JPS6049246B2 - 赤外線による温度測定方法における測定値補償方法 - Google Patents
赤外線による温度測定方法における測定値補償方法Info
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- JPS6049246B2 JPS6049246B2 JP55027138A JP2713880A JPS6049246B2 JP S6049246 B2 JPS6049246 B2 JP S6049246B2 JP 55027138 A JP55027138 A JP 55027138A JP 2713880 A JP2713880 A JP 2713880A JP S6049246 B2 JPS6049246 B2 JP S6049246B2
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
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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
- G01J5/52—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using comparison with reference sources, e.g. disappearing-filament pyrometer
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は赤外線を利用した被測定物体の温度測定方法
における測定値補償方法に関するもので、特に放射率の
低い物体、例えば製鉄産業における冷間圧延ライン等で
の測温に際する放射率の方向性よる測温誤差を補償し、
常時適確な測定値を得ることができるようになすことに
より、この種の温度測定方法における低温度領域の測定
精度を向上すべく発明されたものである。
における測定値補償方法に関するもので、特に放射率の
低い物体、例えば製鉄産業における冷間圧延ライン等で
の測温に際する放射率の方向性よる測温誤差を補償し、
常時適確な測定値を得ることができるようになすことに
より、この種の温度測定方法における低温度領域の測定
精度を向上すべく発明されたものである。
従来、被測定物体の温度を測定する場合には二色温度
計が広く使用されているが、その性質上、２００℃以下
の低温領域における温度測定が不可能であることに鑑み
、製鉄産業における冷間圧延ラインにおける圧延比の制
御等を同ラインにおける温度測定によつて遂行する等の
必要性から、この種の低温領域の適確な温度測定方法の
開発が切望されていた。
計が広く使用されているが、その性質上、２００℃以下
の低温領域における温度測定が不可能であることに鑑み
、製鉄産業における冷間圧延ラインにおける圧延比の制
御等を同ラインにおける温度測定によつて遂行する等の
必要性から、この種の低温領域の適確な温度測定方法の
開発が切望されていた。
そこで、本願発明者はかゝる業界からの要望を満足す
べく赤外線を利用する温度測定方法と装置について、先
きに特願昭５４−６２４４５号を提案したところである
。
べく赤外線を利用する温度測定方法と装置について、先
きに特願昭５４−６２４４５号を提案したところである
。
しカルて、前記発明に係る赤外線を利用した温度測定
方法について以下に説明する。
方法について以下に説明する。
まず、常時一定温度に制御され、且つ被測定物体に対
し、基準赤外線を断続的に放射しうるようにした黒体炉
と、前記基準赤外線の被測定物体表面からの反射赤外線
並びに当該被測定物自体からの放射赤外線とを検出し、
これを所要の電気信号に変換しうるようにした赤外線検
出器と、この検出器からの出力信号を増巾、整形するた
めの信号処理部と、この信号処理部からの実計測値信号
と前記黒体炉からの基準赤外線等価信号とに基いて被測
定物体の温度を求めるべき演算処理し、且つこの演結果
を適宜出力しうるようにした演算部とを備えて構成した
第１図示の装置を使用して実施するもので図中１は黒体
炉、２はこの黒体炉からの基準赤外線Ｎｏを被測定物に
断続的に放射するよう制御するチョッパー、３は前記黒
体炉の温度を常時一定に維持するようにする炉温制御部
、４は前記基準赤外線Ｎｏの被測定物７からの反射赤外
線Ｎ２並びに被測定物７自体の放射赤外線Ｎ２を検出し
これを所要の電気信号に変換しうる赤外線検出器、５は
前記検出器４の出力信号を増幅、整形処理する信号処理
部、６は前記信号処理部からの計測値信号Ｐ、と当該黒
体炉１の基準赤外線等価信号Ｐｏとに基いて被測定物の
温度を、を演算し且つこの演算結果を図示してない適当
な表示装置あるいは所望の制御系に入力すべく出力しう
るようにした演算部である。
し、基準赤外線を断続的に放射しうるようにした黒体炉
と、前記基準赤外線の被測定物体表面からの反射赤外線
並びに当該被測定物自体からの放射赤外線とを検出し、
これを所要の電気信号に変換しうるようにした赤外線検
出器と、この検出器からの出力信号を増巾、整形するた
めの信号処理部と、この信号処理部からの実計測値信号
と前記黒体炉からの基準赤外線等価信号とに基いて被測
定物体の温度を求めるべき演算処理し、且つこの演結果
を適宜出力しうるようにした演算部とを備えて構成した
第１図示の装置を使用して実施するもので図中１は黒体
炉、２はこの黒体炉からの基準赤外線Ｎｏを被測定物に
断続的に放射するよう制御するチョッパー、３は前記黒
体炉の温度を常時一定に維持するようにする炉温制御部
、４は前記基準赤外線Ｎｏの被測定物７からの反射赤外
線Ｎ２並びに被測定物７自体の放射赤外線Ｎ２を検出し
これを所要の電気信号に変換しうる赤外線検出器、５は
前記検出器４の出力信号を増幅、整形処理する信号処理
部、６は前記信号処理部からの計測値信号Ｐ、と当該黒
体炉１の基準赤外線等価信号Ｐｏとに基いて被測定物の
温度を、を演算し且つこの演算結果を図示してない適当
な表示装置あるいは所望の制御系に入力すべく出力しう
るようにした演算部である。
そこで先ず、黒体炉１より放射する基準赤外線エネルギ
ーＮ３はボルツマンの法則より、ここで ：比例定数 ＴＢ：既知絶対温度 ＴＢ：黒体炉の既知温度 （常時一定に維持する。
ーＮ３はボルツマンの法則より、ここで ：比例定数 ＴＢ：既知絶対温度 ＴＢ：黒体炉の既知温度 （常時一定に維持する。
）次に、この基準赤外線ＮＢは被測定物表面に放射され
る時、その反射赤外線Ｎ２は前出の（２）式よりＮ２＝
γＮＢ＝（１−ε）ＮＢ・・・・（５）ここでγ：反射
率、ε：放射率で導かれる。
る時、その反射赤外線Ｎ２は前出の（２）式よりＮ２＝
γＮＢ＝（１−ε）ＮＢ・・・・（５）ここでγ：反射
率、ε：放射率で導かれる。
更に被測定物自体７からの放射赤外線Ｎ１は、Ｎ１＝ε
Ｔｌ４・・・・（６）Ｔ１＝ｔ１＋２７３・Ｋ・・・・
（７） Ｔ１：被測定物体７の絶対温度 ｔ１：被測定物の温度（本発明装置より計測さ れる
ものてある。
Ｔｌ４・・・・（６）Ｔ１＝ｔ１＋２７３・Ｋ・・・・
（７） Ｔ１：被測定物体７の絶対温度 ｔ１：被測定物の温度（本発明装置より計測さ れる
ものてある。
）と各々導かれるものである。
ここで、チョッパー２の作動に伴つて、該チョッパー２
が０ＦＦ（閉）の時、赤外線検出器４に入射する赤外線
ｆ１は、ｆ１＝Ｎ１＝ＥＴｌ４・・・・（８） また、チョッパー２が０Ｎ（開）の時の前記検出器４へ
の入射赤外線Ｆ２はＦ２＝Ｎ１＋Ｎ２＝（１−ε）ＴＢ
４＋ＥＴｌ４・・・・・・（９）となる。
が０ＦＦ（閉）の時、赤外線検出器４に入射する赤外線
ｆ１は、ｆ１＝Ｎ１＝ＥＴｌ４・・・・（８） また、チョッパー２が０Ｎ（開）の時の前記検出器４へ
の入射赤外線Ｆ２はＦ２＝Ｎ１＋Ｎ２＝（１−ε）ＴＢ
４＋ＥＴｌ４・・・・・・（９）となる。
そして、これら各入射赤外線Ｆｌ，ｆ２を検出した赤外
線検出器４は次段に対し、入射赤外線ｆ１とＦ２に比例
した所要の電気信号を出力する。
線検出器４は次段に対し、入射赤外線ｆ１とＦ２に比例
した所要の電気信号を出力する。
検出器４からの出力信号は次段の信号処理回路５におい
て望ましく増幅、整形され、且つ適当なコンパレータ回
路におて、前記入射赤外線ｆ１とＦ２の差値を演算６に
入力する。
て望ましく増幅、整形され、且つ適当なコンパレータ回
路におて、前記入射赤外線ｆ１とＦ２の差値を演算６に
入力する。
即ち、
ｆ１−Ｆ２＝（１上）ＴＢ４・・・・（代）この（１０
）式の値、換言すれば計測値信号Ｐ１と前述の黒体炉１
における基準赤外線ＮＢの等価信号ＰＢとを演算部６に
入力させ次のように演算処理する。
）式の値、換言すれば計測値信号Ｐ１と前述の黒体炉１
における基準赤外線ＮＢの等価信号ＰＢとを演算部６に
入力させ次のように演算処理する。
（３）式の結果より（１０）式の結果を減算する。ＴＢ
４−（１上）Ｔ８４＝ＥＴＢ４・・・・（１１）この（
１１）式て導かれた解を黒体炉の既知温度ＴＢで除算す
ることにより放射率εが判明し、更にこの放射率εで前
記式（８）を除算すると、ＴｌＣＫ＝ｔ１＋２７３・・
・・・（１２）を得、この結果、被測定物の温度ｔ１℃
を求値できるのである。そして、このｔ１℃に対応した
電気信号出力は、適当な表示装置や、所望の制御系、例
えば製鉄操業上の各処理装置などに入力させて、望まし
い操業を展開させるなどに使途することができる。
４−（１上）Ｔ８４＝ＥＴＢ４・・・・（１１）この（
１１）式て導かれた解を黒体炉の既知温度ＴＢで除算す
ることにより放射率εが判明し、更にこの放射率εで前
記式（８）を除算すると、ＴｌＣＫ＝ｔ１＋２７３・・
・・・（１２）を得、この結果、被測定物の温度ｔ１℃
を求値できるのである。そして、このｔ１℃に対応した
電気信号出力は、適当な表示装置や、所望の制御系、例
えば製鉄操業上の各処理装置などに入力させて、望まし
い操業を展開させるなどに使途することができる。
さ・て、前記の温度測定方法によれば、冷間圧延等の低
放射率物体の温度をも測定することができるものである
が、か）る温度測定方法は前述の如く、被測定物体から
の赤外線の放射率を検出しつつ測定するものであるから
、か）る被測定物体からの赤外線の放射率特性すなわち
放射の方向性によつて測定方法の適確性とは無関係に測
定値に変化をきたすことが判明したのである。そこで本
発明者は前記赤外線の放射率の方向性とは無関係に適確
に測定することのできる補償対゛策について研究を重ね
た結果、前記測定方法に使用する基準赤外線の波長に対
して短波長の赤外線を等該基準赤外線の被測定物体に対
する放射方向と同一方向より放射し、この短波長の被測
定物体からの反射率を検出しつつ前記方法における測定
値を補償することにより、放射率に於ける方向性に影響
されることのない低温域、例えば５０℃程度の温度測定
を行なうことができることを知見したものである。
放射率物体の温度をも測定することができるものである
が、か）る温度測定方法は前述の如く、被測定物体から
の赤外線の放射率を検出しつつ測定するものであるから
、か）る被測定物体からの赤外線の放射率特性すなわち
放射の方向性によつて測定方法の適確性とは無関係に測
定値に変化をきたすことが判明したのである。そこで本
発明者は前記赤外線の放射率の方向性とは無関係に適確
に測定することのできる補償対゛策について研究を重ね
た結果、前記測定方法に使用する基準赤外線の波長に対
して短波長の赤外線を等該基準赤外線の被測定物体に対
する放射方向と同一方向より放射し、この短波長の被測
定物体からの反射率を検出しつつ前記方法における測定
値を補償することにより、放射率に於ける方向性に影響
されることのない低温域、例えば５０℃程度の温度測定
を行なうことができることを知見したものである。
しかして、第１図示の基準赤外線ＮＢに対して短波長、
例えば基準赤外線ＮＢの５〜２２μに対して２〜３μの
短波長Ｎｃを被測定物体７に対して放射するための炉温
度制御部３０および黒体炉１０を用意するとともに前記
短波長Ｎｃの反射率を測定するための検出器４０を介し
て前記短波長Ｎ。
例えば基準赤外線ＮＢの５〜２２μに対して２〜３μの
短波長Ｎｃを被測定物体７に対して放射するための炉温
度制御部３０および黒体炉１０を用意するとともに前記
短波長Ｎｃの反射率を測定するための検出器４０を介し
て前記短波長Ｎ。
の被測定物体７からの反射率を前記検出器４０にて測定
する。従つて、前記基準赤外線ＮＯの等価信号ＰＯと前
記検出器４０にて検出した出力信号を信号処理部５０に
て処理して得た計測信号Ｐ２とに基いて演算部６０にて
得た温度Ｔ２によつて、前記第１図示の温度（を比較し
つつ、同第１図示に於ける測温値を補償することにより
、低温域に於ける被測定物体の測温を、赤外線の放射の
方向性に影響されず、適確に計測することができ、冷間
圧延作業等の操業を適確に制御し、操業精度を向上する
ことができるものである。
する。従つて、前記基準赤外線ＮＯの等価信号ＰＯと前
記検出器４０にて検出した出力信号を信号処理部５０に
て処理して得た計測信号Ｐ２とに基いて演算部６０にて
得た温度Ｔ２によつて、前記第１図示の温度（を比較し
つつ、同第１図示に於ける測温値を補償することにより
、低温域に於ける被測定物体の測温を、赤外線の放射の
方向性に影響されず、適確に計測することができ、冷間
圧延作業等の操業を適確に制御し、操業精度を向上する
ことができるものである。
尚、第２図中、検出器４０、信号処理部５０、演算部６
０について、第１図とは別の装置を以て実施する方法を
示したが、第１図の装置により同時に実施することは勿
論可能である。
０について、第１図とは別の装置を以て実施する方法を
示したが、第１図の装置により同時に実施することは勿
論可能である。
第１図は赤外線計測方法を示す説明図、第２図は本発明
補償方法に使用する補償手段の説明図である。
補償方法に使用する補償手段の説明図である。
Claims (1)
- １ 被測定物体が放射する赤外線を検出し、その検出量
によつて前記被測定物体の温度を測定する方法において
、当該測定方法に使用する基準赤外線の波長に対して短
波長の赤外線を前記基準赤外線の被測定物体に対する放
射方向と同一方向より放射し、この短波長の被測定物体
からの反射率を検出しつつ前記測定方法における測定値
を補償することを特徴とする赤外線による温度測定方法
における測定値補償方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55027138A JPS6049246B2 (ja) | 1980-03-04 | 1980-03-04 | 赤外線による温度測定方法における測定値補償方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55027138A JPS6049246B2 (ja) | 1980-03-04 | 1980-03-04 | 赤外線による温度測定方法における測定値補償方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56122924A JPS56122924A (en) | 1981-09-26 |
| JPS6049246B2 true JPS6049246B2 (ja) | 1985-10-31 |
Family
ID=12212683
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55027138A Expired JPS6049246B2 (ja) | 1980-03-04 | 1980-03-04 | 赤外線による温度測定方法における測定値補償方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6049246B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6136100A (ja) * | 1984-07-27 | 1986-02-20 | 松下電器産業株式会社 | 地平線検出器評価装置 |
| FR2602590B1 (fr) * | 1986-08-08 | 1989-11-10 | Electricite De France | Procede de mesure de la temperature d'un corps par detection optique et echauffement module |
| US5326172A (en) * | 1992-12-14 | 1994-07-05 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Multiwavelength pyrometer for gray and non-gray surfaces in the presence of interfering radiation |
| US5326173A (en) * | 1993-01-11 | 1994-07-05 | Alcan International Limited | Apparatus and method for remote temperature measurement |
| US5501637A (en) * | 1993-08-10 | 1996-03-26 | Texas Instruments Incorporated | Temperature sensor and method |
| EP0708318A1 (en) * | 1994-10-17 | 1996-04-24 | International Business Machines Corporation | Radiance measurement by angular filtering for use in temperature determination of radiant object |
| JP5232384B2 (ja) * | 2006-12-26 | 2013-07-10 | 株式会社松浦機械製作所 | 稼動中のボールネジにおける温度分布算定方法及び当該方法に基づく変位補正方法 |
| DE102011079484A1 (de) * | 2011-07-20 | 2013-01-24 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren und System zur Emissivitätsbestimmung |
-
1980
- 1980-03-04 JP JP55027138A patent/JPS6049246B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56122924A (en) | 1981-09-26 |
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