JPH076844B2 - 温度測定方法 - Google Patents
温度測定方法Info
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- JPH076844B2 JPH076844B2 JP308488A JP308488A JPH076844B2 JP H076844 B2 JPH076844 B2 JP H076844B2 JP 308488 A JP308488 A JP 308488A JP 308488 A JP308488 A JP 308488A JP H076844 B2 JPH076844 B2 JP H076844B2
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Landscapes
- Radiation Pyrometers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は画像情報が得られ、温度測定が必要とされるあ
らゆる対象物、例えばボイラ火炉の火炎温度等の温度測
定法に関する。
らゆる対象物、例えばボイラ火炉の火炎温度等の温度測
定法に関する。
従来の光学的温度測定法の二色温度計による完全黒体の
温度測定を例に説明する。
温度測定を例に説明する。
第５図は、温度をパラメータにとりその黒体からの放射
エネルギを波長に対して表わした、プランクの式による
黒体放射の理論曲線である。
エネルギを波長に対して表わした、プランクの式による
黒体放射の理論曲線である。
この式は、各温度に対し一本決まるので、例えばこの図
において、波長Ｇの700℃の曲線との交点Ｇ1、波長Ｒの
700℃との交点Ｒ1との比Ｒ1/G1、同様にして750℃曲線
上の比Ｒ2/G2、800℃曲線上の比Ｒ3/G3は一義的に決定
される。従って逆に対象物の波長ＧおよびＲの放射エネ
ルギを測定すれば、対象物の温度が測定できる。
において、波長Ｇの700℃の曲線との交点Ｇ1、波長Ｒの
700℃との交点Ｒ1との比Ｒ1/G1、同様にして750℃曲線
上の比Ｒ2/G2、800℃曲線上の比Ｒ3/G3は一義的に決定
される。従って逆に対象物の波長ＧおよびＲの放射エネ
ルギを測定すれば、対象物の温度が測定できる。
この曲線は完全黒体に対するものであるが、その放射
が、係数ε（０＜ε≦１）の倍率で異なる灰色体におい
ても、例えばこのR,Gの二波長を用いれば、係数εの影
響なく温度が測定できる。このように二波長における放
射エネルギを測定しその比から温度を求める方法を二色
温度計と云い、工業的にも広く利用されている。
が、係数ε（０＜ε≦１）の倍率で異なる灰色体におい
ても、例えばこのR,Gの二波長を用いれば、係数εの影
響なく温度が測定できる。このように二波長における放
射エネルギを測定しその比から温度を求める方法を二色
温度計と云い、工業的にも広く利用されている。
第６図は二色温度計の構成を示す。
測定対象物１からの光を波長Ｒのみを通過させる狭帯域
フィルタ２及び波長Ｇのみを通過させる狭帯域フィルタ
３で受け、それらの背後に置れた光‐電変換器４を通し
て演算回路５に入力し、両入力比、すなわち二色比より
測定対象物の温度が演算々出されていた。
フィルタ２及び波長Ｇのみを通過させる狭帯域フィルタ
３で受け、それらの背後に置れた光‐電変換器４を通し
て演算回路５に入力し、両入力比、すなわち二色比より
測定対象物の温度が演算々出されていた。
上記従来の二色温度計は、ごく狭い部分の温度を計測す
るには適している。例えば、ボイラ火炉内を二色温度計
で計測すると、所望の１点の温度は判るものの、全体の
温度分布は判らなかった。
るには適している。例えば、ボイラ火炉内を二色温度計
で計測すると、所望の１点の温度は判るものの、全体の
温度分布は判らなかった。
本発明は上記課題を解決するため次の手段を講ずる。
測定対象物に向けられたカラーテレビジョンカメラの、
各映像点毎の各カラー出力をデコーダでＲ（赤）、Ｇ
（緑）及びＢ（青）信号に分解し、同Ｒ（赤）、Ｇ
（緑）及びＢ（青）の出力にγ逆補正を施し、R/G等の
二色比の複数組を計算するとともに温度をパラメータと
した黒体放射の理論曲線をカラーテレビジョンカメラの
分光特性で補正して得られる較正曲線により予め求めた
理論Ｒ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）信号の二色比の複
数組を計算し、これら二組の二色比を用いて上記測定対
象物の温度を上記各映像点毎に算出することを特徴とす
る温度計測方法。
各映像点毎の各カラー出力をデコーダでＲ（赤）、Ｇ
（緑）及びＢ（青）信号に分解し、同Ｒ（赤）、Ｇ
（緑）及びＢ（青）の出力にγ逆補正を施し、R/G等の
二色比の複数組を計算するとともに温度をパラメータと
した黒体放射の理論曲線をカラーテレビジョンカメラの
分光特性で補正して得られる較正曲線により予め求めた
理論Ｒ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）信号の二色比の複
数組を計算し、これら二組の二色比を用いて上記測定対
象物の温度を上記各映像点毎に算出することを特徴とす
る温度計測方法。
上記の方法により、計測対象物に向けられたカラーテレ
ビジョンカメラの信号から各映像点毎にデコーダでR,G
及びＢ信号が算出され、γ逆補正された後、二色比が計
算されるとともに予め黒体放射の理論曲線を、カラーテ
レビジョンカメラの分光特性で補正を行なった理論R,G
及びＢ信号の二色比が計算され、これらの二組の二色比
から上記各映像点毎の温度が計算出力される。
ビジョンカメラの信号から各映像点毎にデコーダでR,G
及びＢ信号が算出され、γ逆補正された後、二色比が計
算されるとともに予め黒体放射の理論曲線を、カラーテ
レビジョンカメラの分光特性で補正を行なった理論R,G
及びＢ信号の二色比が計算され、これらの二組の二色比
から上記各映像点毎の温度が計算出力される。
このようにして、計測対象物の温度分布が容易に得られ
る。
る。
本発明の方法を適用した一実施例を第１図ないし第４図
により説明する。
により説明する。
第１図は同実施例の構成図、第２図は第１図のカラーテ
レビジョンカメラのγ特性説明図、第３図は第１図のカ
ラーテレビジョンカメラの分光特性図、第４図は上記実
施例のカラーテレビカメラの分光特性による補正法説明
図である。
レビジョンカメラのγ特性説明図、第３図は第１図のカ
ラーテレビジョンカメラの分光特性図、第４図は上記実
施例のカラーテレビカメラの分光特性による補正法説明
図である。
第１図にてカラーテレビジョンカメラ（以後カメラと略
記する）10の各映像点毎の出力はデコーダ11に入力され
る。同デコーダ11のＲ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）の
出力はγ逆補正回路12を経て二色比温度演算手段13へ入
力される。さらに同二色比温度演算手段13は補正付理論
曲線手段14の出力を受けて演算し温度を出力する。
記する）10の各映像点毎の出力はデコーダ11に入力され
る。同デコーダ11のＲ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）の
出力はγ逆補正回路12を経て二色比温度演算手段13へ入
力される。さらに同二色比温度演算手段13は補正付理論
曲線手段14の出力を受けて演算し温度を出力する。
以上の構成において、カメラの信号は、一般に日本にお
ける標準テレビ方式であるNTSC方式に従って信号処理さ
れ、デコーダに送られこゝで、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ
（青）の三色に分解された信号が取り出される。
ける標準テレビ方式であるNTSC方式に従って信号処理さ
れ、デコーダに送られこゝで、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ
（青）の三色に分解された信号が取り出される。
テレビジョン受像機のブラウン管は、その入力電圧に対
して第２図の受像機曲線に示されるように、その出力即
ち画面の明るさは直線的に変化しない特性を有してい
る。そこで、カメラ側では、光の入力に対し、カメラ曲
線に示されるように、受像機曲線の補完をするように低
い入力のとき実際より大きな電圧を出力するような特性
を持たせ、カメラと受像機両方の特性が相補的に働らい
て受像機の画面には、カメラに入力した明るさと同じ明
るさが再現される、この曲線対がギリシャ文字γに似て
いることからこの補正をγ補正という。
して第２図の受像機曲線に示されるように、その出力即
ち画面の明るさは直線的に変化しない特性を有してい
る。そこで、カメラ側では、光の入力に対し、カメラ曲
線に示されるように、受像機曲線の補完をするように低
い入力のとき実際より大きな電圧を出力するような特性
を持たせ、カメラと受像機両方の特性が相補的に働らい
て受像機の画面には、カメラに入力した明るさと同じ明
るさが再現される、この曲線対がギリシャ文字γに似て
いることからこの補正をγ補正という。
又カメラは、人間に画像を再現して示すことが主たる目
的であるから、第３図の如き人の眼の視感度に近い分光
特性を有しており、単一波長の光のみを選択的にとりこ
むようにはなっていない。
的であるから、第３図の如き人の眼の視感度に近い分光
特性を有しており、単一波長の光のみを選択的にとりこ
むようにはなっていない。
そこで温度を測定するために、このカメラの出力信号を
用いようとすると、二色温度計の例えばR,Gの信号に対
し波長幅が拡がっている分のエネルギがカメラに入り出
力されていると考え、理論曲線上にこの分光特性をのせ
それぞれの波長に対する入射エネルギの積分としてカメ
ラの出力を考える。
用いようとすると、二色温度計の例えばR,Gの信号に対
し波長幅が拡がっている分のエネルギがカメラに入り出
力されていると考え、理論曲線上にこの分光特性をのせ
それぞれの波長に対する入射エネルギの積分としてカメ
ラの出力を考える。
さて、第１図の構成で、γ逆補正によりR,G,及びＢに戻
された信号は、この次にγの逆補正を設け初めて入力に
忠実に比例した信号となる。次に二色温度演算手段で二
色比の複数組が計算され、あらかじめ計算されていた補
正付の理論曲線手段から得られる理論出力の同二色比と
照合され前記映像点毎の温度がこれら二種類の二色比か
ら計算され出力される。
された信号は、この次にγの逆補正を設け初めて入力に
忠実に比例した信号となる。次に二色温度演算手段で二
色比の複数組が計算され、あらかじめ計算されていた補
正付の理論曲線手段から得られる理論出力の同二色比と
照合され前記映像点毎の温度がこれら二種類の二色比か
ら計算され出力される。
上記補正付の理論曲線手段の計算法を以下に述べる。
第４図において、パラメータＴ＝Ｔ0の黒体放射理論曲
線上で、例えば中心波長Ｒのカメラの赤成分出力は、カ
メラの分光特性のＲの値を１として、(1)式のように表
わしこれを二色法における一つの波長の出力とする。
線上で、例えば中心波長Ｒのカメラの赤成分出力は、カ
メラの分光特性のＲの値を１として、(1)式のように表
わしこれを二色法における一つの波長の出力とする。
Ｓ′R＝Ｗ0・ｙ0＋Ｗ1・ｙ1＋Ｗ2・ｙ2……Ｗn・ｙn …
（１） さらに、分光特性上Ｒのピークの値を乗じ、最終的な温
度Ｔ0におけるＲのカメラの理論出力は(2)式で表され
る。
（１） さらに、分光特性上Ｒのピークの値を乗じ、最終的な温
度Ｔ0におけるＲのカメラの理論出力は(2)式で表され
る。
Ｓ′R＝ＣRＳ′R ………（２） 以上のようにして、カメラの信号から各映像点毎の温度
データが容易に得られるため、火炎等の温度分布が把握
でき、燃焼の監視及び制御手段として極めて役立つもの
となる。
データが容易に得られるため、火炎等の温度分布が把握
でき、燃焼の監視及び制御手段として極めて役立つもの
となる。
〔発明の効果〕 本発明は次の効果を奏する。
従来、人が火炎を肉眼で監視することを目的として、設
置されていたテレビカラーカメラの信号（映像）から、
物理的定量性を有する温度データが計測できることによ
り、その分布等を含めて、燃焼の定量的把握あるいは他
火炎との比較が可能となり、より正確な燃焼の監視ある
いは、制御センサとしての情報が得られるようになる。
置されていたテレビカラーカメラの信号（映像）から、
物理的定量性を有する温度データが計測できることによ
り、その分布等を含めて、燃焼の定量的把握あるいは他
火炎との比較が可能となり、より正確な燃焼の監視ある
いは、制御センサとしての情報が得られるようになる。
第１図は本発明の構成図、第２図は従来のカラーテレビ
ジョンカメラのγ特性説明図、第３図は従来のカメラの
分光特性、第４図は第１図の補正付理論曲線手段の計算
説明図、第５図は従来の黒体放射理論曲線、第６図は従
来の二色式温度計の原理図。 図中、 １……測定対象物、２……Ｒフィルタ、 ３……Ｇフィルタ、４……光‐電変換器、 ５……演算回路、 10……カラーテレビジョンカメラ、 11……デコーダ、12……γ逆補正回路、 13……二色比温度演算手段、 14……補正付理論曲線手段。
ジョンカメラのγ特性説明図、第３図は従来のカメラの
分光特性、第４図は第１図の補正付理論曲線手段の計算
説明図、第５図は従来の黒体放射理論曲線、第６図は従
来の二色式温度計の原理図。 図中、 １……測定対象物、２……Ｒフィルタ、 ３……Ｇフィルタ、４……光‐電変換器、 ５……演算回路、 10……カラーテレビジョンカメラ、 11……デコーダ、12……γ逆補正回路、 13……二色比温度演算手段、 14……補正付理論曲線手段。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高比良 幸美 長崎県長崎市飽の浦町１番１号 三菱重工 業株式会社長崎造船所内 (72)発明者 佐藤 康彦 長崎県長崎市飽の浦町１番１号 三菱重工 業株式会社長崎研究所内
Claims (1)
- 【請求項１】測定対象物に向けられたカラーテレビジョ
ンカメラの、各映像点毎の各カラー出力をデコーダでＲ
（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）信号に分解し、同Ｒ
（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）の出力にγ逆補正を施
し、R/G等の二色比の複数組を計算するとともに温度を
パラメータとした黒体放射の理論曲線をカラーテレビジ
ョンカメラの分光特性で補正して得られる較正曲線によ
り予め求めた理論Ｒ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）信号
の二色比の複数組を計算し、これら二組の二色比を用い
て上記測定対象物の温度を上記各映像点毎に算出するこ
とを特徴とする温度計測方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP308488A JPH076844B2 (ja) | 1988-01-12 | 1988-01-12 | 温度測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP308488A JPH076844B2 (ja) | 1988-01-12 | 1988-01-12 | 温度測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01180430A JPH01180430A (ja) | 1989-07-18 |
| JPH076844B2 true JPH076844B2 (ja) | 1995-01-30 |
Family
ID=11547475
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP308488A Expired - Fee Related JPH076844B2 (ja) | 1988-01-12 | 1988-01-12 | 温度測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH076844B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6814484B2 (en) | 2001-01-17 | 2004-11-09 | Noritake Co., Limited | Temperature distribution measuring method and apparatus |
| US6817758B2 (en) | 2001-04-04 | 2004-11-16 | Noritake Co., Limited | Temperature distribution measuring method and apparatus |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3639701B2 (ja) * | 1997-09-24 | 2005-04-20 | キヤノン株式会社 | 測定装置及び光源特性値の算出装置及びその算出方法 |
| JP2013152194A (ja) * | 2012-01-26 | 2013-08-08 | Buriizu:Kk | 赤外線カメラ及び赤外線放射源の温度検出方法 |
-
1988
- 1988-01-12 JP JP308488A patent/JPH076844B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6814484B2 (en) | 2001-01-17 | 2004-11-09 | Noritake Co., Limited | Temperature distribution measuring method and apparatus |
| US6817758B2 (en) | 2001-04-04 | 2004-11-16 | Noritake Co., Limited | Temperature distribution measuring method and apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01180430A (ja) | 1989-07-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |