領域46a〜46dに対
応し、波形58a〜58cは画像領域48a〜4
8cに対応し、鎖線Bのレベルは画像領域44に
対応するものである。 FIG. 3a shows a thermal image 24 displayed by the monitor television 16. Here, the image area 46
a to 46d correspond to areas 6a to 6d of the temperature reference plate 2, and image areas 48a to 48c correspond to area 8a.
8c, the image area 44 corresponds to the fiber material 4. FIG. 3b shows a level display of the thermal image 24 in the A direction. Here, waveforms 56a-56d correspond to image areas 46a-46d, and waveforms 58a-58c correspond to image areas 48a-4.
8c, and the level of the dashed line B corresponds to the image area 44.
赤外線カメラ12の出力する温度検知信号は、
画像信号処理手段18に対しても出力されてい
る。画像信号処理手段18では、まず、温度基準
板2の縞状の領域8a〜8cのうちから、同一の
縞内における熱画像信号レベルが均一である領域
を検出する。すなわち、第3図aの画像領域48
bのように、画像領域44との境界が見えなくな
る領域を検出するものである。 The temperature detection signal output by the infrared camera 12 is
It is also output to the image signal processing means 18. The image signal processing means 18 first detects, from among the striped regions 8a to 8c of the temperature reference plate 2, regions in which the thermal image signal level within the same stripe is uniform. That is, the image area 48 of FIG.
As shown in b, an area where the border with the image area 44 is no longer visible is detected.
画像領域48bと同44との境界が見えなくな
るということは、温度基準板2の領域8bと繊維
素材4の放射する赤外線エネルギが一致している
ことを意味し、両者の材質及び表面状態が同一で
あることからその温度も一致していることを意味
する。 The fact that the boundary between the image area 48b and the image area 44 becomes invisible means that the infrared energy emitted by the area 8b of the temperature reference plate 2 and the fiber material 4 match, and the materials and surface conditions of both are the same. This means that the temperatures are also the same.
次に検出した領域8bに隣接する黒体領域6b
及び6cに対応する熱画像信号の信号レベルの平
均値を算出する。この平均値は、領域8bが黒体
であると仮定した場合の該領域の信号レベルに相
当し、これをあらかじめ定められている関係に従
つて温度換算する。 Blackbody region 6b adjacent to the next detected region 8b
and 6c, the average value of the signal levels of the thermal image signals corresponding to 6c is calculated. This average value corresponds to the signal level of the region 8b assuming that it is a black body, and is converted into temperature according to a predetermined relationship.
そして、この換算値に基づいて温度表示信号を
信号線20に出力する。温度表示手段22では温
度表示信号に基づいてデイジタル温度表示する。 Then, a temperature display signal is output to the signal line 20 based on this converted value. The temperature display means 22 displays a digital temperature based on the temperature display signal.
なお、本実施例の温度測定対象物は繊維素材で
あるが、金属素線その他の細線も測定できること
はいうまでもない。ただし、その場合は、温度基
準板2の繊維素材領域8a〜8cに代えて対象物
と同一の材質および表面状態から成る領域を設け
る必要がある。 Although the object to be measured for temperature in this embodiment is a fiber material, it goes without saying that metal wires and other thin wires can also be measured. However, in that case, it is necessary to provide a region made of the same material and surface condition as the object in place of the fiber material regions 8a to 8c of the temperature reference plate 2.
また、対象物4は長手方向に移動しているもの
であつても測定に何ら支障はない。 Further, even if the object 4 is moving in the longitudinal direction, there is no problem in measurement.
さらに、対象物4の温度が温度基準板2の下限
温度と上限温度との間に入るように、ヒータコン
トローラ10に対して制御信号を出力する機能を
熱画像信号処理手段18に付加することもでき
る。 Furthermore, a function may be added to the thermal image signal processing means 18 to output a control signal to the heater controller 10 so that the temperature of the object 4 falls between the lower limit temperature and the upper limit temperature of the temperature reference plate 2. can.
また、温度測定精度は、温度基準板2の表面の
温度傾斜を緩くしたり、縞を細く且つ多くしたり
することにより向上させることができる。このよ
うに縞を細く且つ多くした場合は熱画像信号レベ
ルが均一である第2領域縞に隣接する第1領域縞
は双方とも殆ど同じ温度と見なせるようになり、
何れか一方を使用した場合であつても、前述の説
明のように第1領域縞に隣接する双方の第2領域
縞における温度の平均値を使用した場合と殆ど同
一の結果が得られる。 Furthermore, temperature measurement accuracy can be improved by making the temperature gradient on the surface of the temperature reference plate 2 gentler or by making the stripes thinner and more numerous. When the stripes are made thinner and more numerous in this way, the first region stripes adjacent to the second region stripes, which have a uniform thermal image signal level, can both be considered to have almost the same temperature.
Even if either one is used, almost the same result can be obtained as in the case where the average value of the temperature in both the second region stripes adjacent to the first region stripe is used as described above.
なお、温度表示手段22はデイジタル表示に限
られるものではなく、メータ表示等によつてもか
まわない。 Note that the temperature display means 22 is not limited to a digital display, and may be a meter display or the like.
以上説明したように、本発明の細線温度測定装
置によれば、黒体から成る第1の領域と温度測定
対象物と同一の材質及び表面状態から成る第2の
領域とが縞状に交互に配置され、且つ、この縞を
横切る方向に温度傾斜が与えられている表面を有
する温度基準板と、この温度基準板の表面を2次
元走査して該表面の放射する赤外線のエネルギを
信号情報に変換し、この信号情報を熱画像信号と
して出力する赤外線カメラと、この熱画像信号を
入力し、前記第2の領域の縞のうちから、同一の
縞内における熱画像信号レベルが均一である縞を
検出し、当該縞に隣接する第1の領域の縞に対応
する熱画像信号に基づいて温度表示信号を出力す
る熱画像信号処理手段と、この温度表示信号に基
づいて温度表示を行なう温度表示手段とを具備
し、温度測定対象物を前記温度基準板と前記赤外
線カメラとの間に位置せしめてその温度測定を行
なうので、繊維素材のような細線の温度を正確に
かつ容易に測定することができる。
As explained above, according to the thin wire temperature measurement device of the present invention, the first region made of a black body and the second region made of the same material and surface condition as the temperature measurement object are arranged alternately in a striped manner. A temperature reference plate is arranged and has a surface having a temperature gradient in a direction across the stripes, and the surface of this temperature reference plate is two-dimensionally scanned to convert the energy of infrared rays emitted by the surface into signal information. an infrared camera that converts the signal information and outputs this signal information as a thermal image signal; and an infrared camera that inputs this thermal image signal and selects a stripe in which the thermal image signal level is uniform within the same stripe from among the stripes in the second area. a thermal image signal processing means for detecting a temperature and outputting a temperature display signal based on a thermal image signal corresponding to a stripe in a first region adjacent to the stripe; and a temperature display for displaying a temperature based on the temperature display signal. The temperature measurement object is positioned between the temperature reference plate and the infrared camera and the temperature is measured, so that the temperature of a thin wire such as a textile material can be accurately and easily measured. I can do it.
第1図は本発明の一実施例を示す概略構成図、
第2図は温度基準板の表面温度状態を示すグラ
フ、第3図aは熱画像を示す図、同bは熱画像を
レベル表示した図である。
2…温度基準板、4…温度測定対象物、6a〜
6d…黒体領域、8a〜8c…繊維素材領域、1
0…ヒータコントローラ、12…赤外線カメラ、
18…画像信号処理手段、22…温度表示手段。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a graph showing the surface temperature state of the temperature reference plate, FIG. 3a is a diagram showing a thermal image, and FIG. 3b is a diagram showing the level of the thermal image. 2...Temperature reference plate, 4...Temperature measurement object, 6a~
6d...black body area, 8a-8c...fiber material area, 1
0... Heater controller, 12... Infrared camera,
18... Image signal processing means, 22... Temperature display means.
Claims (1)
象物と同一の材質及び表面状態から成る第2の領
域とが縞状に交互に配置され、且つ、この縞を横
切る方向に温度傾斜が与えられている表面を有す
る温度基準板と、 この温度基準板の表面を2次元走査して該表面
の放射する赤外線のエネルギを信号情報に変換
し、この信号情報を熱画像信号として出力する赤
外線カメラと、 この熱画像信号を入力し、前記第2の領域の縞
のうちから、同一の縞内における熱画像信号レベ
ルが均一である縞を検出し、当該縞の両側に隣接
する第1の領域の縞の熱画像信号の信号レベルの
平均値に基づいて温度表示信号を出力する熱画像
信号処理手段と、 この温度表示信号に基づいて温度表示を行なう
温度表示手段とを具備し、 前記細線状温度測定対象物を前記温度基準板の
縞を横切る方向に前記温度基準板と前記赤外線カ
メラとの間に位置させその温度測定を行うことを
特徴とする細線温度測定装置。 2 黒体から成る第1の領域と細線状温度測定対
象物と同一の材質及び表面状態から成る第2の領
域とが縞状に交互に配置され、且つ、この縞を横
切る方向に温度傾斜が与えられている表面を有す
る温度基準板と、 この温度基準板の表面を2次元走査して該表面
の放射する赤外線のエネルギを信号情報に変換
し、この信号情報を熱画像信号として出力する赤
外線カメラと、 この熱画像信号を入力し、前記第2の領域の縞
のうちから、同一の縞内における熱画像信号レベ
ルが均一である縞を検出し、当該縞に隣接する第
1の領域の縞に対応する熱画像信号に基づいて温
度表示信号を出力する熱画像信号処理手段と、 この温度表示信号に基づいて温度表示を行なう
温度表示手段とを具備し、 前記細線状温度測定対象物を前記温度基準板の
縞を横切る方向に前記温度基準板と前記赤外線カ
メラとの間に位置させその温度測定を行うことを
特徴とする細線温度測定装置。[Claims] 1. A first region made of a black body and a second region made of the same material and surface condition as the thin wire temperature measurement object are arranged alternately in a striped pattern, and the stripes are A temperature reference plate has a surface with a temperature gradient in the transverse direction, and the surface of this temperature reference plate is two-dimensionally scanned to convert the infrared energy emitted by the surface into signal information, and this signal information is converted into thermal information. an infrared camera that outputs an image signal; and an infrared camera that inputs this thermal image signal, detects a stripe in which the thermal image signal level is uniform within the same stripe from among the stripes in the second area, and detects a stripe on both sides of the stripe. thermal image signal processing means for outputting a temperature display signal based on the average value of the signal level of the thermal image signal of the stripes in the first region adjacent to the first region; and a temperature display means for displaying the temperature based on the temperature display signal. A thin wire temperature measurement device, characterized in that the temperature of the thin wire temperature measurement object is measured by positioning the thin wire temperature measurement object between the temperature reference plate and the infrared camera in a direction across the stripes of the temperature reference plate. . 2. A first region made of a black body and a second region made of the same material and surface condition as the thin wire temperature measurement object are arranged alternately in a striped pattern, and a temperature gradient crosses the stripes. A temperature reference plate having a given surface, and an infrared ray that scans the surface of the temperature reference plate two-dimensionally, converts the energy of the infrared rays emitted by the surface into signal information, and outputs this signal information as a thermal image signal. A camera inputs the thermal image signal, detects a stripe in which the thermal image signal level is uniform within the same stripe from among the stripes in the second region, and detects a stripe in the first region adjacent to the stripe. A thermal image signal processing means for outputting a temperature display signal based on a thermal image signal corresponding to a stripe, and a temperature display means for displaying a temperature based on the temperature display signal, the thin wire temperature measurement object being A thin wire temperature measuring device, characterized in that it is positioned between the temperature reference plate and the infrared camera in a direction across the stripes of the temperature reference plate and measures the temperature thereof.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP59061200A JPS60205226A (en) | 1984-03-30 | 1984-03-30 | Apparatus for measuring temperature of fine filament |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
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JPS60205226A JPS60205226A (en) | 1985-10-16 |
JPH051406B2 true JPH051406B2 (en) | 1993-01-08 |
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Family Applications (1)
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JP59061200A Granted JPS60205226A (en) | 1984-03-30 | 1984-03-30 | Apparatus for measuring temperature of fine filament |
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1984
- 1984-03-30 JP JP59061200A patent/JPS60205226A/en active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS60205226A (en) | 1985-10-16 |
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