JPH05164615A - 放射測温装置 - Google Patents
放射測温装置Info
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- JPH05164615A JPH05164615A JP34985891A JP34985891A JPH05164615A JP H05164615 A JPH05164615 A JP H05164615A JP 34985891 A JP34985891 A JP 34985891A JP 34985891 A JP34985891 A JP 34985891A JP H05164615 A JPH05164615 A JP H05164615A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 最適な放射率を選択し、放射率による誤差を
低減して被測温体の温度を高精度に計測する。 【構成】 互いに異なる三つの波長帯λ１，λ２，λ３
における各々の分光放射エネルギーＥ１，Ｅ２，Ｅ３の
べき乗の比と放射率ε３との関係を定めておき、被測温
体Ｗの各波長帯λ１，λ２，λ３の分光放射エネルギー
Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３を実測して検出し、この検出した分光
放射エネルギーＥ１，Ｅ２，Ｅ３に基づいて二組の分光
放射エネルギーＥ１，Ｅ２，Ｅ３の波長λ１，λ２，λ
３のべき乗の比を求め、二個以上の放射率ε３ａ，ε３
ｂ，ε３ｃ，ε３ｄが算出された時に、各組の放射率の
値ε３ａとε３ｃ，ε３ｂとε３ｄを比較して一致また
は最小誤差の放射率ε３ａを選択し、最終的に選択され
た放射率ε３ａを用いて被測温体Ｗの温度Ｔを演算す
る。
低減して被測温体の温度を高精度に計測する。 【構成】 互いに異なる三つの波長帯λ１，λ２，λ３
における各々の分光放射エネルギーＥ１，Ｅ２，Ｅ３の
べき乗の比と放射率ε３との関係を定めておき、被測温
体Ｗの各波長帯λ１，λ２，λ３の分光放射エネルギー
Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３を実測して検出し、この検出した分光
放射エネルギーＥ１，Ｅ２，Ｅ３に基づいて二組の分光
放射エネルギーＥ１，Ｅ２，Ｅ３の波長λ１，λ２，λ
３のべき乗の比を求め、二個以上の放射率ε３ａ，ε３
ｂ，ε３ｃ，ε３ｄが算出された時に、各組の放射率の
値ε３ａとε３ｃ，ε３ｂとε３ｄを比較して一致また
は最小誤差の放射率ε３ａを選択し、最終的に選択され
た放射率ε３ａを用いて被測温体Ｗの温度Ｔを演算す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、被測温体として例えば
放射率の低い金属より放出される分光放射エネルギーに
基づいて放射率の変動による誤差を自動補正して被測温
体の温度を計測する放射測温装置に関するものである。
放射率の低い金属より放出される分光放射エネルギーに
基づいて放射率の変動による誤差を自動補正して被測温
体の温度を計測する放射測温装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば被測温体として放射率の低い金属
の温度を測温する際には、互いに異なる二つの波長にお
ける分光放射エネルギーの比をとることで連続して温度
計測が行える二色形放射温度計が従来より用いられてい
る。
の温度を測温する際には、互いに異なる二つの波長にお
ける分光放射エネルギーの比をとることで連続して温度
計測が行える二色形放射温度計が従来より用いられてい
る。
【０００３】ここで、一般に、黒体の放射強度、光学系
の分光透過率、素子の分光感度等を補正した後の波長λ
１，λ２，λ３に対する出力Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３はウィー
ンの式から下記の（１）式で表される。
の分光透過率、素子の分光感度等を補正した後の波長λ
１，λ２，λ３に対する出力Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３はウィー
ンの式から下記の（１）式で表される。
【０００４】なお、ε１は波長λ１のときの放射率、ε
２は波長λ２のときの放射率、ε３は波長λ３のときの
放射率、Ｃ２は放射の第２定数（０．０１４３８８ｍ・
Ｋ）である。
２は波長λ２のときの放射率、ε３は波長λ３のときの
放射率、Ｃ２は放射の第２定数（０．０１４３８８ｍ・
Ｋ）である。
【数１】 上述した（１）式から、下記の（２）式が成立する。
【数２】 これより、各々の分光放射エネルギーの波長のべき乗の
比Ｘ１，Ｘ２は放射率ε１，ε２，ε３のみの関数で表
され、温度値Ｔに依存しない量であることが判る。
比Ｘ１，Ｘ２は放射率ε１，ε２，ε３のみの関数で表
され、温度値Ｔに依存しない量であることが判る。
【０００５】一方、金属の酸化膜の成長時の放射率の挙
動は、光の干渉現象として説明することができる。すな
わち、金属に対して光が入射されると、この光は金属上
に成長した酸化膜の表面で反射するとともに、光の一部
が酸化膜を透過して金属の表面で反射することになり、
酸化膜中において光の干渉現象が生じる。この光の干渉
現象は酸化膜の成長とともに複雑に揺れ動くが、金属と
酸化膜の各々の屈折率および消衰係数によって一義的に
決まるものである。
動は、光の干渉現象として説明することができる。すな
わち、金属に対して光が入射されると、この光は金属上
に成長した酸化膜の表面で反射するとともに、光の一部
が酸化膜を透過して金属の表面で反射することになり、
酸化膜中において光の干渉現象が生じる。この光の干渉
現象は酸化膜の成長とともに複雑に揺れ動くが、金属と
酸化膜の各々の屈折率および消衰係数によって一義的に
決まるものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、各々の分光
放射エネルギーの波長のべき乗の比Ｘ１と放射率ε３の
関係について、鉄の酸化をシミュレーションして求める
と、図３に示す特性グラフで表現される。なお、波長は
各々λ２＝１．７μｍ、λ３＝２μｍとしている。
放射エネルギーの波長のべき乗の比Ｘ１と放射率ε３の
関係について、鉄の酸化をシミュレーションして求める
と、図３に示す特性グラフで表現される。なお、波長は
各々λ２＝１．７μｍ、λ３＝２μｍとしている。
【０００７】従って、この結果から、一般に放射率ε３
は図３に示すように各々の分光放射エネルギーの波長の
べき乗の比Ｘ２に対して一価函数とはならずに多値を取
ることがある。このため、各々の分光放射エネルギーの
波長のべき乗の比Ｘ２の値に対する放射率ε３の近似式
を示す検量線を複数描くことができ、特性曲線上に複数
の放射率が求まり、放射率を一義的に決定することがで
きないという問題があった。
は図３に示すように各々の分光放射エネルギーの波長の
べき乗の比Ｘ２に対して一価函数とはならずに多値を取
ることがある。このため、各々の分光放射エネルギーの
波長のべき乗の比Ｘ２の値に対する放射率ε３の近似式
を示す検量線を複数描くことができ、特性曲線上に複数
の放射率が求まり、放射率を一義的に決定することがで
きないという問題があった。
【０００８】また、特別な関係を持たずに異なる二つの
波長を適当に選択した場合、図３に示すように中・高放
射率領域で特性曲線が開いた状態になる。このため、特
性グラフにおいて、中・高放射率領域を一本の検量線で
代表させた場合、代表される検量線毎に放射率に誤差が
生じ、常に高精度な被測定体の温度計測を行うことがき
なかった。
波長を適当に選択した場合、図３に示すように中・高放
射率領域で特性曲線が開いた状態になる。このため、特
性グラフにおいて、中・高放射率領域を一本の検量線で
代表させた場合、代表される検量線毎に放射率に誤差が
生じ、常に高精度な被測定体の温度計測を行うことがき
なかった。
【０００９】そこで、本発明は上述した問題点に鑑みて
なされたものであって、その目的は、最適な放射率を選
択し、放射率による誤差を低減して被測温体の温度を高
精度に計測できる放射測温装置を提供することにある。
なされたものであって、その目的は、最適な放射率を選
択し、放射率による誤差を低減して被測温体の温度を高
精度に計測できる放射測温装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明による請求項１の放射測温装置は、互いに異
なる複数の波長帯における被測温体の各々の分光放射エ
ネルギーの波長のべき乗の比と放射率との関係に基づい
て前記被測定体より実測した少なくとも二組の分光放射
エネルギーによる放射率を求め、二個以上の放射率が算
出された時に各組の放射率の値を比較して一致または最
小誤差の放射率を選択し、この選択された放射率に基づ
いて前記被測温体の温度の演算を行う構成になることを
特徴としている。
め、本発明による請求項１の放射測温装置は、互いに異
なる複数の波長帯における被測温体の各々の分光放射エ
ネルギーの波長のべき乗の比と放射率との関係に基づい
て前記被測定体より実測した少なくとも二組の分光放射
エネルギーによる放射率を求め、二個以上の放射率が算
出された時に各組の放射率の値を比較して一致または最
小誤差の放射率を選択し、この選択された放射率に基づ
いて前記被測温体の温度の演算を行う構成になることを
特徴としている。
【００１１】また、請求項２の放射測温装置は、略二倍
の関係でなる二つの波長帯における被測温体の各々の分
光放射エネルギーの波長のべき乗の比と放射率との関係
に基づいて前記被測定体より実測した分光放射エネルギ
ーから放射率を求め、この求めた放射率に基づいて前記
被測温体の温度の演算を行う構成になることを特徴とし
ている。
の関係でなる二つの波長帯における被測温体の各々の分
光放射エネルギーの波長のべき乗の比と放射率との関係
に基づいて前記被測定体より実測した分光放射エネルギ
ーから放射率を求め、この求めた放射率に基づいて前記
被測温体の温度の演算を行う構成になることを特徴とし
ている。
【００１２】
【作用】請求項１の放射測温装置では、互いに異なる複
数の波長帯における被測温体の各々の分光放射エネルギ
ーの波長のべき乗の比と放射率との関係を定めておき、
各々の分光放射エネルギーを検出し、この検出した各の
分光放射エネルギーに基づいて少なくとも二組の分光放
射エネルギーの波長のべき乗の比を求め、この各組の分
光放射エネルギーの波長のべき乗の比と対応する放射率
を定めた関係から放射率を求め、二個以上の放射率が算
出された時には、各組の放射率の値を比較して一致また
は最小誤差の放射率を選択し、最終的に選択された放射
率に基づいて被測温体の温度を演算する。
数の波長帯における被測温体の各々の分光放射エネルギ
ーの波長のべき乗の比と放射率との関係を定めておき、
各々の分光放射エネルギーを検出し、この検出した各の
分光放射エネルギーに基づいて少なくとも二組の分光放
射エネルギーの波長のべき乗の比を求め、この各組の分
光放射エネルギーの波長のべき乗の比と対応する放射率
を定めた関係から放射率を求め、二個以上の放射率が算
出された時には、各組の放射率の値を比較して一致また
は最小誤差の放射率を選択し、最終的に選択された放射
率に基づいて被測温体の温度を演算する。
【００１３】また、請求項２の放射測温装置では、略二
倍の関係でなる二つの波長帯における被測温体の各々の
分光放射エネルギーの波長のべき乗の比と放射率との関
係を定めておき、被測定体の分光放射エネルギーを検出
し、この検出した分光放射エネルギーに基づいて各々の
分光放射エネルギーの波長のべき乗の比を求め、この各
々の分光放射エネルギーの波長のべき乗の比と対応する
放射率を定めた関係から放射率を求め、この放射率を用
いて被測温体の温度を演算する。
倍の関係でなる二つの波長帯における被測温体の各々の
分光放射エネルギーの波長のべき乗の比と放射率との関
係を定めておき、被測定体の分光放射エネルギーを検出
し、この検出した分光放射エネルギーに基づいて各々の
分光放射エネルギーの波長のべき乗の比を求め、この各
々の分光放射エネルギーの波長のべき乗の比と対応する
放射率を定めた関係から放射率を求め、この放射率を用
いて被測温体の温度を演算する。
【００１４】
【実施例】図１は本発明による放射測温装置の一実施例
を示すブロック構成図である。この実施例による放射測
温装置は、各々の分光放射エネルギーの波長のべき乗の
比と分光放射率（以下、単に放射率という）との関係を
示すデータ、あるいはこのデータを近似する検量線に基
づいて実測した分光放射エネルギーから放射率を求め、
放射率の変動の影響による誤差を自動補正して被測温体
の温度を計測するもので、筐体本体をなす放射検出器１
内に検出手段２、記憶手段３、比率演算手段４、照合手
段５、放射率決定手段６、温度演算手段７、出力手段８
が設けられている。なお、記憶手段３、比率演算手段
４、照合手段５、放射率決定手段６、温度演算手段７等
はマイクロコンピュータ等で構成されている。
を示すブロック構成図である。この実施例による放射測
温装置は、各々の分光放射エネルギーの波長のべき乗の
比と分光放射率（以下、単に放射率という）との関係を
示すデータ、あるいはこのデータを近似する検量線に基
づいて実測した分光放射エネルギーから放射率を求め、
放射率の変動の影響による誤差を自動補正して被測温体
の温度を計測するもので、筐体本体をなす放射検出器１
内に検出手段２、記憶手段３、比率演算手段４、照合手
段５、放射率決定手段６、温度演算手段７、出力手段８
が設けられている。なお、記憶手段３、比率演算手段
４、照合手段５、放射率決定手段６、温度演算手段７等
はマイクロコンピュータ等で構成されている。
【００１５】検出手段２は予め定められた透過波長をも
つフィルタを有する回転セクタ２０と検出素子２１等か
ら構成され、被測温体Ｗである例えば鉄、アルミニウ
ム、黄銅等の金属からの互いに異なる波長帯として三つ
の波長帯λ１，λ２，λ３における分光放射エネルギー
Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３を検出している。
つフィルタを有する回転セクタ２０と検出素子２１等か
ら構成され、被測温体Ｗである例えば鉄、アルミニウ
ム、黄銅等の金属からの互いに異なる波長帯として三つ
の波長帯λ１，λ２，λ３における分光放射エネルギー
Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３を検出している。
【００１６】記憶手段３には図２および図３に示すよう
に予め計算または実測により求められた互いに異なる三
つの波長λ１，λ２，λ３における各々の分光放射エネ
ルギーをＥ１，Ｅ２，Ｅ３、放射率をε１，ε２，ε３
としたときの二組の分光放射エネルギーの波長のべき乗
の比Ｘ１，Ｘ２と放射率ε１，ε２，ε３との関係を示
すデータ、あるいはこの関係を示すデータを近似する複
数の検量線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４のデータが記憶され
ている。
に予め計算または実測により求められた互いに異なる三
つの波長λ１，λ２，λ３における各々の分光放射エネ
ルギーをＥ１，Ｅ２，Ｅ３、放射率をε１，ε２，ε３
としたときの二組の分光放射エネルギーの波長のべき乗
の比Ｘ１，Ｘ２と放射率ε１，ε２，ε３との関係を示
すデータ、あるいはこの関係を示すデータを近似する複
数の検量線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４のデータが記憶され
ている。
【００１７】比率演算手段４は検出手段２により検出さ
れた異なる三つの波長帯λ１，λ２，λ３における分光
放射エネルギーＥ１，Ｅ２，Ｅ３に基づいて二組の分光
放射エネルギーの波長のべき乗の比Ｘ１，Ｘ２を演算し
て照合手段５に入力している。
れた異なる三つの波長帯λ１，λ２，λ３における分光
放射エネルギーＥ１，Ｅ２，Ｅ３に基づいて二組の分光
放射エネルギーの波長のべき乗の比Ｘ１，Ｘ２を演算し
て照合手段５に入力している。
【００１８】照合手段５は記憶手段３に記憶されたデー
タに基づいて比率演算手段４が演算した二組の分光放射
エネルギーの波長のべき乗の比Ｘ１，Ｘ２に対応する放
射率ε３（ε１，ε２）を読み出して放射率決定手段６
および出力手段８に入力している。なお、照合手段５に
おいて読み出された二組の分光放射エネルギーの波長の
べき乗の比Ｘ１，Ｘ２に対応する放射率が同値の場合に
は、この放射率を測温のための最終的な放射率として選
択する。
タに基づいて比率演算手段４が演算した二組の分光放射
エネルギーの波長のべき乗の比Ｘ１，Ｘ２に対応する放
射率ε３（ε１，ε２）を読み出して放射率決定手段６
および出力手段８に入力している。なお、照合手段５に
おいて読み出された二組の分光放射エネルギーの波長の
べき乗の比Ｘ１，Ｘ２に対応する放射率が同値の場合に
は、この放射率を測温のための最終的な放射率として選
択する。
【００１９】放射率決定手段６は放射率比較手段６ａと
放射率選択手段６ｂを備えて構成されている。放射率比
較手段６ａは照合手段５が読み出した各組の分光放射エ
ネルギーの波長のべき乗の比Ｘ１，Ｘ２に対応する放射
率が複数存在する場合に、各々の放射率ε３ａとε３
ｃ，ε３ｂとε３ｄを比較し、その比較結果を放射率選
択手段６ｂに入力している。放射率選択手段６ｂは放射
率比較手段６ａの比較結果に基づいて一致または最小誤
差の放射率を測温のための最終的な放射率として選択
し、温度演算手段７に入力している。
放射率選択手段６ｂを備えて構成されている。放射率比
較手段６ａは照合手段５が読み出した各組の分光放射エ
ネルギーの波長のべき乗の比Ｘ１，Ｘ２に対応する放射
率が複数存在する場合に、各々の放射率ε３ａとε３
ｃ，ε３ｂとε３ｄを比較し、その比較結果を放射率選
択手段６ｂに入力している。放射率選択手段６ｂは放射
率比較手段６ａの比較結果に基づいて一致または最小誤
差の放射率を測温のための最終的な放射率として選択
し、温度演算手段７に入力している。
【００２０】温度演算手段７は放射率選択手段６ｂで選
択された放射率ε３に基づいて被測温体Ｗの温度を演算
して出力手段８に入力している。出力手段８は放射率決
定手段６で決定された放射率ε３の値と、温度演算手段
７で求めた被測温体Ｗの温度Ｔの値を例えば指示出力し
ている。
択された放射率ε３に基づいて被測温体Ｗの温度を演算
して出力手段８に入力している。出力手段８は放射率決
定手段６で決定された放射率ε３の値と、温度演算手段
７で求めた被測温体Ｗの温度Ｔの値を例えば指示出力し
ている。
【００２１】次に、上記のように構成された放射測温装
置により被測温体の温度を計測するにあたっては、ま
ず、図２に示すように互いに異なる三つの波長λ１，λ
２，λ３における各々の分光放射エネルギーをＥ１，Ｅ
２，Ｅ３、放射率をε２としたときの各々の分光放射エ
ネルギーの波長のべき乗の比Ｘ１，Ｘ２と放射率ε３と
の関係を予め計算または実測により求めておく。
置により被測温体の温度を計測するにあたっては、ま
ず、図２に示すように互いに異なる三つの波長λ１，λ
２，λ３における各々の分光放射エネルギーをＥ１，Ｅ
２，Ｅ３、放射率をε２としたときの各々の分光放射エ
ネルギーの波長のべき乗の比Ｘ１，Ｘ２と放射率ε３と
の関係を予め計算または実測により求めておく。
【００２２】次に、三つの波長λ１，λ２，λ３におけ
る各々の分光放射エネルギーをＥ１，Ｅ２，Ｅ３を放射
検出器１の検出手段２によって検出する。次に、検出さ
れた各々の分光放射エネルギーＥ１，Ｅ２，Ｅ３に基づ
いて各々の分光放射エネルギーの波長のべき乗の比Ｘ
１，Ｘ２を求める。この求めた各々の分光放射エネルギ
ーの波長のべき乗の比Ｘ１，Ｘ２に対応する放射率ε３
を記憶手段３のデータから読み出す。
る各々の分光放射エネルギーをＥ１，Ｅ２，Ｅ３を放射
検出器１の検出手段２によって検出する。次に、検出さ
れた各々の分光放射エネルギーＥ１，Ｅ２，Ｅ３に基づ
いて各々の分光放射エネルギーの波長のべき乗の比Ｘ
１，Ｘ２を求める。この求めた各々の分光放射エネルギ
ーの波長のべき乗の比Ｘ１，Ｘ２に対応する放射率ε３
を記憶手段３のデータから読み出す。
【００２３】ここで、読み出された放射率ε３が各組の
分光放射エネルギーの波長のべき乗の比Ｘ１，Ｘ２毎に
複数存在すると（図２および図３におけるＸＡ，ＸＢの
点の放射率ε３ａ，ε３ｂ，ε３ｃ，ε３ｄ）、放射率
比較手段６ａが読み出した各組の分光放射エネルギーの
波長のべき乗の比Ｘ１，Ｘ２に対応する放射率ε３ａと
ε３ｃ，ε３ｂとε３ｄを各々比較する。そして、比較
された放射率において、一致する放射率（図ではε３ａ
＝ε３ｃ＝０．４）を最終的な測温のための放射率とし
て選択決定し、この決定された放射率を（１）式に代入
演算して被測温体Ｗの温度を求める。なお、上述した複
数の放射率の比較にあたって、検量線の近似誤差等によ
り一致する放射率がない場合には、各組の分光放射エネ
ルギーの波長のべき乗の比Ｘ１，Ｘ２に対応する放射率
ε３ａとε３ｃ，ε３ｂとε３ｄを各々比較して差演算
（Δａ＝｜ε３ａ−ε３ｃ｜，Δｂ＝｜ε３ｂ−ε３ｄ
｜を行い、Δａ＜Δｂの関係が成立することから、（ε
３ａ＋ε３ｃ）／２より求まる最小誤差の放射率を、最
終的な測温のための放射率として選択し決定する。
分光放射エネルギーの波長のべき乗の比Ｘ１，Ｘ２毎に
複数存在すると（図２および図３におけるＸＡ，ＸＢの
点の放射率ε３ａ，ε３ｂ，ε３ｃ，ε３ｄ）、放射率
比較手段６ａが読み出した各組の分光放射エネルギーの
波長のべき乗の比Ｘ１，Ｘ２に対応する放射率ε３ａと
ε３ｃ，ε３ｂとε３ｄを各々比較する。そして、比較
された放射率において、一致する放射率（図ではε３ａ
＝ε３ｃ＝０．４）を最終的な測温のための放射率とし
て選択決定し、この決定された放射率を（１）式に代入
演算して被測温体Ｗの温度を求める。なお、上述した複
数の放射率の比較にあたって、検量線の近似誤差等によ
り一致する放射率がない場合には、各組の分光放射エネ
ルギーの波長のべき乗の比Ｘ１，Ｘ２に対応する放射率
ε３ａとε３ｃ，ε３ｂとε３ｄを各々比較して差演算
（Δａ＝｜ε３ａ−ε３ｃ｜，Δｂ＝｜ε３ｂ−ε３ｄ
｜を行い、Δａ＜Δｂの関係が成立することから、（ε
３ａ＋ε３ｃ）／２より求まる最小誤差の放射率を、最
終的な測温のための放射率として選択し決定する。
【００２４】従って、この実施例による放射測温装置に
よれば、被測温体Ｗより検出される分光放射エネルギー
を、予め記憶された互いに異なる三つの波長λ１，λ
２，λ３の各々の分光放射エネルギーＥ１，Ｅ２，Ｅ３
の波長のべき乗の比Ｘ１，Ｘ２と放射率ε３との関係と
照合して対応する放射率を読み出し、読み出された放射
率が複数存在する場合、各組の放射率を比較し、一致ま
たは最小誤差の放射率を測温放射率として決定して温度
を演算しているので、最終的に選択される放射率の誤差
を低減でき、被測定体の測温を高精度に行うことができ
る。
よれば、被測温体Ｗより検出される分光放射エネルギー
を、予め記憶された互いに異なる三つの波長λ１，λ
２，λ３の各々の分光放射エネルギーＥ１，Ｅ２，Ｅ３
の波長のべき乗の比Ｘ１，Ｘ２と放射率ε３との関係と
照合して対応する放射率を読み出し、読み出された放射
率が複数存在する場合、各組の放射率を比較し、一致ま
たは最小誤差の放射率を測温放射率として決定して温度
を演算しているので、最終的に選択される放射率の誤差
を低減でき、被測定体の測温を高精度に行うことができ
る。
【００２５】次に、分光放射エネルギーの波長のべき乗
の比Ｘ１，Ｘ２と放射率ε３との関係を示すデータが低
放射率領域および中・高放射率領域の検量線Ｌ１，Ｌ
２，Ｌ３，Ｌ４で近似されたデータに基づいて被測温体
Ｗの測温を行う場合には、波長λ３を波長λ１の略２
倍、例えば、波長λ１＝１μｍ、波長λ３＝２μｍ（＝
２λ１）に設定し、図２に示すように中・高放射領域に
おける検量線を、一本の検量線Ｌ２で代表する。
の比Ｘ１，Ｘ２と放射率ε３との関係を示すデータが低
放射率領域および中・高放射率領域の検量線Ｌ１，Ｌ
２，Ｌ３，Ｌ４で近似されたデータに基づいて被測温体
Ｗの測温を行う場合には、波長λ３を波長λ１の略２
倍、例えば、波長λ１＝１μｍ、波長λ３＝２μｍ（＝
２λ１）に設定し、図２に示すように中・高放射領域に
おける検量線を、一本の検量線Ｌ２で代表する。
【００２６】これにより、例えば、分光放射エネルギー
の波長のべき乗の比Ｘ１，Ｘ２が１．０の場合、図３の
特性グラフにおける検量線Ｌ４では、放射率の誤差が約
０．１あるのに対し、図２の特性グラフにおける検量線
Ｌ２では、放射率の誤差を約０．０２まで低減させるこ
とができ、この結果、放射率による誤差の小さい被測定
体Ｗの測温を行うことができる。
の波長のべき乗の比Ｘ１，Ｘ２が１．０の場合、図３の
特性グラフにおける検量線Ｌ４では、放射率の誤差が約
０．１あるのに対し、図２の特性グラフにおける検量線
Ｌ２では、放射率の誤差を約０．０２まで低減させるこ
とができ、この結果、放射率による誤差の小さい被測定
体Ｗの測温を行うことができる。
【００２７】ところで、上述した実施例では、異なる三
つの波長の各々の分光放射エネルギーの波長のべき乗の
比Ｘ１，Ｘ２と放射率ε１，ε２，ε３との関係とし
て、実施例では放射率ε３についてのみ図示して説明し
たが、放射率ε１，ε２についても同様に異なる三つの
波長の各々の分光放射エネルギーの波長のべき乗の比と
の関係を予め定めて放射率を決定してもよい。また、複
数の波長について分光放射エネルギーの波長のべき乗の
比と放射率との関係を定め、一つの波長を共通として二
組の波長の各々の分光放射エネルギーの波長のべき乗の
比と放射率との関係に基づいて被測定体Ｗの温度計測を
行っていたが、四個以上の波長を用いて温度計測を行っ
てもよい。また、二組以上の分光放射エネルギーの波長
のべき乗の比と放射率との関係を利用して測温を行うよ
うにしてもよい。
つの波長の各々の分光放射エネルギーの波長のべき乗の
比Ｘ１，Ｘ２と放射率ε１，ε２，ε３との関係とし
て、実施例では放射率ε３についてのみ図示して説明し
たが、放射率ε１，ε２についても同様に異なる三つの
波長の各々の分光放射エネルギーの波長のべき乗の比と
の関係を予め定めて放射率を決定してもよい。また、複
数の波長について分光放射エネルギーの波長のべき乗の
比と放射率との関係を定め、一つの波長を共通として二
組の波長の各々の分光放射エネルギーの波長のべき乗の
比と放射率との関係に基づいて被測定体Ｗの温度計測を
行っていたが、四個以上の波長を用いて温度計測を行っ
てもよい。また、二組以上の分光放射エネルギーの波長
のべき乗の比と放射率との関係を利用して測温を行うよ
うにしてもよい。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による請求
項１の放射測温装置は、被測温体より検出される分光放
射エネルギーを、予め記憶された互いに異なる複数の波
長の各々の分光放射エネルギーの波長のべき乗の比と放
射率との関係と照合して対応する放射率を読み出し、読
み出された放射率が複数存在する場合には、各組の放射
率を比較し、一致または最小誤差の放射率を測温のため
の放射率として決定して温度を演算しているので、最終
的に選択される放射率の誤差を低減でき、被測定体の測
温を高精度に行うことができる。また、請求項２の放射
測温装置は、略二倍の関係を満足するように二つの波長
を設定しているので、中・高放射率領域の検量線を一本
に収束でき、放射率による誤差の小さい被測定体の測温
を行うことができる。
項１の放射測温装置は、被測温体より検出される分光放
射エネルギーを、予め記憶された互いに異なる複数の波
長の各々の分光放射エネルギーの波長のべき乗の比と放
射率との関係と照合して対応する放射率を読み出し、読
み出された放射率が複数存在する場合には、各組の放射
率を比較し、一致または最小誤差の放射率を測温のため
の放射率として決定して温度を演算しているので、最終
的に選択される放射率の誤差を低減でき、被測定体の測
温を高精度に行うことができる。また、請求項２の放射
測温装置は、略二倍の関係を満足するように二つの波長
を設定しているので、中・高放射率領域の検量線を一本
に収束でき、放射率による誤差の小さい被測定体の測温
を行うことができる。
【図１】本発明による放射測温方法が適用される放射測
温装置の一実施例を示すブロック構成図
温装置の一実施例を示すブロック構成図
【図２】二倍の関係でなる二つの波長における各々の分
光放射エネルギーの波長のべき乗の比と分光放射率との
関係を示す特性グラフ
光放射エネルギーの波長のべき乗の比と分光放射率との
関係を示す特性グラフ
【図３】異なる二つの波長における各々の分光放射エネ
ルギーの波長のべき乗の比と分光放射率との関係を示す
特性グラフ
ルギーの波長のべき乗の比と分光放射率との関係を示す
特性グラフ
２…検出手段、３…記憶手段、４…比率演算手段、５…
照合手段、６…放射率決定手段、７…温度演算手段、Ｗ
…被測温体（金属）。
照合手段、６…放射率決定手段、７…温度演算手段、Ｗ
…被測温体（金属）。
【手続補正書】
【提出日】平成４年１月２９日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００８】また、特別な関係を持たずに異なる二つの
波長を適当に選択した場合、図３に示すように中・高放
射率領域で特性曲線がうず巻き状で開いた状態になる。
このため、特性グラフにおいて、中・高放射率領域を一
本の検量線で代表させた場合、放射率に近似誤差が生
じ、常に高精度な被測定体の温度計測を行うことができ
なかった。
波長を適当に選択した場合、図３に示すように中・高放
射率領域で特性曲線がうず巻き状で開いた状態になる。
このため、特性グラフにおいて、中・高放射率領域を一
本の検量線で代表させた場合、放射率に近似誤差が生
じ、常に高精度な被測定体の温度計測を行うことができ
なかった。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１８】照合手段５は記憶手段３に記憶されたデー
タに基づいて比率演算手段４が演算した二組の分光放射
エネルギーの波長のべき乗の比Ｘ１，Ｘ２に対応する放
射率ε３（ε１，ε２）を読み出して放射率決定手段６
に入力している。なお、照合手段５において読み出され
た二組の分光放射エネルギーの波長のべき乗の比Ｘ１，
Ｘ２に対応する放射率が同値の場合には、この放射率を
測温のための最終的な放射率として選択する。
タに基づいて比率演算手段４が演算した二組の分光放射
エネルギーの波長のべき乗の比Ｘ１，Ｘ２に対応する放
射率ε３（ε１，ε２）を読み出して放射率決定手段６
に入力している。なお、照合手段５において読み出され
た二組の分光放射エネルギーの波長のべき乗の比Ｘ１，
Ｘ２に対応する放射率が同値の場合には、この放射率を
測温のための最終的な放射率として選択する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２１】次に、上記のように構成された放射測温装
置により被測温体の温度を計測するにあたっては、ま
ず、図２に示すように互いに異なる三つの波長λ１，λ
２，λ３における各々の分光放射エネルギーをＥ１，Ｅ
２，Ｅ３、放射率をε１，ε２，ε３としたときの各々
の分光放射エネルギーの波長のべき乗の比Ｘ１，Ｘ２と
放射率ε３との関係を予め計算または実測により求めて
おく。
置により被測温体の温度を計測するにあたっては、ま
ず、図２に示すように互いに異なる三つの波長λ１，λ
２，λ３における各々の分光放射エネルギーをＥ１，Ｅ
２，Ｅ３、放射率をε１，ε２，ε３としたときの各々
の分光放射エネルギーの波長のべき乗の比Ｘ１，Ｘ２と
放射率ε３との関係を予め計算または実測により求めて
おく。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２２】次に、三つの波長λ１，λ２，λ３におけ
る各々の分光放射エネルギーＥ１，Ｅ２，Ｅ３を放射検
出器１の検出手段２によって検出する。次に、検出され
た各々の分光放射エネルギーＥ１，Ｅ２，Ｅ３に基づい
て各々の分光放射エネルギーの波長のべき乗の比Ｘ１，
Ｘ２を求める。この求めた各々の分光放射エネルギーの
波長のべき乗の比Ｘ１，Ｘ２に対応する放射率ε３を記
憶手段３のデータから読み出す。
る各々の分光放射エネルギーＥ１，Ｅ２，Ｅ３を放射検
出器１の検出手段２によって検出する。次に、検出され
た各々の分光放射エネルギーＥ１，Ｅ２，Ｅ３に基づい
て各々の分光放射エネルギーの波長のべき乗の比Ｘ１，
Ｘ２を求める。この求めた各々の分光放射エネルギーの
波長のべき乗の比Ｘ１，Ｘ２に対応する放射率ε３を記
憶手段３のデータから読み出す。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２４】従って、この実施例による放射測温装置に
よれば、被測温体Ｗより検出される分光放射エネルギー
を、予め記憶された互いに異なる三つの波長λ１，λ
２，λ３の各々の分光放射エネルギーＥ１，Ｅ２，Ｅ３
の波長のべき乗の比Ｘ１，Ｘ２と放射率ε３との関係と
照合して対応する放射率を読み出し、読み出された放射
率が複数存在する場合、各組の放射率を比較し、一致ま
たは最小誤差の放射率を測温放射率として決定して温度
を演算しているので、放射率を一義的に決定でき、被測
定体の測温を高精度に行うことができる。
よれば、被測温体Ｗより検出される分光放射エネルギー
を、予め記憶された互いに異なる三つの波長λ１，λ
２，λ３の各々の分光放射エネルギーＥ１，Ｅ２，Ｅ３
の波長のべき乗の比Ｘ１，Ｘ２と放射率ε３との関係と
照合して対応する放射率を読み出し、読み出された放射
率が複数存在する場合、各組の放射率を比較し、一致ま
たは最小誤差の放射率を測温放射率として決定して温度
を演算しているので、放射率を一義的に決定でき、被測
定体の測温を高精度に行うことができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２５】次に、二つの波長間に制約を設けない場合
には、図３に示すように中・高放射率領域で波長のべき
乗の比Ｘ２と放射率ε３との関係は、うず巻き状とな
り、一本の検量線で近似した場合、近似誤差を生じる。
そこで、波長λ３を波長λ１の略二倍、例えば、波長λ
１＝１μｍ、波長λ３＝２μｍ（＝２λ１）に設定すれ
ば、図２に示すように中・高放射率領域での波長のべき
乗の比Ｘ１と放射率ε３との関係は一本の線に収束す
る。従って、中・高放射率領域における検量線を、一本
の検量線Ｌ２で代表できる。
には、図３に示すように中・高放射率領域で波長のべき
乗の比Ｘ２と放射率ε３との関係は、うず巻き状とな
り、一本の検量線で近似した場合、近似誤差を生じる。
そこで、波長λ３を波長λ１の略二倍、例えば、波長λ
１＝１μｍ、波長λ３＝２μｍ（＝２λ１）に設定すれ
ば、図２に示すように中・高放射率領域での波長のべき
乗の比Ｘ１と放射率ε３との関係は一本の線に収束す
る。従って、中・高放射率領域における検量線を、一本
の検量線Ｌ２で代表できる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２６】これにより、例えば、分光放射エネルギー
の波長のべき乗の比Ｘ１，Ｘ２が１．０の場合、図３の
特性グラフにおける検量線Ｌ４では、放射率の誤差が約
０．１あるのに対し、図２の特性グラフにおける検量線
Ｌ２では、放射率の誤差を約０．０２まで低減させるこ
とができ、この結果、高精度に被測温体Ｗの測温を行う
ことがきる。
の波長のべき乗の比Ｘ１，Ｘ２が１．０の場合、図３の
特性グラフにおける検量線Ｌ４では、放射率の誤差が約
０．１あるのに対し、図２の特性グラフにおける検量線
Ｌ２では、放射率の誤差を約０．０２まで低減させるこ
とができ、この結果、高精度に被測温体Ｗの測温を行う
ことがきる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による請求
項１の放射測温装置は、被測温体より検出される分光放
射エネルギーを、予め記憶された互いに異なる複数の波
長の各々の分光放射エネルギーの波長のべき乗の比と放
射率との関係と照合して対応する放射率を読み出し、読
み出された放射率が複数存在する場合には、各組の放射
率を比較し、一致または最小誤差の放射率を測温のため
の放射率として決定して温度を演算しているので、最終
的に放射率は一義的に決定され、被測定体の測温を高精
度に行うことができる。また、請求項２の放射測温装置
は、略二倍の関係を満足するように二つの波長を設定し
ているので、中・高放射率領域の検量線を一本に収束で
き、放射率による誤差の小さい被測定体の測温を行うこ
とができる。 ─────────────────────────────────────────────────────
項１の放射測温装置は、被測温体より検出される分光放
射エネルギーを、予め記憶された互いに異なる複数の波
長の各々の分光放射エネルギーの波長のべき乗の比と放
射率との関係と照合して対応する放射率を読み出し、読
み出された放射率が複数存在する場合には、各組の放射
率を比較し、一致または最小誤差の放射率を測温のため
の放射率として決定して温度を演算しているので、最終
的に放射率は一義的に決定され、被測定体の測温を高精
度に行うことができる。また、請求項２の放射測温装置
は、略二倍の関係を満足するように二つの波長を設定し
ているので、中・高放射率領域の検量線を一本に収束で
き、放射率による誤差の小さい被測定体の測温を行うこ
とができる。 ─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成４年１月２９日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
Claims (2)
- 【請求項１】 互いに異なる複数の波長帯における被測
温体の各々の分光放射エネルギーの波長のべき乗の比と
放射率との関係に基づいて前記被測定体より実測した少
なくとも二組の分光放射エネルギーによる放射率を求
め、二個以上の放射率が算出された時に各組の放射率の
値を比較して一致または最小誤差の放射率を選択し、こ
の選択された放射率に基づいて前記被測温体の温度の演
算を行う構成になることを特徴とする放射測温装置。 - 【請求項２】 略二倍の関係でなる二つの波長帯におけ
る被測温体の各々の分光放射エネルギーの波長のべき乗
の比と放射率との関係に基づいて前記被測定体より実測
した分光放射エネルギーから放射率を求め、この求めた
放射率に基づいて前記被測温体の温度の演算を行う構成
になることを特徴とする放射測温装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34985891A JPH05164615A (ja) | 1991-12-10 | 1991-12-10 | 放射測温装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34985891A JPH05164615A (ja) | 1991-12-10 | 1991-12-10 | 放射測温装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05164615A true JPH05164615A (ja) | 1993-06-29 |
Family
ID=18406600
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34985891A Pending JPH05164615A (ja) | 1991-12-10 | 1991-12-10 | 放射測温装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05164615A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012132442A (ja) * | 2010-12-17 | 2012-07-12 | General Electric Co <Ge> | タービンエンジン内の破砕を検出するシステム及び方法 |
| JP2022165402A (ja) * | 2021-04-19 | 2022-10-31 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 温度測定方法、温度測定装置、温度制御方法、温度制御装置、鋼材の製造方法、及び鋼材の製造設備 |
-
1991
- 1991-12-10 JP JP34985891A patent/JPH05164615A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012132442A (ja) * | 2010-12-17 | 2012-07-12 | General Electric Co <Ge> | タービンエンジン内の破砕を検出するシステム及び方法 |
| US10132688B2 (en) | 2010-12-17 | 2018-11-20 | General Electric Company | System and method for detecting spall within a turbine engine |
| JP2022165402A (ja) * | 2021-04-19 | 2022-10-31 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 温度測定方法、温度測定装置、温度制御方法、温度制御装置、鋼材の製造方法、及び鋼材の製造設備 |
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