JPS5929805B2 - スケルプの温度分布測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、鍛接管製造工程におけるスケルプの温度を非
接触で連続的に測定する装置に関する。

鍛接管製造工程において、鍛接直前のスケルプ（特にエ
ッジ部）の温度は、適正値より高過ぎたわ、或いは突合
せるスケルプエツジ間で温度差がある場合、いわゆるビ
ード、ケーブ等の溶接不良が発生し、又、低過ぎると鍛
接不能となわ、品質に及ぼす影響が大きく、従来から加
熱炉出口において光高偏計等によつてスケルプエツジ温
度を測定し、スケルプの速度や加熱炉の燃料流量の調整
などを行ない出来る限カスケルプエツジ温度を一定に保
持するよう努力がなされてきた。しかしながら、加熱炉
出口におけるスケルプは、キヤンバー、耳波の影響によ
り、蛇行する場合が多く、光高偏計の視野からしばしば
はずれていた。

この対策として、測定位置をスケルプエツジ面から中央
に寄せたわ、或いは、特公昭４１−１００８５に記載さ
れているごとくスケルプエツジ位置を連続的にフォトセ
ル等を用いて検出し、温度検出器をスケルプエツジに追
従させる方法が用いられてきたが、前者は鍛接品質に最
も重要な因子であるスケルプエツジ温度が不明確となシ
、後者は追従のおくれ更には追従装置の故障等でしばし
ば使用不能に陥いつていた。本発明は上記の問題点を解
決し、スケルプエツジのみならずスケルプの巾方向全域
の温度を連続的に安定して、精度良く測定するための装
置を提供するものである。

すなわち、本発明の装置は、補正後の特許請求の範囲に
記載されたとおわの装置である。

つぎに本発明の構成を第１図〜第６図に示す実施例によ
つて説明する。

第１図において、スケルプ加熱炉１で鍛接に適した温度
に加熱されたスケルプ２は成形ロール３に導かれ、その
後、鍛接ロール４を経て鍛接管５となヤ矢印の方向に進
行する。

このような従来の鍛接管製造工程において、スケルプ加
熱炉１と成形ロール３の間においてスケルプ２の上部に
温度検出器１０を設置し、スケルプ２から放射する光を
温度検出器１０により電気信号に変換して温度指示計２
１によ勺、スケルプの巾方向の温度分布を測定せしめる
ようにしたものである。

つぎに温度検出器の具体的な内容を第２図により説明す
る。

第２図において、加熱され走行するスケルプ２を結像用
光学系１１によシ視野１４の如く覗くよう温度検出器１
０を設置する。

温度検出器１０には、光学系１１の他に、自走式フオト
ダイオードアレイ３２、駆動回路３１、増幅器３３、サ
ンプルアンドホールド回路３４、クロツクパルス発生回
路３０が設けられておシ、結像用光学系１１を介して自
走式フオトダイオードアレイ３２上に投写されたスケル
プ像の光の強弱を電気信号に変換し適宜増幅して、温度
指示計２１にパルス信号としてとｂ出す。さらに具体的
な内容を第３図に示すプロツク図によシ説明する。

図において３２はフオトダイオードアレイであう、これ
には第５図に示す如く多数の単位フオトダイオード素子
が一直線上に集積配置され、それらの各出力端子は電子
スイツチを介して一つの出力線に接続されている。

これらの電子スイツチは単位フオトダイオードと同様に
集積配置されており、フオトダイオード駆動回路３１で
順次に付勢されて各単位フオトダイオードの電気出力を
順次出力する。フオトダイオードアレイ３２の各単位ダ
イオードは駆動回路３１でその出力端か選択されるとき
に、定電圧源で充電され充電電流による負荷抵抗の電圧
降下か出力カリードを介して増幅器３３に供給される。
この場合、スケルプからの輻射温度か高いときに障壁は
低く、充電電圧は低く、逆に輻射温度が低いと充電電圧
は高く保たれ、結果として再充電電流は、輻射温度が高
いときに大きく、輻射温度か低いときに小さくなる。そ
の為、増幅器３３に供給される信号は輻射温度に比例し
た波高値を有するパルス波となる。フオトダイオードア
レイ駆動回路３１はクロツクパルス発生回路３０の出力
パルスで附勢され、そのパルス周期に同期して、各単位
フオトダイオードの電気出力を順次増幅器３３に供給す
る。

増幅器３３は隔時的にしかも順次送られてくる各単位フ
オトダイオードの出力電圧を増幅してそれらを順次に、
サンプルアンドホールド回路３４に供給する。該サンブ
ルアンドホールド回路３４はパルス状に送られてくる各
信号電圧レベルを一定期間（クロツクパルスの周期すな
わち一単位フオトダイオードの割シ当て時間）そのレベ
ルに維持する回路である。サンプルアンドホールド回路
３４の出力はデイスプレイ部（温度指示計２１）のＹ軸
に供給される。即ち、フオトダイオードアレイ３２が第
３図の矢印の方向に，駆動されているとすると、デイス
プレイ部（温度指示計２１）には第４図のごとき温度分
布パターンがえがかれることになる。

第４図においてＡ部は走査開始点、Ｂ部及びＣ部はスケ
ルプの両端部位置、Ｄ部は走査終了点で、Ａ，Ｂ，Ｃ，
Ｄの各部は第３図に示すＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの各点と対応す
る。フオトダイオードアレイ３２は、第５図に示すごと
く、多数の単位フオトダイオード１２をシリコンチツプ
１５土に並べて、集積配置したものであり、単位フオト
ダイオード１２の全長ｌ′か第２図に示す如く光学系１
１を介して視野１４の全長ｌに相当するように設けられ
ている。この結果、スケルプ２の巾方向全域の温度分布
を、前述したごとくパルス信号として、温度指示計２１
に指示せしめる。又サンブルアンドホールド回路３４と
温度指示計２１の間に適宜信号処理回路を設けデジタル
信号をアナログ信号に変換すれば、温度分布曲線か簡単
に求められる。又、フオトダイオードアレイ駆動回路３
１の応答速度は非常に早く、例えば本実施例に用いたレ
チコン社製のイメージセンサは、応答速度か最高１０Ｍ
Ｈｚであるため、走行中のスケルブにおいても、停止状
態とほぼ同様に温度検出を行うことかできる。第２図の
温度検出器１０の光学系１１はレンズ及びフイルタ一等
によつて構成され、レンズ及びフイルタ一等のくもｂ防
止の為、光学系１１の先端はエアーパージすることか望
ましい。本発明はスケルプの巾方向全域の温度分布を測
定するのみならず、スケルプの両端部近傍の温度分布を
測定したい場合は第６図に示す如く、スケルプ２の両端
部近傍位置に温度検出器１０１，１０２を設け、温度検
出器１０１，１０２に温度指示計２１１，２１２を各々
接続することによう可能である。

また、スケルプの片端部近傍のみの温度分布を測定した
い場合は第６図に示す温度検出器１０１または１０２と
温度指示計２１１または２１２とを単独に用いることに
よつて可能である。

以上詳述したごとく本発明によればスケルプの端部近傍
の渦度分布はもちろんのこと、スケルプの巾方向全域の
温度分布が精度よく測定できるため加熱炉の燃焼制御精
度の向上がはかられ、安定した鍛接を行うことができ、
鍛接衝合部の品質が大巾に向土でき、更に従来の如く、
温度検出器を移動させる必要がなくなＶ）昨業能率が向
上する。

また、本発明の装置と加熱炉燃焼制御装置とを組合わせ
ることによりスケルプ温度の自動制御も可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の１実施例を示す概略説明図、第２図
は、本発明による温度検出器の構成図、第３図は、本発
明装置のプロツク図、第４図は、温度指示計の温度分布
の１例を示す図、第５図は、フオトダイオードアレイ受
光面を示す図、第６図は、本発明の他の実施例を示す概
略説明図である。 １：スケルプ加熱炉、２：スケルプ、１０，１０１，１
０２：温度検出器、１１：光学系、２１，２１１，２１
２：温度指示計、３０：クロツクパルス発生回路、３１
：フオトダイオードアレイ駆動回路、３２：フオトダイ
オードアレイ、３３：増幅器、３４：サンプルアンドホ
ールド回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 鍛接管の製造工程において、加熱炉で加熱されたス
   ケルプの巾方向の像を検出する温度検出器と、該温度検
   出器の出力信号を表示する温度指示計とからなり、前記
   温度検出器は、結像用光学系によりスケルプ像の光が投
   射される自走式フォトダイオードアレイと、クロックパ
   ルス発生回路の出力パルスで附勢され、そのパルス周期
   に同期してフォトダイオードの電気出力を増幅器に供給
   するフォトダイオードアレイ駆動回路と、増幅器から供
   給されるパルス状の信号電圧レベルを一定期間所定のレ
   ベルに維持するサンプルアンドホールド回路とを具備す
   ることを特徴とするスケルプの温度分布測定装置。