(57)【要約】【課題】炉壁に起因して生じる迷光雑音を、可及的に精度を落とさずに、可及的に簡略な手法で計算できるようにする。【解決手段】加熱帯１３の上方からスラブ２１の表面を望む位置に放射温度計１００を設置し、更に加熱帯１３の天井面１３ａに熱電対２００を点在させる。熱電対２００の設置位置に基づいて定まる温度測定対象領域２１０と、温度測定対象領域２１０を分割したゾーンＡ〜Ｌとを定義する。熱電対２００の温度を用いて、迷光雑音輝度をゾーン毎に求め、求めたゾーン毎の迷光雑音輝度を加算したものをゾーン全体の迷光雑音輝度とする。一方、ゾーン以外の天井面１３ａの領域については、適当に算出した温度を用いて、迷光雑音輝度を一括して求める。そして、放射温度計１００で得た発光輝度から、求めた迷光雑音輝度を引いて、スラブ２１自体から発光される自発光輝度を求める。【選択図】図１
2008241413.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定物体の表面に入射する外乱光を発生する領域の温度を測定する複数の温度測定手段と、
前記被測定物体から発光される光の発光輝度を測定する発光輝度測定手段と、
前記被測定物体の表面で前記発光輝度測定手段へ反射した迷光雑音輝度を、前記複数の温度測定手段により測定された温度を用いて計算する迷光雑音計算手段と、
前記発光輝度測定手段により測定される発光輝度のうち、前記被測定物体自体から発生している自発光輝度を、前記迷光雑音計算手段により計算された迷光雑音輝度と、前記発光輝度測定手段により測定された発光輝度とを用いて計算する自発光輝度計算手段と、
前記自発光輝度計算手段により計算された自発光輝度を用いて、前記被測定物体の表面温度を計算する表面温度計算手段とを有する、被測定物体の表面温度を測定する表面温度測定システムであって、
前記迷光雑音計算手段は、前記複数の温度測定手段による温度測定対象領域を含む領域を複数に分割したゾーン毎に、前記被測定物体の表面で反射した迷光雑音輝度を計算するゾーン迷光雑音計算手段を有し、
前記ゾーン迷光雑音計算手段により計算されたゾーン毎の迷光雑音輝度を加算した値を用いて、前記被測定物体の表面で反射した迷光雑音輝度を計算することを特徴とする表面温度測定システム。
【請求項２】
前記特定波長の光における前記被測定物体の二方向性反射率を、予め記憶する二方向性反射率記憶手段と、
前記発光輝度測定手段の測定点から前記ゾーンの代表点を見る立体角を、前記ゾーン毎に予め記憶する立体角記憶手段とを有し、
前記ゾーン迷光雑音計算手段は、前記ゾーンの代表点の温度と、前記二方向性反射率と、計算対象のゾーンにおける前記立体角とを用いて、前記被測定物体の表面で反射した迷光雑音輝度を、前記ゾーン毎に計算することを特徴とする請求項１に記載の表面温度測定システム。
【請求項３】
前記ゾーン迷光雑音計算手段は、前記複数の温度測定手段による温度測定対象領域を複数に分割したゾーン毎に、前記被測定物体の表面で反射した迷光雑音輝度を計算することを特徴とする請求項１又は２に記載の表面温度測定システム。
【請求項４】
前記ゾーン迷光雑音計算手段は、前記複数の温度測定手段による温度測定対象領域よりも広い領域を複数に分割したゾーン毎に、前記被測定物体の表面で反射した迷光雑音輝度を計算することを特徴とする請求項１又は２に記載の表面温度測定システム。
【請求項５】
前記ゾーンの数は、前記複数の温度測定手段の数と同数であることを特徴とする請求項３又は４に記載の表面温度測定システム。
【請求項６】
前記ゾーンの数は、前記複数の温度測定手段の数よりも多いことを特徴とする請求項３又は４に記載の表面温度測定システム。
【請求項７】
前記発光輝度測定手段は、その光の検出面が、前記被測定物体の被測定領域と正対する位置に設けられることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の表面温度測定システム。
【請求項８】
前記被測定物体の被測定領域内の点から、前記発光輝度測定手段の方向に広がる天頂角が４５［°］の円錐があると見なした場合のその円錐の内部の領域内に、前記複数の温度測定手段の温度測定対象領域が存在するように、前記複数の温度測定手段を点在させるようにしたことを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の表面温度測定システム。
【請求項９】
前記自発光輝度計算手段は、前記特定波長の光における前記被測定物体の放射率として一定値を、予め記憶する放射率記憶手段を有し、
前記発光輝度測定手段により測定される発光輝度のうち、前記被測定物体自体から発生している自発光輝度を、前記迷光雑音計算手段により計算されたゾーン毎の迷光雑音輝度と、前記発光輝度測定手段により測定された発光輝度と、前記放射率記憶手段により記憶された放射率とを用いて計算することを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の表面温度測定システム。
【請求項１０】
前記発光輝度測定手段は、その光の検出面が、前記加熱炉の上方から、加熱炉の天井に開けられた孔を通して、前記加熱炉内にある被測定物体を望む位置に設けられ、
前記複数の温度測定手段は、前記加熱炉の天井の炉壁に設けられ、
前記被測定物体は、ガス焚き加熱炉内で加熱されている鋼材であり、
前記発光輝度測定手段により測定する特定波長は、略３．９［μｍ］であることを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載の表面温度測定システム。
【請求項１１】
請求項１〜１０の何れか１項に記載の表面温度測定システムを複数セット有することを特徴とする表面温度測定システム。
【請求項１２】
請求項１１に記載の表面温度測定システムであって、請求項１〜１０の何れか１項に記載の表面温度測定システムにおける発光輝度測定手段と複数の温度測定手段とを、前記加熱炉の長手方向及び幅方向の何れか又は両方に並べ、所定のタイミングに、被測定物体の表面温度の測定を実行する機能を有することを特徴とする表面温度測定システム。
【請求項１３】
請求項１〜１２の何れか１項に記載の表面温度測定システムを有することを特徴とする加熱炉。
【請求項１４】
被測定物体の表面に入射する外乱光を発生する領域の温度を、複数の温度測定手段を用いて測定する温度測定ステップと、
前記被測定物体の表面で発光輝度測定手段へ反射した迷光雑音輝度を、前記温度測定ステップにより測定された温度を用いて計算する迷光雑音計算ステップと、
前記被測定物体から発光される光の発光輝度を、前記発光輝度測定手段により測定する発光輝度測定ステップと、
前記発光輝度測定ステップにより測定される発光輝度のうち、前記被測定物体自体から発生している自発光輝度を、前記迷光雑音計算ステップにより計算された迷光雑音輝度と、前記発光輝度測定ステップにより測定された発光輝度とを用いて計算する自発光輝度計算ステップと、
前記自発光輝度計算ステップにより計算された自発光輝度を用いて、前記被測定物体の表面温度を計算する表面温度計算ステップとを有する、被測定物体の表面温度を測定する表面温度測定方法であって、
前記迷光雑音計算ステップは、前記複数の温度測定手段による温度測定対象領域を含む領域を複数に分割したゾーン毎に、前記被測定物体の表面で反射した迷光雑音輝度を計算するゾーン迷光雑音計算ステップを有し、
前記ゾーン迷光雑音計算ステップにより計算されたゾーン毎の迷光雑音輝度を加算した値を用いて、前記被測定物体の表面で反射した迷光雑音輝度を計算することを特徴とする表面温度測定方法。
【請求項１５】
前記特定波長の光における前記被測定物体の二方向性反射率を、予め記憶する二方向性反射率記憶ステップと、
前記発光輝度測定手段の測定点から前記ゾーンの代表点を見る立体角を、前記ゾーン毎に予め記憶する立体角記憶ステップとを有し、
前記ゾーン迷光雑音計算ステップは、前記ゾーンの代表点の温度と、前記二方向性反射率と、計算対象のゾーンにおける前記立体角とを用いて、前記被測定物体の表面で反射した迷光雑音輝度を、前記ゾーン毎に計算することを特徴とする請求項１４に記載の表面温度測定方法。
【請求項１６】
前記ゾーン迷光雑音計算ステップは、前記複数の温度測定手段による温度測定対象領域を複数に分割したゾーン毎に、前記被測定物体の表面で反射した迷光雑音輝度を計算することを特徴とする請求項１４又は１５に記載の表面温度測定方法。
【請求項１７】
前記ゾーン迷光雑音計算ステップは、前記複数の温度測定手段による温度測定対象領域よりも広い領域を複数に分割したゾーン毎に、前記被測定物体の表面で反射した迷光雑音輝度を計算することを特徴とする請求項１４又は１５に記載の表面温度測定方法。
【請求項１８】
前記ゾーンの数は、前記複数の温度測定手段の数と同数であることを特徴とする請求項１６又は１７に記載の表面温度測定方法。
【請求項１９】
前記ゾーンの数は、前記複数の温度測定手段の数よりも多いことを特徴とする請求項１６又は１７に記載の表面温度測定方法。
【請求項２０】
前記発光輝度測定手段は、その光の検出面が、前記被測定物体の被測定領域と正対する位置に設けられることを特徴とする請求項１４〜１９の何れか１項に記載の表面温度測定方法。
【請求項２１】
前記被測定物体の被測定領域内の点から、前記発光輝度測定ステップの方向に広がる天頂角が４５［°］の円錐があると見なした場合のその円錐の内部の領域内に、前記複数の温度測定手段の温度測定対象領域が存在するように、前記複数の温度測定手段を点在させるようにしたことを特徴とする請求項１４〜２０の何れか１項に記載の表面温度測定方法。
【請求項２２】
前記自発光輝度計算ステップは、前記特定波長の光における前記被測定物体の放射率として一定値を、予め記憶する放射率記憶ステップを有し、
前記発光輝度測定ステップにより測定される発光輝度のうち、前記被測定物体自体から発生している自発光輝度を、前記迷光雑音計算ステップにより計算されたゾーン毎の迷光雑音輝度と、前記発光輝度測定ステップにより測定された発光輝度と、前記放射率記憶ステップにより記憶された放射率とを用いて計算することを特徴とする請求項１４〜２１の何れか１項に記載の表面温度測定方法。
【請求項２３】
前記発光輝度測定手段は、その光の検出面が、前記加熱炉の上方から、加熱炉の天井に開けられた孔を通して、前記加熱炉内にある被測定物体を望む位置に設けられ、
前記複数の温度測定手段は、前記加熱炉の天井の炉壁に設けられ、
前記被測定物体は、ガス焚き加熱炉内で加熱されている鋼材であり、
前記発光輝度測定手段により測定する特定波長は、略３．９［μｍ］であることを特徴とする請求項１４〜２２の何れか１項に記載の表面温度測定方法。
【請求項２４】
前記発光輝度測定ステップは、７００［℃］以上に加熱されている被測定物体から入射する光を検出することを特徴とする請求項１４〜２３の何れか１項に記載の表面温度測定方法。
【請求項２５】
請求項１〜１２の何れか１項に記載の表面温度測定システムにおける発光輝度測定手段と複数の温度測定手段とを、前記加熱炉の被測定物体の搬送方向に複数セット並べて設置し、被測定物体の略同一箇所を所定のタイミングで測温することにより、被測定物体の温度履歴を測定することを特徴とする表面温度測定方法。
【請求項２６】
請求項１〜１２の何れか１項に記載された表面温度測定システムにおける発光輝度測定手段と複数の温度測定手段とを、任意の方向に複数セットを並べて設置し、被測定物体の異なる領域を同時に測温することにより、被測定物体の任意の方向における温度分布を測定することを特徴とする表面温度測定方法。
【請求項２７】
被測定物体から発光される光の発光輝度を測定する発光輝度測定手段と、
前記被測定物体の表面に入射する外乱光を発生する領域の温度を測定する複数の温度測定手段と、における測定値を用いて、前記被測定物体の表面温度を測定することをコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムであって、
前記被測定物体の表面で前記発光輝度測定手段へ反射した迷光雑音輝度を、前記温度測定手段により測定された温度を用いて計算する迷光雑音計算ステップと、
前記発光輝度測定手段により測定される発光輝度のうち、前記被測定物体自体から発生している自発光輝度を、前記迷光雑音計算ステップにより計算された迷光雑音輝度と、前記発光輝度測定手段により測定された発光輝度とを用いて計算する自発光輝度計算ステップと、
前記自発光輝度計算ステップにより計算された自発光輝度を用いて、前記被測定物体の表面温度を計算する表面温度計算ステップとをコンピュータに実行させ、
前記迷光雑音計算ステップは、前記複数の温度測定手段による温度測定対象領域を含む領域を複数に分割したゾーン毎に、前記被測定物体の表面で反射した迷光雑音輝度を計算するゾーン迷光雑音計算ステップを有し、
前記ゾーン迷光雑音計算ステップにより計算されたゾーン毎の迷光雑音輝度を加算した値を用いて、前記被測定物体の表面で反射した迷光雑音輝度を計算することを特徴とするコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面温度測定システム、加熱炉、表面温度測定方法、及びコンピュータプログラムに関し、特に、加熱されている被測定物体の表面温度を測定するために用いて好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
熱間圧延を行って薄板鋼板を製造する場合には、熱間圧延を行う前にスラブ等の鋼材を、加熱炉にて加熱するようにしている。加熱炉における鋼材の表面温度を知ることは、適切なヒートパターンで鋼材を加熱するために重要である。適切なヒートパターンで鋼材を加熱することによって、熱間圧延における加工精度の向上や、加熱炉における省エネルギー化や、薄板鋼板の生産効率の向上等が実現できるからである。
【０００３】
そこで、加熱炉内にある鋼材の表面温度を測定するために、従来から放射温度計を用いて放射測温を行うことが提案されている。加熱炉は、バーナーから発せられる火炎（以下、必要に応じてバーナー火炎と称する）等によって、１０００［℃］〜１４００［℃］の高温となっている。このため、放射測温を行って鋼材の温度を測定する場合、鋼材から発せられる光だけが放射温度計で検出されるのではない。すなわち、炉壁から発せられる外乱光や、加熱炉内のバーナー火炎・燃焼ガスから発せられる外乱光も、鋼板の表面で反射して、迷光雑音として放射温度計に入力される。したがって、放射温度計により得られる発光輝度（放射強度）は、鋼材自体から発せられる自発光の輝度（放射強度）と、迷光雑音の輝度（放射強度）とが混在したものとなる。
【０００４】
そこで、鋼材の温度を、放射測温を行って精度良く測定するためには、迷光雑音を正しく見積もり、放射温度計により得られる発光輝度から、迷光雑音による影響を正しく除去することが必要となる。
特許文献１には、所定の間隔を有して鋼材表面と正対する位置に固定された第１の放射温度計の他に、加熱炉内に設けられ、炉内全方向に受光方向を走査できる第２の放射温度計を用いる技術が開示されている。かかる技術では、加熱炉内において第２の放射温度計を走査させて加熱炉内に存在する迷光雑音の輝度を測定し、第１の放射温度計で測定した発光輝度から、第２の放射温度計で測定した迷光雑音の輝度を除去して、鋼材表面の温度を測定するようにしている。
【０００５】
また、特許文献２では、互いに異なる２つの波長で、鋼材からの自発光の発光輝度を測定すると共に、熱電対や放射温度計により加熱炉の炉壁のある一点の温度を測定する。そして、鋼材からの発光輝度と、加熱炉の炉壁のある一点の温度（一定値）とを用いて、鋼材表面の温度を測定する。
【０００６】
【特許文献１】特開平７−１７４６３４号公報
【特許文献２】特開平６−２５８１４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述したように、迷光雑音には、炉内のガスに起因するものと炉壁に起因するものとの２種類ある。炉内のガスに起因する迷光雑音は、検出する赤外線の波長を限定してガスの発光しない波長を用いるか、赤外線を発光しないガスを介在させるか、ガス自体をなくして炉内を真空とするか、ということで、一応の回避ができる。一方、炉壁に起因する迷光雑音を厳密に計算するのは非常に困難を伴う。
【０００８】
しかしながら、特許文献１、２に記載の技術では、このような問題点を解決することができなかった。
すなわち、特許文献１に記載の技術では、１０００［℃］〜１４００［℃］の高温の加熱炉内に、放射温度計と、その放射温度計を走査するための駆動機構を備えた測定装置を挿入しなければならない。このため、測定装置を冷却するための冷却機構を、限られたスペースに設けなければならない。よって、特許文献１に記載の技術を実現することは困難である。
【０００９】
また、特許文献２に記載の技術では、加熱炉の炉壁のみを迷光雑音の対象としている。前述したように、加熱炉内では、炉壁の他に、バーナー火炎・燃焼ガス等も迷光雑音の原因となる。したがって、特許文献２に記載の技術では、鋼材の表面温度を正確に測定することが困難であるという問題点があった。更に、特許文献２に記載の技術では、加熱炉の炉壁のある一点の温度だけを測定している。したがって、迷光雑音の原因となる炉壁の全体の温度を正確に得ることができず、鋼材の表面温度を正確に測定することが困難であるという問題点があった。
【００１０】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、炉壁に起因して生じる迷光雑音を、可及的に精度を落とさずに、可及的に簡略な手法で計算できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の表面温度測定システムは、被測定物体の表面に入射する外乱光を発生する領域の温度を測定する複数の温度測定手段と、前記被測定物体から発光される光の発光輝度を測定する発光輝度測定手段と、前記被測定物体の表面で前記発光輝度測定手段へ反射した迷光雑音輝度を、前記複数の温度測定手段により測定された温度を用いて計算する迷光雑音計算手段と、前記発光輝度測定手段により測定される発光輝度のうち、前記被測定物体自体から発生している自発光輝度を、前記迷光雑音計算手段により計算された迷光雑音輝度と、前記発光輝度測定手段により測定された発光輝度とを用いて計算する自発光輝度計算手段と、前記自発光輝度計算手段により計算された自発光輝度を用いて、前記被測定物体の表面温度を計算する表面温度計算手段とを有する、被測定物体の表面温度を測定する表面温度測定システムであって、前記迷光雑音計算手段は、前記複数の温度測定手段による温度測定対象領域を含む領域を複数に分割したゾーン毎に、前記被測定物体の表面で反射した迷光雑音輝度を計算するゾーン迷光雑音計算手段を有し、前記ゾーン迷光雑音計算手段により計算されたゾーン毎の迷光雑音輝度を加算した値を用いて、前記被測定物体の表面で反射した迷光雑音輝度を計算することを特徴とする。
また、本発明の加熱炉は、前記表面温度測定システムを有することを特徴とする。
【００１２】
本発明の表面温度測定方法は、被測定物体の表面に入射する外乱光を発生する領域の温度を、複数の温度測定手段を用いて測定する温度測定ステップと、前記被測定物体の表面で発光輝度測定手段へ反射した迷光雑音輝度を、前記温度測定ステップにより測定された温度を用いて計算する迷光雑音計算ステップと、前記被測定物体から発光される光の発光輝度を、前記発光輝度測定手段により測定する発光輝度測定ステップと、前記発光輝度測定ステップにより測定される発光輝度のうち、前記被測定物体自体から発生している自発光輝度を、前記迷光雑音計算ステップにより計算された迷光雑音輝度と、前記発光輝度測定ステップにより測定された発光輝度とを用いて計算する自発光輝度計算ステップと、前記自発光輝度計算ステップにより計算された自発光輝度を用いて、前記被測定物体の表面温度を計算する表面温度計算ステップとを有する、被測定物体の表面温度を測定する表面温度測定方法であって、前記迷光雑音計算ステップは、前記複数の温度測定手段による温度測定対象領域を含む領域を複数に分割したゾーン毎に、前記被測定物体の表面で反射した迷光雑音輝度を計算するゾーン迷光雑音計算ステップを有し、前記ゾーン迷光雑音計算ステップにより計算されたゾーン毎の迷光雑音輝度を加算した値を用いて、前記被測定物体の表面で反射した迷光雑音輝度を計算することを特徴とする。
【００１３】
本発明のコンピュータプログラムは、被測定物体から発光される光の発光輝度を測定する発光輝度測定手段と、前記被測定物体の表面に入射する外乱光を発生する領域の温度を測定する複数の温度測定手段と、における測定値を用いて、前記被測定物体の表面温度を測定することをコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムであって、前記被測定物体の表面で前記発光輝度測定手段へ反射した迷光雑音輝度を、前記温度測定手段により測定された温度を用いて計算する迷光雑音計算ステップと、前記発光輝度測定手段により測定される発光輝度のうち、前記被測定物体自体から発生している自発光輝度を、前記迷光雑音計算ステップにより計算された迷光雑音輝度と、前記発光輝度測定手段により測定された発光輝度とを用いて計算する自発光輝度計算ステップと、前記自発光輝度計算ステップにより計算された自発光輝度を用いて、前記被測定物体の表面温度を計算する表面温度計算ステップとをコンピュータに実行させ、前記迷光雑音計算ステップは、前記複数の温度測定手段による温度測定対象領域を含む領域を複数に分割したゾーン毎に、前記被測定物体の表面で反射した迷光雑音輝度を計算するゾーン迷光雑音計算ステップを有し、前記ゾーン迷光雑音計算ステップにより計算されたゾーン毎の迷光雑音輝度を加算した値を用いて、前記被測定物体の表面で反射した迷光雑音輝度を計算することを特徴とする。
【００１４】
ここで、本発明では、前記被測定物体自体から発生している光を自発光と称し、その輝度を自発光輝度と称する。前記被測定物体の表面に外部から入射する光を外乱光と称し、その輝度を外乱光輝度と称する。前記被測定物体の表面で反射した光のうち、発光輝度測定手段に入光する光を迷光雑音と称し、その輝度を迷光雑音輝度と称する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、複数の温度測定手段の温度測定対象領域を分割したゾーン毎に、被測定物体の表面で反射した迷光雑音輝度を計算するので、その迷光雑音輝度を、可及的に精度を落とさずに、可及的に簡略な手法で計算することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
（第１の実施形態）
以下、図面を参照しながら、本発明の第１の実施形態を説明する。
図１は、本実施形態の表面温度測定システムの適用対象の一例である多帯式ウォーキングビーム式連続加熱炉の概略構成の一例を示す図である。
図１において、多帯式ウォーキングビーム式連続加熱炉１０は、非燃焼帯１１と、予熱帯１２と、加熱帯１３と、均熱帯１４とを、被測定物体の一例であるスラブ２１が順番に通過するようにして、スラブ２１を加熱するためのものである。尚、以下の説明では、多帯式ウォーキングビーム式連続加熱炉１０を、加熱炉１０と略称する。また、図１では、１５個のスラブ２１が、加熱炉１０内にある場合を例に挙げて示している。
【００１７】
本実施形態では、加熱炉１０に装入されるスラブ２１の長さを６［ｍ］〜１２［ｍ］、幅を０．６［ｍ］〜２．２［ｍ］、厚みを０．２５［ｍ］とした。また、加熱炉１０に装入されるスラブ２１の温度を、常温〜７００［℃］程度とし、加熱炉１０から抽出されるスラブ２１の温度を、１１００［℃］〜１２５０［℃］程度の温度とした。更に、加熱炉１０内におけるスラブ２１の在炉時間を、１４０［分］〜２２０［分］とした。以上のような操業条件に従って、非燃焼帯１１、予熱帯１２、加熱帯１３、及び均熱帯１４の順でスラブ２１を搬送し、加熱炉１０から抽出するようにしている。
【００１８】
予熱帯１２と加熱帯１３とには、軸流バーナー１５ａ、１５ｂが夫々複数（例えば８本）ずつ設置されている。均熱帯１４には、ルーフバーナー１６が複数（例えば２０本）設置されている。更に、予熱帯１２、加熱帯１３、及び均熱帯１４には、それぞれサイドバーナー１７が複数（例えば、予熱帯１２及び加熱帯１３には夫々８本、均熱帯１４には１０本）設置されている。サイドバーナー１７は、予熱帯１２と加熱帯１３の両側部に夫々設けられており、スラブ２１の両側方向から火炎バーナーを発する。
尚、本実施形態では、軸流バーナー１５、ルーフバーナー１６、及びサイドバーナー１７からバーナー火炎を発生させるための燃料として、例えばＬＮＧを用い、支燃剤として空気又は酸素富化空気を用いている。尚、各バーナー１５〜１７に送られる支燃剤は、４００［℃］〜６００［℃］程度に予熱されている。
【００１９】
非燃焼帯１１、予熱帯１２、加熱帯１３、及び均熱帯１４には、スラブ２１を支持する固定スキッドビームと、スラブ２１を搬送方向（図１の矢印の方向）に搬送するためのウォーキングビームとを備えた搬送装置が設けられている。加熱炉１０に装入されたスラブ２１は、搬送装置によって間欠的に搬送方向に搬送され、非燃焼帯１１、予熱帯１２、加熱帯１３、及び均熱帯１４を順次通過して、加熱炉１０から抽出される。加熱炉１０から抽出されたスラブ２１は、熱間圧延ラインに搬送される。
【００２０】
本実施形態では、このような構成の加熱炉１０における加熱帯１３に、表面温度測定システムを設けるようにしている。本実施形態の表面温度測定システムは、放射温度計１００と、複数の熱電対２００（図２を参照）と、情報処理装置５００と、表示装置４００とを備えて構成される。
【００２１】
放射温度計１００は、加熱帯１３の上方から、加熱帯１３の天井の炉壁面の一部に形成された孔１３ｂを通して、加熱帯１３内を搬送されるスラブ２１の表面を望む位置に設置されている。このように、放射温度計１００は、その入光面（検出面）が、加熱帯１３内を搬送されるスラブ２１の表面と、予め設定された間隔を有して正対する位置に設置されている。尚、以下の説明では、加熱帯１３の天井の炉壁面を、必要に応じて、加熱帯１３の天井面、又は単に天井面と称する。
【００２２】
本実施形態の放射温度計１００は、その入光面に入光される光のうち、略３．９［μｍ］を中心とする狭帯域の波長を有する光のみを検出し、その光の分光発光輝度（放射強度）Ｉb（Ｔm）［Ｗ・ｍ-2・ｓｒ-1・μｍ-1］を求める。ここで、放射温度計１００が検出する光の波長を、略３．９［μｍ］の波長としたのは、次の理由による。すなわち、本願発明者らは、加熱炉１０（加熱帯１３）内のバーナー火炎や燃焼ガスに対する放射と吸収とが他よりも低くなる特定波長が、３．９［μｍ］であるという従来からの知見に基づき、この特定波長が測温誤差への影響をほとんど生じさせないという知見を実験的に得たからである。
【００２３】
したがって、本実施形態では、加熱炉１０（加熱帯１３）内のバーナー火炎や燃焼ガス等、加熱に寄与しているガスに対する放射と吸収とが著しく小さい特定波長として略３．９［μｍ］（例えば中心波長３．９［μｍ］で半値幅が０．４［μｍ］以下、好ましくは中心波長３．９［μｍ］で半値幅が０．２［μｍ］以下）の光のみを放射温度計１００が検出するようにしている。これにより、放射温度計１００で求められる発光輝度に含まれる「バーナー火炎や燃焼ガスに基づく迷光雑音の輝度（放射強度）」を低減することができる。尚、以下の説明では、迷光雑音の輝度を、必要に応じて迷光雑音輝度と称する。
以上のように本実施形態では、例えば、放射温度計１００を用いて、発光輝度測定手段が実現される。
【００２４】
熱電対２００は、加熱帯１３の天井面に取り付けられている。図２は、加熱帯１３に取り付けられている熱電対２００ａ〜２００ｌの様子の概略を示す図である。具体的に、図２（ａ）は、加熱帯１３における、熱電対２００ａ〜２００ｌが取り付けられている部分を斜め上方から見た斜視図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＩ−Ｉ´方向から見た断面図である。尚、図１は、図２（ａ）のＩＩ−ＩＩ´方向から見た断面図であるので、図１には、熱電対２００ａ〜２００ｌが現れない。
図２に示すように、本実施形態では、１２個の熱電対２００ａ〜２００ｌを、加熱帯１３の天井面１３ａに取り付けている。具体的に本実施形態では、１２個の熱電対２００ａ〜２００ｉを、概ね、１［ｍ］間隔で点在させている。
【００２５】
図３は、１２個の熱電対２００ａ〜２００ｌが取り付けられる範囲の一例を説明する図である。
図３に示すように、本実施形態では、スラブ２１表面上の点であって、放射温度計１００の入光面１００ａの中心１００ｂと正対する位置にある点２１ａから、放射温度計１００の方向に広がる天頂角θが４５［°］（広がり角が９０［°］）の仮想の円錐４１があると見なした場合に、その仮想の円錐４１の内部に入るように、１２個の熱電対２００ａ〜２００ｌが、加熱帯１３の天井面１３ａに取り付けられるようにしている。
【００２６】
より具体的に説明すると、放射温度計１００の入光面１００ａの中心１００ｂと正対する位置にある点２１ａを頂点とし、天頂角θを４５［°］（広がり角が９０［°］）とする円錐であって、加熱帯１３の天井面１３ａに底面４１ａを有する仮想の円錐４１があると見なした場合に、その仮想の円錐４１の底面４１ａの内部に、１２個の熱電対２００ａ〜２００ｊが取り付けられるようにしている。尚、以下の説明では、スラブ２１表面上の点であって、放射温度計１００の入光面１００ａの中心１００ｂと正対する位置にある点２１ａを、必要に応じて、温度測定中心点２１ａと称する。
【００２７】
このようにして、仮想の円錐４１の内部に入るように、１２個の熱電対２００ａ〜２００ｌが、加熱帯１３の天井面１３ａに取り付けられるようにするのは、本願発明者らによって得られた次の知見を理由とするものである。
本願発明者らは、加熱炉１０による加熱によって表面が酸化したスラブ２１の放射率εsは、温度によらず概ね０．８５で一定となるという知見を得た。したがって、加熱帯１３の天井面１３ａから発せられる「波長が３．９［μｍ］の光」の二方向性反射率ρ´´（θ）の天井面１３ａ全体における積分値は、温度によらず概ね０．１５（１−０．８５）になる。ここで、二方向性反射率ρ´´（θ）とは、例えば、加熱帯１３の天井面１３ａの点（例えば、熱電対２００ｈの中心位置である点１３ｃ）から、スラブ２１の被測定領域に入射した光のうち、放射温度計１００の入光面１００ａの方向（法線方向）に反射する光がどの位あるのかを示すものである。尚、スラブ２１の被測定領域とは、温度測定中心点２１ａを中心とする領域であって、放射温度計１００の入光面１００ａと正対する領域である。
【００２８】
そして、本願発明者らは、波長が３．９［μｍ］の光の入射角（天頂角）θと、その光の二方向性反射率ρ´´（θ）の相対値との関係を、実験的に調べた。その結果を図４に示す。
更に、本願発明者らは、図４に示すグラフ５１を表す関数を積分した結果（図４に示したグラフ５１の面積）が０．１５となるように、グラフ５１の縦軸の値を相対値から実際の値に変更する計算をコンピュータに行わせた。その結果、本願発明者らは、波長が３．９［μｍ］の光の入射角（天頂角）θと、二方向性反射率ρ´´（θ）の実際の値との関係を示す二方向性反射率ρ´´（θ）の関数を得た。
そして、本願発明者らは、コンピュータを用いて、次の（１）式の演算を行った。
【００２９】
【数１】
2008241413.tif 000003
【００３０】
（１）式において、φは、方位角［°］を表す。（１）式から明らかなように、加熱炉１０の天井面１３ａから発せられる光のうち、スラブ２１の被測定領域で反射して放射温度計１００に入光する光の約７０［％］は、図３に示した仮想の円錐４１の内部の領域から発せられる光となる。言い換えると、加熱炉１０の天井面１３ａから発せられる光のうち、スラブ２１の被測定領域で反射して放射温度計１００の入光面１００ａに入光する光の約３０［％］は、図３に示した仮想の円錐４１の内部の領域外から発せられる光となる。
【００３１】
更に、本願発明者らは、仮想の円錐４１の領域外の温度が実際の温度と１００［℃］異なったとしても、放射温度計１００で求められる発光輝度の誤差は、２０［％］程度であることを確認した。
以上のことから、本願発明者らは、加熱炉１０の天井面１３ａ全体から発せられる光の全てではなく、仮想の円錐４１の内部の領域から発せられる光に基づいて、加熱炉１０の天井面１３ａから発せられる外乱光に基づく迷光雑音輝度を求めたとしても、その迷光雑音輝度の誤差は、以下の（２）式に示すように、１［％］未満となるという知見を得た。
０．３×０．１５×０．２×１００＝０．９［％］  ・・・（２）
【００３２】
この０．９［％］の誤差を、温度の誤差に換算すると、約５［℃］となる。したがって、仮想の円錐４１の内部の領域から発せられる光に基づいて、加熱炉１０の天井面１３ａから発せられる外乱光に基づく迷光雑音輝度を求めたとしても、そのことによるスラブ２１の表面温度の誤差は、５［℃］程度となり、実用上十分な精度を確保できる。
【００３３】
以上のことから本実施形態では、図３に示した仮想の円錐４１の内部の領域に、１２個の熱電対２００ａ〜２００ｌを、その仮想の円錐４１の底面の形状に合わせて点在させて、その領域における温度を出来るだけ正確に測定すると共に、その領域外の温度を、例えば、１２個の熱電対２００ａ〜２００ｌの測定結果等から大まかに推定するようにしている。このようにすることによって、加熱炉１０の天井面１３ａ全体に熱電対２００を配置しなくても、スラブ２１の表面温度を、実用上十分な精度で求めることができる。
【００３４】
更に、本実施形態では、熱電対２００の設置位置に基づいて定められる「熱電対２００の温度測定対象領域２１０」を分割して、熱電対２００の設置数と同数のゾーンを定義する。図２に示す例では、１２個の熱電対２００ａ〜２００ｌの設置位置に基づいて定まる十字状の領域を「熱電対２００の温度測定対象領域２１０」として定義し、この熱電対２００の温度測定対象領域２１０を１２個に分割して１２個のゾーンＡ〜Ｌを定義している。
【００３５】
より具体的に説明すると、本実施形態では、各熱電対２００ａ〜２００ｌの設置位置を中心位置とする矩形状の１２個のゾーンＡ〜Ｌを定義している。そして、各ゾーンＡ〜Ｌの大きさを、温度が均一と見なせる大きさとしている。すなわち、本実施形態では、温度が均一と見なせる大きさのゾーンＡ〜Ｌを定義している。
【００３６】
ここで、温度が均一と見なせるか否かは、後述するようにして行われるスラブ２１の表面温度の測定誤差が、実用上要求される精度の範囲内となるか否かによって定められる。後述するように、本実施形態では、加熱炉１０の天井面１３ａから発せられる外乱光に基づく迷光雑音輝度を、ゾーンＡ〜Ｌ毎に計算するようにしている。そして、ゾーンＡ〜Ｌの大きさが大きくなればなる程、そのゾーンＡ〜Ｌ内の温度の最高値と最低値との差が大きくなる。よって、前述したようにして迷光雑音輝度をゾーンＡ〜Ｌ毎に計算した場合、ゾーンＡ〜Ｌの大きさが大きくなればなる程、そのゾーンＡ〜Ｌから発せられる外乱光に基づく迷光雑音輝度の算出精度が低下し、スラブ２１の表面温度の測定誤差が大きくなる。
【００３７】
そこで、本実施形態では、スラブ２１の表面温度の測定誤差が実用上要求される精度の範囲内となるになるように、温度が均一であると見なせる範囲で、各ゾーンＡ〜Ｌの大きさを定義している。このように本実施形態では、スラブ２１の表面温度の測定誤差が実用上要求される精度の範囲内となるように、ゾーンＡ〜Ｌの大きさを定義すればよい。したがって、本実施形態では、スラブ２１の表面温度の測定誤差が実用上要求される精度の範囲内であれば、ゾーンＡ〜Ｌの温度は、ある程度の温度範囲を有していても、均一と見なせることになる。
【００３８】
尚、本実施形態では、以上のようにして定義される１２個のゾーンＡ〜Ｌは、夫々同じ大きさを有しているものとしている。また、ゾーンＡ〜Ｌの境界を、熱電対２００ａ〜２００ｌの中間位置としている。
以上のように本実施形態では、例えば、１２個の熱電対２００ａ〜２００ｌを用いて複数の温度測定手段が実現される。
【００３９】
図１に説明を戻し、情報処理装置５００は、放射温度計１００で求められた「発光輝度」の信号と、熱電対２００で測定された「加熱帯１３の天井面１３ａの温度」の信号とを入力し、入力した信号を用いて、スラブ２１の表面温度を計算し、計算した表面温度を表示装置４００に表示するためのものである。情報処理装置５００のハードウェアは、パーソナルコンピュータ等、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスク、画像入出力ボード、各種インターフェース、及びインターフェースコントローラ等を備えた情報処理装置を用いて実現することができる。また、表示装置４００は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等のコンピュータディスプレイを備えている。また、キーボードやマウス等のユーザインターフェースも、情報処理装置５００に接続されている。
【００４０】
図５は、情報処理装置５００の機能構成の一例を示すブロック図である。尚、特に断りのない限り、図５に示す各ブロックは、ＣＰＵが、ＲＯＭやハードディスクに記憶されている制御プログラムを、ＲＡＭを用いて実行することにより実現される。そして、例えば、図５に示す各ブロック間で、信号のやり取りを行うことにより、以下の処理が実現される。
【００４１】
発光輝度取得部３０１は、放射温度計１００で求められた発光輝度Ｉb（Ｔm）の信号を入力してＲＡＭに記憶させるためのものである。
ゾーン迷光雑音輝度計算部３１７は、各ゾーンＡ〜Ｌにおける迷光雑音輝度を計算するためのものであり、外乱光輝度計算部３１５と、迷光雑音パラメータ計算部３１６と、ゾーン単位迷光雑音輝度計算部３１３とを有している。
外乱光輝度計算部３１５は、外乱光輝度を計算するためのものであり、熱電対温度取得部３０２、熱電対位置記憶部３０３、及び第１の発光輝度算出部３０８を備えている。
熱電対温度取得部３０２は、１２個の熱電対２００ａ〜２００ｌで測定された温度の信号を入力してＲＡＭに記憶させるためのものである。このとき熱電対温度取得部３０２は、どの熱電対２００ａ〜２００ｌが測定した温度であるのかを識別できるようにして、その温度をＲＡＭに記憶させる。
【００４２】
熱電対位置記憶部３０３は、加熱帯１３の天井面１３ａに取り付けられている１２個の熱電対２００ａ〜２００ｌの設置位置を記憶するためのものである。本実施形態では、熱電対位置記憶部３０３は、１２個の熱電対２００ａ〜２００ｌと、熱電対２００ａ〜２００ｌが属するゾーンＡ〜Ｌと、ゾーンＡ〜Ｌの位置とが互いに対応付けられたテーブルを有している。熱電対位置記憶部３０３は、例えば、ハードディスクやＲＯＭを用いて構成することができる。
【００４３】
第１の発光輝度算出部３０８は、熱電対温度取得部３０２により取得された温度Ｔijに基づいて、各ゾーンＡ〜Ｌから発光される外乱光の輝度Ｉb（Ｔij）を、以下の（３）式を用いて計算する。尚、以下の説明では、外乱光の輝度を、必要に応じて外乱光輝度と称する。
【００４４】
【数２】
2008241413.tif 000004
【００４５】
λ：放射温度計１００で検出される光の波長（本実施形態では、３．９［μｍ］）
Ｃ1、Ｃ2：物理定数（Ｃ1＝３．７４１９×１０-16［ｗｍ2］、Ｃ2＝１．４３８８×１０-2［ｍＫ］）
Ｔij：各ゾーンＡ〜Ｌの代表点の温度［Ｋ］
【００４６】
迷光雑音パラメータ計算部３１６は、迷光雑音輝度等を求めるためのパラメータを計算して記憶するためのものであり、放射率記憶部３０４、二方向性反射率導出部３０５、パラメータ算出部３０６、及びパラメータ記憶部３０７を備えている。
放射率記憶部３０４は、ユーザによるユーザインターフェース（キーボードやマウス）等の操作に基づいて、加熱炉１０による加熱によって表面が酸化されたスラブ２１の放射率εsのデータを外部から取得して記憶するためのものである。尚、以下の説明では、必要に応じて、加熱炉１０による加熱によって表面が酸化されたスラブ２１の放射率εsを、必要に応じて、スラブ２１の放射率εs又は単に放射率εsと略称する。
【００４７】
前述したように、本願発明者らは、スラブ２１の放射率εsは概ね０．８５で一定となるという知見を得た。したがって、本実施形態では、放射率記憶部３０４は、スラブ２１の放射率εsとして０．８５を外部から取得して記憶している。このように、本実施形態では、スラブ２１の放射率εsを、スラブ２１の表面温度を測定する前に、オフラインでコンピュータにより求めて放射率記憶部３０４に記憶させるようにしている。放射率記憶部３０４は、例えば、ＣＰＵが、ＲＯＭやハードディスクに記憶されている制御プログラムを、ＲＡＭを用いて実行し、放射率εsをハードディスクやＲＯＭに記憶することにより実現することができる。
【００４８】
二方向性反射率導出部３０５は、ユーザによるユーザインターフェース（キーボードやマウス）等の操作に基づいて、波長が３．９［μｍ］の光の二方向性反射率ρ´´（θ）の測定データを外部から取得する。そして、二方向性反射率導出部３０５は、その波長が３．９［μｍ］の二方向性反射率ρ´´（θ）の測定データに基づいて、波長が３．９［μｍ］の光の入射角（天頂角）θと、その光の二方向性反射率ρ´´（θ）の相対値との関係を表す関数を求める。すなわち、二方向性反射率導出部３０５は、例えば図４に示したようなグラフ５１を表す関数を求める。そして、二方向性反射率導出部３０５は、求めた関数を積分した結果（図４に示したグラフ５１の面積）が、「１」から「放射率記憶部３０４により記憶された放射率εs」を減算した値となるように、グラフ５１の縦軸の値を相対値から実際の値に変更し、縦軸の値を変更したグラフ５１に基づく二方向性反射率ρ´´（θ）の関数を求める。本実施形態では、スラブ２１の放射率εsとして０．８５が、放射率記憶部３０４により記憶されているので、求めた関数を積分した結果（図４に示したグラフ５１の面積）が、０．１５（＝１−０．８５）となるように、グラフ５１の縦軸の値を相対値から実際の値に変更することになる。
【００４９】
パラメータ算出部３０６は、各ゾーンＡ〜Ｌの代表点と、スラブ２１における温度測定中心点２１ａとの幾何学的関係から定まる「温度測定中心点２１ａから各ゾーンＡ〜Ｌの代表点を見る立体角」と、二方向性反射率導出部３０５で求められた二方向性反射率ρ´´（θ）とに基づいて、ゾーン内迷光雑音パラメータを算出する。
具体的にパラメータ算出部３０６は、各ゾーンＡ〜Ｌの代表点の位置と、温度測定中心点２１ａの位置と、各ゾーンＡ〜Ｌの面積Ａijとを、立体角のデータとしてユーザインターフェースから入力する。すると、パラメータ算出部３０６は、ゾーンＡ〜Ｌの代表点（例えば図２の点１３ｃ）と温度測定中心点２１ａとを結ぶ直線の長さｌijを、各ゾーンＡ〜Ｌについて算出する。また、パラメータ算出部３０６は、ゾーンＡ〜Ｌの代表点と温度測定中心点２１ａとを結ぶ直線と、温度測定中心点２１ａと放射温度計１００の入光面１００ａの中心１００ｂとを結ぶ直線とがなす角度θijを、各ゾーンＡ〜Ｌについて算出する（図２を参照）。そして、各ゾーンＡ〜Ｌについて、以下の（４）式を用いて、ゾーン内迷光雑音パラメータを各ゾーンＡ〜Ｌについて計算する。尚、前記において、添字ｉｊは、ゾーンＡ〜Ｌを識別するための変数である。
【００５０】
【数３】
2008241413.tif 000005
【００５１】
θij：ゾーンＡ〜Ｌの代表点と温度測定中心点２１ａとを結ぶ直線と、温度測定中心点２１ａと放射温度計１００の入光面１００ａの中心１００ｂとを結ぶ直線とがなす角度［°］
Ａij：各ゾーンＡ〜Ｌの面積［ｍ2］
ρ´´（θij）：二方向性反射率
尚、本実施形態では、（４）式において、（ｃｏｓθij・Ａij／ｌij2）が、温度測定中心点２１ａから各ゾーンＡ〜Ｌの代表点を見る立体角である。
【００５２】
更に、パラメータ算出部３０６は、以上のようにして計算したゾーン内迷光雑音パラメータを用いて、ゾーンＡ〜Ｌ以外の「天井面１３ａの領域」の迷光雑音パラメータ（ゾーン外迷光雑音パラメータ）を計算する。ここで、仮に、天井面１３ａ全体に亘ってゾーンを定義した場合、各ゾーンにおけるゾーン内迷光雑音パラメータ（（４）式の右辺）を加算した値は「１−εs」になる。したがって、ゾーン外迷光雑音パラメータは、「１−εs」から、各ゾーンＡ〜Ｌにおけるゾーン内迷光雑音パラメータの加算値を減算したものとなる。すなわち、パラメータ算出部３０６は、以下の（５）式を用いて、ゾーン外迷光雑音パラメータを計算する。
【００５３】
【数４】
2008241413.tif 000006
【００５４】
θij：ゾーンＡ〜Ｌの代表点と温度測定中心点２１ａとを結ぶ直線と、温度測定中心点２１ａと放射温度計１００の入光面１００ａの中心１００ｂとを結ぶ直線とがなす角度［°］
Ａij：各ゾーンＡ〜Ｌの面積［ｍ2］
ρ´´（θij）：二方向性反射率
【００５５】
パラメータ記憶部３０７は、パラメータ算出部３０６で計算された迷光雑音パラメータ（ゾーン内迷光雑音パラメータ及びゾーン外迷光雑音パラメータ）を記憶するテーブルを有する。図６は、パラメータ記憶部３０７の記憶内容の一例を示す図である。
パラメータ記憶部３０７は、例えば、ハードディスクやＲＯＭを用いて構成することができる。
【００５６】
ゾーン単位迷光雑音輝度計算部３１３は、外乱光輝度計算部３１５で得られた外乱光輝度Ｉb（Ｔij）と、迷光雑音パラメータ計算部３１６で得られたゾーン内迷光雑音パラメータとを乗算して、ゾーン毎の迷光雑音輝度を計算する。具体的にゾーン単位迷光雑音輝度計算部３１３は、以下の（６）式を用いて、ゾーン毎の迷光雑音輝度を計算する。
【００５７】
【数５】
2008241413.tif 000007
【００５８】
加算部３１４は、ゾーン単位迷光雑音輝度計算部３１３が、ゾーン毎の迷光雑音輝度を、全てのゾーンＡ〜Ｌについて計算すると、それら全てのゾーンＡ〜Ｌにおける「ゾーン毎の迷光雑音輝度」を加算して、全てのゾーンＡ〜Ｌにおける迷光雑音輝度（全ゾーン迷光雑音輝度）を計算する。具体的に加算部３１４は、以下の（７）式を用いて、全ゾーン迷光雑音輝度を計算する。
【００５９】
【数６】
2008241413.tif 000008
【００６０】
尚、（７）式において、添字ｉｊは、ゾーンＡ〜Ｌを識別するための変数である。
第２の発光輝度算出部３０９は、１２個の熱電対２００ａ〜２００ｌのうち、外側にある熱電対２００ａ、２００ｄ、２００ｅ、２００ｈ〜２００ｌの温度を、熱電対温度取得部３０２から入力する。そして、第２の発光輝度算出部３０９は、入力した温度の平均値を、ゾーンＡ〜Ｌ以外の「天井面１３ａの領域」の温度Ｔoとして計算する。そして、第２の発光輝度算出部３０９は、ゾーンＡ〜Ｌ以外の「天井面１３ａの領域」から発光された光に基づく外乱光輝度Ｉo（Ｔo）を、以下の（８）式を用いて計算する。
【００６１】
【数７】
2008241413.tif 000009
【００６２】
λ：放射温度計１００で検出される光の波長（本実施形態では、３．９［μｍ］）
Ｃ1、Ｃ2：物理定数（Ｃ1＝３．７４１９×１０-16［ｗｍ2］、Ｃ2＝１．４３８８×１０-2［ｍＫ］）
Ｔo：ゾーンＡ〜Ｌ以外の「天井面１３ａの領域」の温度［Ｋ］
【００６３】
尚、ゾーンＡ〜Ｌ以外の「天井面１３ａの領域」の温度Ｔoは、前述した方法以外にも種々の方法により求めることができる。例えば、加熱炉１０には、熱電対２００以外にも、操業に必要な既存の熱電対が設けられているので、その既存の熱電対の値を用いて、ゾーンＡ〜Ｌ以外の「天井面１３ａの領域」の温度Ｔoを求めるようにしてもよい。
【００６４】
第３の発光輝度算出部３１０は、パラメータ記憶部３０７に記憶されたゾーン外迷光雑音パラメータ（（５）式を参照）と、第２の発光輝度算出部３０９により計算された「ゾーンＡ〜Ｌ以外の「天井面１３ａの領域」から発光された光に基づく外乱光輝度Ｉo（Ｔo）」とを読み出して乗算して、「ゾーンＡ〜Ｌ以外の「天井面１３ａの領域」から発光された光に基づく迷光雑音輝度」（ゾーン外迷光雑音輝度）を算出する。具体的に第３の発光輝度算出部３１０は、以下の（９）式の計算を行う。
【００６５】
【数８】
2008241413.tif 000010
【００６６】
そして、第３の発光輝度算出部３１０は、発光輝度取得部３０１により取得された「放射温度計１００の測定値（発光輝度Ｉb（Ｔm））」と、放射率記憶部３０４に記憶された「スラブ２１の放射率εs」と、加算部３１４により計算された「全ゾーン迷光雑音輝度」と、前述したようにして計算した「ゾーン外迷光雑音輝度」とを、以下の（１０）式に代入する。（１０）式は、以下の（１１）式のように変形できる。そこで、第３の発光輝度算出部３１０は、（１１）式により、スラブ２１自体より発せられる自発光の輝度Ｉb（Ｔs）を算出する。尚、以下の説明では、スラブ２１自体より発せられる自発光の輝度を、必要に応じてスラブ２１自体より発せられる自発光輝度、又は単に自発光輝度と称する。
【００６７】
【数９】
2008241413.tif 000011
【００６８】
εs：スラブ２１の放射率
Ｉb（Ｔm）：放射温度計１００で求められた発光輝度［Ｗ・ｍ-2・ｓｒ-1・μｍ-1］
Ｉb（Ｔij）：各ゾーンＡ〜Ｌから発光される外乱光輝度［Ｗ・ｍ-2・ｓｒ-1・μｍ-1］
Ｉo（Ｔo）：ゾーンＡ〜Ｌ以外の「天井面１３ａの領域」から発光された光に基づく外乱光輝度Ｉo（Ｔo）［Ｗ・ｍ-2・ｓｒ-1・μｍ-1］
θij：ゾーンＡ〜Ｌの代表点と温度測定中心点２１ａとを結ぶ直線と、温度測定中心点２１ａと放射温度計１００の入光面１００ａの中心１００ｂとを結ぶ直線とがなす角度［°］
Ａij：各ゾーンＡ〜Ｌの面積［ｍ2］
ρ´´（θij）：二方向性反射率
Ｔij：各ゾーンＡ〜Ｌの代表点の温度［Ｋ］
Ｔo：ゾーンＡ〜Ｌ以外の「天井面１３ａの領域」の温度［Ｋ］
【００６９】
尚、（１０）式において、右辺第１項が自発光輝度であり、右辺第２項がゾーンＡ〜Ｌ内からの迷光雑音による寄与分（全ゾーン迷光雑音輝度）であり、右辺第３項がゾーンＡ〜Ｌ外からの迷光雑音による寄与分（ゾーン外迷光雑音輝度）であり、これらを加算したものが左辺（放射温度計１００で得られる発光輝度）となる。
【００７０】
表面温度算出部３１１は、第３の発光輝度算出部３１０により計算された「スラブ２１自体より発せられる自発光輝度Ｉb（Ｔs）」と、放射率記憶部３０４に記憶された「スラブ２１の放射率εs」とを、以下の（１２）式に代入して、スラブ２１の被測定領域の表面温度Ｔs［Ｋ］を絶対温度で計算する。
【００７１】
【数１０】
2008241413.tif 000012
【００７２】
λ：放射温度計１００で検出される光の波長（本実施形態では、３．９［μｍ］）
Ｃ1、Ｃ2：物理定数
εsＩb（Ｔs）：スラブ２１自体より発せられる自発光輝度［Ｗ・ｍ-2・ｓｒ-1・μｍ-1］
【００７３】
表面温度表示部３１２は、表面温度算出部３１１で求められた「スラブ２１の被測定領域の表面温度Ｔs」を、表示装置４００に表示して、ユーザに報知する。
【００７４】
次に、図７のフローチャートを参照しながら、情報処理装置５００における処理動作の一例を説明する。
まず、ステップＳ１において、発光輝度取得部３０１は、放射温度計１００で求められた発光輝度Ｉb（Ｔm）の信号を取得するまで待機する。そして、放射温度計１００で求められた発光輝度Ｉb（Ｔm）の信号を取得すると、ステップＳ２に進む。ステップＳ２に進むと、発光輝度取得部３０１は、放射温度計１００で求められた発光輝度Ｉb（Ｔm）をＲＡＭに記憶させる。
【００７５】
次に、ステップＳ３において、熱電対温度取得部３０２は、１２個の熱電対２００ａ〜２００ｌで測定された温度Ｔijの信号を取得するまで待機する。そして、１２個の熱電対２００ａ〜２００ｌで測定された温度Ｔijの信号を取得すると、ステップＳ４に進む。ステップＳ４に進むと、熱電対温度取得部３０２は、１２個の熱電対２００ａ〜２００ｌで測定された温度ＴijをＲＡＭに記憶させる。このとき熱電対温度取得部３０２は、どの熱電対２００ａ〜２００ｌが測定した温度であるのかを識別できるようにして、その温度をＲＡＭに記憶させる。
【００７６】
次に、ステップＳ５において、第１の発光輝度算出部３０８は、熱電対温度取得部３０２により取得された温度Ｔijに基づいて、各ゾーンＡ〜Ｌから発光される外乱光輝度Ｉb（Ｔij）を、（３）式を用いて算出する。
【００７７】
次に、ステップＳ６において、ゾーン単位迷光雑音輝度計算部３１３は、ゾーンＡ〜Ｌを識別するための変数ｉｊを「１」に設定する。尚、ここでは、変数ｉｊとして「１」〜「１２」が設定されると、夫々ゾーンＡ〜Ｌが指定されるようにしている。
次に、ステップＳ７において、ゾーン単位迷光雑音輝度計算部３１３は、変数ｉｊで指定されるゾーンのゾーン内迷光雑音パラメータを、パラメータ記憶部３０７から読み出す。
次に、ステップＳ８において、ゾーン単位迷光雑音輝度計算部３１３は、変数ｉｊで指定されるゾーンから発光される外乱光輝度Ｉb（Ｔij）を、ステップＳ５で第１の発光輝度算出部３０８により算出された外乱光輝度Ｉb（Ｔij）の中から取得する。そして、ゾーン単位迷光雑音輝度計算部３１３は、ステップＳ７で読み出したゾーン内迷光雑音パラメータと、第１の発光輝度算出部３０８から取得した外乱光輝度Ｉb（Ｔij）とを乗算して（（６）式を参照）、計算対象のゾーンから発光される光に基づく迷光雑音輝度（ゾーン毎の迷光雑音輝度）を算出する。
【００７８】
次に、ステップＳ９において、ゾーン単位迷光雑音輝度計算部３１３は、変数ｉｊが「１２」であるか否かを判定する。この判定の結果、変数ｉｊが「１２」でない場合には、全てのゾーンＡ〜Ｌについて迷光雑音輝度を算出していないので、ステップＳ１０に進み、変数ｉｊに「１」を加算する。そして、次のゾーンに対してステップＳ７〜Ｓ９の処理を行う。
【００７９】
一方、変数ｉｊが「１２」である場合には、全てのゾーンＡ〜Ｌについて迷光雑音輝度を算出したと判定し、ステップＳ１１に進む。ステップＳ１１に進むと、加算部３１４は、ステップＳ８で算出された「各ゾーンＡ〜Ｌの迷光雑音輝度」（ゾーン毎の迷光雑音輝度）を加算して、全てのゾーンＡ〜Ｌにおける迷光雑音輝度（全ゾーン迷光雑音輝度）を計算する（（７）式を参照）。
【００８０】
次に、ステップＳ１２において、第２の発光輝度算出部３０９は、熱電対２００ａ、２００ｄ、２００ｅ、２００ｈ〜２００ｌの温度の平均値を、ゾーンＡ〜Ｌ以外の「天井面１３ａの領域」の温度Ｔoとして算出する。そして、第２の発光輝度算出部３０９は、ゾーンＡ〜Ｌ以外の「天井面１３ａの領域」から発光された光に基づく外乱光輝度Ｉo（Ｔo）を、（８）式を用いて算出する。
【００８１】
次に、ステップＳ１３において、第３の発光輝度算出部３１０は、パラメータ記憶部３０７に記憶されたゾーン外迷光雑音パラメータを読み出す（（５）式を参照）。そして、第３の発光輝度算出部３１０は、読み出したゾーン外迷光雑音パラメータと、ステップＳ１２で算出された「ゾーンＡ〜Ｌ以外の「天井面１３ａの領域」から発光された光に基づく外乱光輝度Ｉo（Ｔo）」とを乗算して、「ゾーンＡ〜Ｌ以外の「天井面１３ａの領域」から発光された光に基づく迷光雑音輝度」（ゾーン外迷光雑音輝度）を算出する。これにより、（９）式が算出される。
【００８２】
次に、ステップＳ１４において、第３の発光輝度算出部３１０は、放射率記憶部３０４に記憶された「スラブ２１の放射率εs」を読み出す。
次に、ステップＳ１５において、第３の発光輝度算出部３１０は、ステップＳ１１で算出された全ゾーン迷光雑音輝度（（１０）式の右辺第２項）と、ステップＳ１３で算出されたゾーン外迷光雑音輝度（（１０）式の右辺第３項））と、ステップＳ１４で読み出された「スラブ２１の放射率εs」と、ステップＳ２で記憶された「放射温度計１００で求められた発光輝度Ｉb（Ｔm）」とを、（１０）式（又は（１１）式）に代入して、スラブ２１自体より発せられる自発光輝度εsＩb（Ｔs）を算出する。
【００８３】
次に、ステップＳ１６において、表面温度算出部３１１は、ステップＳ１５で算出された「スラブ２１自体より発せられる自発光輝度εsＩb（Ｔs）」と、ステップＳ１４で読み出された「スラブ２１の放射率εs」とを、（１２）式に代入して、スラブ２１の被測定領域の表面温度Ｔs［Ｋ］を絶対温度で算出する。
次に、ステップＳ１７において、表面温度表示部３１２は、ステップＳ１６で算出された「スラブ２１の被測定領域の表面温度Ｔs」を、表示装置４００に表示して、ユーザに報知する。
【００８４】
ここで、本実施形態では、表面温度が、７００［℃］以上、好ましくは９００［℃］以上となっているスラブ２１からの光を、放射温度計１００で検出するようにしている。このようにするのは、本願発明者らによって得られた次の知見を理由とするものである。
【００８５】
前述したように、加熱炉１０による加熱によって表面が酸化したスラブ２１の放射率εsは概ね０．８５で一定となるという知見を得た。しかしながら、この放射率εsは、完全に一定の値を有するというものではなく、ある程度バラつくものであり、この放射率εsの真の値を知ることはできない。そして、本願発明者らは、この放射率εsが０．８５±０．０２程度バラつくという知見を得た。
【００８６】
そこで、本願発明者らは、放射率の変動による測温誤差を計算によって調査した。まず、放射率を０．８５と仮定し、次に、実際の放射率が０．８３あるいは０．８７であったときに生じる測温誤差を、プランクの黒体放射理論式に基づき計算した。なお、この計算においては、天井面１３ａの温度分布は１２００［℃］で均一であるとした。図８は、スラブ２１の表面温度の算出値と真値との差（すなわち、測温誤差）を絶対値で表したものと、スラブ２１の表面温度の真値との関係の一例を示す図である。
【００８７】
図８において、グラフ９１は、実際の放射率εsが０．８７であったときの、スラブ２１の表面温度Ｔsの算出値と真値との誤差を示すグラフであり、グラフ９２は、実際の放射率εsが０．８３であったときの、表面温度Ｔsの算出値と真値との誤差を示すグラフである。これらのグラフ９１、９２から明らかなように、スラブの表面温度が７００［℃］以上であれば、放射率εsがバラつくことにより生じる「スラブ２１の表面温度の算出値と真値との誤差」を２０［℃］以下にすることができ、実用上十分な精度で、スラブ２１の表面温度Ｔsを算出することができる。更に、スラブの表面温度が９００［℃］以上であれば、放射率εsがバラつくことにより生じる「スラブ２１の表面温度の算出値と真値との誤差」を１０［℃］以下にすることができ、より高い精度で、スラブ２１の表面温度Ｔsを算出することができる。
【００８８】
以上のような理由から、本実施形態では、表面温度が、７００［℃］以上、好ましくは９００［℃］以上となっているスラブ２１からの光を、放射温度計１００が検出するようにしている。本実施形態の加熱帯１３を通過しているスラブ２１の表面温度は、７００［℃］以上となっている。したがって、図１に示すようにして放射温度計１００を設ければ、表面温度が、７００［℃］以上（好ましくは９００［℃］以上）となっているスラブ２１からの光を、放射温度計１００が検出することができる。尚、本実施形態では、放射温度計１００が検出する表面温度の範囲を、７００［℃］以上（好ましくは９００［℃］以上）、１１００［℃］以下としている。
【００８９】
以上のように本実施形態では、１２個の熱電対２００ａ〜２００ｌの設置位置に基づいて定まる十字状の領域を「熱電対２００の温度測定対象領域２１０」として定義すると共に、この熱電対２００の温度測定対象領域２１０を１２個に分割し、１２個のゾーンＡ〜Ｌを定義した。このとき、ゾーンＡ〜Ｌ内の温度が均一であると見なせるように（各ゾーンＡ〜Ｌの温度が、熱電対２００ａ〜２００ｌの温度と概ね同じであると見なせるように）、各ゾーンＡ〜Ｌの大きさを定義した。そして、ゾーンＡ〜Ｌ内については、夫々熱電対２００ａ〜２００ｌの温度を用いて、迷光雑音輝度をゾーン毎に求め、それらゾーン毎に求めた迷光雑音輝度を加算したものを、ゾーン全体の迷光雑音輝度として算出した。一方、ゾーンＡ〜Ｌ以外の天井面１３ａの領域については、熱電対２００ａ、２００ｄ、２００ｅ、２００ｈ〜２００ｌの温度の平均値を、ゾーンＡ〜Ｌ以外の「天井面１３ａの領域」の温度Ｔoとして用いて、迷光雑音輝度を一括して算出した。
【００９０】
以上のように、放射温度計１００に入光される迷光雑音の７０［％］程度に寄与している領域（熱電対２００の温度測定対象領域２１０）については、温度が均一であると見なせるゾーン毎に迷光雑音輝度を求めて、出来るだけ正確に迷光雑音輝度を求める。一方、それ以外の領域については、経験上妥当な範囲で適当に（大まかに）温度を設定して迷光雑音を求める。このようにすることによって、加熱炉１０の天井面１３ａ全体に熱電対２００を配置しなくても、スラブ２１の表面温度を、実用上十分な精度で求めることができる。また、ゾーン毎に迷光雑音輝度を求めるので、情報処理装置５００における計算負荷をより一層軽減することができる。
【００９１】
また、本実施形態では、加熱帯１３の上方から、加熱帯１３の天井面の一部に形成された孔１３ｂを通して、加熱帯１３内を搬送されるスラブ２１の表面を望む位置に、略３．９［μｍ］の波長を有する光のみを検出する放射温度計１００を設置する。これにより、放射温度計１００で求められる発光輝度に含まれる「バーナー火炎や燃焼ガスに基づく迷光雑音輝度」を、実用上無視しえる程度に低減することができる。
【００９２】
また、本実施形態では、温度測定中心点２１ａから、放射温度計１００の方向に広がる天頂角θが４５［°］の仮想の円錐４１があると見なした場合の、その仮想の円錐４１の内部の領域内に、「熱電対２００の温度測定対象領域２１０」が存在するように、１２個の熱電対２００ａ〜２００ｌを、加熱帯１３の天井面１３ａに概ね格子状に点在させるようにした。したがって、放射温度計１００に入光される迷光雑音の７０［％］程度に寄与している領域の温度分布を正確に求めることができる。よって、スラブ２１の被測定領域の表面温度Ｔsを、従来よりも高精度に且つ大きな計算負荷をかけることなく容易に求めることができる。
【００９３】
また、本実施形態では、スラブ２１の表面温度を測定する前に（オフラインで）、スラブ２１の放射率εsと、波長が３．９［μｍ］の光の二方向性反射率ρ´´（θ）とを得るようにした。そして、波長が３．９［μｍ］の光の二方向性反射率ρ´´（θ）については、スラブ２１の放射率εsが一定値となるという知見を利用して、相対値ではなく、実際の値で得るようにした。したがって、スラブ２１の放射率εs、及び二方向性反射率ρ´´（θ）を可及的に正確な値とすることができる。よって、スラブ２１の表面温度の算出精度をより向上させることができる。
【００９４】
また、本実施形態では、表面温度が、７００［℃］以上、好ましくは９００［℃］以上となっているスラブ２１からの光を、放射温度計１００を検出するようにした。したがって、放射率εsがバラつくことにより生じる測温誤差を、より低減することができる。よって、スラブ２１の表面温度の算出精度をより向上させることができる。
【００９５】
尚、本実施形態では、表面温度測定システムの適用対象の一例として、多帯式ウォーキングビーム式連続加熱炉１０を例に挙げて説明した。しかしながら、本実施形態の表面温度測定システムの適用対象は、多帯式ウォーキングビーム式連続加熱炉１０に限定されない。例えば、真空炉やラジアントチューブ炉等、加熱されている被測定物体が存在する炉であれば、ガス焚き加熱炉以外にも本実施形態の表面温度測定システムを適用することができる。ガス焚き加熱炉でない真空炉やラジアントチューブ炉に本実施形態の表面温度測定システムを適用した場合、「バーナー火炎や燃焼ガスに基づく迷光雑音輝度」の影響は無視できるほど小さい（又は存在しない）。したがって、ガス焚き加熱炉でない真空炉やラジアントチューブ炉等に本実施形態の表面温度測定システムを適用する場合には、３．９［μｍ］以外の波長を放射温度計１００が検出するようにしてもよい。
【００９６】
また、本実施形態では、加熱帯１３の天井面１３ａに熱電対２００を取り付けるようにしたが、加熱帯１３の天井面１３ａの温度を直接的又は間接的に測定することができれば、必ずしもこのようにしなくてもよい。例えば、加熱帯１３の天井に熱電対を埋め込むようにしてもよい。また、温度を測定するための手段として、必ずしも熱電対を用いる必要はない。
【００９７】
また、本実施形態のように、仮想の円錐４１の内部に入るように、１２個の熱電対２００ａ〜２００ｌを、加熱帯１３の天井面１３ａに概ね格子状に点在させるようにすれば（熱電対２００の温度測定対象領域２１０を設定するようにすれば）、熱電対２００を広範囲に設置する等の大掛かりな作業を行わずに、実用上十分な精度で、スラブ２１の被測定領域の表面温度Ｔsを求めることができ好ましい。しかしながら、必ずしもこのようにする必要はない。例えば、スラブ２１の被測定領域の表面温度Ｔsの算出精度をより一層向上させる必要がある場合には、（１）の右辺の値を０．７よりも大きくする必要がある。この場合には、天頂角θが４５［°］よりも大きな円錐の内部に入るように、加熱帯１３の天井面１３ａに熱電対２００を点在させるようにすることができる。
【００９８】
また、本実施形態では、ゾーンＡ〜Ｌの境界を、熱電対２００ａ〜２００ｌの中間位置としたが、必ずしもこのようにする必要はない。
更に、本実施形態では、ゾーンＡ〜Ｌの中心（重心）に熱電対２００ａ〜２００ｌが設置されるようにしたが、必ずしもこのようにする必要はない。このようにした場合、熱電対２００ａ〜２００ｌの温度を外挿したり、熱電対２００ａ〜２００ｌの温度に基づいて補間を行って必要な位置の温度を求めたりする等して、ゾーンＡ〜Ｌの代表点（例えば中心位置又は重心位置）の温度を求めるようにしてもよい。
【００９９】
また、本実施形態のように、ゾーンＡ〜Ｌの形状を矩形とすれば、ゾーンＡ〜Ｌの面積Ａijの計算が簡便になるが、ゾーンＡ〜Ｌの形状は、矩形に限定されず、矩形以外の多角形、円形、扇形等とすることができる。
また、本実施形態では、熱電対２００を１［ｍ］間隔で規則的に設置するようにしたが、炉壁温度に分布が見られる位置に熱電対２００を設置していれば、必ずしも熱電対２００を規則的に設置する必要はない。例えば、温度分布の差が大きい領域については、熱電対２００の設置間隔を短くし、温度分布の差が小さい領域については、熱電対２００の設置間隔を長くすることができる。更に、熱電対２００の数、ゾーンＡ〜Ｌの数は、「１２」に限定されるものではない。
【０１００】
また、本実施形態では、仮想の円錐４１の頂点を、温度測定中心点２１ａとしたが、仮想の円錐４１の頂点を、スラブ２１の被測定領域内の任意の点、又はスラブ２１の被測定領域そのものとしてもよい。
【０１０１】
また、本実施形態のように、ゾーンＡ〜Ｌ以外の天井面１３ａの領域については、熱電対２００ａ、２００ｄ、２００ｅ、２００ｈ〜２００ｌの温度の平均値を、ゾーンＡ〜Ｌ以外の「天井面１３ａの領域」の温度Ｔoとして用いて、迷光雑音を一括して算出するようにすれば、加熱帯１３の天井面１３ａ全体に熱電対２００を配置しなくても、スラブ２１の表面温度を、実用上十分な精度で求めることができ、好ましい。しかしながら、必ずしもこのようにする必要はない。例えば、加熱帯１３の天井面１３ａ全体を、「熱電対２００の温度測定対象領域２１０」として定義し、加熱帯１３の天井面１３ａ全体に熱電対２００を点在させてもよい。また、加熱炉１０の操業条件によって、仮想の円錐４１の内部以外にも、迷光雑音の要因となる領域がある場合には、仮想の円錐４１の内部だけでなく、その迷光雑音の要因となる領域にも熱電対２００の温度測定対象領域２１０を定義してもよい。
【０１０２】
また、本実施形態のように、表面温度が、７００［℃］以上、好ましくは９００［℃］以上となっているスラブ２１からの光を、放射温度計１００を検出するようにすれば、スラブ２１の表面温度の算出精度をより向上させることができるので好ましい。しかしながら、スラブ２１の表面温度は、必ずしも、７００［℃］以上でなくてもよい。
【０１０３】
また、本実施形態では、放射温度計１００を用いて、自発光輝度を求める場合を例に挙げて説明したが、発光輝度を求めることができれば、必ずしも放射温度計を用いなくてもよい。例えば、分光輝度計を用いることができる。
【０１０４】
また、本実施形態では、１２個の熱電対２００ａ〜２００ｌの設置位置として、熱電対２００ａ〜２００ｌが属するゾーンＡ〜Ｌの位置を記憶するようにしたが、孔１３ｂの中心を原点とするｘｙ座標を、１２個の熱電対２００ａ〜２００ｌの設置位置として記憶してもよい。
また、本実施形態では、放射温度計１００で発光輝度を求めるようにしたが、必ずしもこのようにする必要はなく、情報処理装置５００が、放射温度計１００で求められた温度から、プランクの法則に基づいて、発光輝度を算出するようにしてもよい。このようにした場合には、発光輝度測定手段が情報処理装置５００内に設けられることになる。
【０１０５】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。前述した第１の実施形態では、ゾーンＡ〜Ｌの数と、熱電対２００の設置数とが同じである場合を例に挙げて説明した。これに対し、本実施形態では、ゾーンＡ〜Ｌを更に分割し、熱電対２００の設置数よりも多い数のゾーンを定義するようにしている。したがって、本実施形態と第１の実施形態とは、ゾーンの定義の方法と、各ゾーンの代表点の温度Ｔijの決定方法とが主として異なる。したがって、本実施形態の説明において、前述した第１の実施形態と同一の部分については、例えば、図１〜図８付した符号と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【０１０６】
図９は、加熱帯１３に取り付けられている熱電対２００ａ〜２００ｌの様子の概略を示す図である。尚、図９は、図２（ａ）と同様に、熱電対２００ａ〜２００ｌが取り付けられている部分を斜め上方から見た斜視図である。
図９に示すように、本実施形態でも、第１の実施形態と同様にして、１２個の熱電対２００ａ〜２００ｌを、加熱帯１３の天井面１３ａに取り付けている。更に、熱電対２００の温度測定対象領域２１０も、第１の実施形態と同様にして定義する。
【０１０７】
前述した第１の実施形態では、熱電対２００の温度測定対象領域２１０を１２個に分割して１２個のゾーンＡ〜Ｌを定義したが、本実施形態では、１２個のゾーンＡ〜Ｌを、熱電対２００の設置位置を共有する４つの矩形のゾーンに更に分割して、総計４８個の矩形状のゾーンを定義する。図９に示す例では、例えば、ゾーンＡを、４つのゾーンＡ１〜Ａ４に分割し、ゾーンＬを、４つのゾーンＬ１〜Ｌ４にするようにしている（尚、図９では、表示の都合上、ゾーンＡ１〜Ａ４、Ｌ１〜Ｌ４についてのみ符号を付している）。本実施形態では、このようにして、熱電対２００の温度測定対象領域２１０を分割して、熱電対２００の設置数よりも多い数のゾーンＡ１〜Ｌ４を定義するようにしている。尚、これらゾーンＡ１〜Ｌ４は、同じ大きさを有している。
【０１０８】
このようにした場合、各ゾーンＡ１〜Ｌ４の代表点（例えば中心点）の温度Ｔijとして、熱電対２００ａ〜２００ｌの温度をそのまま用いると、スラブ２１の表面温度Ｔsの算出精度が低下する。そこで、本実施形態では、熱電対２００ａ〜２００ｌの温度に基づいて、各ゾーンＡ１〜Ｌ４の代表点の温度Ｔijを計算するようにしている。
【０１０９】
具体的に説明すると、例えば、一番外側にあるゾーン（例えば、ゾーンＡ１〜Ａ３、ゾーンＬ２〜Ｌ４）については、そのゾーンの中心を通る対角線上にある２つの熱電対２００の温度と、それら２つの熱電対２００の設置位置とにより定まる関数（直線）を外挿して、そのゾーンの代表点（中心点）の温度Ｔijを求めるようにする。例えば、ゾーンＡ１については、熱電対２００ａ、２００ｆ（又は２００ｌ）の温度と、熱電対２００ａ、２００ｆ（又は２００ｌ）の設置位置とにより定まる関数を求め、求めた関数を外挿して、ゾーンＡ１の代表点（中心点）に対応する温度を求め、求めた温度を、ゾーンＡ１の代表点の温度Ｔijとする。同様に、ゾーンＡ２については、熱電対２００ａ、２００ｉの温度と、熱電対２００ａ、２００ｉの設置位置とにより定まる関数を求め、求めた関数を外挿して、ゾーンＡ２の代表点（中心点）に対応する温度を求め、求めた温度を、ゾーンＡ２の代表点の温度Ｔijとする。
【０１１０】
一方、一番外側にあるゾーン以外のゾーン（例えば、ゾーンＡ４、ゾーンＬ１）については、そのゾーンの中心を通る対角線上にある２つの熱電対２００の温度に基づいて補間を行って、ゾーンの代表点（例えば中心点）の温度Ｔijを計算するようにしている。
具体的に説明すると、例えば、計算対象のゾーンの中心を通る対角線上にある２つの熱電対２００の温度と、それら２つの熱電対２００の設置位置とにより定まる関数（直線）を求め、求めた関数から、各ゾーンの代表点（中心点）に対応する温度を求め、求めた温度を各ゾーンの代表点の温度Ｔijとする。
【０１１１】
より具体的に説明すると、例えば、ゾーンＡ４については、２つの熱電対２００ａ、２００ｆ（又は２００ｌ）の温度と、それら２つの熱電対２００ａ、２００ｆ（又は２００ｌ）の設置位置とにより定まる関数を求め、求めた関数から、ゾーンＡ４の代表点（中心点）に対応する温度を求め、求めた温度をゾーンＡ４の代表点の温度Ｔijとする。同様に、ゾーンＬ１については、熱電対２００ｌ、２００ｆ（又は２００ａ）の温度と、熱電対２００ｌ、２００ｆ（又は２００ａ）の設置位置とにより定まる関数を求め、求めた関数から、ゾーンＬ１の代表点（中心点）に対応する温度を求め、求めた温度をゾーンＬ１の代表点の温度Ｔijとする。
【０１１２】
第１の発光輝度算出部３０８は、このようにして求められた各ゾーンＡ１〜Ｌ４の代表点の温度Ｔijに基づいて、各ゾーンＡ１〜Ｌ４から発光される外乱光輝度Ｉb（Ｔij）を、（３）式を用いて算出する。
ゾーン単位迷光雑音輝度計算部３１３は、第１の発光輝度算出部３０８で算出された「各ゾーンＡ１〜Ｌ４の外乱光輝度Ｉb（Ｔij）」と、「各ゾーンＡ１〜Ｌ４のゾーン内迷光雑音パラメータ」とを乗算して、ゾーン毎の迷光雑音輝度を計算する。そして、加算部３１４は、ゾーン単位迷光雑音輝度計算部３１３が、ゾーン毎の迷光雑音輝度を、全てのゾーンＡ１〜Ｌ４について計算すると、それら全てのゾーンＡ１〜Ｌ４における「ゾーン毎の迷光雑音輝度」を加算して、全てのゾーンＡ１〜Ｌ４における迷光雑音輝度（全ゾーン迷光雑音輝度）を計算する。
【０１１３】
本実施形態において、図７のフローチャートにおける処理は、例えば、以下のように変更される。まず、図７のステップＳ４において、各ゾーンの代表点の温度Ｔijを、前述したように、熱電対２００ａ〜２００ｌの温度に基づいて算出し、算出した温度ＴijをＲＡＭに記憶するようにする。そして、ステップＳ９において、変数ｉｊが「１２」であるか否かを判定する代わりに、変数ｉｊが「４８」であるか否かを判定する。図９に示す例では、ゾーンＡ１〜Ｌ４の数が「４８」だからである。
【０１１４】
以上のように本実施形態では、温度測定対象領域２１０内に、熱電対２００の設置数よりも多い数のゾーンＡ１〜Ｌ４を定義し、それらゾーン毎に迷光雑音輝度を求めるようにした。したがって、第１の実施形態よりも、ゾーン毎の迷光雑音輝度の算出精度を向上させることが可能になる。
【０１１５】
尚、本実施形態では、ゾーンＡ〜Ｌを更に４つに分割して、熱電対２００の設置数よりも多い数のゾーンＡ１〜Ａ４を定義する場合を例に挙げて説明した。しかしながら、熱電対２００の設置数よりも多い数のゾーンを、温度測定対象領域２１０内に定義していれば、ゾーンの分け方や数は、前述したものに限定されない。また、ゾーンＡ１〜Ｌ４の代表点の温度は、熱電対２００ａ〜２００ｌの温度を用いて算出していれば、必ずしも前述した方法で求めなくてもよい。
また、本実施形態においても、第１の実施形態で説明した種々の変形例を採ることができる。
【０１１６】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。前述した第１の実施形態では、１２個の熱電対２００ａ〜２００ｌの設置位置に基づいて定まる温度測定対象領域２１０内にゾーンＡ〜Ｌを定義した場合を例に挙げて説明した。これに対し、本実施形態では、温度測定対象領域２１０内だけでなく、温度測定対象領域２１０外にもゾーンを定義するようにしている。したがって、本実施形態と第１の実施形態とは、ゾーンの定義の方法と、各ゾーンの代表点の温度Ｔijの決定方法とが主として異なる。したがって、本実施形態の説明において、前述した第１の実施形態と同一の部分については、例えば、図１〜図８に付した符号と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【０１１７】
図１０は、加熱帯１３に取り付けられている熱電対２００ａ〜２００ｌの様子の概略を示す図である。尚、図１０は、図２（ａ）と同様に、熱電対２００ａ〜２００ｌが取り付けられている部分を斜め上方から見た斜視図である。
図１０に示すように、本実施形態でも、第１の実施形態と同様にして、１２個の熱電対２００ａ〜２００ｌを、加熱帯１３の天井面１３ａに取り付けている。更に、熱電対２００の温度測定対象領域２１０も、第１の実施形態と同様にして定義する。
【０１１８】
前述した第１の実施形態では、熱電対２００の温度測定対象領域２１０を１２個に分割して１２個のゾーンＡ〜Ｌを定義したが、本実施形態では、１２個のゾーンＡ〜Ｌの他に、更に１２個のゾーンＭ〜Ｘを、温度測定対象領域２１０の外側に定義するようにしている。具体的に説明すると、温度測定対象領域２１０内に定義されているゾーンＡ〜Ｌのうち、外側にあるゾーンＡ、Ｄ、Ｅ、Ｈ〜Ｌと隣接する位置に、ゾーンＡ〜Ｌと同じ大きさの矩形状のゾーンＭ〜Ｘを定義するようにしている。
【０１１９】
このようにした場合、温度測定対象領域２１０内に定義されているゾーンＡ〜Ｌの代表点（例えば中心点）の温度Ｔijについては、第１の実施形態と同様に、熱電対２００ａ〜２００ｌの温度をそのまま用いることができる。これに対し、温度測定対象領域２１０外に定義されているゾーンＭ〜Ｘの代表点（例えば中心点）の温度Ｔijについては、熱電対２００ａ〜２００ｌの温度をそのまま用いると、スラブ２１の表面温度Ｔsの算出精度が低下する。そこで、本実施形態では、熱電対２００ａ〜２００ｌの温度に基づいて、各ゾーンＭ〜Ｘの代表点の温度Ｔijを計算するようにしている。
【０１２０】
具体的に説明すると、加熱帯１３の側方向（スラブ２１の搬送方向（図１０の矢印の方向）と垂直の方向）に並んでいる熱電対２００のうち、温度Ｔijを決定する対象となるゾーンに最も近い２つの熱電対２００の温度と、それら２つの熱電対２００の設置位置とにより定まる関数（直線）を外挿して、そのゾーンの代表点（中心点）の温度Ｔijを求めるようにする。例えば、ゾーンＱについては、熱電対２００ａ、２００ｅの温度と、熱電対２００ａ、２００ｅの設置位置とにより定まる関数を求め、求めた関数を外挿して、ゾーンＱの代表点（中心点）に対応する温度を求め、求めた温度を、ゾーンＱの代表点の温度Ｔijとする。同様に、ゾーンＵについては、熱電対２００ｉ、２００ｂの温度と、熱電対２００ｉ、２００ｂの設置位置とにより定まる関数を求め、求めた関数を外挿して、ゾーンＵの代表点（中心点）に対応する温度を求め、求めた温度を、ゾーンＵの代表点の温度Ｔijとする。
【０１２１】
尚、図１０に示した例では、ゾーンＭ〜Ｐについては、加熱帯１３の側方向（スラブ２１の搬送方向（図１０の矢印の方向）と垂直の方向）に並んでいる熱電対２００が存在しない。そこで、本実施形態では、このようなゾーンＭ〜Ｐについては、スラブ２１の搬送方向（図１０の矢印の方向）に並んでいる熱電対２００のうち、最も近い２つの熱電対２００の温度と、それら２つの熱電対２００の設置位置とにより定まる関数（直線）を外挿して、そのゾーンの代表点（中心点）の温度Ｔijを求めるようにする。例えば、ゾーンＭについては、熱電対２００ａ、２００ｂの温度と、熱電対２００ａ、２００ｂの設置位置とにより定まる関数を求め、求めた関数を外挿して、ゾーンＭの代表点（中心点）に対応する温度を求め、求めた温度を、ゾーンＭの代表点の温度Ｔijとする。
【０１２２】
第１の発光輝度算出部３０８は、ゾーンＡ〜Ｌについては、第１の実施形態と同様に、熱電対２００ａ〜２００ｌの温度を、各ゾーンＡ〜Ｌの代表点の温度Ｔijとして、各ゾーンＡ〜Ｌから発光される外乱光輝度Ｉb（Ｔij）を、（３）式を用いて算出する。更に、第１の発光輝度算出部３０８は、ゾーンＭ〜Ｘについては、以上のようにして求めた各ゾーンＭ〜Ｘの代表点の温度Ｔijに基づいて、各ゾーンＭ〜Ｘから発光される外乱光輝度Ｉb（Ｔij）を、（３）式を用いて算出する。
【０１２３】
ゾーン単位迷光雑音輝度計算部３１３は、第１の発光輝度算出部３０８で算出された「各ゾーンＡ〜Ｘの外乱光輝度Ｉb（Ｔij）」と、迷光雑音パラメータ計算部３１６で得られた「各ゾーンＡ〜Ｘのゾーン内迷光雑音パラメータ」とを乗算して、各ゾーンＡ〜Ｘから発光される光に基づく迷光雑音輝度を（ゾーン毎の迷光雑音輝度）計算する。
加算部３１４は、ゾーン単位迷光雑音輝度計算部３１３が、ゾーン毎の迷光雑音輝度を、全てのゾーンＡ〜Ｘについて計算すると、それら全てのゾーンＡ〜Ｘにおける「ゾーン毎の迷光雑音輝度」を加算して、全てのゾーンＡ〜Ｘにおける迷光雑音輝度（全ゾーン迷光雑音輝度）を計算する。
【０１２４】
本実施形態において、図７のフローチャートにおける処理は、例えば、以下のように変更される。まず、図７のステップＳ４において、ゾーンＡ〜Ｌについては、熱電対２００ａ〜２００ｌの温度を、各ゾーンＡ〜Ｌの代表点の温度ＴijとしてＲＡＭに記憶する。そして、ゾーンＭ〜Ｘについては、前述したように、熱電対２００ａ〜２００ｌの温度に基づいて算出し、算出した温度を、各ゾーンＭ〜Ｘの代表点の温度ＴijとしてＲＡＭに記憶する。そして、ステップＳ９において、変数ｉｊが「１２」であるか否かを判定する代わりに、変数ｉｊが「４８」であるか否かを判定する。図１０に示す例では、ゾーンＡ１〜Ｌ４の数が「４８」だからである。
【０１２５】
以上のように本実施形態では、温度測定対象領域２１０内にゾーンＡ〜Ｌを定義することに加え、温度測定対象領域２１０外にもゾーンＭ〜Ｘを定義し、それらゾーンＡ〜Ｘ毎に迷光雑音輝度を求めるようにした。したがって、第１の実施形態よりも、ゾーン毎の迷光雑音輝度の算出精度を向上させることが可能になる。
【０１２６】
尚、本実施形態では、温度測定対象領域２１０内に定義されているゾーンＡ〜Ｌのうち、外側にあるゾーンＡ、Ｄ、Ｅ、Ｈ〜Ｌと隣接する位置に、ゾーンＡ〜Ｌと同じ大きさの矩形状のゾーンＭ〜Ｘを、温度測定対象領域２１０外のゾーンとして定義する場合を例に挙げて説明した。しかしながら、温度測定対象領域２１０外のゾーンを定義する方法は、前述したものに限定されない。例えば、ゾーンＭ〜Ｘの外側にもゾーンを定義するようにしてもよい。また、ゾーン全体で矩形となるようにソーンを定義するようにしてもよい。また、温度測定対象領域２１０外のゾーンも、温度測定対象領域２１０内のゾーンと同様に、大きさや形状等を自由に定義することができる。
更に、本実施形態では、熱電対２００の設置数よりも多い数のゾーンＡ〜Ｘを定義したが、熱電対２００の設置数とゾーンの数を同じにしてもよい。このようにする場合には、温度測定対象領域２１０の境界線を跨ぐゾーンが定義されることになる。
【０１２７】
また、本実施形態においても、第１の実施形態で説明した種々の変形例を採ることができる。
更に、第２の実施形態のようにして、温度測定対象領域２１０内に、熱電対２００の設置数よりも多い数のゾーンＡ１〜Ａ４を定義した上で、本実施形態のように、温度測定対象領域２１０外にゾーンを定義するようにしてもよい。
【０１２８】
また、本実施形態では、例えば、加熱帯１３の側方向に並んでいる熱電対２００のうち、温度Ｔijを決定する対象となるゾーンに最も近い２つの熱電対２００の温度と、それら２つの熱電対２００の設置位置とにより定まる関数（直線）を外挿して、そのゾーンの代表点（中心点）の温度Ｔijを求めるようにした。しかしながら、ゾーンの代表点（中心点）の温度Ｔijを求める方法はこのようなものに限定されない。例えば、計算対象のゾーンの中心を通る対角線上にある２つの熱電対２００の温度と、それら２つの熱電対２００の設置位置とにより定まる関数（直線）を外挿して、そのゾーンの代表点（中心点）の温度Ｔijを求めるようにしてもよい。
【０１２９】
図１１は、前述した第１〜第３の実施形態の表面温度測定システムにより算出された「スラブ２１の被測定領域の表面温度Ｔs」と、スラブ２１の表面に取り付けられた熱電対で測定された「スラブ２１の被測定領域の表面温度」との関係の一例を示す図である。図１１では、比較例として、加熱帯１３の天井面１３ａの温度が一様であるとして、（１０）式〜（１２）式の計算を行うことにより得られた「スラブ２１の被測定領域の表面温度」も併せて示している。
【０１３０】
図１１において、第１〜第３の実施形態の表面温度測定システムにより算出された「スラブ２１の被測定領域の表面温度Ｔs」（◆、□、△）と、スラブ２１の表面に取り付けられた熱電対で測定された「スラブ２１の被測定領域の表面温度」を表すグラフ１１０１との差は、絶対値で１０［℃］以下であった。このことから、本実施形態の表面温度測定システムにより算出された「スラブ２１の被測定領域の表面温度Ｔs」は、実用上十分な精度を有していることが分かる。
【０１３１】
これに対して、「加熱帯１３の天井面１３ａの温度が、炉温制御用に既設の炉温計１点の値で一様であるとして得られたスラブ２１の被測定領域の表面温度」（×）と、スラブ２１の表面に取り付けられた熱電対で測定された「スラブ２１の被測定領域の表面温度」を表すグラフ１１０１との差は、絶対値で３０［℃］〜５０［℃］程度あった。このことから、迷光雑音の原因となる加熱帯１３の天井面１３ａの温度を一定としてスラブ２１の表面温度を計算する手法では、実用上要求される精度を得ることが困難であるということが分かる。
【０１３２】
更に、第２の実施形態の表面温度測定システムにより算出された「スラブ２１の被測定領域の表面温度Ｔs」（□）は、第１の実施形態の表面温度測定システムにより算出された「スラブ２１の被測定領域の表面温度Ｔs」（◆）よりも、１〜２［℃］高い精度で算出された。また、第３の実施形態の表面温度測定システムにより算出された「スラブ２１の被測定領域の表面温度Ｔs」（△）は、第１の実施形態の表面温度測定システムにより算出された「スラブ２１の被測定領域の表面温度Ｔs」（◆）よりも、２〜３［℃］高い精度で算出された。
【０１３３】
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。前述した第１〜第３の実施形態では、放射温度計１００と、複数の熱電対２００との組みを、加熱帯１３に１組み設け、１つの被測定領域における表面温度Ｔsを求める場合について説明した。これに対し、本実施形態では、放射温度計と、１２個の熱電対との組みを、加熱帯１３に３組み設け、情報処理装置において、３つの被測定領域における表面温度Ｔsを求めるようにしている。このように前述した第１〜第３の実施形態と、本実施形態とは、放射温度計と、１２個の熱電対との組み数と、情報処理装置５００の機能の一部とが主として異なる。従って、本実施形態の説明において、前述した第１の実施形態と同一の部分については、例えば、図１〜図１１に付した符号と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【０１３４】
図１２は、本実施形態の表面温度測定システムの適用対象の一例である多帯式ウォーキングビーム式連続加熱炉の概略構成の一例を示す図である。尚、図１２は、加熱炉１０を側方から見た図である。また、図１２では、多帯式ウォーキングビーム式連続加熱炉のうち、加熱帯１３の一部分（サイドバーナー１７ａ１、１７ａ２で加熱している部分）のみを示している。その他の部分の構成は、図１に示したものと同じである。
【０１３５】
図１２に示すように、本実施形態の表面温度測定システムは、放射温度計１０１〜１０３と、複数の熱電対２００と、情報処理装置５０１と、表示装置４０１とを備えて構成される。尚、本実施形態では、図２、図１０、図１１に示したようにして、加熱帯１３の天井面１３ａに熱電対２００が取り付けられているようにしている。したがって、図１２には、熱電対２００が現れない。また、本実施形態では、各放射温度計１０１〜１０３に対して、図２、図１０、図１１に示したような１２個の熱電対２００ａ〜２００ｌが夫々設けられている。
【０１３６】
放射温度計１０１〜１０３は、夫々、第１〜第３の実施形態で説明した放射温度計１００と同じ構成を有している。放射温度計１０１〜１０３は、その入光面１０１ａ〜１０３ａの中心１０１ｂ〜１０３ｂが、ウォーキングビームにおけるスラブ２１の１回当たりの搬送距離よりも短い所定の間隔となるように、スラブ２１の搬送方向（図１２の矢印の方向）に並べられている。そして、放射温度計１０１〜１０３は、夫々、加熱帯１３の上方から、加熱帯１３の天井面１３ａの一部に形成された孔１３ｂ１〜１３ｂ３を通して、加熱帯１３内を搬送されるスラブ２１の表面を望む位置に設置されている。
【０１３７】
また、本実施形態では、スラブ２１表面上の点であって、放射温度計１０１〜１０３の入光面１０１ａ〜１０３ａの中心１０１ｂ〜１０３ｂと正対する位置にある点２１ａ１〜２１ａ３から、放射温度計１０１〜１０３の方向に広がる天頂角θが４５［°］の仮想の円錐があると見なした場合に、その仮想の円錐の内部に入るように、１２個の熱電対２００ａ〜２００ｌが、加熱帯１３の天井面１３ａに３組取り付けられるようにしている。
【０１３８】
情報処理装置５０１は、３つの放射温度計１０１〜１０３で略同じタイミングで測定された発光輝度と、熱電対２００で測定された温度とを取得する。そして、情報処理装置５０１は、取得した発光輝度と温度とを用いて、前述した第１〜第３の実施形態と同様にして、３つの被測定領域の表面温度Ｔs［Ｋ］を算出する。更に情報処理装置５０１は、算出した被測定領域の表面温度Ｔsを用いて、加熱帯１３にあるスラブ２１の幅方向（搬送方向）の温度分布を算出し、算出した温度分布を表示装置４０１に表示させる。
【０１３９】
また、本実施形態では、ウォーキングビームは、スラブ２１の表面における略同一の領域が、３つの放射温度計１０１〜１０３における入光面１０１ａ〜１０３ａの中心１０１ｂ〜１０３ｂと正対するように、加熱炉１０内でスラブ２１を搬送させるようにする。例えば、図１２において、スラブ２１表面上の点２１ａ１を、放射温度計１０１における入光面１０１ａの中心１０１ｂと正対させる場合には、その点２１ａ１と略同じ位置が、放射温度計１０２、１０３における入光面１０２ａ、１０３ａの中心１０２ｂ、１０３ｂと正対するように、ウォーキングビームの動作を制御する。
【０１４０】
情報処理装置５０１は、このようなウォーキングビームの動作を示す搬送動作情報を予め取得して記憶しておく。そして、情報処理装置５０１は、スラブ２１の搬送が開始することを示す情報を搬送装置から入力した後、記憶しておいた搬送動作情報に従う所定のタイミングになると、そのタイミングで測定された発光輝度を取得する。これにより、スラブ２１の表面における略同一の領域に対して放射温度計１０１〜１０３が測定した発光輝度が得られる。また、情報処理装置５０１は、そのタイミングで熱電対２０１〜２０３が測定した温度を取得する。
次に、情報処理装置５０１は、取得した発光輝度と温度とを用いて、前述した第１〜第３の実施形態と同様にして、スラブ２１の略同一の被測定領域における表面温度Ｔs［Ｋ］を３回算出する。そして、情報処理装置５０１は、算出した被測定領域の表面温度Ｔsを用いて、加熱帯１３にあるスラブ２１の温度履歴を算出し、算出した温度履歴を表示装置４０１に表示させる。
【０１４１】
以上のように本実施形態では、スラブ２１の幅方向（搬送方向）における３つの被測定領域の表面温度Ｔsを算出して加熱帯１３におけるスラブ２１の幅方向の温度分布を算出すると共に、スラブ２１の略同一の被測定領域における表面温度Ｔs［Ｋ］を３回算出して加熱帯１３におけるスラブ２１の温度履歴を算出するようにした。したがって、第１〜第３の実施形態で説明した効果に加え、加熱帯１３におけるスラブ２１のより詳細な情報を得ることができ、加熱炉１０における操業をより高い精度で行うことができる。
【０１４２】
また、加熱帯１３におけるスラブ２１の温度履歴を算出することにより、スラブ２１の昇温速度を知ることができ、加熱炉１０における操業時間（すなわちスラブ２１の抽出時間）を可及的に正確に予測することができる。したがって、加熱炉１０における操業終了時刻と、次の工程（熱間圧延工程）における操業開始時刻とを可及的に正確に設定することができる。よって、加熱炉１０における工程と熱間圧延工程との間の時間を短く設定することができ、鋼板の生産性を向上させることができる。また、加熱温度履歴が、材質や品質に影響する鋼材については、その加熱温度履歴を含めた精細な品質管理を実現することができる。
尚、放射温度計１０１〜１０３の数と、熱電対２００との組数は、３つに限定されない。また、前述した第１〜第３の実施形態で説明した種々の変形例を採ることができる。
【０１４３】
（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。前述した第４の実施形態では、加熱帯１３において、放射温度計と、１２個の熱電対との組みを、スラブ２１の幅方向（搬送方向）に３組み設け、情報処理装置において、３つの被測定領域における表面温度Ｔsを求める場合について説明した。これに対し本実施形態では、放射温度計と、１２個の熱電対との組みを、スラブ２１の長手方向に３組み設けるようにする。このように前述した第４の実施形態と、本実施形態とは、放射温度計と、１２個の熱電対との組みの設置位置と、情報処理装置５０１の機能の一部とが主として異なる。従って、本実施形態の説明において、前述した第１〜第４の実施形態と同一の部分については、例えば、図１〜図１２に付した符号と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【０１４４】
図１３は、本実施形態の表面温度測定システムの適用対象の一例である多帯式ウォーキングビーム式連続加熱炉の概略構成の一例を示す図である。尚、図１３は、加熱炉１０の予熱帯１２側から加熱帯１３を見た図である。また、図１３では、多帯式ウォーキングビーム式連続加熱炉のうち、加熱帯１３の一部分のみを示している。その他の部分の構成は、図１に示したものと同じである。
【０１４５】
図１３に示すように、本実施形態の表面温度測定システムは、放射温度計１０４〜１０６と、複数の熱電対２００と、情報処理装置５０２と、表示装置４０２とを備えて構成される。尚、本実施形態では、図２、図１０、図１１に示したようにして、加熱帯１３の天井面１３ａに熱電対２００が取り付けられているようにしている。したがって、図１３には、熱電対２００が現れない。また、本実施形態では、各放射温度計１０４〜１０６に対して、図２、図１０、図１１に示したような１２個の熱電対２００ａ〜２００ｌが夫々設けられている。
【０１４６】
放射温度計１０４〜１０６は、夫々、第１〜第３の実施形態で説明した放射温度計１００と同じ構成を有している。放射温度計１０４〜１０６は、スラブ２１の長手方向（搬送方向に対して垂直方向）に並べられている。そして、放射温度計１０４〜１０６は、夫々、加熱帯１３の上方から、加熱帯１３の天井面１３ａの一部に形成された孔１３ｂ４〜１３ｂ６を通して、加熱帯１３内を搬送されるスラブ２１の表面を望む位置に設置されている。
【０１４７】
また、本実施形態では、スラブ２１表面上の点であって、放射温度計１０４〜１０６の入光面１０４ａ〜１０６ａの中心１０４ｂ〜１０６ｂと正対する位置にある点２１ａ４〜２１ａ６から、放射温度計１０４〜１０６の方向に広がる天頂角θが４５［°］の仮想の円錐があると見なした場合に、その仮想の円錐の内部に入るように、１２個の熱電対２００が、加熱帯１３の天井面１３ａに３組取り付けられるようにしている。
【０１４８】
情報処理装置５０２は、３つの放射温度計１０４〜１０６で略同じタイミングで測定された発光輝度と、熱電対２００で測定された温度とを取得する。そして、情報処理装置５０２は、取得した発光輝度と温度とを用いて、前述した第１〜第３の実施形態と同様にして、３つの被測定領域の表面温度Ｔs［Ｋ］を算出する。更に情報処理装置５０２は、算出した被測定領域の表面温度Ｔsを用いて、加熱帯１３にあるスラブ２１の長手方向の温度分布を算出し、算出した温度分布を表示装置４０１に表示させる。
【０１４９】
以上のように本実施形態では、スラブ２１の長手方向における３つの被測定領域の表面温度Ｔsを算出して加熱帯１３におけるスラブ２１の長手方向の温度分布を算出するようにした。したがって、スラブ２１の先端部の表面温度Ｔsと、スラブ２１の尾端部の表面温度Ｔsとを、夫々略同時刻で求めることができ、その結果に応じて、先端部側及び尾端部側のサイドバーナー１７ａ、１７ｂとを独立して制御することができる。これにより、スラブ２１の長手方向における表面温度の偏差をより小さくすることができる。
【０１５０】
尚、放射温度計１０４〜１０６の数と、熱電対２００との組数は、３つに限定されない。また、前述した第１〜第３の実施形態で説明した種々の変形例を採ることができる。
【０１５１】
（第６の実施形態）
次に、本発明の第６の実施形態について説明する。前述した第１〜第３の実施形態では、放射温度計１００と、複数の熱電対２００との組みを、加熱帯１３に１組み設け、１つの被測定領域における表面温度Ｔsを求める場合について説明した。これに対し、本実施形態では、放射温度計と、１２個の熱電対との組みを、加熱帯１３と予熱帯１２とに夫々１組みずつ設け、情報処理装置において、２つの被測定領域における表面温度Ｔsを求めるようにする。このように前述した第１〜第５の実施形態と、本実施形態とは、放射温度計と、１２個の熱電対との組み数及び設置箇所と、情報処理装置５００〜５０２の機能の一部とが主として異なる。従って、本実施形態の説明において、前述した第１〜第３の実施形態と同一の部分については、例えば、図１〜図１３に付した符号と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【０１５２】
図１４は、本実施形態の表面温度測定システムの適用対象の一例である多帯式ウォーキングビーム式連続加熱炉の概略構成の一例を示す図である。尚、図１４は、加熱炉１０を側方から見た図である。
【０１５３】
図１４に示すように、本実施形態の表面温度測定システムは、放射温度計１００、１０７と、複数の熱電対２００と、情報処理装置５０３と、表示装置４０３とを備えて構成される。尚、本実施形態では、図２、図１０、図１１に示したようにして、加熱帯１３の天井面１３ａに熱電対２００が取り付けられているようにしている。更に、本実施形態では、予熱帯１２の天井面１２ａにも、図２、図１０、図１１に示したようにして、熱電対２００が取り付けられているようにしている。すなわち、本実施形態では、各放射温度計１００、１０７に対して、図２、図１０、図１１に示したような１２個の熱電対２００ａ〜２００ｌが夫々設けられている。したがって、図１３には、熱電対２００が現れない。
【０１５４】
第１〜第３の実施形態で説明したように、放射温度計１００は、加熱帯１３の上方から、加熱帯１３の天井面１３ａの一部に形成された孔１３ｂを通して、加熱帯１３内を搬送されるスラブ２１の表面を望む位置に設置されている。
放射温度計１０７は、第１の実施形態で説明した放射温度計１００と同じ構成を有している。放射温度計１０７は、予熱帯１２の上方から、予熱帯１２の天井面１２ａの一部に形成された孔１２ｂを通して、予熱帯１２内を搬送されるスラブ２１の表面を望む位置に設置されている。
【０１５５】
また、第１〜第３の実施形態で説明したように、スラブ２１表面上の点であって、放射温度計１００の入光面１００ａの中心１００ｂと正対する位置にある点２１ａ８から、放射温度計１００の方向に広がる天頂角θが４５［°］の仮想の円錐があると見なした場合に、その仮想の円錐の内部に入るように、１２個の熱電対２００ａ〜２００ｉが、加熱帯１３の天井面１３ａに取り付けられるようにしている。
一方、予熱帯１２の天井面１２ａには、放射温度計１０７の入光面１０７ａの中心１０７ｂと正対する位置にある点２１ａ７から、放射温度計１００の方向に広がる天頂角θが４５［°］の仮想の円錐があると見なした場合に、その仮想の円錐の内部に入るように、１２個の熱電対２００ａ〜２００ｌが取り付けられるようにしている。
【０１５６】
本実施形態では、ウォーキングビームは、スラブ２１の表面における略同一の領域が、２つの放射温度計１００、１０７における入光面１００ａ、１０７ａの中心１００ｂ、１０７ｂと正対するように、加熱炉１０内でスラブ２１を搬送させるようにする。例えば、図１４において、スラブ２１表面上の点２１ａ７を、放射温度計１０７における入光面１０７ａの中心１０７ｂと正対させる場合には、その点２１ａ７と略同じ位置が、放射温度計１００における入光面１００ａの中心１００ｂと正対するように、ウォーキングビームの動作を制御する。
【０１５７】
情報処理装置５０３は、このようなウォーキングビームの動作を示す搬送動作情報を予め取得して記憶しておく。そして、情報処理装置５０３は、スラブ２１の搬送が開始することを示す情報を搬送装置から入力した後、記憶しておいた搬送動作情報に従う所定のタイミングになると、そのタイミングで測定された発光輝度を取得する。これにより、スラブ２１の表面における略同一の領域に対して放射温度計１００、１０７が測定した発光輝度が得られる。また、情報処理装置５０３は、そのタイミングで熱電対２００が測定した温度を取得する。
【０１５８】
次に、情報処理装置５０３は、取得した発光輝度と温度とを用いて、前述した第１〜第３の実施形態と同様にして、スラブ２１の略同一の被測定領域における表面温度Ｔs［Ｋ］を２回算出する。そして、情報処理装置５０３は、算出した被測定領域の表面温度Ｔsを用いて、予熱帯１２及び加熱帯１３におけるスラブ２１の温度履歴を算出し、算出した温度履歴を表示装置４０３に表示させる。
【０１５９】
以上のように本実施形態では、スラブ２１の略同一の被測定領域における表面温度Ｔs［Ｋ］を、予熱帯１２と加熱帯１３とで２回算出してスラブ２１の温度履歴を算出するようにした。したがって、予熱帯１２から加熱帯１３に至るまでのスラブ２１の昇温速度を知ることができ、加熱炉１０における操業時間（すなわちスラブ２１の抽出時間）を正確に予測することができる。
【０１６０】
尚、本実施形態では、放射温度計と、１２個の熱電対との組みを、加熱帯１３と予熱帯１２とに２組み設けるようにしたが、必ずしもこのようにする必要はない。例えば、加熱帯１３と予熱帯１２に加え、均熱帯１４にも、放射温度計と、１２個の熱電対との組みを設けるようにしてもよい。また、加熱帯１３と均熱帯１４、又は予熱帯１２と均熱帯１４に、放射温度計と、１２個の熱電対との組みを設けるようにしてもよい。また、前述した第１〜第３の実施形態で説明した種々の変形例を採ることができる。更に、予熱帯１２と加熱帯１３の間や、加熱帯１３と均熱帯１４の間に、放射温度計と、１２個の熱電対との組みを設けるようにしてもよい。
更に、第４〜第６の実施形態のうち、少なくとも何れか２つの実施形態を組み合わせて、表面温度測定システムを構成することもできる。
また、第４の実施形態では、放射温度計１０１〜１０３と、熱電対２００との組みを、スラブ２１の幅方向に複数設け、第５の実施形態では、放射温度計計１０４〜１０６と、熱電対２００との組みを、スラブ２１の長手方向に複数設けた場合を例に挙げて説明したが、放射温度計と、１２個の熱電対との組みを、スラブ２１の任意の方向に複数設けることもできる。
尚、前述した第１〜第６の実施形態では、サイドバーナー１７を、スラブ２１よりも下側に設けた場合を例に挙げて説明したが、サイドバーナー１７を、スラブ２１よりも上側に設けてもよい。
【０１６１】
以上説明した本発明の実施形態は、コンピュータがプログラムを実行することによって実現することができる。また、プログラムをコンピュータに供給するための手段、例えばかかるプログラムを記録したＣＤ−ＲＯＭ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体、又はかかるプログラムを伝送する伝送媒体も本発明の実施形態として適用することができる。また、上記プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体などのプログラムプロダクトも本発明の実施の形態として適用することができる。上記のプログラム、コンピュータ読み取り可能な記録媒体、伝送媒体及びプログラムプロダクトは、本発明の範疇に含まれる。
また、前述した実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１６２】
【図１】本発明の第１の実施形態を示し、表面温度測定システムの適用対象の一例である多帯式ウォーキングビーム式連続加熱炉の概略構成の一例を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態を示し、加熱帯に取り付けられている熱電対の様子の概略を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態を示し、１２個の熱電対が取り付けられる範囲の一例を説明する図である。
【図４】本発明の第１の実施形態を示し、波長が３．９［μｍ］の光の入射角（天頂角）と、その光の二方向性反射率の相対値との関係の一例を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施形態を示し、情報処理装置の機能構成の一例を示すブロック図である。
【図６】本発明の第１の実施形態を示し、パラメータ記憶部の記憶内容の一例を示す図である。
【図７】本発明の第１の実施形態を示し、情報処理装置における処理動作の一例を説明するフローチャートである。
【図８】本発明の第１の実施形態を示し、スラブの表面温度の算出値と真値との差を絶対値で表したものと、スラブの表面温度の真値との関係の一例を示す図である。
【図９】本発明の第２の実施形態を示し、加熱帯に取り付けられている熱電対の様子の概略を示す図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態を示し、加熱帯に取り付けられている熱電対の様子の概略を示す図である。
【図１１】本発明の第１〜第３の実施形態を示し、表面温度測定システムにより算出された「スラブの被測定領域の表面温度」と、スラブの表面に取り付けられた熱電対で測定された「スラブの被測定領域の表面温度」との関係の一例を示す図である。
【図１２】本発明の第４の実施形態を示し、表面温度測定システムの適用対象の一例である多帯式ウォーキングビーム式連続加熱炉の概略構成の一例を示す図である。
【図１３】本発明の第５の実施形態を示し、表面温度測定システムの適用対象の一例である多帯式ウォーキングビーム式連続加熱炉の概略構成の一例を示す図である。
【図１４】本発明の第６の実施形態を示し、表面温度測定システムの適用対象の一例である多帯式ウォーキングビーム式連続加熱炉の概略構成の一例を示す図である。
【符号の説明】
【０１６３】
１０  加熱炉
１１  非燃焼帯
１２  予熱帯
１２ａ  天井面
１２ｂ  天井面に形成された孔
１３  加熱帯
１３ａ  天井面
１３ｂ  天井面に形成された孔
１３ｃ  天井面の任意の点
１４  均熱帯
１５  軸流バーナー
１６  ルーフバーナー
１７  サイドバーナー
２１  スラブ
２１ａ  温度測定中心点
４１  仮想の円錐
９１  実際の放射率が０．８７であったときの、スラブの表面温度の算出値と真値との誤差を示すグラフ
９２  実際の放射率が０．８３であったときの、スラブの表面温度の算出値と真値との誤差を示すグラフ
１００〜１０７  放射温度計
１００ａ〜１０７ａ  放射温度計の入光面
１００ｂ〜１０７ｂ  放射温度計の入光面の中心
２００  熱電対
３０１  発光輝度取得部
３０２  熱電対温度取得部
３０３  熱電対位置記憶部
３０４  放射率記憶部
３０５  二方向性反射率導出部
３０６  パラメータ算出部
３０７  パラメータ記憶部
３０８  第１の発光輝度算出部
３０９  第２の発光輝度算出部
３１０  第３の発光輝度算出部
３１１  表面温度算出部
３１２  表面温度表示部
４００〜４０３  表示装置
５００〜５０３  情報処理装置
θ  仮想の円錐の天頂角
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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