(57)【要約】【課題】放射温度計によって鋼板とロールとの間の楔部の温度を測定する際に、鋼板とロールとの間に温度差がある場合においても、鋼板の表面温度を正確に測定できるようにすること。【解決手段】予め測定したロール４の放射率と、第一の放射温度計５ａを用いて測定したロール４自身による放射エネルギーと、第二の放射温度計５ｂを用いて測定した鋼板３自身による放射エネルギーと、第三の放射温度計５ｃを用いて測定した鋼板３とロール４との間の楔部の多重反射放射エネルギーとから鋼板３の放射率を演算し、この鋼板３の放射率と前記鋼板３自身による放射エネルギーとから鋼板３の温度を演算する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多重反射を利用して放射温度計によって鋼板とロールとの間の楔部の温度を測定する鋼板の温度測定方法であって、予め測定したロールの放射率と、第一の放射温度計を用いて測定したロール自身による放射エネルギーと、第二の放射温度計を用いて測定した鋼板自身による放射エネルギーと、第三の放射温度計を用いて測定した鋼板とロールとの間の楔部の多重反射放射エネルギーとから鋼板の放射率を演算し、この鋼板の放射率と前記鋼板自身による放射エネルギーとから鋼板の温度を演算することを特徴とする鋼板の温度測定方法。
【請求項２】
多重反射を利用して放射温度計によって鋼板とロールとの間の楔部の温度を測定する鋼板の温度測定装置であって、ロール自身による放射エネルギーを測定する第一の放射温度計と、鋼板自身による放射エネルギーを測定する第二の放射温度計と、鋼板とロールとの間の楔部の多重反射放射エネルギーを測定する第三の放射温度計とを備え、さらに、予め測定したロールの放射率と、前記ロール自身による放射エネルギーと、前記鋼板自身による放射エネルギーと、前記多重反射放射エネルギーとから鋼板の放射率を演算し、この鋼板の放射率と前記鋼板自身による放射エネルギーとから鋼板の温度を演算する演算器を備えたことを特徴とする鋼板の温度測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば連続焼鈍炉等の炉内を走行する鋼板の温度を測定する鋼板の温度測定方法と温度測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、炉内その他において移動する鋼板の表面温度の測定には、非接触で温度を測定できる放射温度計が広く使用されており、特許文献１、２には、走行する鋼板の放射率の変動による測定誤差の変動を防止するために、鋼板とロールにより形成される楔部を測定対象とすることによって鋼板からの放射エネルギーを多重反射させて、見掛けの放射率を１に近づける方法が提案されている。
【０００３】
しかしながら、この方法においては、鋼板とロールとの間に温度差があると、この温度差が誤差要因になるという欠点があった。とくに、多品種を生産する連続ラインにおいて、温度設定変更時等に鋼板温度測定誤差を発生させていた。例えば、ヒートサイクルの変更で、鋼板温度が８００℃から８５０℃に変わった場合、ロールの温度が安定するまでに１０分前後かかる。このロール温度が安定するまでの鋼板温度測定誤差は２０℃から３０℃となると試算される。
【０００４】
また、トレース温度計のように鋼板の放射率および温度を同時に測定できる装置を使用すれば上記問題は解消するが、放射率および温度を同時に測定できる装置は非常に高価である。
【特許文献１】特開昭５５−１４１６４２号公報
【特許文献２】特開昭６０−７８３２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、放射温度計によって鋼板とロールとの間の楔部の温度を測定する際に、鋼板とロールとの間に温度差がある場合においても、鋼板の表面温度を正確に測定できる鋼板の温度測定方法および装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の温度測定方法は、多重反射を利用して放射温度計によって鋼板とロールとの間の楔部の温度を測定する鋼板の温度測定方法であって、予め測定したロールの放射率と、第一の放射温度計を用いて測定したロール自身による放射エネルギーと、第二の放射温度計を用いて測定した鋼板自身による放射エネルギーと、第三の放射温度計を用いて測定した鋼板とロールとの間の楔部の多重反射放射エネルギーとから鋼板の放射率を演算し、この鋼板の放射率と前記鋼板自身による放射エネルギーとから鋼板の温度を演算することを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の温度測定装置は、多重反射を利用して放射温度計によって鋼板とロールとの間の楔部の温度を測定する鋼板の温度測定装置であって、ロール自身による放射エネルギーを測定する第一の放射温度計と、鋼板自身による放射エネルギーを測定する第二の放射温度計と、鋼板とロールとの間の楔部の多重反射放射エネルギーを測定する第三の放射温度計とを備え、さらに、予め測定したロールの放射率と、前記ロール自身による放射エネルギーと、前記鋼板自身による放射エネルギーと、前記多重反射放射エネルギーとから鋼板の放射率を演算し、この鋼板の放射率と前記鋼板自身による放射エネルギーとから鋼板の温度を演算する演算器を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、放射エネルギーの実測値から鋼板の放射率を求め、この鋼板の放射率と実測した鋼板自身による放射エネルギーとから鋼板の温度を求めるようにしているので、炉内その他において移動する鋼板の表面温度を、鋼板とロールとの間に温度差がある場合においても正確に測定することができる。
【０００９】
本発明では標準品の放射温度計を使用するので、トレース温度計のように鋼板の放射率および温度を同時に測定できる装置を使用する場合に比べ、装置コストが格段に安価となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。
【００１１】
図１は本発明の温度測定装置の構成を示す斜視図、図２はその平面図、図３はその拡大側面図である。
【００１２】
この実施例は、本発明の温度測定装置を鋼板の熱処理炉に適用したものである。図１〜図３に示すように、熱処理炉１内を走行する鋼板３を支持するロール４の近傍に、第一の放射温度計５ａと第二の放射温度計５ｂと第三の放射温度計５ｃが配置されており、各放射温度計５ａ〜５ｃからの測定データは演算器８に入力されるようになっている。
【００１３】
第一の放射温度計５ａは、ロール４自身の放射エネルギーを測定するものである。この第一の放射温度計５ａの設置に当っては、第一の放射温度計５ａがロール４の中心に向くようにする。
【００１４】
第二の放射温度計５ｂは、鋼板３自身の放射エネルギーを測定するものである。この第二の放射温度計５ｂ設置に当っては、第二の放射温度計５ｂが鋼板３の面に対して垂直に向くようにし、測定する鋼板３の面は第三の放射温度計５ｃの測定面と同一側の面とする。
【００１５】
第三の放射温度計５ｃは、鋼板３とロール４との間の楔部の多重反射放射エネルギーを測定するものである。この第三の放射温度計５ｃは炉壁２に取り付けられ、楔部からの放射エネルギーが測定用管６および窓ガラス７を通過して第三の放射温度計５ｃに入るように設置される。楔部付近では図３に示すように多重反射が生じるが、第三の放射温度計５ｃは、見掛け上の放射率を１に近づけるようにロール４の軸芯に垂直な面に投影した放射エネルギーの入射角θが０〜２０度（好ましくは０〜１３度）なるように設置される。また、放射エネルギーの測定上、鋼板３とロール４は等温である方が望ましいことから、鋼板３がロール４から出てくる側の楔部を測定点に選定している。さらに、第三の放射温度計５ｃは、ロール４および鋼板３以外の放射エネルギー源の影響を受けない場所を選定して設置される。
【００１６】
次に、以上のように構成した温度測定装置による温度測定方法について説明する。
【００１７】
鋼板の温度は、予めオフラインにおいて測定したロール４の放射率と、第一の放射温度計５ａによって測定したロール４自身による放射エネルギーと、第二の放射温度計５ｂによって測定した鋼板３自身による放射エネルギーと、第三の放射温度計５ｃによって測定した鋼板３とロール４との間の楔部の多重反射放射エネルギーとを用いて演算器８によって演算処理することによって求められる。
【００１８】
具体的に説明すると、まず、各放射温度計５ａ〜５ｃによって測定される放射エネルギー、すなわち、各放射温度計５ａ〜５ｃが受ける放射エネルギーは以下の（１）〜（５）の式によって表される。
【００１９】
第一の放射温度計５ａが受けるロール４からの放射エネルギーＶＯＲ：
ＶＯＲ＝εＲ×Ｆ（ＴＲ）                                                  （１）
第二の放射温度計５ｂが受ける鋼板３からの放射エネルギーＶＯＳ：
ＶＯＳ＝εＳ×Ｆ（ＴＳ）                                                  （２）
第三の放射温度計５ｃが受ける鋼板３からの多重反射放射エネルギーＶＳ：
ＶＳ＝εＳ×Ｆ（ＴＳ）＋εＳ×Ｆ（ＴＳ）×（１−εＲ）×（１−εＳ）
＋εＳ×Ｆ（ＴＳ）×（１−εＲ）２×（１−εＳ）２＋…              （３）
第三の放射温度計５ｃが受けるロール４からの多重反射放射エネルギーＶＳ：
ＶＲ＝εＲ×Ｆ（ＴＲ）×（１−εＳ）＋εＲ×Ｆ（ＴＲ）×（１−εＳ）２×（１−εＲ）
＋εＲ×Ｆ（ＴＲ）×（１−εＳ）３×（１−εＲ）２＋…              （４）
第三の放射温度計５ｃが受ける全多重放射エネルギーＶ：
Ｖ＝ＶＳ＋ＶＲ
＝εＳ×Ｆ（ＴＳ）×｛１＋（１−εＲ）×（１−εＳ）＋（１−εＲ）２×（１−εＳ）２
＋・・｝
＋［εＲ×Ｆ（ＴＲ）×（１−εＳ）
×｛１＋（１−εＲ）×（１−εＳ）＋（１−εＲ）２×（１−εＳ）２＋｝］
＝｛ＶＯＳ＋ＶＯＲ×（１−εＳ）｝
×｛１＋（１−εＲ）×（１−εＳ）＋（１−εＲ）２×（１−εＳ）２＋…｝（５）
ここで、
鋼板温度                          ：ＴＳ
ロール温度                        ：ＴＲ
鋼板の放射率                      ：εＳ
ロールの放射率                    ：εＲ
鋼板温度での黒体放射エネルギー    ：Ｆ（ＴＳ）
ロール温度での黒体放射エネルギー  ：Ｆ（ＴＲ）
【００２０】
以上のように、第三の放射温度計５ｃが受ける全多重放射エネルギーＶを表す上記（５）式において、未知数は鋼板の放射率εＳだけであるので、トライアンドエラー方式で鋼板の放射率εＳを求めることができる。すなわち、上記（５）式において鋼板の放射率εＳを変化させ、その演算結果が第三の放射温度計５ｃによって測定した全多重放射エネルギーと合うような鋼板の放射率εＳを演算器８による演算処理によって求める。次に、演算器８によって、上記で求めた鋼板の放射率εＳと第二の放射温度計５ｂによって測定した鋼板３自身による放射エネルギーＶＯＳを上記（２）式に代入し、黒体放射エネルギーＦ（ＴＳ）を求める。この黒体放射エネルギーＦ（ＴＳ）と鋼板温度ＴＳとの関係はわかっているので、黒体放射エネルギーＦ（ＴＳ）が得られれば、一義的に鋼板温度ＴＳが得られる。
【００２１】
以上のように、本発明によれば、各放射エネルギーＶＯＲ，ＶＯＳ，Ｖの実測値から鋼板の放射率εＳを求め、この鋼板の放射率εＳと実測した鋼板自身による放射エネルギーＶＯＳとから鋼板の温度を求めるようにしているので、加熱された鋼板の温度測定がロール４の温度に影響を受けずに、容易かつ正確に行える。なお、本発明では鋼板の放射率εＳが材質、表面性状等の影響を受け変化するのに対し、ロールの放射率εＲは材質、表面性状が変わらないため一定としている。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明は、連続焼鈍炉等の炉内を走行する鋼板に限らず、ロールによって支持されながら走行するものであれば、如何なる鋼板の温度測定にも利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の温度測定装置の構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の温度測定装置の構成を示す平面図である。
【図３】本発明の温度測定装置の構成を示す拡大側面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  熱処理炉
２  炉壁
３  鋼板
４  ロール
５ａ  第一の放射温度計
５ｂ  第二の放射温度計
５ｃ  第三の放射温度計
６  測定用管
７  窓ガラス
８  演算器
【図１】
2005233790.tif 000003
【図２】
2005233790.tif 000004
【図３】
2005233790.tif 000005