(57)【要約】【課題】測定対象物とする対象物の取り得る温度範囲を１台の走査型放射温度計によって測定すること。【解決手段】温度測定システム８ａは、上位計算機９ａと走査型放射温度計１ａとが接続されて構成される。上位計算機９ａの測定レンジ決定処理部９１ａは、前回の温度測定処理の後であって次回の温度測定処理の前に、次回の温度測定処理で測定対象物とする対象物（鉄鋼材）の種類に基づいて次回の温度測定処理時における走査型放射温度計１ａの測定レンジを次回適用測定レンジとして決定し、決定した次回適用測定レンジを走査型放射温度計１ａに通知する。走査型放射温度計１ａの温度計測定部３ａは、走査型放射温度計１ａの測定レンジを次回適用測定レンジとして次回の温度測定処理を行い、測定対象物の温度を測定する。【選択図】図１３
2013250183.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定レンジ決定装置と走査型放射温度計とが接続されて構成された温度測定システムであって、
前記走査型放射温度計は、対象物の種類および処理順序を定めた処理計画情報に従って前記対象物を順次測定対象物とし、間欠的に温度測定処理を行って前記測定対象物の温度プロフィールを非接触で測定するものであり、
前記測定レンジ決定装置は、前回の温度測定処理の後であって次回の温度測定処理の前に、該次回の温度測定処理で測定対象物とする前記対象物の種類に基づいて前記次回の温度測定処理時における前記走査型放射温度計の測定レンジを次回適用測定レンジとして決定し、該決定した次回適用測定レンジを前記走査型放射温度計に通知する決定手段を備え、
前記走査型放射温度計は、前記走査型放射温度計の測定レンジを前記次回適用測定レンジとして前記次回の温度測定処理を行い、前記測定対象物の温度を測定する温度測定処理手段を備えることを特徴とする温度測定システム。
【請求項２】
前記走査型放射温度計は、検出素子として、広範囲の測定レンジが設定された高分解能測定用検出素子と、狭範囲の測定レンジが設定された低分解能測定用検出素子とを備え、
前記決定手段は、前記対象物の種類毎に低分解能測定の許否が設定された種類情報に基づいて、前記次回の温度測定処理で測定対象物とする前記対象物の種類が前記低分解能測定を許可する種類の場合は広範囲測定レンジ、許可しない種類の場合は狭範囲レンジを前記次回適用測定レンジとして決定し、
前記温度測定処理手段は、
前記高分解能測定用検出素子からの出力と、前記低分解能測定用検出素子からの出力とを切り替える切替手段と、
前記次回適用測定レンジが前記広範囲測定レンジの場合は前記切替手段を前記低分解能測定用検出素子の出力側に切り替える一方、前記次回適用測定レンジが前記狭範囲測定レンジの場合は前記切替手段を前記高分解能測定用検出素子の出力側に切り替える切替処理手段と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の温度測定システム。
【請求項３】
前記決定手段は、前記処理計画情報に含まれる全ての対象物の取り得る温度範囲を各々が所定の温度分解能を有する条件下で複数の測定レンジに区分し、該区分した測定レンジの中から、前記次回の温度測定処理で測定対象物とする前記対象物の種類に応じた測定レンジを前記次回適用測定レンジとして決定することを特徴とする請求項１に記載の温度測定システム。
【請求項４】
前記走査型放射温度計は、
筒状筐体の内部に集光レンズを収容し、前記測定対象物から放射された赤外光を受光するとともに、前記集光レンズによって前記測定対象物の温度測定点毎に分けて前記赤外光を集光する受光部と、
可撓性を有する細長筒体の内部に、前記測定対象物における複数の温度測定点の各々と一対一に対応する複数の光ファイバ群を束ねて収容し、前記複数の光ファイバ群によって前記温度測定点別に前記赤外光を伝送する伝送部と、
赤外光領域に感度を有する検出素子である固体撮像素子を有し、前記複数の光ファイバ群の各々と一対一に対応して前記固体撮像素子に配列された複数の画素に前記赤外光を受光して、前記温度測定点毎の前記赤外光の強度を検出する検出部と、
を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の温度測定システム。
【請求項５】
前記測定対象物は、溶接機によって溶接される鉄鋼材であり、
前記複数の光ファイバ群の配列方向は、前記鉄鋼材の溶接方向に対して垂直であることを特徴とする請求項４に記載の温度測定システム。
【請求項６】
前記受光部は、前記溶接機に取り付けられ、前記溶接機とともに前記鉄鋼材の溶接方向に沿って移動するとともに前記赤外光を受光することを特徴とする請求項５に記載の温度測定システム。
【請求項７】
前記複数の光ファイバ群の各々に含まれる複数の光ファイバは、前記鉄鋼材の溶接方向に千鳥状に配列されることを特徴とする請求項５または６に記載の温度測定システム。
【請求項８】
前記複数の光ファイバ群の各々に含まれる光ファイバの数は、前記固体撮像素子の画素サイズに応じて複数に設定されることを特徴とする請求項４〜７のいずれか１つに記載の温度測定システム。
【請求項９】
前記光ファイバの数は、前記固体撮像素子の１画素当たり１２本であることを特徴とする請求項８に記載の温度測定システム。
【請求項１０】
走査型放射温度計を用いて測定対象物の温度を測定する温度測定方法であって、
前記走査型放射温度計は、対象物の種類および処理順序を定めた処理計画情報に従って前記対象物を順次測定対象物とし、間欠的に温度測定処理を行って前記測定対象物の温度プロフィールを非接触で測定するものであり、
前回の温度測定処理の後であって次回の温度測定処理の前に、該次回の温度測定処理で測定対象物とする前記対象物の種類に基づいて前記次回の温度測定処理時における前記走査型放射温度計の測定レンジを次回適用測定レンジとして決定する決定工程と、
前記走査型放射温度計の測定レンジを前記次回適用測定レンジとして前記次回の温度測定処理を行い、前記測定対象物の温度を測定する測定工程と、
を含むことを特徴とする温度測定方法。
【請求項１１】
前記走査型放射温度計は、検出素子として、広範囲の測定レンジが設定された高分解能測定用検出素子と、狭範囲の測定レンジが設定された低分解能測定用検出素子とを備え、
前記決定工程は、前記対象物の種類毎に低分解能測定の許否が設定された種類情報に基づいて、前記次回の温度測定処理で測定対象物とする前記対象物の種類が前記低分解能測定を許可する種類の場合は広範囲測定レンジ、許可しない種類の場合は狭範囲レンジを前記次回適用測定レンジとして決定し、
前記測定工程は、前記広範囲測定レンジが前記次回適用測定レンジとして決定された場合は前記低分解能測定用検出素子の出力を用いる一方、前記狭範囲測定レンジが前記次回適用測定レンジとして決定された場合は前記高分解能測定用検出素子の出力を用いて、前記測定対象物の温度を測定することを特徴とする請求項１０に記載の温度測定方法。
【請求項１２】
前記決定工程は、前記処理計画情報に含まれる全ての対象物の取り得る温度範囲を各々が所定の温度分解能を有する条件下で複数の測定レンジに区分し、該区分した測定レンジの中から、前記次回の温度測定処理で測定対象物とする前記対象物の種類に応じた測定レンジを前記次回適用測定レンジとして決定することを特徴とする請求項１０に記載の温度測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走査型放射温度計を用いて測定対象物の温度を測定する温度測定システムおよび温度測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、測定対象物の温度プロフィールを非接触で測定する走査型放射温度計が知られている。この走査型放射温度計は、視野範囲内の熱放射エネルギー（以下、適宜「赤外光」ともいう。）を温度に変換するものであり、所定の走査方向に走査しながら温度を測定することで、測定対象物の温度プロフィールを取得している。
【０００３】
ところで、この走査型放射温度計のような放射温度計が測定可能な温度範囲（測定レンジ）は、要求される温度分解能に応じて一定の範囲に限られている。このため、測定対象物とする対象物の取り得る温度範囲（以下、「対象温度範囲」という。）が測定レンジよりも広い場合、１台の走査型放射温度計では、対象温度範囲の全域を測定できないという問題があった。
【０００４】
この種の問題を解決するための技術として、検出器の出力を測温範囲（測定レンジ）に応じたレベルに可変する可変手段をスイッチで切換選択することで、低温から高温までの測定を実現したものが知られている（特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公平６−６５９７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１では、切換選択される個々の測温範囲（測定レンジ）自体は固定であるため、測定しようとする温度範囲の全域がいずれの測定レンジにも含まれない場合は適正な温度測定ができず、測定対象物の温度範囲に柔軟に対応できないという問題があった。
【０００７】
また、特許文献１では、測定対象物の温度が切換選択される測温範囲（測定レンジ）のうちのどの範囲にあるのかを検出器からの出力信号に基づいて判定し、判定した測温範囲に従ってスイッチを切り換えている。このため、温度を測定するたびに出力信号から測定レンジを判定してスイッチを切換選択しなければならず、この間は待ち時間となって温度測定が中断される。したがって、上記のように走査方向に走査しながら温度を測定する走査型放射温度計によって温度を測定する場合、測定される温度をリアルタイムで監視する使用態様では、リアルタイム性が損なわれる事態が生じ得る。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、測定対象物とする対象物の取り得る温度範囲を１台の走査型放射温度計によって測定することができる温度測定システムおよび温度測定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記した課題を解決し、目的を達成するため、本発明に係る温度測定システムは、測定レンジ決定装置と走査型放射温度計とが接続されて構成された温度測定システムであって、前記走査型放射温度計は、対象物の種類および処理順序を定めた処理計画情報に従って前記対象物を順次測定対象物とし、間欠的に温度測定処理を行って前記測定対象物の温度プロフィールを非接触で測定するものであり、前記測定レンジ決定装置は、前回の温度測定処理の後であって次回の温度測定処理の前に、該次回の温度測定処理で測定対象物とする前記対象物の種類に基づいて前記次回の温度測定処理時における前記走査型放射温度計の測定レンジを次回適用測定レンジとして決定し、該決定した次回適用測定レンジを前記走査型放射温度計に通知する決定手段を備え、前記走査型放射温度計は、前記走査型放射温度計の測定レンジを前記次回適用測定レンジとして前記次回の温度測定処理を行い、前記測定対象物の温度を測定する温度測定処理手段を備えることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明にかかる温度測定方法は、走査型放射温度計を用いて測定対象物の温度を測定する温度測定方法であって、前記走査型放射温度計は、対象物の種類および処理順序を定めた処理計画情報に従って前記対象物を順次測定対象物とし、間欠的に温度測定処理を行って前記測定対象物の温度プロフィールを非接触で測定するものであり、前回の温度測定処理の後であって次回の温度測定処理の前に、該次回の温度測定処理で測定対象物とする前記対象物の種類に基づいて前記次回の温度測定処理時における前記走査型放射温度計の測定レンジを次回適用測定レンジとして決定する決定工程と、前記走査型放射温度計の測定レンジを前記次回適用測定レンジとして前記次回の温度測定処理を行い、前記測定対象物の温度を測定する測定工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、次回の温度測定処理で測定対象物とする対象物の種類に基づいて事前に走査型放射温度計の測定レンジを決定することができるので、測定対象物とする対象物の取り得る温度範囲を１台の走査型放射温度計によって測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、走査型放射温度計の構成例を示すブロック図である。
【図２】図２は、温度計測定部の構成例を示す模式図である。
【図３】図３は、走査型放射温度計を連続焼鈍ラインに設置した状態を示す模式図である。
【図４】図４は、図３の設置状態を受光部側から見た模式図である。
【図５】図５は、測定対象物である鉄鋼材を上面側から見た模式図である。
【図６】図６は、受光部の構成例を示す模式図である。
【図７】図７は、図６に示すＡ−Ａ矢視断面の模式図である。
【図８】図８は、検出部の構成例を示す模式図である。
【図９】図９は、固体撮像素子の画素群の一例を示す模式図である。
【図１０】図１０は、溶接部の温度プロフィール測定を説明する説明図である。
【図１１】図１１は、温度プロフィールの測定結果の一例を示す模式図である。
【図１２】図１２は、連続焼鈍ラインが処理対象とする鉄鋼材の板厚と溶接温度との関係を示す図である。
【図１３】図１３は、実施の形態１における温度測定システムの構成例を示すブロック図である。
【図１４】図１４は、溶接処理および温度測定処理の実行タイミングを示すタイミングチャートである。
【図１５】図１５は、実施の形態２における温度測定システムの構成例を示すブロック図である。
【図１６】図１６は、温度測定システムの処理手順を示すフローチャートである。
【図１７】図１７は、測定レンジ区分処理を説明する図である。
【図１８】図１８は、温度計設定テーブルのデータ構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明の温度測定システムおよび温度測定方法を実施するための形態について説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付して示している。
【００１４】
先ず、本実施の形態で用いる走査型放射温度計の基本構成について図１および図２を参照して説明する。図１は、走査型放射温度計１の構成例を示すブロック図である。また、図２は、走査型放射温度計１を構成する温度計測定部２の構成例を示す模式図である。
【００１５】
図１に示す走査型放射温度計１は、物体の熱放射エネルギー（赤外光）を捉えて温度測定を行うものであり、主な機能部として、温度計測定部２と、温度計処理部３と、温度計表示部４とを備える。なお、走査型放射温度計１は、この他にも、タッチパネルやボタンスイッチ等、温度測定に必要な操作等を入力するための入力装置等を適宜備えている。
【００１６】
温度計測定部２は、図２に示すように、測定対象物から放射される赤外光を受光する受光部５と、この受光部５が受光した赤外光を伝送する伝送部６と、この伝送部６が伝送した赤外光の強度を検出する検出部７とを備える。
【００１７】
受光部５は、可能な限り細径に形成された筒状の光学系であり、光学系の光軸を中心とする所定範囲の視野Ａ１を有する。この受光部５は、視野Ａ１内に捉えた測定対象物から赤外光を受光するとともに、伝送部６へ赤外光を集光する。
【００１８】
伝送部６は、測定対象物からの赤外光を伝送するためのものである。具体的には、伝送部６は、可撓性を有する細長筒体の内部に光ファイバ束を収容しており、光ファイバ束の先端面が受光部５の内部に接続され、光ファイバ束の後端面が検出部７と接続されている。この伝送部６は、受光部５の遊動等に合わせて自由に曲がり、内部の光ファイバ束によって受光部５から検出部７へ赤外光を伝送する。
【００１９】
検出部７は、測定対象物からの赤外光の強度を検出するためのものであり、光学系７１と、検出素子である固体撮像素子７２とを備える。光学系７１は、赤外光を集光または結像可能な複数のレンズを備える。固体撮像素子７２は、リニアアレイ型の例えばＳｉ半導体やＩｎＧａＡｓ化合物半導体等のＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等で実現され、赤外線領域に感度を有する画素群を備える。この検出部７において、光学系７１は、伝送部６によって伝送された赤外光を集光および結像し、固体撮像素子７２に受光させる。固体撮像素子７２は、光学系７１を介して画素群に赤外光を受け、この画素群内の画素毎に、受光した赤外光の強度を検出する。そして、固体撮像素子７２は、検出した赤外光の強度、すなわち熱放射エネルギー量を電圧値に変換し、得られた電圧値の電気信号を画素毎に出力する。
【００２０】
温度計処理部３は、走査型放射温度計１の動作に必要な各種データを保持するメモリを内蔵したマイクロコンピュータ等で構成される。メモリには、走査型放射温度計１を動作させ、この走査型放射温度計１が備える温度測定機能を実現するためのプログラムや、このプログラムの実行中に使用されるデータ等が予め記憶され、あるいは処理の都度一時的に記憶される。例えば、固体撮像素子７２が出力する電気信号の電圧値と温度との対応付けを設定した変換テーブルの他、走査型放射温度計１の動作環境を設定するのに必要な各種パラメータの値や、温度測定時に作成される温度プロフィール等が記憶される。そして、温度計処理部３は、メモリに保持されるプログラムやデータ等に基づいて走査型放射温度計１を構成する各部への指示やデータの転送等を行い、走査型放射温度計１の動作を統括的に制御して温度測定処理を行う。
【００２１】
この温度計処理部３は、検出部７によって検出された赤外光の強度を測定対象物の温度に変換する温度変換処理部３１を備える。この温度変換処理部３１は、固体撮像素子７２から入力される各画素の電圧値を温度に変換する。変換後の画素毎の温度は、後述する視野Ａ１内に捉えた測定対象物の各温度測定点における表面温度に相当する。このように温度変換処理部３１が画素毎に変換した各温度は、温度プロフィールとして温度計表示部４に随時表示されるようになっている。
【００２２】
温度計表示部４は、ＬＣＤやＥＬディスプレイ等の表示装置によって実現されるものであり、温度計処理部３の制御のもと、例えば測定対象物の温度プロフィール等を画面表示する。
【００２３】
このような走査型放射温度計１は、測定対象物の温度に応じた検出素子を採用したものを適宜選択して使用する。すなわち、走査型放射温度計１が捉える熱放射エネルギーは、温度が高いほど強く、波長帯域は短波長側へシフトする。したがって、高温測定時には、短波長側の検出素子や光学材料を採用したものを使用し、低温測定時は、長波長側の検出素子や光学材料を採用したものを使用する。
【００２４】
ここで、連続焼鈍ラインによって連続的に溶接される鉄鋼材を対象物とし、この鉄鋼材を順次測定対象物として温度測定を行う場合を例示して連続焼鈍ライン内における走査型放射温度計１の設置およびこの走査型放射温度計１の温度測定領域について詳細に説明する。図３は、走査型放射温度計１を連続焼鈍ラインに設置した状態を示す模式図である。図４は、図３の設置状態を受光部５側から見た模式図である。図５は、測定対象物である鉄鋼材を上面側から見た模式図である。なお、図４では、後述する溶接部１６上の温度測定領域を説明し易くするために、溶接機１０の装置本体１１および支持部１２の図示を省略している。
【００２５】
連続焼鈍ラインは、不図示の搬送装置によって所定の方向に順次搬送される鉄鋼材の先行材１４と後行材１５とを溶接機１０によって溶接することで通板し、その後焼鈍炉内を通過させて焼鈍するものである。図３では、この連続焼鈍ライン内の溶接機１０周辺の様子を模式的に図示しており、溶接機１０は、先行材１４の尾端と後行材１５の先端とを溶接・通板する。
【００２６】
ところで、この溶接機１０によって行われる鉄鋼材の溶接が不十分だと、後段の処理中に溶接部１６が破断する事態が生じ得る。溶接部１６が破断してしまうと操業を中断しなければならず、操業効率の低下を招く。このような溶接部１６の破断を回避するため、操業中は溶接の良否が監視されており、溶接不良を確認した場合には再溶接を行う等の処置が行われている。溶接不良の判定には、溶接部１６の温度を測定して熱不足を監視する方法がある。本例において連続焼鈍ライン内に設置される走査型放射温度計１は、この監視のためのものであり、走査型放射温度計１の連続焼鈍ライン内への設置は、溶接機１０に受光部５を取り付けることによって達成される。
【００２７】
溶接機１０は、駆動系等を内蔵した装置本体１１と、支持部１２と、一対の電極輪１３１，１３３とを備える。支持部１２は、視野Ａ１内に先行材１４と後行材１５との溶接部１６を捉える態様で受光部５を支持する。受光部５は、このように支持部１２に支持された態様で溶接機１０に取り付けられ、溶接機１０とともに溶接方向Ａ２（先行材１４および後行材１５の幅方向）に沿って移動しながら、溶接部１６およびその周辺部分から放射される赤外光を受光する。なお、支持部１２は、溶接部１６に対する受光部５の相対距離および相対角度等を調節できるような構造であることが望ましい。
【００２８】
電極輪１３１，１３３は、図３，４に示すように、先行材１４と後行材１５とを上下方向から挟み込むように押圧しつつ電力を印加するとともに、装置本体１１の駆動によって先行材１４および後行材１５を横切るように移動する。このようにして、電極輪１３１，１３３は、溶接方向Ａ２に沿って先行材１４の尾端と後行材１５の先端とを溶接し、先行材１４と後行材１５とを通板する。
【００２９】
ここで、先行材１４と後行材１５の溶接部１６に対し、図５に示すように、Ｘ軸およびＹ軸による直交２軸座標系を定義する。Ｙ軸は、溶接方向Ａ２に平行な軸であり、溶接部１６と一致する。溶接方向Ａ２は、先行材１４および後行材１５の幅方向とほぼ一致する。Ｘ軸は、溶接方向Ａ２に対して垂直な軸であり、先行材１４および後行材１５の長手方向（先行材１４および後行材１５の搬送方向）に平行な軸である。また、Ｘ軸とＹ軸との交点、すなわちこの直交座標系の原点は、溶接機１０による先行材１４と後行材１５との溶接始点（溶接部１６の始点）とする。
【００３０】
このように定義したＸ軸およびＹ軸の直交座標系において、受光部５の視野Ａ１は、図３〜５に示すように、溶接部１６と一対の電極輪１３１，１３３との接点（すなわち現時点での溶接部１６）から所定の距離Ｌ１（例えば７０ｍｍ程度）だけ離れた位置に温度測定領域Ｐを捉えるように設定される。この場合、受光部５の光軸Ｃ等を基準にして、温度測定領域Ｐの位置を設定すればよい。
【００３１】
温度測定領域Ｐは、受光部５の視野Ａ１の範囲によって規定される領域であり、受光部５の光軸Ｃと溶接部１６との交点を中心としてＸ軸の正方向および負方向に点在する複数の温度測定点からなる。これら複数の温度測定点は、Ｘ軸方向に沿って１列に配列され、受光部５の移動に伴いＹ軸の正方向に揃って変位する。すなわち、温度測定領域Ｐの変位方向は、図５に示すように、溶接部１６の全範囲について温度プロフィールを測定する際の走査方向であり、その走査幅は、先行材１４および後行材１５の幅Ｗ１（例えば６００〜１１００ｍｍ程度）に設定される。一方、温度測定領域Ｐの長手方向は、複数の温度測定点が連なる方向であり、固体撮像素子７２の画素配列方向に対応する。
【００３２】
続いて、図６〜図９を参照し、受光部５、伝送部６および検出部７について詳述する。先ず、受光部５および伝送部６について説明する。図６は、受光部５の構成例を示す模式図である。図７は、図６に示すＡ−Ａ矢視断面の模式図であり、伝送部６の横断面を模式的に示している。
【００３３】
図６に示すように、受光部５は、比較的小型（例えば、直径２０ｍｍ程度、長さ１１０ｍｍ程度）な中空の筒状筐体５１と、複数の集光レンズ５３，５５とを備える。筒状筐体５１は、高熱の鉄鋼材の近傍に設置されても耐え得る耐熱性材料からなり、その内部に複数の集光レンズ５３，５５を収容する。また、筒状筐体５１の後端には、伝送部６の先端部６１が挿通固定される。例えば、伝送部６は、その先端部６１の先端面から筒状筐体５１の先端面までの長さＬ２が所定の長さ（例えば、９４．３ｍｍ程度）となるように筒状筐体５１に取り付けられる。筒状筐体５１は、この長さＬ２の領域内に、複数の集光レンズ５３，５５を収容する。
【００３４】
集光レンズ５３，５５は、その光軸Ｃが伝送部６の中心軸と一致するように、筒状筐体５１の内部に配置される。また、集光レンズ５３，５５の視野Ａ１は、筒状筐体５１の先端面から距離Ｌ３の位置において視野長Ｌ４の視野範囲を有する。例えば、視野Ａ１は、距離Ｌ３が１５０ｍｍ程度の場合、４７ｍｍ程度の視野長Ｌ４の視野範囲を有する。この視野長Ｌ４は、図５に示した温度測定領域ＰのＸ軸方向の長さに相当する。このような集光レンズ５３，５５は、筒状筐体５１の先端面に形成された開口を通して、測定対象物（本実施の形態では先行材１４および後行材１５）からの赤外光を温度測定領域Ｐ内の温度測定点毎に分けて集光する。なお、収容する集光レンズの数は２つに限定されるものではなく、必要に応じた数の集光レンズを適宜配置してよい。
【００３５】
一方、伝送部６は、可撓性を有する細長な光学部材であり、図７に示すように、複数の光ファイバ６２の光ファイバ群６３を束ねた光ファイバ束６４と、光ファイバ束６４を被覆する可撓性の細長筐体６５とを備える。
【００３６】
光ファイバ６２は、赤外光を伝搬可能な小径の光伝送媒体であり、光ファイバ束６４は、溶接部１６の温度プロフィールを測定するために必要な多数の光ファイバ６２を束ねたものである。そして、光ファイバ群６３は、所定数（図７では１２本）の光ファイバ６２を所定の態様（図７では千鳥状）に配列したものである。
【００３７】
ここで、図７に示すように、伝送部６の横断面に図５に示したＸ軸およびＹ軸の直交２軸座標系を照らし合わせると、光ファイバ群６３は、Ｙ軸方向（溶接方向Ａ２）に沿って複数の光ファイバ６２を配列した単位群である。また、光ファイバ束６４は、Ｘ軸方向（温度測定領域Ｐに含まれる複数の温度測定点の配列方向）に沿って複数の光ファイバ群６３を束ねたものである。光ファイバ束６４内における複数の光ファイバ群６３の配列方向は、受光部５の集光レンズ構成を簡易にするため、溶接方向Ａ２に対して垂直であることが望ましい。
【００３８】
このような光ファイバ束６４内に含まれる複数の光ファイバ群６３の各々は、測定対象物における温度測定領域Ｐ内に含まれる複数の温度測定点の各々と一対一に対応しており、受光部５の集光レンズ５３，５５によって集光された赤外光を温度測定領域Ｐ内の温度測定点毎に伝送する。換言すると、光ファイバ束６４のうち、Ｘ軸上の１つの座標に対応する光ファイバ群６３は、温度測定領域Ｐ内の複数の温度測定点のうちの同じ座標位置の温度測定点から放射された赤外光を伝送する。
【００３９】
続いて、検出部７について説明する。図８は、検出部７の構成例を示す模式図である。図９は、検出部７に設けられる固体撮像素子７２の画素群の一例を示す模式図である。
【００４０】
検出部７を構成する光学系７１は、図８に示すように、中空の筒状筐体内に複数のレンズ７３〜７５を有する。また、光学系７１の前端には、伝送部６の後端部６６が挿通固定される。レンズ７３〜７５は、例えば非球面レンズであり、受光部５の光軸Ｃと光軸が一致する態様で、後端部６６と固体撮像素子７２との間に配置される。このようなレンズ７３〜７５は、伝送部６によって伝送された赤外光を後端部６６から受光し、受光した赤外光を光ファイバ群６３毎に集光して固体撮像素子７２に結像する。なお、レンズの数は３つに限定されるものではなく、必要に応じた数のレンズを適宜配置してよい。また、図８では図示していないが、伝送部６の先端部６１は、上記したように受光部５の後端部に挿入固定されている。
【００４１】
固体撮像素子７２は、受光面として画素群７２１を有し、光学系７１によって集光または結像された赤外光を画素群７２１によって受光できる態様に配置される。例えば、固体撮像素子７２は、受光部５の光軸Ｃと画素群７２１の中心軸とが一致するように筐体内部に配置される。
【００４２】
画素群７２１は、赤外領域に感度を有し、伝送部６を構成する複数の光ファイバ群６３の各々と一対一に対応して配列された複数の画素からなる。すなわち、画素群７２１の各画素は、光学系７１を介して複数の光ファイバ群６３の各々と一対一に接続される。
【００４３】
ここで、図９に示すように、画素群７２１に図５に示したＸ軸およびＹ軸の直交２軸座標系を照らし合わせると、画素群７２１内の各画素は、Ｙ軸方向に対応して配列された一群の光ファイバ６２（すなわち光ファイバ群６３）から各々一括して赤外光を受光可能な形状（例えば長方形）に形成される。また、画素群７２１において、このような各画素が、Ｘ軸方向、すなわち温度測定領域Ｐに含まれる複数の温度測定点の配列方向に対応して複数配列されている。このような画素群７２１内の各画素は、測定対象物の温度測定領域Ｐ内に含まれる複数の温度測定点の各々と一対一に対応しており、光ファイバ群６３によって温度測定点毎に伝送された赤外光を各々受光する。
【００４４】
例えば、画素群７２１のうち、画素番号＝１の画素は、図７に示した光ファイバ束６４のうちの上から１列目の光ファイバ群６３によって伝送された赤外光を一括に受光する。同様に、画素番号＝２の画素は、上から二列目の光ファイバ群６３によって伝送された赤外光を一括に受光し、画素番号＝３の画素は、上から三列目の光ファイバ群６３によって伝送された赤外光を一括に受光する。そして、最後の画素番号＝Ｎ（例えば２５６番）の画素は、光ファイバ束６４のうちの下から１列目の光ファイバ群６３によって伝送された赤外光を一括に受光する。
【００４５】
このような画素群７２１を有する固体撮像素子７２は、画素群７２１の各画素によって光ファイバ群６３毎に赤外光を受光し、受光した赤外光の強度を画素毎に電圧値に変換する。このようにして、固体撮像素子７２は、図５に示した温度測定領域Ｐ内における温度測定点毎の赤外光の強度を検出する。
【００４６】
なお、画素サイズや光ファイバ本数、光ファイバ配列、画素数、画素配列等は一例であって、適宜所望の設定としてよい。すなわち、固体撮像素子７２の各画素に接続する光ファイバ６２の本数は上記した１２本に限定されるものではなく、固体撮像素子７２の画素サイズ等に応じて適宜設定してよい。また、固体撮像素子７２の１画素に対応した光ファイバ６２の配列は千鳥状の配列に限らず、直線的に１列に配列してもよいし、複数列に配列してもよいし、千鳥状に複数列配列してもよい。また、固体撮像素子７２の画素数は２５６画素に限定されるものではなく、測定対象物の温度プロフィールを測定するのに必要な画素数のものを適宜選択してよい。
【００４７】
続いて、この走査型放射温度計１によって測定される温度プロフィールについて説明する。図１０は、先行材１４および後行材１５である鉄鋼材の溶接部１６の温度プロフィール測定を説明する説明図である。図１１は、温度プロフィールの測定結果の一例を示す模式図である。なお、図１１において、横軸は溶接幅方向位置である。この溶接幅方向位置は、温度測定領域Ｐにおける溶接部１６からの変位距離を表し、溶接幅方向位置＝０は、温度測定領域Ｐの中心位置、すなわち溶接部１６上の位置に相当する。一方、縦軸は溶接温度であり、温度測定領域Ｐ内の温度測定点毎に得られた温度（溶接部１６の温度）に相当する。
【００４８】
ここでの温度測定では、走査型放射温度計１の受光部５、伝送部６および検出部７を次のように設定した。すなわち、受光部５（図６参照）において、筒状筐体５１は直径を２０ｍｍ、筒長を１１０ｍｍ程度とし、この筒状筐体５１における長さＬ２は、９４．３ｍｍとした。また、溶接機１０の支持部１２に受光部５を取り付けた際の電極輪１３１，１３３の接点と温度測定領域Ｐとの距離Ｌ１は、７０ｍｍとした。受光部５の先端面から温度測定領域Ｐ（具体的には溶接部１６）までの距離Ｌ３は１５０ｍｍとし、受光部５の視野Ａ１による視野長Ｌ４は４７ｍｍに設定した。これにより、Ｘ軸方向である温度測定領域Ｐの長手方向の長さは、溶接部１６を中心に４７ｍｍになる。
【００４９】
また、伝送部６（図４参照）において、１つの光ファイバ群６３内に含まれる光ファイバ６２の本数は１２本とし、これら１２本の光ファイバ６２は、先行材１４と後行材１５との溶接方向Ａ２に千鳥状に配列した。光ファイバ束６４は、このような光ファイバ群６３を２５６セット（すなわち、光ファイバ６２を３０７２本）束ねたものとした。そして、これら２５６セットの光ファイバ群６３は、先行材１４と後行材１５との溶接方向Ａ２に対して垂直方向に配列した。
【００５０】
一方、検出部７（図８参照）において、固体撮像素子７２には、２５６画素のＩｎＧａＡｓＣＣＤ素子を採用した。詳細には、固体撮像素子７２の画素群７２１は、縦方向（図９に示すＸ軸方向）の長さを１２．９ｍｍとし、横方向（図９に示すＹ軸方向）の長さを５００μｍとした。また、画素群７２１内の１画素のサイズは、５０μｍ×５００μｍとした。画素群７２１は、１画素当たり、１セットの光ファイバ群６３内の１２本の光ファイバ６２によって伝送された赤外光を一括して受光する。また、この画素群７２１を構成する２５６個の画素は、Ｘ軸方向に沿って１列に配列した。なお、本設定での受光部５、伝送部６および検出部７を用いた場合、温度測定領域Ｐにおける測定分解能は０．１８ｍｍとなる。
【００５１】
また、走査型放射温度計１の動作環境を定めるパラメータの１つである固体撮像素子７２のチャージ時間を次のように設定した。チャージ時間は、熱放射エネルギー（赤外光）の受光時間に相当し、短いほど受光する熱放射エネルギー量が低下する。このため、チャージ時間は、一般に、測定レンジの下限温度に対応する熱放射エネルギー量が受光可能で、固体撮像素子７２の出力値（電圧値）が０．１［Ｖ］程度となるように設定される。例えば、測定レンジの下限温度が５００［℃］の場合の熱放射エネルギー量は１．０５５×１０5程度であり、チャージ時間は、この熱放射エネルギー量を受光可能で、出力値が０．１［Ｖ］となる値として求める。ここでは、チャージ時間は、４４［μｓｅｃ］に設定した。出力値を０．１［Ｖ］程度にする理由は、固体撮像素子７２は、暗電流という入射光が無い状態でも微小な出力が発生するため、温度測定のためには、この暗電流以上となる出力値が必要となるからである。また、固体撮像素子７２からの出力値の上限については、測定レンジの上限温度を測定したときの出力値が３．２［Ｖ］となるように設定した。
【００５２】
以上のように設定した走査型放射温度計１による温度測定に際し、連続焼鈍ラインでは、先行材１４および後行材１５を溶接機１０の位置まで搬送し、溶接機１０によって先行材１４の尾端と後行材１５の先端とを溶接した。なお、この溶接処理は、１回当たり３〜４秒間で完了した。そして、この溶接処理と同時に走査型放射温度計１が温度測定処理を行い、Ｙ軸方向に変位する温度測定領域Ｐ毎に所定の間隔で溶接部１６の温度プロフィールを測定した。
【００５３】
これによって、図１０，１１に示すような温度プロフィールの測定結果が得られた。すなわち、図１０中に破線で示すように、溶接部１６の溶接方向Ａ２（Ｙ軸方向）の各位置において、温度測定領域Ｐ毎に山形の温度プロフィールが測定された。これら各位置における山形の破線の各々は、溶接部１６を中心とする温度測定領域Ｐ内の各温度測定点の温度測定結果を示すものであり、その山形の高さ方向は、測定温度の上昇方向に対応する。
【００５４】
以上説明した構成の走査型放射温度計１によれば、連続焼鈍ライン等の製造ラインのように各種機器が密集した場所であっても、測定対象物から放射された赤外光を温度測定領域Ｐ内の温度測定点毎に十分に集光し、集光した赤外光を複数の温度測定点の各々と一対一に対応する複数の光ファイバ群６３によって伝送して、伝送した赤外光を画素毎に一括して受光することができる。また、固体撮像素子７２の画素群７２１内の画素毎に温度測定点と一対一に対応する光ファイバ群６３を光学的に接続しているので、画素毎に受光する赤外光の光量を増大できる。
【００５５】
そして、溶接機１０による先行材１４と後行材１５の溶接処理と同時に、その溶接方向Ａ２に沿って所定の間隔で図１０に示すような測定温度ピークを有する山形の温度プロフィールを温度測定領域Ｐ毎に測定できる。この走査型放射温度計１による温度プロフィールの測定結果は、例えば図１１に示すような溶接方向位置対溶接温度のグラフにして温度計表示部４に適宜表示され、オペレータに提示される。オペレータは、この温度計表示部４に表示されたグラフを視認することで、溶接部１６およびその周辺部分の温度プロフィールを溶接作業と同時に容易に知ることができる。
【００５６】
特に、連続焼鈍ラインの溶接機１０に受光部５を取り付けることによって、測定視野が遮られないように鉄鋼材の溶接部１６の間近に走査型放射温度計１を設置できる。この結果、溶接処理と同時に、連続焼鈍ラインにおいて監視が必要な溶接部１６の溶接温度を各自に測定し、溶接部１６の温度プロフィールとして提示することができるので、オペレータは、溶接不良を適正且つ確実に確認できる。以下、上記構成の走査型放射温度計１に本発明を適用した２つの実施の形態について説明する。
【００５７】
（実施の形態１）
実際の連続焼鈍ラインでは、板厚の異なる様々な鉄鋼材を処理対象とする。図１２は、連続焼鈍ラインが処理対象とする鉄鋼材の板厚と溶接温度との関係を示す図である。図１２に示すように、鉄鋼材の溶接温度はその板厚によって異なり、板厚が厚いほど入熱量が大きくなるため溶接温度は上昇する。例えば、図１２に示す０．１［ｍｍ］〜０．４［ｍｍ］の板厚の鉄鋼材を処理対象とする場合、溶接部１６の溶接不良を判定するために監視が必要である全ての鉄鋼材の溶接温度を含む温度範囲、すなわち、処理対象とする全ての鉄鋼材の取り得る温度範囲（対象温度範囲）は、４００［℃］〜１０５０［℃］程度となる。
【００５８】
ところで、上記したように、走査型放射温度計１のような熱放射エネルギー（赤外光）を捉える放射温度計は、そのパラメータの１つである測定可能な温度幅（測定レンジ）を固定した状態で使用するのが一般的である。この測定レンジは、検出素子の分解能であるダイナミックレンジによって定まる。一般的な検出素子に適用されるダイナミックレンジＤの値は３０００〜５０００の範囲で許容され、測定レンジは、検出素子の分解能に応じた温度幅となる。
【００５９】
このダイナミックレンジは、識別可能な信号の最小値と最大値との比率によって表され、放射温度計の場合、測定可能な下限温度の分解能が識別可能な信号の最小値に相当する。具体的には、ダイナミックレンジＤの算出式は、上限温度の放射輝度Ｅmaxと測定可能な下限温度の分解能ＥΔとを用いた次式（１）によって表される。したがって、高い温度分解能が要求される場合には測定レンジは比較的狭いものとなるが、温度分解能を低く（測定可能な下限温度の分解能ＥΔの値を大きく）すれば測定レンジを広げることができ、広範囲の温度測定が可能となる。
Ｄ＝Ｅmax／ＥΔ                                              ・・・（１）
【００６０】
そこで、測定レンジを４００［℃］〜１０５０［℃］とし、温度分解能を２［℃］として、リニアアレイ型のＩｎＧａＡｓＣＣＤ素子のダイナミックレンジＤについて検証した。具体的には、上記式（１）に従い、ブランクの放射則によって定まる放射輝度を用いて検出素子のダイナミックレンジＤを求めた。この場合の上限温度の放射輝度Ｅmaxは、１０５０［℃］での放射輝度である。また、測定可能な下限温度の分解能は、４００［℃］における放射輝度と４０２［℃］における放射輝度との差分に相当する。求めたダイナミックレンジＤの値は、２１０００程度であり、許容値から大きく外れている。
【００６１】
また、同様の要領で、温度分解能を１０［℃］とした場合のダイナミックレンジＤについても検証したところ、このダイナミックレンジＤの値を許容値としつつ、測定レンジを４００［℃］〜１０５０［℃］に拡大できた。ただし、温度分解能が下がるため、温度の測定精度も低下する。
【００６２】
以上の検証結果の通り、４００［℃］〜１０５０［℃］の全域で精度よく温度測定を行うためには、対象温度範囲を全体として含むように各々の測定レンジを設定した複数台の走査型放射温度計を用意し、これら複数の走査型放射温度計を連続焼鈍ライン内に設置する必要がある。しかしながら、連続焼鈍ライン内は機器が密集しており、溶接機１０の周辺に複数台の走査型放射温度計の設置場所を確保するのは難しい。
【００６３】
一方で、連続焼鈍ラインが処理対象とする鉄鋼材の中には、その溶接温度の監視に高い精度が要求されるものと、比較的低い精度での温度測定で問題ないものとが存在する。そこで、実施の形態１では、２つの検出素子（固体撮像素子）、具体的には、溶接温度の監視に高い精度が要求される種類の鉄鋼材の溶接温度を含むように狭範囲の測定レンジ（狭範囲測定レンジ）が設定された高分解能測定用のものと、対象温度範囲の全域を含む広範囲の測定レンジ（広範囲測定レンジ）が設定された低分解能測定用のものとを具備した構成とすることで、１台の走査型放射温度計での溶接温度の監視を実現する。
【００６４】
図１３は、実施の形態１における温度測定システム８ａの構成例を示すブロック図である。なお、図１３において、図１と同様の構成には、同一の符号を付している。図１３に示すように、実施の形態１の温度測定システム８ａは、走査型放射温度計１ａと、測定レンジ決定装置としての上位計算機９ａとを備え、走査型放射温度計１ａの温度計処理部３ａと上位計算機９ａとがデータ送受可能に接続されて構成されている。
【００６５】
走査型放射温度計１ａは、温度計測定部２ａと、温度測定処理手段としての温度計処理部３ａと、温度計表示部４とを備える。この走査型放射温度計１ａは、図１〜図１１を参照して説明した走査型放射温度計１の構成の一部を変更することで実現される。具体的には、図１３に示すように、実施の形態１の温度計測定部２ａの構成は、図８等に示したレンズ７５の後段にビームスプリッター７６ａを設置するとともに、このビームスプリッター７６ａの後段において、図２等に示した固体撮像素子７２に換えて２つの固体撮像素子７７ａ，７８ａを設置することで実現できる。
【００６６】
ビームスプリッター７６ａは、レンズ７５を経た赤外光の半分の光量を透過させて一方の固体撮像素子７７ａに受光させ、残りの光量を反射させて他方の固体撮像素子７８ａに受光させる。これら２つの固体撮像素子７７ａ，７８ａのうち、一方の固体撮像素子７７ａが温度分解能を例えば１０［℃］とした低分解能測定用検出素子である。そして、他方の固体撮像素子７８ａが温度分解能を例えば２［℃］とした高分解能測定用検出素子である。
【００６７】
また、実施の形態１において、温度計処理部３ａは、温度変換処理部３１と、固体撮像素子７７ａからの出力と固体撮像素子７８ａからの出力とを切り替える切替手段としての切替スイッチ３２ａと、上位計算機９ａの指示のもと切替スイッチ３２ａの切替処理を行う切替処理手段としての切替処理部３３ａとを含む。そして、切替処理部３３ａは、上位計算機９ａから通知される次回適用測定レンジに従って切替スイッチ３２ａを制御し、固体撮像素子７７ａ，７８ａの出力を切り替える切替処理を行う。
【００６８】
上位計算機９ａは、ＣＰＵ等の演算装置、主記憶装置、ハードディスクや各種記憶媒体等の補助記憶装置、通信装置、表示装置や印刷装置等の出力装置、入力装置、各部を接続し、あるいは外部入力を接続するインターフェース装置等を備えた公知のハードウェア構成で実現でき、例えばワークステーションやパソコン等の汎用コンピュータを利用することができる。
【００６９】
この上位計算機９ａは、溶接機１０に順次搬送される鉄鋼材の種類や板厚、処理順序（溶接処理の開始時間）等を定めた処理計画情報としての操業計画データや、測定対象物とする鉄鋼材の種類毎に低分解能測定の許否を設定した種類情報としての鉄鋼材種類データ等、決定に必要なデータを保持している。鉄鋼材種類データは、操業計画データに含まれる全ての鉄鋼材の種類と対応付けて、低分解能測定を許可するか否かのフラグ情報を設定したデータテーブルである。
【００７０】
また、上位計算機９ａは、主な機能部として、決定手段としての測定レンジ決定処理部９１ａを備える。この測定レンジ決定処理部９１ａは、次回の溶接処理で溶接する鉄鋼材の種類に基づいて次回の溶接処理と並行して行う温度測定処理時に適用する走査型放射温度計１ａの測定レンジ（次回適用測定レンジ）を広範囲測定レンジまたは狭範囲測定レンジとして決定し、温度計処理部３ａに通知する。
【００７１】
本実施の形態１の温度測定システム８ａは、次の処理手順で温度計測定方法を実施する。すなわち、先ず、上位計算機９ａの測定レンジ決定処理部９１ａが、前回の溶接処理の後であって次回の溶接処理を開始するまでの間に、次回適用測定レンジを決定する。
【００７２】
図１４は、溶接処理および温度測定処理の処理タイミングを示すタイミングチャートである。図１４に示すように、溶接機１０での溶接処理と走査型放射温度計１ａによる温度測定処理は同時に開始され（Ｔ３３）、溶接処理の終了とともに温度測定処理も終了する（Ｔ３５）。このように、溶接処理および温度測定処理は、所定の時間間隔を隔てて間欠的に実行される。測定レンジ決定処理部９１ａは、これら各処理の開始タイミングＴ３３より前である例えば図１４に例示するタイミングＴ３１において、次回適用測定レンジを決定する。
【００７３】
具体的には、測定レンジ決定処理部９１ａは、先ず、操業計画データおよび鉄鋼材種類データを参照し、開始タイミングＴ３３で開始される次回の溶接処理で溶接する鉄鋼材の種類に基づいて、この次回の溶接処理と並行して行われる温度測定処理を低分解能測定とするのか高分解能測定とするのかを判定する。そして、測定レンジ決定処理部９１ａは、次回溶接処理する鉄鋼材、すなわち、次回の温度測定処理での測定対象物の種類が低分解能測定を許可する種類の場合には低分解能測定と判定し、広範囲測定レンジを次回適用測定レンジとする。また、低分解能測定を許可しない種類の場合には高分解能測定と判定し、狭範囲測定レンジを次回適用測定レンジとする。その後、測定レンジ決定処理部９１ａは、決定した次回適用測定レンジを温度計処理部３ａに通知する。
【００７４】
これに応答して、温度計処理部３ａは、先ず、切替処理部３３ａが切替スイッチ３２ａを制御し、上位計算機９ａから通知された次回適用測定レンジが広範囲測定レンジの場合は切替スイッチ３２ａを固体撮像素子７７ａの出力側に切り替える一方、狭範囲測定レンジの場合は切替スイッチ３２ａを固体撮像素子７８ａの出力側に切り替える切替処理を行う。その後、温度計処理部３ａは、次回の溶接処理の開始タイミングで温度測定処理を開始し、測定対象物の温度を測定して温度プロフィールを得る。
【００７５】
以上説明したように、実施の形態１では、次回の溶接処理で溶接する鉄鋼材の種類に応じて、対象温度範囲の全域を含む広範囲測定レンジが設定された低分解能測定用の固体撮像素子７７ａと、溶接温度の監視に高い精度が要求される種類の溶接温度を含む狭範囲測定レンジが設定された高分解能測定用の固体撮像素子７８ａとを切り替えて用いるようにした。これによれば、次回の温度測定処理を開始する前に事前に、低分解能測定用の固体撮像素子７７ａの出力と高分解能測定用の固体撮像素子７８ａの出力とを切り替えることができる。そして、低分解能測定用の固体撮像素子７７ａの出力を用いて対象温度範囲全域の温度測定を実現するとともに、溶接温度の監視に高い精度が要求される種類の鉄鋼材の溶接時には、高分解能測定用の固体撮像素子７７ａの出力を用いて高精度の温度測定を実現できる。したがって、１台の走査型放射温度計１ａによって処理対象とする全ての鉄鋼材の溶接温度を適正に監視し、溶接不良を確実に判定することができる。
【００７６】
（実施の形態２）
図１５は、実施の形態２における温度測定システム８ｂの構成例を示すブロック図である。なお、図１５において、図１と同様の構成には、同一の符号を付している。図１５に示すように、実施の形態２の温度測定システム８ｂは、走査型放射温度計１ｂと、上位計算機９ｂとを備え、走査型放射温度計１ｂの温度計処理部３ｂと上位計算機９ｂとがデータ送受可能に接続されて構成されている。
【００７７】
走査型放射温度計１ｂは、温度計測定部２と、温度計処理部３ｂと、温度計表示部４とを備える。この走査型放射温度計１ｂは、図１〜図１１を参照して説明した走査型放射温度計１の構成の一部を変更することで実現される。具体的には、実施の形態２の走査型放射温度計１ｂでは、温度計処理部３ｂは、温度変換処理部３１と、動作環境設定部３５ｂとを備える。動作環境設定部３５ｂは、上位計算機９ｂから通知される温度計設定データに従って走査型放射温度計１ｂの動作環境を設定する。
【００７８】
上位計算機９ｂは、主な機能部として測定レンジ決定処理部９１ｂを備え、上記した操業計画データ等を保持している。この測定レンジ決定処理部９１ｂは、次回の溶接処理で溶接する鉄鋼材の板厚に基づいて、次回適用測定レンジとしての測定レンジの具体的な値を含む走査型放射温度計１ｂのパラメータを設定した温度計設定データを作成し、温度計処理部３ｂに通知する。
【００７９】
図１６は、温度測定システム８ｂの処理手順を示すフローチャートである。温度測定システム８ｂは、上位計算機９ｂおよび走査型放射温度計１ｂの温度計処理部３ｂが図１６の処理手順に従って処理を行うことで、温度計測定方法を実施する。
【００８０】
上位計算機９ｂでは、図１６に示すように、先ず、測定レンジ決定処理部９１ｂが測定レンジ区分処理を行い、対象温度範囲を複数の測定レンジに区分して温度計設定テーブルを作成する（ステップｓ１１）。図１７は、ステップｓ１１で行う測定レンジ区分処理を説明する図であり、連続焼鈍ラインが処理対象とする鉄鋼材の板厚と溶接温度との関係を示している。また、図１８は、図１７に示す板厚と溶接温度との関係から作成した温度計設定テーブルのデータ構成例を示す図である。
【００８１】
測定レンジ区分処理では、測定レンジ決定処理部９１ｂは、操業計画データを参照し、連続焼鈍ラインが処理対象とする全ての鉄鋼材の板厚と溶接温度との関係を解析する。そして、測定レンジ決定処理部９１ｂは、対象温度範囲を複数の測定レンジに区分する。具体的には、測定レンジ決定処理部９１ｂは、どの測定レンジにおいても高分解能測定が実現できるよう、温度分解能（上記式（１）の測定可能な下限温度の分解能ＥΔの値）を予め設定される所定の閾値以下とする条件下で対象温度範囲を区分する。
【００８２】
例えば、対象温度範囲の下限値である４００［℃］を下限温度とする測定レンジの上限温度を決定する場合に着目すると、上記式（１）を用い、温度分解能が前述の閾値以下であって、且つダイナミックレンジＤの値が２０００以内となるように下限温度４００［℃］に対する上限温度を求める。例えば、図１７の例では、上限温度が７００［℃］である４００［℃］〜７００［℃］を測定レンジ１として区分している。なお、上限温度を７００［℃］としたときのダイナミックレンジＤの値は１６８０であり、２０００以内の閾値条件を満たしている。また、このとき、下限温度である４００［℃］を測定したときの固体撮像素子７２の出力値が０．１［Ｖ］以上となるようにチャージ時間を決定する。例えば、チャージ時間は、１２０［μｓｅｃ］とした。なお、例示した数値は、検出部７を構成する検出素子である固体撮像素子７２としてＩｎＧａＡｓＣＣＤ素子を採用した場合の数値である。
【００８３】
その後は、同様の要領で処理を繰り返し、対象温度範囲の全域を複数の測定レンジに区分するとともに、対応するチャージ時間を決定する。このとき、各測定レンジは、その温度範囲が互いに重複するように区分するのがよい。図１７の例では、５００［℃］〜９００［℃］を測定レンジ２、６００［℃］〜１０５０［℃］を測定レンジ３として対象温度範囲の全域を３つの測定レンジに区分している。
【００８４】
そして、以上のようにして対象温度範囲の全域を複数の測定レンジに区分し、チャージ時間を決定したならば、温度設定テーブルを作成する。例えば、図１８に示すように、各々の測定レンジ１〜３に属する溶接温度の板厚と、測定レンジと、チャージ時間と、ダイナミックレンジとを測定レンジ毎に対応付けたものを温度設定テーブルとする。
【００８５】
温度設定テーブルを作成した後は、図１６に示すように、温度計設定データの通知タイミングとなるまで待機状態となる（ステップｓ１３：Ｎｏ）。通知タイミングは、前回の溶接処理の後であって次回の溶接処理を開始するまでの間の所定のタイミングとする。
【００８６】
そして、上位計算機９ｂは、現在時刻が通知タイミングとなったならば（ステップｓ１３：Ｙｅｓ）、操業計画データから次回溶接処理する鉄鋼材の板圧を取得し、取得した板厚が属する測定レンジを温度設定テーブルから選択して次回適用測定レンジとして決定する（ステップｓ１５）。そして、温度設定テーブルに設定される次回適用測定レンジとした測定レンジ、チャージ時間、およびダイナミックレンジの各値を温度計設定データとし、温度計処理部３ｂに通知する（ステップｓ１７）。例えば、次回溶接処理する鉄鋼材の板厚が０．１５［ｍｍ］の場合であれば、図１７，１８に示す測定レンジ１の測定レンジ４００［℃］〜７００［℃］を次回適用測定レンジとして決定し、この次回適用測定レンジ４００［℃］〜７００［℃］、チャージ時間１２０［μｓｅｃ］、およびダイナミックレンジの値１６８０の各値を含む温度計設定データを温度計処理部３ｂに通知する。
【００８７】
その後は、処理を終了しない間（ステップｓ１９：Ｎｏ）はステップｓ１３に戻って上記した処理を繰り返す。また、操業を終える等の所定のタイミングで処理を終了する（ステップｓ１９：Ｙｅｓ）。
【００８８】
一方、温度計処理部３ｂでは、上位計算機９ｂから温度計設定データが通知されるまで待機状態となる（ステップｓ２１：Ｎｏ）。そして、温度計設定データが通知された場合には（ステップｓ２１：Ｙｅｓ）、動作環境設定部３５ｂが、通知された温度計設定データに従って走査型放射温度計１ｂの動作環境を設定する（ステップｓ２３）。具体的には、動作環境設定部３５ｂは、温度計設定データに従って、走査型放射温度計１ｂの測定レンジを次回適用測定レンジに設定するとともにチャージ時間を設定し、走査型放射温度計１ｂの動作環境を次回溶接処理する鉄鋼材の溶接温度を監視するのに適した設定にする。
【００８９】
そして、温度計処理部３ｂは、次回の溶接処理の開始タイミングまで待機して温度測定処理を開始し、測定対象物の温度（温度プロフィール）を測定する（ステップｓ２５→ステップｓ２７）。その後は、処理を終了しない間（ステップｓ２９：Ｎｏ）はステップｓ２１に戻って上記した処理を繰り返す。また、操業を終える等の所定のタイミングで処理を終了する（ステップｓ２９：Ｙｅｓ）。
【００９０】
以上説明したように、実施の形態２では、対象温度範囲、すなわち連続焼鈍ラインが処理対象とする全ての鉄鋼材の板厚の溶接温度を含む温度範囲の全域を、どの測定レンジにおいても高分解能測定が実現できるように複数の測定レンジに区分することとした。そして、次回の溶接処理の開始タイミングよりも前に、走査型放射温度計１ｂの測定レンジを次回の溶接処理で溶接する鉄鋼材の板厚に応じた測定レンジとして決定された次回適用測定レンジに設定するようにした。これによれば、次回の温度測定処理を開始する前に事前に、その都度走査型放射温度計１ｂの動作環境を次回溶接処理する鉄鋼材の溶接温度を監視するのに適した設定にすることができる。したがって、１台の走査型放射温度計１ｂによって、処理対象とする全ての鉄鋼材の溶接温度を適正に監視し、溶接不良を確実に判定することができる。
【００９１】
なお、上記した実施の形態では、連続焼鈍ラインにおいて溶接される鉄鋼材の溶接部の温度を測定する場合を例示したが、これに限定されるものではなく、各種熱源体の温度を測定する場合に同様に適用できる。
【符号の説明】
【００９２】
１，１ａ，１ｂ      走査型放射温度計
２，２ａ      温度計測定部
７６ａ      ビームスプリッター
７７，７７ａ，７８ａ      固体撮像素子
３，３ａ，３ｂ      温度計処理部
３１      温度変換処理部
３２ａ      切替スイッチ
３３ａ      切替処理部
３５ｂ      動作環境設定部
４      温度計表示部
８ａ，８ｂ      温度測定システム
９ａ，９ｂ      上位計算機
９１ａ，９１ｂ      測定レンジ決定処理部
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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