JPS6111617Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、鏡面的反射を利用する放射測温装置
特にその校正装置に関する。

放射線の鏡面的反射を利用する放射測温装置に
おいては、被測温体表面で反射した温度の異なる
黒体放射源からの２つの放射線と被測温体それ自
身からの放射線の合成されたものをそれぞれ測定
し、２元連立方程式を解いて被測温体の温度を算
出する。このためには黒体放射源および放射計を
各々２個ずつ設け、またはその一方または両方を
１個で兼用させるが、２黒体放射源１放射計型の
場合は第１図に示す如くなる。１０は被測温体
で、本例では熱処理されるストリツプである。こ
のストリツプ１０の一側に温度T₁，T₂なる２つ
の黒体放射源１２，１４を配置し、反対側に１個
の放射計１６を配置する。１８は炉壁、２０は覗
き窓である。放射計１６内には受光器２２，回転
ミラー２４，ハーフミラー２６などが設けられ、
モータ２８によりミラー２４が回転することによ
り放射源１２側の放射線３０と放射源１４側の放
射線３２が交互に受光器２２に入射する。放射線
３０は、放射源１２からストリツプ１０へ向けて
投射されストリツプ表面で鏡面反射した放射線と
ストリツプ１０それ自身から放出される放射線と
からなる。放射線３２も同様である。この結果放
射線３０，３２の受光出力E₁，E₂は(1)，(2)で表
わされ、これよりストリツプの放射率ε、温度Ｔ
は(3)，(4)式となる。

E₁＝εEb（Ｔ）＋（１−ε）Eb（T₁） ………(1) E₂＝εEb（Ｔ）＋（１−ε）Eb（T₂） ………(2) ε＝１−Ｅ_１−Ｅ_２／Ｅｂ（Ｔ_１）−Ｅｂ（Ｔ_２）…
……(3) Eb（Ｔ）＝Ｅ_２／ε−１−ε／εEb（T₂） ………(4) 受光器２２にはPbSe、PbS、Siなどの半導体素
子が用いられるが、ミラー２４による走査により
出力は第３図の如く変化する。こゝで波形C₁は
放射線３０に対するもの、波形C₂は放射線３２
に対するものである。この図は波形C₁，C₂を
やゝ理想化して画いており、実際には黒体放射源
の特性、光学系の特性などにより、平担部はもつ
と変動している。そこで上記(3)，(4)式の計算に用
いるE₁，E₂としては、この波形の中点をサンプ
リングして取出す。t₁，t₂はこのサンプリング時
点を示す。そこで、サンプリングのタイミング
t₁，t₂が波形C₁，C₂の中点にあるかをチエツクす
る必要があるが、放射計としてはE₁，E₂を出力
してくるだけなので、簡単に目視確認することは
できない。また(3)，(4)式の解決法には放射エネル
ギEb（T₁），Eb（T₂）を必要とするが、これは放
射源１２，１４に熱電対を取付けておいて該熱電
対により放射源１２，１４の温度T₁，T₂を知
り、それより黒体放射エネルギEb（T₁），Eb
（T₂）を算出する。具体的には変換器に予め第４
図に示す如き温度一放射出力特性を記憶させてお
いて、それをT₁，T₂で読出すが、熱電対が劣化
したりしていると正しいT₁，T₂が求まらず、誤
りが生じる。黒体放射源１２，１４は背光雑音を
除去する見地などからストリツプ１０に近接させ
るのがよく、従つて炉内に設置されることになる
が、炉内なら運転休止の時しか点検できず、そし
て連続焼鈍炉などでは運転休止は２〜３ケ月に１
回であるからこの点検は容易でない。

本考案はかゝる点に鑑みてなされたもので、放
射計に校正機構を付加し、キヤツプを外せば随時
校正が可能なようにした。第１図の放射計１６の
校正用放射線投射窓３４がそれであり、４０が該
窓を閉鎖するキヤツプである。３６はハーフミラ
ーで窓３４を通して入射する放射線が放射線３
０，３２と同じ経路で受光器２２に入るようにす
る。４０，４２は１２，１４と同様な黒体放射源
であり、配置も放射源１２，１４と相似にしてあ
る。図示しないがこれらの放射源４２，４４は相
互間隔は不変にそして円弧状のレールに沿つて所
定範囲だけ移動可能に支持され、該放射源が放出
する放射線４６，４８のなす角は放射線３０，３
２のなす角に等しく選ばれ、かつこれらの放射線
４６，４８が一体になつて所定角範囲移動できる
ようにされる。第５図はこの放射計の斜視図を示
し、第１図と同じ部分には同じ符号が付してあ
る。３８は視準用の望遠鏡である。

この装置ではキヤツプ４０を外すと放射源４
２，４４からの放射線４６，４８がハーフミラー
３６，２６、回転ミラー２４の経路で受光器２２
に入り、放射源１２，１４の場合と相似形の配置
から受光器出力は第３図と同様になる。この出力
はサンプリングパルスによりサンプリングされて
E₁，E₂相当の２個の値として取出されるが、放
射計４２，４４を円弧５０（この円弧は放射計１
２，１４が乗る円弧に相当する）に沿つて移動さ
せるとこれは第３図の曲線C₁，C₂を同時に左ま
たは右にシフトすることになるから、サンプリン
グ出力をプロツトすれば第３図の波形C₁，C₂が
得られ、放射源４２，４４の上記シフト前の初期
位置におけるサンプリング出力の波形C₁，C₂上
の位置から、サンプリングは波形C₁，C₂の中央
でなされているか否か、確認することができる。
若しこのサンプリング時点が波形中央からずれて
おれば、サンプリングパルスのタイミングを調整
する。また放射源４２，４４は炉外にあるからそ
の熱電対の出力チエツクは容易であり、これと放
射源１２，１４の熱電対出力とを対比また両者の
放射線受光出力を比べたりすれば、放射源の正
常、異常を簡単にチエツクすることができる。

第２図は放射源４２，４４の他の例を示す。５
２は黒体放射源、５４，５６は線状ヒータであ
り、ヒータ５４，５６がサンプリングタイミング
決定用、放射源５２が放射源正常、異常チエツク
用である。即ちヒータ５４，５６は放射源１２，
１４の中央に相当する位置に設置し、該ヒータか
ら放出される放射線をサンプリングできたかで、
サンプリングタイミングが波形C₁，C₂の中央に
あるか否かをチエツクする。また放射源チエツク
は放射源５２で行なう。

以上説明したように本考案によれば２黒体放射
源１放射計型の測温装置の校正をサンプリングタ
イミングおよび放射エネルギの両方に亘つて簡単
に行なうことができ、実用上の効果は大なるもの
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例を示す説明図、第２図
は校正用放射源の他の例を示す説明図、第３図は
受光出力の一例を示す波形図、第４図は温度対放
射出力の関係を示すグラフである。第５図は第１
図の放射形の斜視図で、一部は破断して示す。 図面で１０は被測温体、３０，３２は放射線、
１２，１４は黒体放射源、１６は放射計、３４は
校正用放射線投射窓、４０はキヤツプ、４２，４
４は校正用の放射源である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 被測温体に向けてそれぞれ放射線を放出する２
   個の温度の異なる黒体放射源と、被測温体表面で
   鏡面反射した前記放射線および被測温体それ自身
   が放出する放射線を交互に受光し、そのサンプリ
   ング出力を生じる放射計を有する放射測温装置に
   おいて、該放射計に校正用放射線投射窓を設け、
   該窓には着脱自在なキヤツプを装着し、また該窓
   の前方には前記２個の黒体放射源と相似形状を保
   つて配置される校正用の放射源を配設してなるこ
   とを特徴とする鏡面的反射を利用する放射測温装
   置。