JPS58131523A - 管状物体の温度測定法 - Google Patents
管状物体の温度測定法Info
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- JPS58131523A JPS58131523A JP56213038A JP21303881A JPS58131523A JP S58131523 A JPS58131523 A JP S58131523A JP 56213038 A JP56213038 A JP 56213038A JP 21303881 A JP21303881 A JP 21303881A JP S58131523 A JPS58131523 A JP S58131523A
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- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/02—Constructional details
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- G—PHYSICS
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- G—PHYSICS
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- Radiation Pyrometers (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、管状物体の非接触温度測定法に関する。
管状物体たとえばシームVス鋼管を成形加工した後に焼
入れ、焼戻し等の熱処理を行なう場合KL1熱処理炉内
で所定の設定温度になるよりに鋼管の温度を測定し、燃
焼ガス量や在炉時間等を制御する必要がある。熱処理炉
内の鋼管の温度を測定する方法としては、熱電対等を直
接鋼管κ接触させて測定する方法と、放射計(放射温度
計)を用いて非接触で測定する方法が考えられる。熱電
対等の接触式のセンサーを用いて測定する方法では、セ
ンサーを鋼管に適切に1接触させる装置機構が必要であ
シ、また熱処理炉内は高温である九めにセンサーや装置
機構の保護や劣化が問題となり、さらに該鋼管が移動す
る場合には接触式による温度測定は実際上困難である場
合が多い。
入れ、焼戻し等の熱処理を行なう場合KL1熱処理炉内
で所定の設定温度になるよりに鋼管の温度を測定し、燃
焼ガス量や在炉時間等を制御する必要がある。熱処理炉
内の鋼管の温度を測定する方法としては、熱電対等を直
接鋼管κ接触させて測定する方法と、放射計(放射温度
計)を用いて非接触で測定する方法が考えられる。熱電
対等の接触式のセンサーを用いて測定する方法では、セ
ンサーを鋼管に適切に1接触させる装置機構が必要であ
シ、また熱処理炉内は高温である九めにセンサーや装置
機構の保護や劣化が問題となり、さらに該鋼管が移動す
る場合には接触式による温度測定は実際上困難である場
合が多い。
一方、炉壁の一部に透過窓を設け、鋼管からの放射エネ
ルギーを放射計(放射温度計)K導けば、非接触で鋼管
の温度を測定することは一応可能であるが、従来から行
われている方法では次に述べるような問題が生じ、正確
な測定が実際上困難である。第1図に従来から一般的に
行われている鋼管温度の測定法の概念図を示す。
ルギーを放射計(放射温度計)K導けば、非接触で鋼管
の温度を測定することは一応可能であるが、従来から行
われている方法では次に述べるような問題が生じ、正確
な測定が実際上困難である。第1図に従来から一般的に
行われている鋼管温度の測定法の概念図を示す。
熱処理炉5の内部に鋼管1が配され、炉壁の一部に設け
られ次透過窓4を通して放射計3にょシ、該鋼管上の測
定点2からの放射エネルギーを検出し、鋼管の温度を測
定する。しかしながら、鋼管の放射率が変化するという
問題があるうえ工業的に使用されている熱処理炉におい
ては、一般に鋼管の温度よシも炉内壁の温度の方が高く
なっておシ、炉内壁から放射された放射エネルギーが測
定点2において反射され、放射計3に検出される雑音成
分10の大きさが、鋼管自体からの直接的゛な放射か、
放射計3によって検出される成分9の大きさに比べて無
視できないはどの値になることがあり、このような場合
には正確な測温が期待できなくなる。また、鋼管を加熱
する友めに炉内でコークスガス等を燃焼させることがあ
シ、その場合も同様に燃焼火災6からの放射エネルギー
が雑音成分11となり、正確な測温が期待できなくなる
ことがある。
られ次透過窓4を通して放射計3にょシ、該鋼管上の測
定点2からの放射エネルギーを検出し、鋼管の温度を測
定する。しかしながら、鋼管の放射率が変化するという
問題があるうえ工業的に使用されている熱処理炉におい
ては、一般に鋼管の温度よシも炉内壁の温度の方が高く
なっておシ、炉内壁から放射された放射エネルギーが測
定点2において反射され、放射計3に検出される雑音成
分10の大きさが、鋼管自体からの直接的゛な放射か、
放射計3によって検出される成分9の大きさに比べて無
視できないはどの値になることがあり、このような場合
には正確な測温が期待できなくなる。また、鋼管を加熱
する友めに炉内でコークスガス等を燃焼させることがあ
シ、その場合も同様に燃焼火災6からの放射エネルギー
が雑音成分11となり、正確な測温が期待できなくなる
ことがある。
すなわち従来の測温法では、放射計3によって検出され
る放射エネルギー信号Eが次式で表わさE=ε・Eb(
T) + E’ ・曲−・・(1)
但し、 E:放射計の検出信号 T:鋼管の温度 gb(’r):温度Tの黒体放射エネルギーε:鋼管表
面の放射率 E′:炉内壁、火災等からの雑音信号 成分 したがって、εやE′が変動した)未知であると考えら
れる一般の工業的な熱処理炉においては、従来法による
正確な測温は非常に困難である。
る放射エネルギー信号Eが次式で表わさE=ε・Eb(
T) + E’ ・曲−・・(1)
但し、 E:放射計の検出信号 T:鋼管の温度 gb(’r):温度Tの黒体放射エネルギーε:鋼管表
面の放射率 E′:炉内壁、火災等からの雑音信号 成分 したがって、εやE′が変動した)未知であると考えら
れる一般の工業的な熱処理炉においては、従来法による
正確な測温は非常に困難である。
本発明は、かかる放射測温上の問題すなわち放射率の変
化と雑音の存在を解決して、熱処理炉内の鋼管温度を正
確に測定する放射測温法に関するものである。
化と雑音の存在を解決して、熱処理炉内の鋼管温度を正
確に測定する放射測温法に関するものである。
第2図に本発明による測定法の概要を示す。実効的な温
度Tnの熱処理炉5の内部に鋼管1が置かれ、温度Tに
加熱されている。炉壁の一部に設けた透過窓4を通して
鋼管内部の測定点2を放射針5で測定する。この時の放
射計の検出値Eは次式%式% (2) 但し、右辺第1項のε畠は鋼管内面全体からの寄与を含
めた、測定点2の実効的な放射率であシ、第2項は炉内
壁からの雑音信号成分である。
度Tnの熱処理炉5の内部に鋼管1が置かれ、温度Tに
加熱されている。炉壁の一部に設けた透過窓4を通して
鋼管内部の測定点2を放射針5で測定する。この時の放
射計の検出値Eは次式%式% (2) 但し、右辺第1項のε畠は鋼管内面全体からの寄与を含
めた、測定点2の実効的な放射率であシ、第2項は炉内
壁からの雑音信号成分である。
またεaは第2図の幾何学的条件、θgL/D1a/D
の関数であシ、εaとそれらの条件の関係を第6図およ
び第4図に示す。ここで0は測定点と放射計を結ぶ線と
、該測定点に立てた面法線Nとのなす角である。またL
は管状物体の測定点から放射計側と反対側の端部布の長
さ、Dは管径、aは管状物体の放射計側端部から測定点
布の長さである。
の関数であシ、εaとそれらの条件の関係を第6図およ
び第4図に示す。ここで0は測定点と放射計を結ぶ線と
、該測定点に立てた面法線Nとのなす角である。またL
は管状物体の測定点から放射計側と反対側の端部布の長
さ、Dは管径、aは管状物体の放射計側端部から測定点
布の長さである。
第6図、第4図で明らかなように L/D I &/D
が大きいはどεaは大きくなシ、θを適当に設定してや
ればεm=1すなわち、はぼ異体空洞とみなせるような
条件で鋼管の温度を測定することができる。
が大きいはどεaは大きくなシ、θを適当に設定してや
ればεm=1すなわち、はぼ異体空洞とみなせるような
条件で鋼管の温度を測定することができる。
すなわち本発明によれば、放射率の変化や雑音信号の存
在にかかわらず、鋼管の温度を正確に測定することがで
きる。シームレス鋼管や、電縫管ではL/Dで100程
度ある友めθやa/Dの条件を粗く設定してもほぼεm
=1の状態を作ることができるため、本発明による方法
は簡単ではあるが非常に有効な測温法である。
在にかかわらず、鋼管の温度を正確に測定することがで
きる。シームレス鋼管や、電縫管ではL/Dで100程
度ある友めθやa/Dの条件を粗く設定してもほぼεm
=1の状態を作ることができるため、本発明による方法
は簡単ではあるが非常に有効な測温法である。
またL/Dが大きくとれない場合でも、a/D I #
を適当に設定すれば、εaを充分大きくすることができ
、雑音成分(1−εa ) Eb(Tn)を小さくする
仁とができる。なお放射計に入力するエネルギーは管状
物体の内面を複数回反射して放射計に至るほど黒体空洞
条件に近くなる。
を適当に設定すれば、εaを充分大きくすることができ
、雑音成分(1−εa ) Eb(Tn)を小さくする
仁とができる。なお放射計に入力するエネルギーは管状
物体の内面を複数回反射して放射計に至るほど黒体空洞
条件に近くなる。
従って、炉壁の温度Tn、鋼管の温度T1許容測温誤差
ΔTが与えられれば(2)式を用いてε畠の必要最小限
の値εa、−が求まシ、それから#e&/D。
ΔTが与えられれば(2)式を用いてε畠の必要最小限
の値εa、−が求まシ、それから#e&/D。
L/Dの条件を第3図、第4図を用いて決定することが
できる。
できる。
実際の管状物体の測定にあ几りては、第5図に示すよう
に測定点2にたてた法線Nに対して、放射計3によって
該測定点を測定する方向と鏡面対称な方向の線上に、該
管状物体の内面が存在するように骸放射針の角度−を設
定してやれば、tlぼεm=1とすることができ、熱処
理炉内壁5等からの外乱雑音を防ぐことができる。これ
は、D−tan#〈Lをみたすようにθを選定すればみ
たすことができる。
に測定点2にたてた法線Nに対して、放射計3によって
該測定点を測定する方向と鏡面対称な方向の線上に、該
管状物体の内面が存在するように骸放射針の角度−を設
定してやれば、tlぼεm=1とすることができ、熱処
理炉内壁5等からの外乱雑音を防ぐことができる。これ
は、D−tan#〈Lをみたすようにθを選定すればみ
たすことができる。
第6図に本発明による測定の実施例を示す。加熱炉内に
、シームレス鋼管1を装入し、放射計3によシ、鋼管内
面の測定点2を測定した。また、測定点2および鋼管の
中心軸上で該放射計と反対側の炉内壁上の点5の温度を
それぞれ熱電対を埋め込んで測定した。放射計は検出素
子がStセルのもので検出波長がa65μmのものを用
いεm=1.0として測定し友。該鋼管の内径はD=5
0鴫長さはL=1000mであった。また測定点の位置
はa=50■でありた。角度0は75 に設定した。こ
のときD−tanθ=50 X tan75 = 18
7wmでD−tanθくLの条件は充分に成シ立つ。測
定の結果を第1表に示す。
、シームレス鋼管1を装入し、放射計3によシ、鋼管内
面の測定点2を測定した。また、測定点2および鋼管の
中心軸上で該放射計と反対側の炉内壁上の点5の温度を
それぞれ熱電対を埋め込んで測定した。放射計は検出素
子がStセルのもので検出波長がa65μmのものを用
いεm=1.0として測定し友。該鋼管の内径はD=5
0鴫長さはL=1000mであった。また測定点の位置
はa=50■でありた。角度0は75 に設定した。こ
のときD−tanθ=50 X tan75 = 18
7wmでD−tanθくLの条件は充分に成シ立つ。測
定の結果を第1表に示す。
第1表でわかるように、炉内壁の温度が、測定点の温度
よシかなシ高い場合でも、測定誤差ΔT=Ta−Tは約
10℃程度に収まっておシ、これは工業炉における放射
測温誤差としては非常に小さな第1表 以上のように、本発明によれば管状物体の温度を周囲の
外乱にかかわらず、正確に測定することが可能であル、
常に許容測温誤差範囲内で測定することができる。
よシかなシ高い場合でも、測定誤差ΔT=Ta−Tは約
10℃程度に収まっておシ、これは工業炉における放射
測温誤差としては非常に小さな第1表 以上のように、本発明によれば管状物体の温度を周囲の
外乱にかかわらず、正確に測定することが可能であル、
常に許容測温誤差範囲内で測定することができる。
本発明、はシームレス鋼管位もちろんのこと一般にあら
ゆる形状、材質のパイプ状物体の測温に適用できること
は明らかである。また本発明は肢測定物体が炉内にあっ
て、しかも移動しているときK特に威力を発揮できるも
のであル、またもちろんのこと炉外又は静止物体の測定
は更に容易に行なうことができる。
ゆる形状、材質のパイプ状物体の測温に適用できること
は明らかである。また本発明は肢測定物体が炉内にあっ
て、しかも移動しているときK特に威力を発揮できるも
のであル、またもちろんのこと炉外又は静止物体の測定
は更に容易に行なうことができる。
第1図は従来使用されている測定法の一例を示す説明図
、第2図は本発明の原理を示す説明図、第5図および第
4図は本発明における放射率と管状物体の寸法(長さ、
管径)との関係を示す図、第5図および第6図は本発、
明による鋼管内面温度の測定の実例を示す説明図である
。 図面で1は管状物体、2は測定点、6は放射計、Nは法
線、5は熱処理炉である。 出願人 新日本製鐵株式会社 代理人弁理士 青 柳 稔手続補正書(
自発) を事件の表示 昭和56年特許願第213058号 2発明の名称 管状物体の温度測定法 五補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 東京都千代田区大手町二丁目6番3号名称 (6
455)新日本製鐵株式会社代表者 武 1) 豊 五補正命令の日付 な し &補正の内容 (1)明細書第3頁下から5行の「燃焼火災」を「燃焼
火炎」に補正する。 し)同第4頁7行の「火災等」を「火炎等」K補正する
。 (3)同第5頁下から6行の「異体空洞」を「黒体空洞
」に補正する。 (4)図面第5図を別紙のとおりに補正する。 手続補正書(自発) 1.事件の表示 昭和56年%Wf顧第213038号 2、発明の名称 管状物体の温度側定法 3、#iiEをする者 事件との関係 特許出願人 住 所 東京都千代田区大手町二丁目6査3号名称 (
665)新日本夷鍼株式会社 代表者 武 薗 豊 4、代 理 人 〒101 5、補正命令の日付 な し 6、補正によシ増加する発明の数 な し7、補正の
対象 明細書の発明の詳細な説明の欄および図面8、補
正の内容 (1)明細書第2頁6行〜7行の「放射計(放射温度計
)を用いて非接触で測定する方法が考えられる。」を「
放射計または放射温度計を用いて非接触で測定する方法
などが考えられる。」と補正する。 (2)同第2頁15行の「放射計(放射温度計)に導け
ば」を「放射針または放射温度計に導けば」と補正する
。 (3)同第3頁7行、8行及び第4頁7行、第5頁5行
の「炉内壁」を「炉の内壁」と補正する。 (4)同第3頁9行〜18行の「放射計3〜ことがある
。」を「放射計3に検出される雑音成分10の大きさが
、放射計3によって検出される鋼管自体からの放射成分
9の大きさに比べて無視できないはどの値になることが
らシ、このような場合には正確な測温が期待できなくな
る。また鋼管を加熱するた−めに炉内でコークスガス等
を燃焼させることがあり、その場合も同様に燃焼火炎6
からの放射エネルギーが極めて大きな雑音成分11とな
り、正確な測温か期待できなくなる。」と補正する。 (5)同第5頁6行の記載を「またεaは管の材質、第
2図の幾何学的条件、θ、L/D、a/Dなど」と補正
する。 (6)同第5頁12行と13行の間に次の文を挿入する
。 [放射計の検出素子はシリコン(Si)素子で、その検
出波長は1μmである。測定試料は鋼管を例にとった。 」 (7)同第6頁13行の「εa + min Jを[ε
1にεa min Jと補正する。 (8)図面第3図および第4図を別紙のとおり補正する
。
、第2図は本発明の原理を示す説明図、第5図および第
4図は本発明における放射率と管状物体の寸法(長さ、
管径)との関係を示す図、第5図および第6図は本発、
明による鋼管内面温度の測定の実例を示す説明図である
。 図面で1は管状物体、2は測定点、6は放射計、Nは法
線、5は熱処理炉である。 出願人 新日本製鐵株式会社 代理人弁理士 青 柳 稔手続補正書(
自発) を事件の表示 昭和56年特許願第213058号 2発明の名称 管状物体の温度測定法 五補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 東京都千代田区大手町二丁目6番3号名称 (6
455)新日本製鐵株式会社代表者 武 1) 豊 五補正命令の日付 な し &補正の内容 (1)明細書第3頁下から5行の「燃焼火災」を「燃焼
火炎」に補正する。 し)同第4頁7行の「火災等」を「火炎等」K補正する
。 (3)同第5頁下から6行の「異体空洞」を「黒体空洞
」に補正する。 (4)図面第5図を別紙のとおりに補正する。 手続補正書(自発) 1.事件の表示 昭和56年%Wf顧第213038号 2、発明の名称 管状物体の温度側定法 3、#iiEをする者 事件との関係 特許出願人 住 所 東京都千代田区大手町二丁目6査3号名称 (
665)新日本夷鍼株式会社 代表者 武 薗 豊 4、代 理 人 〒101 5、補正命令の日付 な し 6、補正によシ増加する発明の数 な し7、補正の
対象 明細書の発明の詳細な説明の欄および図面8、補
正の内容 (1)明細書第2頁6行〜7行の「放射計(放射温度計
)を用いて非接触で測定する方法が考えられる。」を「
放射計または放射温度計を用いて非接触で測定する方法
などが考えられる。」と補正する。 (2)同第2頁15行の「放射計(放射温度計)に導け
ば」を「放射針または放射温度計に導けば」と補正する
。 (3)同第3頁7行、8行及び第4頁7行、第5頁5行
の「炉内壁」を「炉の内壁」と補正する。 (4)同第3頁9行〜18行の「放射計3〜ことがある
。」を「放射計3に検出される雑音成分10の大きさが
、放射計3によって検出される鋼管自体からの放射成分
9の大きさに比べて無視できないはどの値になることが
らシ、このような場合には正確な測温が期待できなくな
る。また鋼管を加熱するた−めに炉内でコークスガス等
を燃焼させることがあり、その場合も同様に燃焼火炎6
からの放射エネルギーが極めて大きな雑音成分11とな
り、正確な測温か期待できなくなる。」と補正する。 (5)同第5頁6行の記載を「またεaは管の材質、第
2図の幾何学的条件、θ、L/D、a/Dなど」と補正
する。 (6)同第5頁12行と13行の間に次の文を挿入する
。 [放射計の検出素子はシリコン(Si)素子で、その検
出波長は1μmである。測定試料は鋼管を例にとった。 」 (7)同第6頁13行の「εa + min Jを[ε
1にεa min Jと補正する。 (8)図面第3図および第4図を別紙のとおり補正する
。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1)管状物体の内面に測定点を設け、該測定点に管状
物体外から放射計を指向させ、かつ該測定点に立て九法
線と放射計の指向方向とのなす角度θと鏡面対称的な方
向が管状物体の内面に存在するように前記角度0を設定
することを特徴とする管状物体の温度測定法。 (2)管状物体が熱処理炉等の炉内に存在している際に
温度測定を行うことを特徴とする特許請求の範囲第1墳
記載の管状物体の温度測定法。 (6)管状物体の移動中に温度測定を行うことを特徴と
する請求 の温度測定法。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56213038A JPS58131523A (ja) | 1981-12-28 | 1981-12-28 | 管状物体の温度測定法 |
EP82112037A EP0083100B1 (en) | 1981-12-28 | 1982-12-27 | Method of measuring pipe temperature |
DE8282112037T DE3278317D1 (en) | 1981-12-28 | 1982-12-27 | Method of measuring pipe temperature |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56213038A JPS58131523A (ja) | 1981-12-28 | 1981-12-28 | 管状物体の温度測定法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58131523A true JPS58131523A (ja) | 1983-08-05 |
JPS6146767B2 JPS6146767B2 (ja) | 1986-10-16 |
Family
ID=16632482
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP56213038A Granted JPS58131523A (ja) | 1981-12-28 | 1981-12-28 | 管状物体の温度測定法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS58131523A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4919542A (en) * | 1988-04-27 | 1990-04-24 | Ag Processing Technologies, Inc. | Emissivity correction apparatus and method |
US5188458A (en) * | 1988-04-27 | 1993-02-23 | A G Processing Technologies, Inc. | Pyrometer apparatus and method |
US5226732A (en) * | 1992-04-17 | 1993-07-13 | International Business Machines Corporation | Emissivity independent temperature measurement systems |
US7242197B2 (en) | 2003-09-22 | 2007-07-10 | Advantest Corporation | Current measuring apparatus, test apparatus, and coaxial cable and assembled cable for the apparatuses |
JP2018141778A (ja) * | 2017-02-24 | 2018-09-13 | Jfeスチール株式会社 | 見かけの放射率算出方法、温度計測方法、管材の製造方法及び温度計測装置 |
JP2019138909A (ja) * | 2018-02-14 | 2019-08-22 | Jfeスチール株式会社 | 温度計測システム、温度計測方法及び管材の製造方法 |
JP2019138908A (ja) * | 2018-02-14 | 2019-08-22 | Jfeスチール株式会社 | 温度計測システム、温度計測方法及び管材の製造方法 |
-
1981
- 1981-12-28 JP JP56213038A patent/JPS58131523A/ja active Granted
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2018141778A (ja) * | 2017-02-24 | 2018-09-13 | Jfeスチール株式会社 | 見かけの放射率算出方法、温度計測方法、管材の製造方法及び温度計測装置 |
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JP2019138908A (ja) * | 2018-02-14 | 2019-08-22 | Jfeスチール株式会社 | 温度計測システム、温度計測方法及び管材の製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6146767B2 (ja) | 1986-10-16 |
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