JPH0569455B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0569455B2 JPH0569455B2 JP1058778A JP5877889A JPH0569455B2 JP H0569455 B2 JPH0569455 B2 JP H0569455B2 JP 1058778 A JP1058778 A JP 1058778A JP 5877889 A JP5877889 A JP 5877889A JP H0569455 B2 JPH0569455 B2 JP H0569455B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- emissivity
- coefficient
- temperature
- wavelength
- correction
- 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 - Lifetime
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 6
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- G01J5/60—Radiation 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】
（産業上の利用分野）
本発明は、多色放射温度計による温度及び放射
率の計測に関するものである。
率の計測に関するものである。
（従来の技術）
物体を加熱した時の放射エネルギーの変化を、
赤外線検出素子で計測して温度を計測する場合、
熱力学的な放射エネルギーＷの論理式がプランク
によつて次のように与えられている。
赤外線検出素子で計測して温度を計測する場合、
熱力学的な放射エネルギーＷの論理式がプランク
によつて次のように与えられている。
Ｗ（λ，Ｔ）＝C10・λ-5・｛exP［C2／（λ・Tk）］
−1-1｝・1016 ……(1) ただし、Ｗ：watt／cm2／単位波長（μm） Tk：絶対温度（〓） λ：
波長（μm） C10＝3.7418×10-12（Ｗ・cm2） C2＝14388（μm・°ｋ） 上式からわかるように、放射エネルギーは絶対
温度Tkによつて決まるので、逆にエネルギーを
測定して温度を求めることが出来る。
−1-1｝・1016 ……(1) ただし、Ｗ：watt／cm2／単位波長（μm） Tk：絶対温度（〓） λ：
波長（μm） C10＝3.7418×10-12（Ｗ・cm2） C2＝14388（μm・°ｋ） 上式からわかるように、放射エネルギーは絶対
温度Tkによつて決まるので、逆にエネルギーを
測定して温度を求めることが出来る。
上記の式は黒体に関して云えることであるが、
鉄、ニツケルのような場合は黒体と異つて同一温
度の黒体の放射エネルギーより低下する。その低
下する割合いを放射率といい、それをεで表わ
し、黒体の放射エネルギーをWs、他の物体の放
射エネルギーをＷとすると、 Ｗ＝ε・Ws ……(2) なる式が成立する（０＜ε＜１）。
鉄、ニツケルのような場合は黒体と異つて同一温
度の黒体の放射エネルギーより低下する。その低
下する割合いを放射率といい、それをεで表わ
し、黒体の放射エネルギーをWs、他の物体の放
射エネルギーをＷとすると、 Ｗ＝ε・Ws ……(2) なる式が成立する（０＜ε＜１）。
これによると単色温度計では、εの補正をしな
ければ非常に低い温度を示すことになる。放射率
εは材料によつて異り、中には放射率εの正確な
補正が困難な材料があるが、既に、放射率の影響
の少ない二色温度計が開発されている。
ければ非常に低い温度を示すことになる。放射率
εは材料によつて異り、中には放射率εの正確な
補正が困難な材料があるが、既に、放射率の影響
の少ない二色温度計が開発されている。
その原理は、二つの別な波長で放射エネルギー
を計測し放射率εの項目を除く方法である。ここ
では、波長λ1に対する放射率ε1，波長λ2に対する
放射率をε2とし、１≪exP［C2／（λ・Tk）］な
ので、 ｛exP［C2／（λ・Tk）］−1-1｝ ≒exP［−C2／（λ・Tk）］ と１を省略して、又、 C1＝C10×1016として、 W1＝ε1・C1・λ1 -5・exP［−C2／（λ1・Tk）］
……(3) W2＝ε2・C1・λ2 -5・exP［−C2／（λ2・Tk）］
……(4) を得る。ここでJIS C1612解説51にあるように Ｋ＝ε ratioとして、ε1＝Ｋ・ε2、又はＫ＝
ε1／ε2を仮定し、対数で表示すると、 lnW1＝lnK＋lnε2＋lnC1 −５・lnλ1−C2／（λ1・Tk） ……(5) lnW2＝lnε2＋lnC1−５・lnλ2−C2／（λ1・Tk）
……(6) となり、ここでlnε2を消去するため(5)式から(6)の
両辺を引くと、 lnW1−lnW2 ＝lnK＋５（lnλ2−lnλ1）＋C2・（１／λ2−１／λ1
）
Tk ……(7) Tk＝C2・（１／λ2−１／λ1） ／［lnW1−lnW2＋５（lnλ1−lnλ2）−lnK］
……(8) を得る。ここでε1≒ε2，Ｋ＝ε1／ε2≒１ならば、
Tkは放射率と無関係に計測が可能となり、これ
が一般の二色温度計である。また、波長の違いに
よる放射率の増減を少なくするため、波長λ1およ
びλ2の値を接近した値としている。
を計測し放射率εの項目を除く方法である。ここ
では、波長λ1に対する放射率ε1，波長λ2に対する
放射率をε2とし、１≪exP［C2／（λ・Tk）］な
ので、 ｛exP［C2／（λ・Tk）］−1-1｝ ≒exP［−C2／（λ・Tk）］ と１を省略して、又、 C1＝C10×1016として、 W1＝ε1・C1・λ1 -5・exP［−C2／（λ1・Tk）］
……(3) W2＝ε2・C1・λ2 -5・exP［−C2／（λ2・Tk）］
……(4) を得る。ここでJIS C1612解説51にあるように Ｋ＝ε ratioとして、ε1＝Ｋ・ε2、又はＫ＝
ε1／ε2を仮定し、対数で表示すると、 lnW1＝lnK＋lnε2＋lnC1 −５・lnλ1−C2／（λ1・Tk） ……(5) lnW2＝lnε2＋lnC1−５・lnλ2−C2／（λ1・Tk）
……(6) となり、ここでlnε2を消去するため(5)式から(6)の
両辺を引くと、 lnW1−lnW2 ＝lnK＋５（lnλ2−lnλ1）＋C2・（１／λ2−１／λ1
）
Tk ……(7) Tk＝C2・（１／λ2−１／λ1） ／［lnW1−lnW2＋５（lnλ1−lnλ2）−lnK］
……(8) を得る。ここでε1≒ε2，Ｋ＝ε1／ε2≒１ならば、
Tkは放射率と無関係に計測が可能となり、これ
が一般の二色温度計である。また、波長の違いに
よる放射率の増減を少なくするため、波長λ1およ
びλ2の値を接近した値としている。
（発明が解決しようとする課題）
しかし、金属の酸化状態等でε1≠ε2と差異のあ
る場合の計測時は、Ｋ＝ε1／ε2≠１となるのでＫ
による補正が必要になる。
る場合の計測時は、Ｋ＝ε1／ε2≠１となるのでＫ
による補正が必要になる。
つまり(8)式のlnKにＫ＝ε1／ε2を代入する誤差
の補正方法であり、これはJIS C1612解説51頁の
方法に相当する。
の補正方法であり、これはJIS C1612解説51頁の
方法に相当する。
ところがこの補正方法は、第１図に示すように
ε1＝ａ・ε2と直線的な比例補正であるため、ε1，
ε2の関係でせまい領域した成立しないという欠点
がある。つまり、ε≒１に近い所では大幅な誤差
を生ずることになる。
ε1＝ａ・ε2と直線的な比例補正であるため、ε1，
ε2の関係でせまい領域した成立しないという欠点
がある。つまり、ε≒１に近い所では大幅な誤差
を生ずることになる。
従つてこの方法では、放射率が大幅に変わる、
例えばメツキ材等に於いては正しい温度を示さ
ず、かつ温度と同時に放射率を計測する装置では
特に問題となつている。
例えばメツキ材等に於いては正しい温度を示さ
ず、かつ温度と同時に放射率を計測する装置では
特に問題となつている。
つまり、本来０＜ε1＜１，０＜ε2＜１の範囲と
なる値を、ε1＝Ｋ・ε2としているので、正しい計
算が得られないことは明白であろう。
なる値を、ε1＝Ｋ・ε2としているので、正しい計
算が得られないことは明白であろう。
（課題を解決するための手段）
このような問題を解決し、かつ放射率も正しく
計測する方法として、本発明では一般金属の放射
率ε≒K√〓なる波長依存性に着目して、Ｅなる
指数係数を用いて、ε1＝ε2 Eと仮定し、 ０＜ε1＜１，０＜ε2＜１の基本式を満足させ、第
１図の０，０および１，１で示される範囲に入る
ように、ε1，ε2を関係づけた。
計測する方法として、本発明では一般金属の放射
率ε≒K√〓なる波長依存性に着目して、Ｅなる
指数係数を用いて、ε1＝ε2 Eと仮定し、 ０＜ε1＜１，０＜ε2＜１の基本式を満足させ、第
１図の０，０および１，１で示される範囲に入る
ように、ε1，ε2を関係づけた。
次にその詳細について説明する。
ここで前記の(3)，(4)式に実装置の増幅器等のゲ
イン補正係数K1，K2を追加してこれを解くと、 W1＝K1・ε1・C1・λ1 -5・exP［−C2／（λ1／
Tk）］ ……(9) W2＝K2・ε2・C1・λ2 -5・exP［−C2／（λ2・
Tk）］ ……(10) を得る。これにε1＝Ｅε2の関係を代入すると、 lnε1＝Ｅ・lnεとなるので lnW1＝lnK1＋Ｅ・lnε2＋lnC1−５・lnλ1 −C2／（λ1・Tk） ……(11) lnW2＝lnK2＋lnε2＋lnC1−５・lnλ2 −C2／（λ2・Tk） ……(12) となる。ここでlnε2をＥ・lnε2とするために
（12）式の両辺にＥをかけて Ｅ・lnW2＝Ｅ・lnε2＋Ｅ・［lnK2＋lnC1−５ ・lnλ2−C2／（λ2・Tk）］ ……(13) とし、Ｅ・lnε2を消去するために（11）式から
（13）式の両辺を引くと lnW1−Ｅ・lnW2 ＝lnK1＋lnC1−５・lnλ1−C2／（λ1・Tk） −Ｅ［lnK2＋lnC1−５・lnλ2 −C2／（λ2・Tk）］ ……(14) を得るので、計測温度をTRとし（14）式のTk
に代入すると、 TR＝（C2／λ1−Ｅ・C2／λ2） ／［（lnK1＋lnC1５・lnλ1−lnW1） −Ｅ・lnK2＋lnC1−５・lnλ2−lnW2）］
……(15) より温度を求めることができる。さらに変形し
て、 lnε1＝C2／（λ1・TR） −（lnK1＋lnC1−５・lnλ1−lnW1）
……(16) lnε2＝C2／（λ2・TR） −（lnK2＋lnC1−５・lnλ2−lnW2） ……(17) を得るので、この温度TRから 波長λ1での放射率 ε1＝exP（lnε1）および 波長λ2での照射率 ε2＝exP（lnε2）を求めるこ
とができる。
イン補正係数K1，K2を追加してこれを解くと、 W1＝K1・ε1・C1・λ1 -5・exP［−C2／（λ1／
Tk）］ ……(9) W2＝K2・ε2・C1・λ2 -5・exP［−C2／（λ2・
Tk）］ ……(10) を得る。これにε1＝Ｅε2の関係を代入すると、 lnε1＝Ｅ・lnεとなるので lnW1＝lnK1＋Ｅ・lnε2＋lnC1−５・lnλ1 −C2／（λ1・Tk） ……(11) lnW2＝lnK2＋lnε2＋lnC1−５・lnλ2 −C2／（λ2・Tk） ……(12) となる。ここでlnε2をＥ・lnε2とするために
（12）式の両辺にＥをかけて Ｅ・lnW2＝Ｅ・lnε2＋Ｅ・［lnK2＋lnC1−５ ・lnλ2−C2／（λ2・Tk）］ ……(13) とし、Ｅ・lnε2を消去するために（11）式から
（13）式の両辺を引くと lnW1−Ｅ・lnW2 ＝lnK1＋lnC1−５・lnλ1−C2／（λ1・Tk） −Ｅ［lnK2＋lnC1−５・lnλ2 −C2／（λ2・Tk）］ ……(14) を得るので、計測温度をTRとし（14）式のTk
に代入すると、 TR＝（C2／λ1−Ｅ・C2／λ2） ／［（lnK1＋lnC1５・lnλ1−lnW1） −Ｅ・lnK2＋lnC1−５・lnλ2−lnW2）］
……(15) より温度を求めることができる。さらに変形し
て、 lnε1＝C2／（λ1・TR） −（lnK1＋lnC1−５・lnλ1−lnW1）
……(16) lnε2＝C2／（λ2・TR） −（lnK2＋lnC1−５・lnλ2−lnW2） ……(17) を得るので、この温度TRから 波長λ1での放射率 ε1＝exP（lnε1）および 波長λ2での照射率 ε2＝exP（lnε2）を求めるこ
とができる。
次にＥの値について第２図を参照して説明す
る。放射率が、ε1＝ε2 Eの関係の時は基本波長に
対する放射率E0を基準にすると、ε1，ε2は図のよ
うな関係となる。
る。放射率が、ε1＝ε2 Eの関係の時は基本波長に
対する放射率E0を基準にすると、ε1，ε2は図のよ
うな関係となる。
そこで基本波長（λ0＝1μm）に対する放射率を
ε0とし、波長の変化による放射率の変化を、 λ1の波長に関してε1＝ε0 X1 λ2の波長に関してε2＝ε0 X2と仮定すると、 ε0＝ε1 1/x1，ε0＝ε2 1/x2なので、 ε1 1/x1＝ε2 1/x2となり、 ε1＝ε2 x1/x2 ……(18) を得る。そこで、x1／x2を指数係数Ｅとして設定
する。
ε0とし、波長の変化による放射率の変化を、 λ1の波長に関してε1＝ε0 X1 λ2の波長に関してε2＝ε0 X2と仮定すると、 ε0＝ε1 1/x1，ε0＝ε2 1/x2なので、 ε1 1/x1＝ε2 1/x2となり、 ε1＝ε2 x1/x2 ……(18) を得る。そこで、x1／x2を指数係数Ｅとして設定
する。
このx1およびx2は、波長と相関があると仮定
し、x1（λ1），x2＝（λ2）と表わす。この仮定
は、各波長の微少係数をa1，a2とするとき、x1＝
a1・√1，x2＝a2・√2 √2 でa1≒a2≒１に近似する材料即ちε≒のものが現
実に存在することから正しいこととする。
し、x1（λ1），x2＝（λ2）と表わす。この仮定
は、各波長の微少係数をa1，a2とするとき、x1＝
a1・√1，x2＝a2・√2 √2 でa1≒a2≒１に近似する材料即ちε≒のものが現
実に存在することから正しいこととする。
この場合、
Ｅ＝x1／x2＝a1／a2・√1 2＝ａ・√1 2
……(19) となり、比例係数ａ＝a1／a2≒１とし、 Ｅ≒√1 2を初期値としての調整が可能であ
る。
……(19) となり、比例係数ａ＝a1／a2≒１とし、 Ｅ≒√1 2を初期値としての調整が可能であ
る。
なお、（16），（17）式で求めたε1，ε2に対して
ε1側を、 ε01＝ε1１／（a1・√1） ……(20) ε2側を、 ε02＝ε2１／（a2・√2） ……(21) とすれば基本波長（1μm）への換算が可能であ
る。
ε1側を、 ε01＝ε1１／（a1・√1） ……(20) ε2側を、 ε02＝ε2１／（a2・√2） ……(21) とすれば基本波長（1μm）への換算が可能であ
る。
（実施例）
次に、第３図を参照して本発明の実施例を説明
する。
する。
まず、放射物体から、レンズl0を通して入射し
たエネルギーを、チヨツパーのための振動ミラー
Mmを経由し、半透ミラーHmによつて二方向に
分けて集光レンズl1，l2を通し、かつ、Fλ1・Fλ2
なら光学フイルターを通してS1，S2のセンサで信
号を取り出す手段としての光学系３２のS1，S2に
よつて得た信号から、センサアンプ１０および２
０において放射エネルギーW1，W2をアナログ信
号として検出し、それぞれの信号をＡ／Ｄコンバ
ーター１１および２１においてデジタル変換し、
その値を表示器１２および２２に表示する。補正
係数演算手段としての係数演算部１３および２３
は、温度の計算に使用する実効波長R1，R2およ
びゲイン補正係数K1，K2を計算する。ここで
は、変数として放射エネルギーW1，W2のほか黒
体炉計測による真温度TSを真温度設定器１より
与え、それにより実効波長R1，R2を計算し、更
にそれを使つてゲイン補正係数K1，K2を計算す
ると、その結果を表示部３０，３１，１５，２５
に表示する。
たエネルギーを、チヨツパーのための振動ミラー
Mmを経由し、半透ミラーHmによつて二方向に
分けて集光レンズl1，l2を通し、かつ、Fλ1・Fλ2
なら光学フイルターを通してS1，S2のセンサで信
号を取り出す手段としての光学系３２のS1，S2に
よつて得た信号から、センサアンプ１０および２
０において放射エネルギーW1，W2をアナログ信
号として検出し、それぞれの信号をＡ／Ｄコンバ
ーター１１および２１においてデジタル変換し、
その値を表示器１２および２２に表示する。補正
係数演算手段としての係数演算部１３および２３
は、温度の計算に使用する実効波長R1，R2およ
びゲイン補正係数K1，K2を計算する。ここで
は、変数として放射エネルギーW1，W2のほか黒
体炉計測による真温度TSを真温度設定器１より
与え、それにより実効波長R1，R2を計算し、更
にそれを使つてゲイン補正係数K1，K2を計算す
ると、その結果を表示部３０，３１，１５，２５
に表示する。
真温度Tsを変えて計測したR1，R2の数回の平
均値を、今後平均実効波長と呼ぶ。
均値を、今後平均実効波長と呼ぶ。
また、指数補正係数ERの初期値計算部２では、
指数補正係数の初期設定値を計算し、その出力を
表示器３に表示する。次に、指数補正係数Ｅを用
いて計測誤差を補正する手段としての指数補正温
度演算部５では、絶対温度TRを演算するが、そ
の計算に必要な変数は、指数補正係数設定器４か
らＥを、ゲイン係数設定器１６，２６からK1，
K2を平均実効波長設定器１４，２４からR1，R2
を得る。又、入力信号はＡ／Ｄコンバータ１１，
２１（放射エネルギー入力W1，W2を出力）より
与えられる。指数補正温度演算部５で（15）式に
従つて指数補正演算した絶対温度TRは、指数係
数によつて誤差補正されて摂氏温度換算部６およ
び放射率演算部１７，２７に与えられる。Ｄ／Ａ
コンバータ７ではさらにその値をアナログ値に変
換して出力する。
指数補正係数の初期設定値を計算し、その出力を
表示器３に表示する。次に、指数補正係数Ｅを用
いて計測誤差を補正する手段としての指数補正温
度演算部５では、絶対温度TRを演算するが、そ
の計算に必要な変数は、指数補正係数設定器４か
らＥを、ゲイン係数設定器１６，２６からK1，
K2を平均実効波長設定器１４，２４からR1，R2
を得る。又、入力信号はＡ／Ｄコンバータ１１，
２１（放射エネルギー入力W1，W2を出力）より
与えられる。指数補正温度演算部５で（15）式に
従つて指数補正演算した絶対温度TRは、指数係
数によつて誤差補正されて摂氏温度換算部６およ
び放射率演算部１７，２７に与えられる。Ｄ／Ａ
コンバータ７ではさらにその値をアナログ値に変
換して出力する。
一方、放射率演算部１７，２７においては、絶
対温度TR、ゲイン補正係数K1，K2、平均実効
波長R1，R2および放射エネルギ入力W1，W2を
使つて放射率を計算する。それぞれの出力は、真
数変換部１８，２８で対数から真数に変換され、
Ｄ／Ａコンバータ１９，２９によりアナログ値に
変換されて外部に出力される。
対温度TR、ゲイン補正係数K1，K2、平均実効
波長R1，R2および放射エネルギ入力W1，W2を
使つて放射率を計算する。それぞれの出力は、真
数変換部１８，２８で対数から真数に変換され、
Ｄ／Ａコンバータ１９，２９によりアナログ値に
変換されて外部に出力される。
次に、初期定数決定方法を説明する。
平均実効波長R1とR2の決定には、黒体炉を使
用し、真温度Tsと放射温度計の各波長毎の放射
エネルギW1，W2を、黒体炉の温度設定温度を変
えて数点（１，２……ｉ）計測し、そのデータを
記録する。オフラインでこのデータを使い、JIS
C1612におけるTkを（Ts＋273）として、基本式 Ｖ＝Ｃ・exP［−C2／Ａ・Tk＋Ｂ）］ により、または、JIS C1612解説69頁にある、実
効波長（Ａ＋Ｂ／Ｔ）より、 Ａ・Tk＋Ｂ＝Tk・（Ａ＋Ｂ／Tk） の関係を用いて温度計算を簡略化するために平均
実効波長Ｒを求める。このとき、実効波長Ｒは
（Ａ＋Ｂ／Tk）となり、ＶをＷと置き替えると Ｗ（ｉ）＝Ｃ・exP［−C2／（Tk（ｉ）・Ｒ）］ となるので、 これを対数変換すると lnW（ｉ）＝lnC−C2／（Tk（ｉ）・Ｒ） ……(22) lnW（ｉ−１）＝lnC−C2／（Tk（ｉ−１）・Ｒ）
……(23) となる。ここでlnCの消去のため（22）式から
（23）式の両辺を引くと lnW（ｉ）−ln（ｉ−１）＝C2／［Ｒ・（１／Tk（ｉ
−１）−１／Tk（ｉ））］ Ｒ＝C2／［１／Tk（ｉ−１）−１／Tk（ｉ）］／
［lnW（ｉ）−lnW（ｉ−１）］ ……(24) を得る。この（24）式を使つて、係数演算部１
３，２３で各波長毎にそれぞれ（ｉ−１）回の演
算を行ない、それを平均して平均実効波長R1お
よびR2を求めて設定器１４および１５に設定す
る。
用し、真温度Tsと放射温度計の各波長毎の放射
エネルギW1，W2を、黒体炉の温度設定温度を変
えて数点（１，２……ｉ）計測し、そのデータを
記録する。オフラインでこのデータを使い、JIS
C1612におけるTkを（Ts＋273）として、基本式 Ｖ＝Ｃ・exP［−C2／Ａ・Tk＋Ｂ）］ により、または、JIS C1612解説69頁にある、実
効波長（Ａ＋Ｂ／Ｔ）より、 Ａ・Tk＋Ｂ＝Tk・（Ａ＋Ｂ／Tk） の関係を用いて温度計算を簡略化するために平均
実効波長Ｒを求める。このとき、実効波長Ｒは
（Ａ＋Ｂ／Tk）となり、ＶをＷと置き替えると Ｗ（ｉ）＝Ｃ・exP［−C2／（Tk（ｉ）・Ｒ）］ となるので、 これを対数変換すると lnW（ｉ）＝lnC−C2／（Tk（ｉ）・Ｒ） ……(22) lnW（ｉ−１）＝lnC−C2／（Tk（ｉ−１）・Ｒ）
……(23) となる。ここでlnCの消去のため（22）式から
（23）式の両辺を引くと lnW（ｉ）−ln（ｉ−１）＝C2／［Ｒ・（１／Tk（ｉ
−１）−１／Tk（ｉ））］ Ｒ＝C2／［１／Tk（ｉ−１）−１／Tk（ｉ）］／
［lnW（ｉ）−lnW（ｉ−１）］ ……(24) を得る。この（24）式を使つて、係数演算部１
３，２３で各波長毎にそれぞれ（ｉ−１）回の演
算を行ない、それを平均して平均実効波長R1お
よびR2を求めて設定器１４および１５に設定す
る。
上記の平均実効波長の所定に使用したデータを
利用してゲイン補正係数K1，K2を次のように決
定することができる。前述した基本式(9)，(10)にお
いて、 Tk＝Ｔ＋273、 ε1≒ε2≒１、 λ1＝R1、 λ2＝R2 とし、 lnK1＝lnW1−lnC1＋５・lnR1＋C2／（R1・
Tk） ……(25) lnK2＝lnW2−lnC1＋５・lnR2＋C2／（R2・
Tk） ……(26) と変形してK1，K2をR1，R2と同時に計算する。
なお、R1及びK1に関する処理は単色温度計でも
可能である。
利用してゲイン補正係数K1，K2を次のように決
定することができる。前述した基本式(9)，(10)にお
いて、 Tk＝Ｔ＋273、 ε1≒ε2≒１、 λ1＝R1、 λ2＝R2 とし、 lnK1＝lnW1−lnC1＋５・lnR1＋C2／（R1・
Tk） ……(25) lnK2＝lnW2−lnC1＋５・lnR2＋C2／（R2・
Tk） ……(26) と変形してK1，K2をR1，R2と同時に計算する。
なお、R1及びK1に関する処理は単色温度計でも
可能である。
さらに、指数補正初期値計算部２で、（19）式
のλ1，λ2を実効波長R1，R2に置き替え、 ER＝√12 から指数係数ERの初期値を求め、R1，R2，K1，
K2，Ｅ＝ａ・ERの各係数を初期設定する。勿
論、ａのみ設定してＥ＝ａ・ERは内部計算でも
良い。ここで単色としての放射率を計測し大きな
誤差はセンサ部１０，２０等で補正する。
のλ1，λ2を実効波長R1，R2に置き替え、 ER＝√12 から指数係数ERの初期値を求め、R1，R2，K1，
K2，Ｅ＝ａ・ERの各係数を初期設定する。勿
論、ａのみ設定してＥ＝ａ・ERは内部計算でも
良い。ここで単色としての放射率を計測し大きな
誤差はセンサ部１０，２０等で補正する。
なお、ゲイン係数K1，K2は、ブランクの式に
含まれないハードウエアの電気および光学上のゲ
イン係数で、JISのＣ定数との間で、 Ｋ＝Ｃ／（C10・λ-5） なる比例関係を有する。
含まれないハードウエアの電気および光学上のゲ
イン係数で、JISのＣ定数との間で、 Ｋ＝Ｃ／（C10・λ-5） なる比例関係を有する。
初期設定以後２回目からの校正には、黒体炉の
真温度を設定器Tsに設定することにより、K1，
K2の演算部１３，２３で（25）式と（26）式に
よつてK1，K2が計算され表示するので、黒体炉
の温度を２点以上に切替えて計測し、各々のK1，
K2の平均値を、K1，K2の設定器１６，２６に設
定する。指数係数は既に初期設定時に設定してい
るのでそのままとする。
真温度を設定器Tsに設定することにより、K1，
K2の演算部１３，２３で（25）式と（26）式に
よつてK1，K2が計算され表示するので、黒体炉
の温度を２点以上に切替えて計測し、各々のK1，
K2の平均値を、K1，K2の設定器１６，２６に設
定する。指数係数は既に初期設定時に設定してい
るのでそのままとする。
このようにして各係数が決められると温度及び
放射率の計測が可能となり、指数補正温度演算部
５では、（15）式のλ1，λ2を平均実行波長R1，
R2に置き替えて TR＝（C2／R1−Ｅ・C2／R2） ／（lnK1＋lnC1−５・lnR1−lnW1） −Ｅ（lnK2＋lnC1−５・lnR2−RnW2） を演算する。ここでは、平均実行波長を使うため
に収束計算をすることなく簡単に実用的に問題と
ならない程度の誤差で温度が求められ、さらに放
射率演算部で lnε1＝C2／（R1・TR） −（lnK1＋lnC1−５・lnR1−lnW1） lnε2＝C2／（R2・TR） −（lnK2＋lnC1−５・lnR2−lnW2） が計算され、このlnε1とlnε2から ε1＝exP（lnε1） ε2＝exP（lnε2） として放射率が求められる。
放射率の計測が可能となり、指数補正温度演算部
５では、（15）式のλ1，λ2を平均実行波長R1，
R2に置き替えて TR＝（C2／R1−Ｅ・C2／R2） ／（lnK1＋lnC1−５・lnR1−lnW1） −Ｅ（lnK2＋lnC1−５・lnR2−RnW2） を演算する。ここでは、平均実行波長を使うため
に収束計算をすることなく簡単に実用的に問題と
ならない程度の誤差で温度が求められ、さらに放
射率演算部で lnε1＝C2／（R1・TR） −（lnK1＋lnC1−５・lnR1−lnW1） lnε2＝C2／（R2・TR） −（lnK2＋lnC1−５・lnR2−lnW2） が計算され、このlnε1とlnε2から ε1＝exP（lnε1） ε2＝exP（lnε2） として放射率が求められる。
なお、波長毎に放射率の値が異なるので比較し
易くするため、補正した出力を得たい時には
（20），（21）式を使用し、λ1およびλ2を平均実行
波長R1およびR2に置換えて演算し、 ε10＝exP（lnε1）1/(a1
易くするため、補正した出力を得たい時には
（20），（21）式を使用し、λ1およびλ2を平均実行
波長R1およびR2に置換えて演算し、 ε10＝exP（lnε1）1/(a1
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 放射率の変化する材料でかつ異なる波長間で
も放射率に差異がある放射物体からの放射エネル
ギーを、異なる二つの波長の光学フイルター
Fλ1，Fλ2を通して検出する放射エネルギー検出
手段S1，S2；検出した放射エネルギーW1，W2を
用いて、実効波長R1，R2、ゲイン係数K1，K2、
初期指数係数ERを演算する係数演算手段１３，
２３；および、演算された実効波長R1，R2、ゲ
イン係数K1，K2、初期指数係数ERを用いて、計
測誤差を補正した温度と放射率を演算する指数補
正温度演算手段５；を備える多色放射温度計にお
いて： 放射物体の、平均実効波長R1に対する放射率
をε1、平均実効波長R2に対する放射率をε2とし、
比例係数をａとするとき、 Ｅ＝ａ・√1 2 Ｅ ε1＝ε2 なる関係を有する指数補正係数Ｅを用いて計測誤
差を補正する手段；を備えることを特徴とする、
放射温度計。 ２ さらに、黒体炉による校正時に黒体炉の真温
度Tsを設定することによりゲイン補正係数K1お
よびK2を演算する手段；および、異なる条件に
より求めた複数組の該補正係数K1およびK2の各
平均値を設定するための手段；を備えることを特
徴とする、前記特許請求の範囲第１項記載の放射
温度計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1058778A JPH02238333A (ja) | 1989-03-11 | 1989-03-11 | 多色放射温度計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1058778A JPH02238333A (ja) | 1989-03-11 | 1989-03-11 | 多色放射温度計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02238333A JPH02238333A (ja) | 1990-09-20 |
| JPH0569455B2 true JPH0569455B2 (ja) | 1993-10-01 |
Family
ID=13094017
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1058778A Granted JPH02238333A (ja) | 1989-03-11 | 1989-03-11 | 多色放射温度計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02238333A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6035831B2 (ja) | 2012-04-13 | 2016-11-30 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 温度測定方法および温度測定装置 |
-
1989
- 1989-03-11 JP JP1058778A patent/JPH02238333A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02238333A (ja) | 1990-09-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS59206726A (ja) | 複式センサ−放射線高温計 | |
| US3777568A (en) | D. c. electronic apparatus for ir radiation temperature measurement | |
| US10215643B2 (en) | Dual waveband temperature detector | |
| WO1999015866A1 (fr) | Thermometre de mesure du rayonnement et procede de reglage | |
| US6379038B1 (en) | Temperature determining device and process | |
| CN103913238A (zh) | 双温双波段红外辐射精确测温方法 | |
| EP1489397A1 (en) | Radiation thermometer | |
| JPH06500387A (ja) | 多波長高温計 | |
| JPH0569455B2 (ja) | ||
| US3610592A (en) | Method and apparatus for estimating errors in pyrometer readings | |
| JPS6049246B2 (ja) | 赤外線による温度測定方法における測定値補償方法 | |
| GB2160971A (en) | Temperature monitoring | |
| JP2566952Y2 (ja) | 鋼帯の表面温度分布測定装置 | |
| JP3293470B2 (ja) | 放射温度計 | |
| JPS6215424A (ja) | 放射を利用した物体の温度測定方法 | |
| JPH034855B2 (ja) | ||
| JP6562254B2 (ja) | 温度検出装置及び温度検出方法 | |
| JP2632086B2 (ja) | 放射測温法及び該測温法に用いる放射温度計 | |
| JPH04276527A (ja) | 炉内温度計 | |
| JPS6041293B2 (ja) | 放射温度計 | |
| JPH06137953A (ja) | 赤外線センサによる温度測定方法及び装置並びに放射率測定方法及び装置 | |
| JPH0815036A (ja) | 新しい内挿公式を利用して輻射温度計及び光計測装備を矯正する方法 | |
| JPH06331447A (ja) | 放射温度計の精度評価方法および装置 | |
| JPH06241906A (ja) | 炉内物体の放射測温法および放射測温装置 | |
| JPS629238A (ja) | 放射率と放射温度推定方法及びその装置 |