JPS60155935A - 色温度計 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 近年、金属の鋳造、圧延、焼鈍などの加工工程において
、加工時の温度管理が製品の品質に大きく影譬すること
が知られており、そのために、温度測定を行ない、その
測定値に基づいて自動温度制御が行なわれるようになっ
た。　−そして、□このような温度測定手段として、非
接触的に一定できる色温度計や輝度温度計のような光学
的温度計が採用されているが、金属の加工に最適な温度
は、ある特定の温度に限られ、許容される誤差範囲は極
めて狭いものであるから、このような温度制御に用いら
れる光学的温度計として具備しなければならない条件は
、測定可能温度範囲が比較的狭く、その測定可能温度範
囲内においては、精度が良くなければならず、しかも経
時変化がないことであ゛る。

そこで、との発明は、このような条件を満たしうる色温
度計を得る九めに考えられたものであって、次に、実施
例を図面に基づいて詳細に説明する。

第１図に示すように、金属塊、金属板のような被測温物
体（１）より輻射された光線（３）を、受光レンズ（５
）、回動反射鏡よりなる光路切換器（６）、通過波長が
異なる２種類のフィルタ（１１）、（２）を有する回転
フィルタ（１０）を経て光電変換素子（７）へ入射させ
る測定用光学系と、定電流で点灯される電球よりなる標
準光源（２）から輻射された光線（４）を、光路切換器
（６）、回転フィルタ（１０）を経て光電変換素子（７
）へ入射させる校正用光学系を備えている。

この回転フィルタ（１０）は、モータ（８）によって回
転させられるものであり、モータ（８）には、回転フィ
ルタ（１０）のほかに２相交流発電機（９）が連結され
ている。

さらに、光電変換素子（′７）の電気的出力を増幅する
増幅器（至）と、この増１幅器（１３）の出力を、２種
類のフィルタ但）、（２）を通過した光線の波長成分の
強度に対応する２つの出力（６）、０に分離する分離器
（ロ）４と、分離された２つの出力（５）、■をそれぞ
れ平滑して直流成分にする平滑回路（２）、ｕ６）と、
各平滑回路（至）、（１６）の出力が基準電圧端子（ｒ
ｅｆ）に接続され、さらに、デジタル入力端子を有する
第１および第２のＤ／Ａ変換回路←η、←８）と、この
２つのＤ／Ａ変換回路αη、（１８）の各デジタル入力
端子に接続された第１および第２のアップ・ダウン・カ
ウンタ（１９）、（イ）を備えている。

サラニ、第１オヨヒ第２ノＤ／Ａ変換回路（１７）、ｏ
ｓ＞の各アナログ出力を減算し、それを増幅する減算増
幅器（２Ｌ）と、この減算増幅器＠）の出力と接地電位
とを比較し、正または負の出力を発生する比較回路（財
）と、減算増幅器（２１）の出５カの絶対値を増幅する
絶対値増幅器（イ））と、との絶対値増幅器（２３）の
出力によって駆動されるパルス発生器し４）とを備えて
おり、比較器翰の出力は、各カウンタ（至）、伐０）の
アップま７１″″６：ｙＯ＊’ｆ；ｌ’ｊ５’０”；１
ｔｌＫ！！５ｔ５（Ａｒ＞　ｔ）・　１パルス発生器（
２４）の出力は、各カウンタ（至）、（２！０）の計数
入力端子（Ｑに接続されている。

第１のカウンタ（１９）には、光路切換器（６）が点線
で示す校正動作位置にあるとき、電圧が印加されるイネ
ーブル端子（ｅ）を有しており、また、第２のカウンタ
翰には、光路切換器（６）が実線で示す測温動作位置に
あるとき、電圧が印加されるイネーブル端子（ｅ）と、
このカウンタ＠０）の計数値をあらかじめ一定の値に設
定するためのプリセット・データ入力端子（急と、プリ
セット動作時に電圧が印加されるプリセット端子［Ｆ］
を備えている。そして、プリセット・データ入力端子（
へ）へ所定のデータを印加するサム・スイッチ（２５）
が設けられている。

第２のカウンタＣ２０）の計数出力は、第２のＤ／Ａ変
換回路（２）のほかに、）’ＬＯＭ（２６）のアドレス
端子に導かれておＩｌｌ　、ＲＯＭ　（２６）の出力端
子は指示器りηに導かれている。

次に、以上のように構成されたこの発明の色温度計の動
作を説明する。

被測温物体（１）または標準光源（２）から輻射された
光線（３）または（４）を、回転フィルタαＯ）を経て
光電変換素子（７）へ入射させると、光電変換素子（′
７）から、回転フィルタα０）を通過した光線の強度に
対応した電気的出力を生じ、増幅器（２）で増幅されて
第２図Ｃに示す波形の出力が得られるので、この出力を
分離器（１４）において２相交流発電機（９）の出力を
用いて、２種類のフィルタ（９）、（２）を通過した波
長成分の強度に対応する波高値ａ、　ｂなる２つの出力
（第２図Ａ、Ｂ）に分離し、平滑回路α５）、（至）で
平滑すると、波高値ａＳｂに比例した直流電圧ａ′、ｂ
′を得ることができ、それぞれ、第１および第２のＤ／
Ａ変換器（１７）、（至）の基準電６圧端子（ｒｅｆ）
に印加される。

周知のように、色温度計は、被測温物体（１）より輻射
された光線（３）に含まれる２つの異なった波長成分の
強度の比によって、色温度を決定するものであるから、
２つの平滑回路（１５）、（１６）の出力電圧ａ′、ｂ
′の比ａ’／ｂ’を得れば、色温度を決定することがで
きる。

そこで、温度測定動作に先立って、校正動作を行なうの
であるが、光路切換器（６）を点線で示す位置に切換え
て、被測定物体（１）から入射する光線（３）を遮断し
、標準光源（２）から輻射される光線（４）を、回転フ
ィルタα旬を経て、光電変換素子（７）へ入射させるよ
うに光路を形成すると共に、連動した切換スイッチ（２
８）、（２９）を点線で示すように切換えて、標準光源
（２）に定電流を流して測定可能温度範囲の中心温度、
たとえば、１０００℃で点灯する。

このとき、サム・スイッチ（２５）Ｋ：は、１０００℃
の計数値に対応した計数値を設定し、その計数値（Ｄｌ
）を第２のカウンタｍＷプリセット・データ入力端子０
に印加し、プリセット端子［Ｆ］に電圧を印加して第２
のカウンタ（イ）をプリセットすると共に、第１のカウ
ンタ（増のイネーブル端子（ｅ）に電圧を印加して、第
１のカウンタ（至）の計数動作を可能ならしめる。

第２のＤ△変換回路（１匂の基準電圧端子（ｒｅｆ）に
は、第２の平滑回路（１６）からの電圧ｂ′が印′加さ
れ、デジタル入力端子には、プリセットされた計数値（
Ｄ、）が印加されているので、第２のＤ／Ａ変換回路（
至）より、ｂ′・Ｄ、なるアナログ電圧を発生する。

一方、第１のＤ／Ａ変換回路（１７）の基準電圧端子（
ｒｅｆ）には、第１の平滑回路（ロ））からの電圧ａ′
が印加され、デジタル入力端子には、第１のカウンタ（
２）の計数値（Ｄ、）が印加されているので、第１のＤ
／Ａ変換回路住ηより　ａ／・Ｄ、なるアナログ電圧を
発生する。

各Ｄ／Ａ変換回路←η、（至）の出力の差電圧ａ／・Ｄ
、〜ｂ／・Ｄ。

が減算増幅器＠）より得られるので、この差電圧が零で
ない限りその差電圧が絶対値増幅器（２３）で増幅差電
圧を接地電位と比較し、差電圧の正負極性に関する電圧
を両カウンタ（イ））、（１）のアップまたはダウンの
計数方向入力端子に印加される。

このとき、第１のカウンタ（至）だけにイネーブル電圧
が印加されているので、第１のカウンタ（至）だけが計
数動作を行なうことができ、減算増幅器（社）の出力が
零になるまで計数動作を行なって安定するが、この安定
時の計数値（Ｄ、）は、ａ′・Ｄ、＝ｌ）’Ｄ、より ｂ／　。

Ｄ４＝−７−ＤＩ となり、これを第１のカウンタ（１９）に設定する。

このようにして１０００℃で点灯している標準光源（２
）から輻射された光線（４）によって、１０００℃に対
応した関係に両カウンタ（至）、（イ）の計数値を設定
する。

次に、光路切換器（６）を実線で示す測温位置に切換え
て、被測温物体（１）から輻射された光線（３）を、回
転フィルタ（１０）を経て光電変換素子（７）へ入射さ
せるように光路を形成すると共に、連動した切換スイッ
チ（２！亀（２９）を実線で示すように切換えると、第
□１のカウンタ（至）は、先に設定された計数値（Ｄ、
）を保持し、第２のカウンタ（イ）は、プリセットが解
除され、そのイネーブル端子（ｅ）に電圧が印加されて
計数動作を可能ならしめる。

このとき、第１のＤ／Ａ変換回路（１７）の基準電圧端
子（ｒｅｆ）には、第１の平滑回路（至）からの電圧ａ
“が印加され、デジタル入力端子には、第１のカウンタ
（至）より先に設定された計数値（Ｄ、）が印加されて
いるので、第１のＤ／Ａ変換回路より、ａ“・Ｄ４なる
アナログ電圧を発生する。

他方、第２の珈へ変換回路（至）の基準電圧端子（ｒｅ
ｆ）には、第２の平滑回路Ｕψからの電圧ｂ“が印加さ
れ、デジタル入力端子には、第２のカウンタ（イ）の計
数値（Ｄ、）が印加されているので、第２のＤ／Ａ変換
回路（至）より、ｂ“・Ｄ、なるアナログ電圧を発生す
る。

各Ｄ／Ａ変換回路←乃、（２）の出力の差電圧ａ〃・Ｄ
４〜ｂ〃・Ｄ。

が減算増幅器Ｇ２１）より得られるので、この差電圧が
零でない限りその差電圧が絶対値増幅器（２３）で増幅
され、パルス発生器＠４）を駆動して両カウンタ（至）
、（２０）、にパルス電圧を印加すると共に、比較器（
２２）において差電圧を接地電位と比較し、差電圧の正
負極性に関する電圧を両カウンタ（至）、（２０）のア
ップまたはダウンの計数方向入力端子に印加される。

このとき、第２のカウンタ（２０）だけにイネーブル電
圧が印加されているので、第２のカウンタ（２０）だけ
が計数動作を行なうことができ、減算増幅器（２１）の
出力が零になるまで計数動作を行なって安定するが、こ
の安定時の計数値（Ｄ、）は、ａ〃・］）、　−ｂ／／
・Ｄ、より り、＝、、Ｄ。

となり、これを第２のカウンタ（２０）に設定する。

このようにして、安定したときの第２のカウンタ（２０
）の計数値（Ｄ、）は、標準光源（２）で校正した第１
のカウンタ（至）の計数値（Ｄ４）に基づいて得た被測
温物体（１）の色温度に対応している。

第２のカウンタ（イ）の″出力がアドレス端子に印加さ
れるＲＯＭ（２６）には、計数値（Ｄ、）と色温度との
対応テーブルが記憶されているので、計数値（Ｄ４）で
アドレスすることにより、色温度を出力させ、それを指
示器Ｃ２７）で指示せしめるのでおる。

以上で説明したように、この発明の色温度計によると、
校正を行なったのちに測温動作に入ることができるので
、光電変換素子（７）、増幅器（１３）などの回路素子
に、経時変化や周囲温度に起因するドリフトを生じても
、色温度指示に影響を及ぼすことがなく、正確な色温度
を指示することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の色温度計の一実施例を示すブロッ
ク図、第２図は、第１図に示した色温度計の動作を説明
するために用いる波形図である。 １・・・・・・被測温物体 ２・・・・・・校正用標準光源゛ ：６・・・・・・光路切換器　 ７・・・・・・光電変換素子 ８・・・・・・モータ ９・・・・・・２相交流発電機 １０・・・・・・回転フィルタ １１．１２・・・・・・２種類のフィルタ１４・・・・
・・分離器 １５．１６・・・・・・平滑回路 １７．１８・・・・・・Ｄ／Ａ変換回路１９．２０・・
・・・・アップ・ダウン・カウンタ２１・・・・・・減
算増幅器 ２２・・・・・・比較器 ２３・・・・・・絶対値増幅器 ２４・・・・・・パルス発生器 ２５・・・・・・サム中スイッチ ２６・・・・・・ＲＯＭ ２７・・・・・・指示器 （

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 校正用標準光源または被測温物体がち輻射された光線の
   うち、いずれか一方の光線を通過波長が異なる２種類の
   フィルタを経て光電変換素子へ入射させる光学系と、 上記２種類のフィルタを通過した光線の強度に対応した
   ２つの出力がそれぞれ基準電圧端子に印加される第１お
   よび第２の珈値変換回路と、上記第１および第２のＤ／
   Ａ変換回路のデジタル入力端子へ計数値を印加する第１
   および第２のカウンタと、 上記第１および第２のＤ／Ａ変換回路のアナログ出力の
   差に基づいて、上記第１および第２のカウンタにパルス
   電圧を印加する回路と、 校正動作または測温−作に応じて上記２つのカウンタの
   うち、一方のカウンタのみを動作させる手段と、 測温動作中に動作したカウンタの計数値を色温度に対応
   させて指示する手段と、 を具備することを特徴とする色温度計。