JPS6138530A

JPS6138530A - 放射率測定装置

Info

Publication number: JPS6138530A
Application number: JP16062984A
Authority: JP
Inventors: Hidekazu Makabe; 英一真壁; Takeo Yamada; 健夫山田; Naoki Harada; 直樹原田; Kiyotaka Imai; 清隆今井; Isao Hishikari; 功菱刈; Takao Shimizu; 孝雄清水
Original assignee: Chino Works Ltd; NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp; Chino Corp
Priority date: 1984-07-31
Filing date: 1984-07-31
Publication date: 1986-02-24
Anticipated expiration: 2009-08-10
Also published as: JPH0660849B2

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】（発明の技術分野）本発明は、金属その他の被測定物の放射率を測定する放
射率測定装置に関する。

〔発明の技術的背景およびその問題点〕従来のこの種の
放射率測定装置としては、一般に、社団法人　翳１測自
動制御学会から昭和５６年３月１６日に発行された「温
度計測」の第２３２頁に記載されているものが知られて
いる。第３図はその放射率測定装置を示す部分断面口で
、両端開口の環状炉１の中央底面（図中Ｇにて示す）お
よび開口側（因中日にて示す）に被測定物として　　゛
金属等の試料２を位置させ、それぞれの位置における放
射エネルギーを放射計３にて求め、これら放射エネルギ
ーの比から試料２の放射率を測定するものとなっている
。なお、図中４は上記環状炉１の内周面に設けられた断
熱材であり、この断熱材４の各開口端近傍にはそれぞれ
ヒータ５が設ｉられている。

しかるに上記従来の放射率測定ｉ置においては、環状炉
１の両端が開口し、ているため、大気中での放射率測定
しか行なえず、試料２が金属の場合には酸化を招くおそ
れがあった。また、試料２と炉壁との間には隙間を必要
とするため、良好な空洞条件が得られなかった。さらに
、試料２を環状炉１の一方の開口部Ｈに位置させた場合
、外部からの背景放射の影響を受は易く正確な放射率測
定を行なえなかった。

（発明の目的〕本発明の目的は、炉内雰囲気を自由に制御でき、良好な
空洞条件が得られる上、外部からの背景放射の影響を防
ぐことができ、正確な放射率測定が可能な放射率測定装
置を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は上記目的を達成するために次の如く構成したこ
とを特徴としている。すなわち、一端に開口部を有する
気密構造の黒体炉の開口部に、気密構造の冷ｆＡ層を気
密に接合すると共に、前記黒体炉の炉底部側または開口
部側に被測定物を選択的に位置させる如く被測定物を移
動させる被測定物移動手段を設け、上記被測定物が上記
黒体炉の炉底部側および開口部側に位置したときの放射
エネルギー比から被測定物の放射率を測定するようにし
たことを特徴としている。

〔発明の実施例〕第１図は本発明の一実施例の構成を示す部分断面図であ
る。なお第３図と同一部分には同一符号を付し、詳しい
説明は省略する。第１図において１０は気密構造の黒体
炉であり、この黒体炉１０の開口部には気密構造の冷却
層２０が気密に接合されている。

すなわち、上記黒体炉１０には密閉された球形または円
筒状の炉体１１が設けられており、この炉体１１の外周
および炉底にはヒータ５が配置されている。上記ヒータ
５の外周は断熱材４とラジ工−ションシールド１２とが
複数層に積層されており、全体はケース１３内に収納さ
れている。また、黒体炉１０の開口端面にはフランジ１
４が設けられており、このフランジ１４に前記冷却層２
０がパツキン１５を介してボルトなどの手段で気密状態
を保ちながら接合固定されている。

上記冷却層２０は流入口２１がら水を周壁中空部内に流
入させ、排出口２２から排出させる水冷構造となってい
る。また、上記冷！！Ｊ層２０は貫通口２３から内気を
排気させ、真空等の状態にすることが可〜能となってい
る。一方、上記冷却層２０の開口部２４には図中矢印し
で示すように開閉自在な前蓋２５が設置されており、こ
の前蓋２５には窓２６が設けられている。

また、上記冷却層２０．１１５よび炉体１１内には、冷
却層前面のシール２７を介して試料移動手段としての棒
状部材２８が挿入されている。上記棒状部材２８は、炉
内に挿入された先端部に試料２を取付けた状態で、炉外
基端部に設けである取手２９を図中矢印Ｍ、Ｎで示す如
く操作することにより、試料２を水平移動操作お１び回
転移動操作し得るものとなっている。かくして、上記棒
状部材２８により試料２を炉外］１の炉底部側Ａまたは
開口部側Ｂに所定姿勢で位置させて、放射温度計３０に
より窓２６を介してそれぞれの位置での放射エネルギー
を測定し１ｑるものとなっている。

次に本装置の測定動作を説明する。まず、前蓋２５を閉
じ炉体１１および冷却層２０の内部を気密に保持すると
同時に、先端に試料２を取付けた棒状部材２８を操作し
て、上記試料２を炉底部側Ａに位置させる。そして貫通
口２３を介して上記炉体１１および冷却層２０の内部を
真空あるいは特定のガス雰囲気にした後、ヒータ５を制
ｉ卸して炉体１１を加熱して試料２を所定温度にする。

一方、冷却Ｉｔ！２０は通常は水冷を行なうが、測定温
度が高く試料２の放射率が高い場合等は水冷は不要とな
る。また、温度が低く冷却できない場合は冷却層２０の
温度を測定し、背…放射の寄与分を補正するようにする
。

第２図は試料２が炉底部側Ａから開口部側Ｂへ移動する
間の放射温度計３０の出力特性Ｐを示す図である。なお
、図中Ｑは上記試料２が開口部側Ｂに位置したことを示
す信号で、たとえば・取手２つを上記試料２が開口部側
Ｂに位置するように引き扱いた瞬間の情報を発生する電
気的スイッチなどにより得られる信号である。また同図
においてＶｌは試料２が炉底部側Ａに位置しているとき
の出力であり、■２は上記試料２が開口部側Ｂに位置し
ているときの出力である。したがって出力Ｖ２は曲線Ｐ
とＱの交点となる。なお、簡易的には出力■２の値は、
第２図中破線で示す如く、曲線Ｐの急激に立ち下がる部
分の接線と、次いで緩ヤかに立ち下がる部分の接線との
交点Ｃの値として問題のないことが、これまでの実施過
程において確認されている。

今、試料２が炉底部側Ａに位置している場合には、十分
に空洞放射が行なわれ、試料２の放射率ε＝１と考えら
れるので、炉体温度Ｔのときの放射エネルギーをＥ　（
Ｔ）とすれば、放射温度計３０の出力■１はＶ１＝Ｅ（Ｔ）　　　　　　　　　　・・・（１）とな
る。

一方、上記試料２をｎ口部側８に位置させた場合には、
外部の背景放射は冷却層２ｏにより十分量さな値となっ
ているので、出力■２はＶ２＝εＥ　（Ｔ）　　　　　
　　　・・・（２）となる。かくして上記（１）１２１
式により、試料２の放射率εは ε−Ｖ２／Ｖ１　　　　　　　　　　・・・（３）にて
与えられる。

ところで、試料２の放射率εが非常に小ざく、炉底部側
Ａに位置させて熱的平衡状態に達したとしても、見かけ
の放射率ε＝１とならない場合がある。この場合は、開
口部側Ｂにて出力Ｖ２を検出した直後に棒状部材２８を
回転させ、放射温度計３０の視野から試料２を外して、
直接、炉底Ａからの放射エネルギー■１′を検出する。

モしてε＝■２／ｖ１′　　　　　　　・・・（４）な
る式で試料２の放射率εを求めるればよい。

このように、放射温度計３０の出力Ｖ１．Ｖ２から（３
式または（４式のような演算を行なうことにより、特定
温度、特定雰囲気での試料２の放射率εを求めることが
できる。

なお、本実施例において、試料２の温度が炉体温度Ｔよ
りも充分に小さいときは次のようにして試料２の放射率
を求めることができる。すなわち、放射温度計３０によ
り炉底部側Ａからの放射エネルギー■１−を検出した後
、試料２を開口部側Ｂから炉底部側Ａにすばやく配置し
た直後の放射エネルギーｖ３を検出する。そして、試料
２の温度が炉体一温度Ｔよりも充分に小さいときはＶ３
／Ｖ１′の値が試料２の反射率γとなり、上記試料２が
不透明の場合には上記反射率γと放射率εとの和が１に
等しいというキルヒホフの法則を利用して ε＝１−γ−１−　　（Ｖ３／Ｖ１−）　　　・・・（
５なる式により試料２の放射率εを求めることかできる
。

また、試料２の温度を、たとえば試料２に取付げた熱雷
対によって直接測定することにより、試料２の放射率ε
を求めることも可能である。すなわら、試料２を炉底部
側Ａに配置させ、試料２の温度がＴｓのときの放射エネ
ルギー■４を検出した後、棒状部材２８によりすばやく
上記試料２を開口部側Ｂへ移動させ、この位置での放射
エネルギーｖ２を検出する。さらに上記棒状部材２８を
回転させて炉底部１１１１Ａからの直接の放射エネルギ
ー■１′を検出する。そうすると、試料温度Ｔｓ時の放
射率εは ε＝１−　（Ｖ４−Ｖ２）／Ｖ１　′　・・・（６）な
る式で求めることができる。なお、この場合、試料温度
Ｔｓは必ずしも炉底部側Ａの温度Ｔと一致しなくてもよ
い。

このように構成された本実施例によれば、次の■〜■の
効果を奏する。

■　黒体炉１０は気密とされているので、炉内雰囲気を
自由に制御できる。したがって種々の状態（たとえば酸
化膜の厚みを変化させた状態）での試料２の放射率を求
めることができる。

■　黒体炉１０の開口部に冷却層２０が設けであるので
、外部の背景放射の影響を受けずにすみ、正確な放射率
測定が可能となる。

■　炉体１１の炉底は完全に密閉されているので、試料
２は空洞放射により直ちに炉底温度となり、測定の迅速
化がはかれる。また、試料を引き出したときの外気流入
がないため、試料温度の低下量が少ない。

■　試料２を引き出し、回転させることにより炉底の放
射エネルギーを測定することが可能となるため、測定の
確実性を高め得る。

なお本発明は上記実施例に限定されるものではない。た
とえば放射温度計３０の出力はマイクロコンピュータを
含む変換器等を利用して自動演算処理を行なうようにし
てもよい。また、棒状部材２８の移動の自動化をはかる
ことも可能である。

また本実施例では貫通口２３から特定雰囲気のガスを導
入するものとなっているが、新たに別の管を設けるか、
あるいは棒状部材２８を管状にして炉底に上記ガスを導
入するようにしてもよい。このほか本発明の要旨を越え
ない範囲で種々変形実施可能であるのは勿論である。

〔発明の効果〕

以上詳述したように本発明によれば、一端に開口部を有
する気密構造の黒体炉の開口部に、気密構造の冷却層を
気密に接合すると共に、前記黒体炉の炉底部側または開
口部側に被測定物を選択的に位置させる如く被測定物を
移動させる被測定物移動手段を設け、上記被測定物が上
記黒体炉の炉底部側および開口部側に位置したときの放
射エネルギー比から被測定物の放射率を測定するように
したので、炉内雰囲気を自由に制御でき、良好な空洞条
件が得られる上、外部からの背景放射の影響を防ぐこと
ができ、正確な放射率測定が可能な放射率測定装置を提
供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の一実施例を示す図で、第
１図は全体の構成を示す部分断面図、第２図は放９Ａ温
度計の出力を示す特性図である。第３図は従来例の構成
を示す部分断面図である。２・・・試料、４・・・断熱材、５・・・ヒータ、１０
・・・黒体炉、１１・・・炉体、１２・・・ラジエーシ
ョンシールド、２０・・・冷却層、２８・・・棒状部材
（被測定物移動手段）、３０・・・放射温度計。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦第２図Ｆ３！ｒ闇第３図手続補正書昭和５９年９１片５０

Claims

【特許請求の範囲】

一端に開口部を有する気密構造の黒体炉と、この黒体炉
の開口部に気密に接合された気密構造の冷却層と、前記
黒体炉の炉底部側または開口部側に被測定物を選択的に
位置させる如く被測定物を移動させる被測定物移動手段
とを具備し、前記被測定物が前記黒体炉の炉底部側およ
び開口部側に位置したときの放射エネルギー比から被測
定物の放射率を測定することを特徴とする放射率測定装
置。