JPH06147989A - 比較的低温物体の表面温度測定方法及び装置 - Google Patents
比較的低温物体の表面温度測定方法及び装置Info
- Publication number
- JPH06147989A JPH06147989A JP4324802A JP32480292A JPH06147989A JP H06147989 A JPH06147989 A JP H06147989A JP 4324802 A JP4324802 A JP 4324802A JP 32480292 A JP32480292 A JP 32480292A JP H06147989 A JPH06147989 A JP H06147989A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- water
- shield plate
- measured
- cooling shield
- 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.)
- Pending
Links
Abstract
(57)【要約】
【目的】 室温近傍の比較的低温領域にあり、かつ放射
率の低い測定対象物体の表面温度を高速で精度よく連続
的に測定する。 【構成】 放射温度計を用いて測定対象物体の表面温度
を測定するにあたり、放射温度計と測定対象物体との間
に可変絞りの付設された水冷遮蔽板を設置し、この水冷
遮蔽板及び周囲物体からの迷光雑音の影響を測定距離の
関数としてこれを定量化し、放射温度計が捕捉した赤外
線の総合検出値から定量化された迷光雑音成分を除去補
正し、測定対象物体の表面温度を高精度かつ高速度に測
定する。 【効果】 例えば、鉄鋼業における冷間圧延中の鋼板の
ごとく、室温近傍の比較的低温領域にあり、かつ放射率
の低い帯状移動物体の表面温度を測定する場合に、高速
で精度のよい連続的な温度測定が可能となった。
率の低い測定対象物体の表面温度を高速で精度よく連続
的に測定する。 【構成】 放射温度計を用いて測定対象物体の表面温度
を測定するにあたり、放射温度計と測定対象物体との間
に可変絞りの付設された水冷遮蔽板を設置し、この水冷
遮蔽板及び周囲物体からの迷光雑音の影響を測定距離の
関数としてこれを定量化し、放射温度計が捕捉した赤外
線の総合検出値から定量化された迷光雑音成分を除去補
正し、測定対象物体の表面温度を高精度かつ高速度に測
定する。 【効果】 例えば、鉄鋼業における冷間圧延中の鋼板の
ごとく、室温近傍の比較的低温領域にあり、かつ放射率
の低い帯状移動物体の表面温度を測定する場合に、高速
で精度のよい連続的な温度測定が可能となった。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、室内常温〜１５０℃
程度の比較的低温領域にあり、かつ放射率の低い物体の
表面温度を、高精度かつ連続的に測定する方法及びその
装置に関する。
程度の比較的低温領域にあり、かつ放射率の低い物体の
表面温度を、高精度かつ連続的に測定する方法及びその
装置に関する。
【０００２】この発明の測定対象物体は、鉄鋼業におけ
る鋼材をはじめ、非鉄金属製造業やフィルム製造業にお
ける各種帯状材等広い範囲にわたる。その中でも鋼板の
温度を測定する場合に重点を置いて説明することとす
る。
る鋼材をはじめ、非鉄金属製造業やフィルム製造業にお
ける各種帯状材等広い範囲にわたる。その中でも鋼板の
温度を測定する場合に重点を置いて説明することとす
る。
【０００３】
【従来の技術】従来、鋼材温度を測定する方法として、
熱電対のゼーベック効果による熱起電力を利用した接触
式温度計を用いる方法や、鋼材の表面から放射される赤
外線を利用した非接触式温度計（放射温度計）を用いる
方法などがある。
熱電対のゼーベック効果による熱起電力を利用した接触
式温度計を用いる方法や、鋼材の表面から放射される赤
外線を利用した非接触式温度計（放射温度計）を用いる
方法などがある。
【０００４】接触式温度計を用いる方法は、通常、８０
０℃程度以下の材料温度を測定するのに使用されてお
り、比較的低温領域のものでも高精度に温度測定するこ
とができる。しかし、測定対象物体が高速で移動する場
合には、材料表面に疵を付けてしまうために工業製品を
製作するところでは使用できない。
０℃程度以下の材料温度を測定するのに使用されてお
り、比較的低温領域のものでも高精度に温度測定するこ
とができる。しかし、測定対象物体が高速で移動する場
合には、材料表面に疵を付けてしまうために工業製品を
製作するところでは使用できない。
【０００５】そこで、このような問題に対処するため、
特開平３−８７６２１号公報に所載されているような技
術が提供された。該公報所載の技術は、外周面を非伝導
性材料で被覆した中空ロールの内部から半径方向へ表面
に通ずる小孔を穿設し、この小孔に熱電対を埋設し、中
空ロールの表面に露出した熱接点近傍を周方向へ巻回
し、これを温度検出部として移動する鋼板表面に接触せ
しめて自由回転させつつ鋼板温度を測定するものである
（以下、この技術を従来技術１という）。
特開平３−８７６２１号公報に所載されているような技
術が提供された。該公報所載の技術は、外周面を非伝導
性材料で被覆した中空ロールの内部から半径方向へ表面
に通ずる小孔を穿設し、この小孔に熱電対を埋設し、中
空ロールの表面に露出した熱接点近傍を周方向へ巻回
し、これを温度検出部として移動する鋼板表面に接触せ
しめて自由回転させつつ鋼板温度を測定するものである
（以下、この技術を従来技術１という）。
【０００６】一方、放射温度計を用いる方法は、高速移
動する測定対象物体の温度を連続的に測定することは可
能であるが、測定対象物体以外の周囲物体から放射され
る赤外線が測定対象物体の表面で反射して放射温度計に
入射し、これが迷光雑音となって誤差を生じさせてい
た。
動する測定対象物体の温度を連続的に測定することは可
能であるが、測定対象物体以外の周囲物体から放射され
る赤外線が測定対象物体の表面で反射して放射温度計に
入射し、これが迷光雑音となって誤差を生じさせてい
た。
【０００７】このような場合、放射温度計に迷光雑音が
入射するのを防止する遮蔽板を取り付けたものがある。
例えば、加熱炉内を移動する高温物体の温度を測定する
場合に、加熱炉の天井壁上方に設けた放射温度計の位置
から、測定物体に向けて覗筒を垂設し、その覗筒の先端
部に測定対象物体の温度に比較して十分低い温度の水冷
遮蔽板を取り付けて迷光雑音を除去するもの（温度計測
部会編による「温度計測」、２５５頁、計測自動制御学
会、１９８１）がある。また、水冷遮蔽板によってもな
お入射を防止できない迷光雑音については、その迷光雑
音量を測定対象物体と水冷遮蔽板との距離の関数とし、
これによって迷光雑音を除去補正するもの（特開平２−
１６８１２７号公報に所載）や、遮蔽板の温度を測定対
象物体と近似比較できる既知の恒温に保持しておいて温
度測定するもの（特開昭５５−１５５２１８号公報に所
載）などがある（以下、これらの技術を従来技術２とい
う）。
入射するのを防止する遮蔽板を取り付けたものがある。
例えば、加熱炉内を移動する高温物体の温度を測定する
場合に、加熱炉の天井壁上方に設けた放射温度計の位置
から、測定物体に向けて覗筒を垂設し、その覗筒の先端
部に測定対象物体の温度に比較して十分低い温度の水冷
遮蔽板を取り付けて迷光雑音を除去するもの（温度計測
部会編による「温度計測」、２５５頁、計測自動制御学
会、１９８１）がある。また、水冷遮蔽板によってもな
お入射を防止できない迷光雑音については、その迷光雑
音量を測定対象物体と水冷遮蔽板との距離の関数とし、
これによって迷光雑音を除去補正するもの（特開平２−
１６８１２７号公報に所載）や、遮蔽板の温度を測定対
象物体と近似比較できる既知の恒温に保持しておいて温
度測定するもの（特開昭５５−１５５２１８号公報に所
載）などがある（以下、これらの技術を従来技術２とい
う）。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来技術１の方法は、
鋼板に疵を付けずにその温度を測定することはできる
が、しかし、中空ロールからの熱伝達に頼るものである
から、時間応答性に劣る。従って、高速移動する測定対
象物体の温度を連続的に測定しようとする場合には、精
度のよい測定結果を期待することはできない。
鋼板に疵を付けずにその温度を測定することはできる
が、しかし、中空ロールからの熱伝達に頼るものである
から、時間応答性に劣る。従って、高速移動する測定対
象物体の温度を連続的に測定しようとする場合には、精
度のよい測定結果を期待することはできない。
【０００９】従来技術２の方法においては、水冷遮蔽板
を室温近傍の測定対象物体よりも十分低い温度に保持す
ることは工業的に不可能に近いため実用的ではない。ま
た、低温領域で放射率の低い測定対象物体からの信号光
は微弱であるので、周囲物体からの迷光の全てを遮蔽板
で遮蔽することも工業的には不可避であり、さらには遮
蔽板自体に僅かな温度分布差が生じた場合にも、測定誤
差を生じさせるという問題がある。
を室温近傍の測定対象物体よりも十分低い温度に保持す
ることは工業的に不可能に近いため実用的ではない。ま
た、低温領域で放射率の低い測定対象物体からの信号光
は微弱であるので、周囲物体からの迷光の全てを遮蔽板
で遮蔽することも工業的には不可避であり、さらには遮
蔽板自体に僅かな温度分布差が生じた場合にも、測定誤
差を生じさせるという問題がある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明は、従来技術に
おける上記の諸問題に鑑みて開発されたものであって、
その問題解決のために採用した方法的手段は次のとおり
である。すなわち、比較的低温領域にある測定対象物体
と放射温度計との間に水冷遮蔽板を設置し、測定対象物
体から放射される赤外線を、水冷遮蔽板の覗開口部を通
して検出することにより測定対象物体の表面温度を測定
する方法において、放射温度計の検出値に影響を及ぼす
水冷遮蔽板及び周囲物体からの迷光雑音量が前記水冷遮
蔽板における覗開口部の開口率及び該水冷遮蔽板の測定
対象物体に対する距離の関数で表されるものと仮定し、
前記開口率及び距離を変化させたときの放射温度計の出
力変化を測定すると共に、水冷遮蔽板及び周囲物体の温
度を測定することによって迷光雑音成分を定量化し、該
定量化された迷光雑音で放射温度計が捕捉した赤外線の
総合検出値を補正することである。
おける上記の諸問題に鑑みて開発されたものであって、
その問題解決のために採用した方法的手段は次のとおり
である。すなわち、比較的低温領域にある測定対象物体
と放射温度計との間に水冷遮蔽板を設置し、測定対象物
体から放射される赤外線を、水冷遮蔽板の覗開口部を通
して検出することにより測定対象物体の表面温度を測定
する方法において、放射温度計の検出値に影響を及ぼす
水冷遮蔽板及び周囲物体からの迷光雑音量が前記水冷遮
蔽板における覗開口部の開口率及び該水冷遮蔽板の測定
対象物体に対する距離の関数で表されるものと仮定し、
前記開口率及び距離を変化させたときの放射温度計の出
力変化を測定すると共に、水冷遮蔽板及び周囲物体の温
度を測定することによって迷光雑音成分を定量化し、該
定量化された迷光雑音で放射温度計が捕捉した赤外線の
総合検出値を補正することである。
【００１１】そして装置的解決手段は、比較的低温領域
にある測定対象物体の表面温度を測定する放射温度計に
おいて、前記放射温度計と測定対象物体との間に覗開口
部のある水冷遮蔽板が設置され、該水冷遮蔽板の温度及
び周囲物体の温度を測定する温度計が設置されてなり、
前記水冷遮蔽板の測定対象物体に対する距離を変化させ
る距離可変機構と該水冷遮蔽板における覗開口部の開口
率を変化させる可変絞り機構が付設されていることであ
る。
にある測定対象物体の表面温度を測定する放射温度計に
おいて、前記放射温度計と測定対象物体との間に覗開口
部のある水冷遮蔽板が設置され、該水冷遮蔽板の温度及
び周囲物体の温度を測定する温度計が設置されてなり、
前記水冷遮蔽板の測定対象物体に対する距離を変化させ
る距離可変機構と該水冷遮蔽板における覗開口部の開口
率を変化させる可変絞り機構が付設されていることであ
る。
【００１２】
【作用】この発明の最重要点は、水冷遮蔽板及び周囲物
体からの迷光雑音を定量的に評価し、これによって放射
温度計が捕捉する総合赤外線の値を補正するところにあ
る。従って、かかる重要点に焦点をおいてこの発明の作
用を説明する。水冷遮蔽板を測定対象物体の表面に対向
させて設置し、水冷遮蔽板の中央位置にある覗開口部を
通して放射温度計へ入射される測定対象物体から放射さ
れた赤外線を測定したときの総合検出値Ｌは、発明者の
研究によって次の１式で表されることが明らかになっ
た。尚、このときの水冷遮蔽板は表面が黒色化処理され
たものを用いるのがよい。 １式 Ｌ＝Ｘ｛εＬB（Ｔ）＋（１−ε）（α（Ｈ）Ｌ
B（ＴH）＋β（Ｈ）ＬB（ＴR））｝＋（１−Ｘ）Ｌ
B（ＴVS） ＬB（Ｔ）： 温度Ｔの黒体放射輝度（プランクの放射
則による） Ｘ： 開口部の開口率（０≦Ｘ≦１） Ｘ＝０： 可変絞り全閉、Ｘ＝１： 可変絞り全開 Ｈ： 水冷遮蔽板の測定対象物体に対する距離 ε： 測定対象物体表面の放射率 α（Ｈ）： 水冷遮蔽板からの迷光雑音影響関数 β（Ｈ）： 周囲物体からの迷光雑音影響関数 Ｔ： 測定対象物体の表面温度 ＴH： 水冷遮蔽板の温度 ＴR： 周囲物体の温度（室温） ＴVS： 可変絞りの温度 ただし、 ２式 α（Ｈ）＋β（Ｈ）＝１ ここで、１式中の右辺第１項は、覗開口部を通して放射
温度計に入射する赤外線であって、測定対象物体たる鋼
板自体から放射される信号光成分と、水冷遮蔽板からの
放射光が鋼板面で反射し、放射温度計に入射する迷光成
分、および水冷遮蔽板で遮蔽されない周囲物体からの放
射光が鋼板面で反射し、放射温度計に入射する迷光成分
とによる項である。そして１式中の右辺第２項は、覗開
口部の可変絞りから放射され放射温度計に入射する成分
の項である。
体からの迷光雑音を定量的に評価し、これによって放射
温度計が捕捉する総合赤外線の値を補正するところにあ
る。従って、かかる重要点に焦点をおいてこの発明の作
用を説明する。水冷遮蔽板を測定対象物体の表面に対向
させて設置し、水冷遮蔽板の中央位置にある覗開口部を
通して放射温度計へ入射される測定対象物体から放射さ
れた赤外線を測定したときの総合検出値Ｌは、発明者の
研究によって次の１式で表されることが明らかになっ
た。尚、このときの水冷遮蔽板は表面が黒色化処理され
たものを用いるのがよい。 １式 Ｌ＝Ｘ｛εＬB（Ｔ）＋（１−ε）（α（Ｈ）Ｌ
B（ＴH）＋β（Ｈ）ＬB（ＴR））｝＋（１−Ｘ）Ｌ
B（ＴVS） ＬB（Ｔ）： 温度Ｔの黒体放射輝度（プランクの放射
則による） Ｘ： 開口部の開口率（０≦Ｘ≦１） Ｘ＝０： 可変絞り全閉、Ｘ＝１： 可変絞り全開 Ｈ： 水冷遮蔽板の測定対象物体に対する距離 ε： 測定対象物体表面の放射率 α（Ｈ）： 水冷遮蔽板からの迷光雑音影響関数 β（Ｈ）： 周囲物体からの迷光雑音影響関数 Ｔ： 測定対象物体の表面温度 ＴH： 水冷遮蔽板の温度 ＴR： 周囲物体の温度（室温） ＴVS： 可変絞りの温度 ただし、 ２式 α（Ｈ）＋β（Ｈ）＝１ ここで、１式中の右辺第１項は、覗開口部を通して放射
温度計に入射する赤外線であって、測定対象物体たる鋼
板自体から放射される信号光成分と、水冷遮蔽板からの
放射光が鋼板面で反射し、放射温度計に入射する迷光成
分、および水冷遮蔽板で遮蔽されない周囲物体からの放
射光が鋼板面で反射し、放射温度計に入射する迷光成分
とによる項である。そして１式中の右辺第２項は、覗開
口部の可変絞りから放射され放射温度計に入射する成分
の項である。
【００１３】水冷遮蔽板の温度ＴHと周囲物体の温度Ｔ
（ここでは室温）と覗開口部における可変絞りの温度Ｔ
VSとを測定すれば、水冷遮蔽板、周囲物体及び覗開口部
の可変絞りから放射される赤外線の輝度が求められ、さ
らに覗開口部の開口率と迷光雑音影響関数を用いること
で、総合検出値Ｌから迷光雑音を補正して測定対象物体
の表面温度Ｔを算出することができる（開口率Ｘ＝１と
して測定した場合）。
（ここでは室温）と覗開口部における可変絞りの温度Ｔ
VSとを測定すれば、水冷遮蔽板、周囲物体及び覗開口部
の可変絞りから放射される赤外線の輝度が求められ、さ
らに覗開口部の開口率と迷光雑音影響関数を用いること
で、総合検出値Ｌから迷光雑音を補正して測定対象物体
の表面温度Ｔを算出することができる（開口率Ｘ＝１と
して測定した場合）。
【００１４】
【数１】３式 ただし、Ｌ-1： 黒体測定時温度計信号値から温度を求
める関数
める関数
【００１５】ここで、測定対象物体を鋼板とした場合、
水冷遮蔽板が距離Ｈに比較して十分大きい範囲において
は、周囲物体からの迷光雑音影響関数は、 ４式 β（Ｈ）＝ｋＨ ｋ： 比例定数 の如く距離の１次関数として近似でき、また水冷遮蔽板
からの迷光雑音影響関数は２式より ５式 α（Ｈ）＝１−ｋＨ と表される。そして前記１式は、４式と５式とから次の
６式の如く置き換えることができる。 ６式 Ｌ＝Ｘ｛εＬB（Ｔ）＋（１−ε）（（１−ｋＨ）Ｌ
B（ＴH）＋ｋＨ・ＬB（ＴR））｝＋（１−Ｘ）ＬB（Ｔ
VS）
水冷遮蔽板が距離Ｈに比較して十分大きい範囲において
は、周囲物体からの迷光雑音影響関数は、 ４式 β（Ｈ）＝ｋＨ ｋ： 比例定数 の如く距離の１次関数として近似でき、また水冷遮蔽板
からの迷光雑音影響関数は２式より ５式 α（Ｈ）＝１−ｋＨ と表される。そして前記１式は、４式と５式とから次の
６式の如く置き換えることができる。 ６式 Ｌ＝Ｘ｛εＬB（Ｔ）＋（１−ε）（（１−ｋＨ）Ｌ
B（ＴH）＋ｋＨ・ＬB（ＴR））｝＋（１−Ｘ）ＬB（Ｔ
VS）
【００１６】ところで、比例定数ｋは、測定対象物体、
水冷遮蔽板の温度及び覗開口部における可変絞りの温度
が変化することのない短時間内に開口率Ｘを変え、さら
に水冷遮蔽板の測定対象物体に対する距離Ｈを２点以上
で変化させ、そのときの放射温度計の出力変化を測定す
ることから求めることが可能である。すなわち比例定数
ｋは、次の７式によって求めることができる。
水冷遮蔽板の温度及び覗開口部における可変絞りの温度
が変化することのない短時間内に開口率Ｘを変え、さら
に水冷遮蔽板の測定対象物体に対する距離Ｈを２点以上
で変化させ、そのときの放射温度計の出力変化を測定す
ることから求めることが可能である。すなわち比例定数
ｋは、次の７式によって求めることができる。
【００１７】
【数２】７式
【００１８】
【実施例】この発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。図１はこの発明になる温度測定装置の一実施例を概
略して示したものである。同図において５は、測定対象
物体たる鋼板１を覗き見る位置に設けられた覗筒であ
る。覗筒５の先端部には、水冷遮蔽板６が取り付けてあ
る。水冷遮蔽板６の外径は約１ｍで、その中央部に覗筒
５の内径と等しい大きさの覗開口部７が設けてある。水
冷遮蔽板６の表面は、黒色化処理されている。覗筒５と
水冷遮蔽板６の内部は、相互に疎通状態の水室となって
おり、冷却水８を流通させる。これによって水冷遮蔽板
６の温度は、２４℃を中心に±１℃の範囲で安定保持さ
れるようになっている。
る。図１はこの発明になる温度測定装置の一実施例を概
略して示したものである。同図において５は、測定対象
物体たる鋼板１を覗き見る位置に設けられた覗筒であ
る。覗筒５の先端部には、水冷遮蔽板６が取り付けてあ
る。水冷遮蔽板６の外径は約１ｍで、その中央部に覗筒
５の内径と等しい大きさの覗開口部７が設けてある。水
冷遮蔽板６の表面は、黒色化処理されている。覗筒５と
水冷遮蔽板６の内部は、相互に疎通状態の水室となって
おり、冷却水８を流通させる。これによって水冷遮蔽板
６の温度は、２４℃を中心に±１℃の範囲で安定保持さ
れるようになっている。
【００１９】また、同図において６ｓは、水冷遮蔽板６
に付設された可変絞りである。可変絞り６ｓは、覗開口
部７の開口面積を拡縮し、その開口率Ｘを変化させて放
射温度計に入射する赤外線の量を調節する。同図では、
可変絞り６ｓの拡縮作動を便宜上横方向にスライドする
如く示してあるが、これに限るものではない。例えばカ
メラに付設されているものの如く求心的作動をさせるも
のであってもよい。そしてその作動機構も常法の手段に
よる。可変絞り６ｓの表面も水冷遮蔽板６と同様に黒色
化処理されているものとする。
に付設された可変絞りである。可変絞り６ｓは、覗開口
部７の開口面積を拡縮し、その開口率Ｘを変化させて放
射温度計に入射する赤外線の量を調節する。同図では、
可変絞り６ｓの拡縮作動を便宜上横方向にスライドする
如く示してあるが、これに限るものではない。例えばカ
メラに付設されているものの如く求心的作動をさせるも
のであってもよい。そしてその作動機構も常法の手段に
よる。可変絞り６ｓの表面も水冷遮蔽板６と同様に黒色
化処理されているものとする。
【００２０】図１において、９は保持ガイドであり、覗
筒５を内嵌する如く設けてある。保持ガイド９には、ピ
ニオン１１が設けてあり、該ピニオン１１は覗筒５の一
部に縦方向に刻設されたラック１０と噛合している。１
２は、保持ガイド９を支持する支持台であり、支持台１
２にはモータ１３が設置され、モータ１３の軸とピニオ
ン１１の軸はベルトやチェーン等の伝動具によって連結
されている。従って、モータ１３を正逆転させれば覗筒
５は上下動し、水冷遮蔽板６の鋼板１に対する距離（測
定距離）Ｈを変化させ得る。この実施例では、測定距離
Ｈの変化可能な範囲を８０〜３００ｍｍとした。
筒５を内嵌する如く設けてある。保持ガイド９には、ピ
ニオン１１が設けてあり、該ピニオン１１は覗筒５の一
部に縦方向に刻設されたラック１０と噛合している。１
２は、保持ガイド９を支持する支持台であり、支持台１
２にはモータ１３が設置され、モータ１３の軸とピニオ
ン１１の軸はベルトやチェーン等の伝動具によって連結
されている。従って、モータ１３を正逆転させれば覗筒
５は上下動し、水冷遮蔽板６の鋼板１に対する距離（測
定距離）Ｈを変化させ得る。この実施例では、測定距離
Ｈの変化可能な範囲を８０〜３００ｍｍとした。
【００２１】また、同図において、１５は放射温度計で
あり、その検出器１６は水冷遮蔽板６の覗開口部７を通
して鋼板１を覗き見る位置に設置されている。１７は、
水冷遮蔽板６の表面温度を測定する熱電温度計であり、
その熱電対１８は水冷遮蔽板６の鋼板対向面に接して取
り付けてある。１９は周囲物体（この実施例では測定位
置周辺の空気）の温度を測定する熱電温度計であり、そ
の熱電対２０は周囲物体からの迷光雑音が検出器１５へ
最も入射されやすい位置（水冷遮蔽板６に近い周辺）に
設置されている。検出器１６や熱電対１８、２０からの
信号は、全てアナログ電圧値として放射温度計１５や熱
電温度計１７、１９に入力され、デジタル変換して出力
される。
あり、その検出器１６は水冷遮蔽板６の覗開口部７を通
して鋼板１を覗き見る位置に設置されている。１７は、
水冷遮蔽板６の表面温度を測定する熱電温度計であり、
その熱電対１８は水冷遮蔽板６の鋼板対向面に接して取
り付けてある。１９は周囲物体（この実施例では測定位
置周辺の空気）の温度を測定する熱電温度計であり、そ
の熱電対２０は周囲物体からの迷光雑音が検出器１５へ
最も入射されやすい位置（水冷遮蔽板６に近い周辺）に
設置されている。検出器１６や熱電対１８、２０からの
信号は、全てアナログ電圧値として放射温度計１５や熱
電温度計１７、１９に入力され、デジタル変換して出力
される。
【００２２】２１は、演算装置であり、放射温度計１５
及び熱電温度計１７、１９からのデジタル化された信号
を入力して、前記した各種の式が示すところに沿って計
算を行い、最終的には迷光雑音成分を減算補正して鋼板
１の真の表面温度が得られるようになっている。すなわ
ち演算装置２１は、前記１式に従って迷光雑音成分を補
正し、さらに３式によって温度換算を行う。なお、得ら
れた温度値は、図示省略の表示器や記録器へ送信され
る。
及び熱電温度計１７、１９からのデジタル化された信号
を入力して、前記した各種の式が示すところに沿って計
算を行い、最終的には迷光雑音成分を減算補正して鋼板
１の真の表面温度が得られるようになっている。すなわ
ち演算装置２１は、前記１式に従って迷光雑音成分を補
正し、さらに３式によって温度換算を行う。なお、得ら
れた温度値は、図示省略の表示器や記録器へ送信され
る。
【００２３】さて、上記のように構成されたこの発明に
かかる温度測定装置の実施にあたっては、これを連続焼
鈍炉の出側に設置し、炉内から搬送されてくる鋼板１の
表面温度を測定するようにした。この場合の鋼板１の走
行速度は約１５０ｍ／ｍｉｎであった。既に述べたよう
に、水冷遮蔽板６は２４℃を基準にしてバラツキなく、
かつ温度分布むらのないよう保持されているから、水冷
遮蔽板６の温度はその表面１点の測定で代表させること
ができる。周囲物体の温度としては、近くに特に高温の
物体のないことを考慮して、近傍の室温を通常の熱電温
度計で測定した。そして、連続焼鈍炉の出側位置での鋼
板１の放射率は、実施に供される放射温度計により実験
室での試験測定で得られた０．１４４を用いた。
かかる温度測定装置の実施にあたっては、これを連続焼
鈍炉の出側に設置し、炉内から搬送されてくる鋼板１の
表面温度を測定するようにした。この場合の鋼板１の走
行速度は約１５０ｍ／ｍｉｎであった。既に述べたよう
に、水冷遮蔽板６は２４℃を基準にしてバラツキなく、
かつ温度分布むらのないよう保持されているから、水冷
遮蔽板６の温度はその表面１点の測定で代表させること
ができる。周囲物体の温度としては、近くに特に高温の
物体のないことを考慮して、近傍の室温を通常の熱電温
度計で測定した。そして、連続焼鈍炉の出側位置での鋼
板１の放射率は、実施に供される放射温度計により実験
室での試験測定で得られた０．１４４を用いた。
【００２４】鋼板１の表面からは、該鋼板１自体を起点
とする信号が白抜矢符２で示すように放射されている。
鋼板１の表面からはまた、水冷遮蔽板６及び可変絞り６
ｓからの迷光雑音と周囲物体からの迷光雑音が反射され
ている。前者は、一点鎖線矢符３で示し、後者は破線矢
符４で示した。これらの放射エネルギー（赤外線）は、
覗開口部７を通じて入射され、総合検出値Ｌとして検出
器１６によって捕捉される。
とする信号が白抜矢符２で示すように放射されている。
鋼板１の表面からはまた、水冷遮蔽板６及び可変絞り６
ｓからの迷光雑音と周囲物体からの迷光雑音が反射され
ている。前者は、一点鎖線矢符３で示し、後者は破線矢
符４で示した。これらの放射エネルギー（赤外線）は、
覗開口部７を通じて入射され、総合検出値Ｌとして検出
器１６によって捕捉される。
【００２５】ここで、迷光雑音影響関数の比例定数ｋを
求めることになる。この実施例では、水冷遮蔽板６の覗
開口部７における可変絞り６ｓの絞り作動による開口率
Ｘを０〜１００％、測定距離Ｈを８０〜３００ｍｍと変
化させ、そのときの放射温度計１５の出力変化を測定し
た。その結果は図２に示す如くであった。この結果から
ｋ＝２．１７×１０-4［１／ｍ］が、求められた。得ら
れた比例定数ｋの値を用い、迷光雑音影響関数を前記し
た４式、５式とし、図３に示すところの順序に従って温
度換算を行った。
求めることになる。この実施例では、水冷遮蔽板６の覗
開口部７における可変絞り６ｓの絞り作動による開口率
Ｘを０〜１００％、測定距離Ｈを８０〜３００ｍｍと変
化させ、そのときの放射温度計１５の出力変化を測定し
た。その結果は図２に示す如くであった。この結果から
ｋ＝２．１７×１０-4［１／ｍ］が、求められた。得ら
れた比例定数ｋの値を用い、迷光雑音影響関数を前記し
た４式、５式とし、図３に示すところの順序に従って温
度換算を行った。
【００２６】かくして、水冷遮蔽板６における覗開口部
７の開口率Ｘを１００％、測定距離Ｈを８０ｍｍに設定
して鋼板１の表面温度を測定したところ、図４に示す結
果を得た。同図では、接触式温度計によって測定した鋼
板１の温度を真の温度とし、これを併記してこの発明の
比較評価に供した。同図の示すごとく、この発明の実施
によって得られた鋼板１の表面温度は、真の温度に即応
して極めて精度のよいものであることがわかる。
７の開口率Ｘを１００％、測定距離Ｈを８０ｍｍに設定
して鋼板１の表面温度を測定したところ、図４に示す結
果を得た。同図では、接触式温度計によって測定した鋼
板１の温度を真の温度とし、これを併記してこの発明の
比較評価に供した。同図の示すごとく、この発明の実施
によって得られた鋼板１の表面温度は、真の温度に即応
して極めて精度のよいものであることがわかる。
【００２７】
【発明の効果】この発明は、以上詳述の如くであって、
室温近傍の比較的低温領域にあって、しかも、放射率の
低い測定対象物体の表面温度を測定する場合、水冷遮蔽
板、可変絞り及び周囲物体から放射され、測定対象物体
の表面で反射した後、放射温度計に入射する迷光雑音に
起因する測定誤差を含まず、よって高速度かつ精度のよ
い連続測定が可能となった。特に、この発明は、鉄鋼業
における鋼板製造時の冷間圧延や熱処理プロセスでの鋼
板の表面温度の測定において優れた効果を発揮するもの
である。
室温近傍の比較的低温領域にあって、しかも、放射率の
低い測定対象物体の表面温度を測定する場合、水冷遮蔽
板、可変絞り及び周囲物体から放射され、測定対象物体
の表面で反射した後、放射温度計に入射する迷光雑音に
起因する測定誤差を含まず、よって高速度かつ精度のよ
い連続測定が可能となった。特に、この発明は、鉄鋼業
における鋼板製造時の冷間圧延や熱処理プロセスでの鋼
板の表面温度の測定において優れた効果を発揮するもの
である。
【図１】この発明の実施時における温度測定装置の概略
図である。
図である。
【図２】この発明による温度測定装置の開口率及び測定
距離を変化させた時の放射温度計の出力変化を示した図
である。
距離を変化させた時の放射温度計の出力変化を示した図
である。
【図３】この発明を実施する場合の順序を示すブロック
図である。
図である。
【図４】この発明を実施した温度測定結果と、接触式温
度計で測定した真の温度とを比較して示す図である。
度計で測定した真の温度とを比較して示す図である。
１ 鋼板 ２ 鋼板自体から放射する信号光 ３ 水冷遮蔽板及び可変絞りからの迷光雑音 ４ 周囲物体からの迷光雑音 ５ 覗筒 ６ 水冷遮蔽板 ６ｓ 可変絞り ７ 覗開口部 １５ 放射温度計 １６ 検出器 １７，１９ 熱電温度計 １８，２０ 熱電対 ２１ 演算装置 Ｈ 測定距離 Ｘ 開口率
Claims (2)
- 【請求項１】 比較的低温領域にある測定対象物体と放
射温度計との間に水冷遮蔽板を設置し、測定対象物体か
ら放射される赤外線を、水冷遮蔽板の覗開口部を通して
検出することにより、測定対象物体の表面温度を測定す
る方法において、放射温度計の検出値に影響を及ぼす前
記水冷遮蔽板及び周囲物体からの迷光雑音量が水冷遮蔽
板における開口部の開口率及び該水冷遮蔽板の測定対象
物体に対する距離の関数で表されるものと仮定し、前記
開口率及び距離を変化させたときの放射温度計の出力変
化を測定するとともに、水冷遮蔽板の温度及び周囲物体
の温度を測定することによって迷光雑音成分を定量化
し、該定量化された迷光雑音で放射温度計が捕捉した赤
外線の総合検出値を補正することを特徴とする比較的低
温物体の表面温度測定方法。 - 【請求項２】 比較的低温領域にある測定対象物体の表
面温度を測定する放射温度計において、前記放射温度計
と測定対象物体との間に覗開口部のある水冷遮蔽板が設
置され、該水冷遮蔽板の温度及び周囲物体の温度を測定
する温度計が設置されており、前記水冷遮蔽板の測定対
象物体に対する距離を変化させる距離可変機構と該水冷
遮蔽板における覗開口部の開口率を変化させる可変絞り
機構が付設されていることを特徴とする比較的低温物体
の表面温度測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4324802A JPH06147989A (ja) | 1992-11-09 | 1992-11-09 | 比較的低温物体の表面温度測定方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4324802A JPH06147989A (ja) | 1992-11-09 | 1992-11-09 | 比較的低温物体の表面温度測定方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06147989A true JPH06147989A (ja) | 1994-05-27 |
Family
ID=18169848
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4324802A Pending JPH06147989A (ja) | 1992-11-09 | 1992-11-09 | 比較的低温物体の表面温度測定方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06147989A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002156284A (ja) * | 2000-11-20 | 2002-05-31 | Ishizuka Electronics Corp | 赤外線温度センサ |
| US6786634B2 (en) | 2001-10-10 | 2004-09-07 | Noritake Co., Limited | Temperature measuring method and apparatus |
| JP2019148589A (ja) * | 2018-02-27 | 2019-09-05 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 温度計測装置及び温度計測装置の設置方法 |
| CN116625518A (zh) * | 2023-05-06 | 2023-08-22 | 南京净环热冶金工程有限公司 | 一种炉内屏壁环境的通道辐射测温方法和装置 |
-
1992
- 1992-11-09 JP JP4324802A patent/JPH06147989A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002156284A (ja) * | 2000-11-20 | 2002-05-31 | Ishizuka Electronics Corp | 赤外線温度センサ |
| US6786634B2 (en) | 2001-10-10 | 2004-09-07 | Noritake Co., Limited | Temperature measuring method and apparatus |
| JP2019148589A (ja) * | 2018-02-27 | 2019-09-05 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 温度計測装置及び温度計測装置の設置方法 |
| CN116625518A (zh) * | 2023-05-06 | 2023-08-22 | 南京净环热冶金工程有限公司 | 一种炉内屏壁环境的通道辐射测温方法和装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1158887A (en) | Surface temperature measuring apparatus for object within furnace | |
| US4172383A (en) | Method and an apparatus for simultaneous measurement of both temperature and emissivity of a heated material | |
| US4881823A (en) | Radiation thermometry | |
| EP3729026B1 (en) | Measurement system for metal strip production line | |
| Wang et al. | Study on the multi-wavelength emissivity of GCr15 steel and its application on temperature measurement for continuous casting billets | |
| CA2192121C (en) | Apparatus and method for measuring temperature and/or emissivity of steel strip during a coating process | |
| JPH06147989A (ja) | 比較的低温物体の表面温度測定方法及び装置 | |
| US3610592A (en) | Method and apparatus for estimating errors in pyrometer readings | |
| Tanaka et al. | Theory of a new radiation thermometry method and an experimental study using galvannealed steel specimens | |
| JPH07270130A (ja) | 酸化膜厚さ測定方法 | |
| 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 | |
| JPH06341906A (ja) | 低温物体の非接触高速温度測定方法及び装置 | |
| JPH05248957A (ja) | 比較的低温物体の表面温度測定方法 | |
| JP3975584B2 (ja) | 表面温度測定方法 | |
| Bityukov et al. | Non-contact method of measuring surface temperature | |
| JP2000297330A (ja) | ストリップ連続焼鈍炉の板温測定方法及びその装置 | |
| Tsai | A summary of lightpipe radiation thermometry research at NIST | |
| JPH051407B2 (ja) | ||
| JPS6014192Y2 (ja) | 炉内物体の表面温度測定装置 | |
| JPH0344527A (ja) | 温度測定方法および装置 | |
| JPH0682045B2 (ja) | 鋼帯の熱処理炉における酸化膜測定装置 | |
| De Witt | Advances and Challenges in Radiation Thermometry | |
| JPH02296121A (ja) | 加熱炉内物体の表面温度測定方法 | |
| JPH04276527A (ja) | 炉内温度計 | |
| JPH01169328A (ja) | 金属ストリップの温度測定装置 |