非接触式温度测量装置以及非接触式温度测量方法

非接触式温度测量装置以及非接触式温度测量方法
【专利摘要】一种非接触式的温度测量装置，其基于从工件热辐射的温度能量来测量工件的温度，具备：涂布单元，所述涂布单元将提高热辐射的辐射率的辐射促进剂涂布于工件上；存储部，所述存储部储存辐射率；以及非接触式的温度测量单元，所述非接触式的温度测量单元基于来自于作为测量对象的工件的热辐射以及储存在存储部的辐射率，来测量作为测量对象的工件中的、应该通过涂布单元涂布辐射促进剂的部位的温度。储存在存储部的辐射率为对与作为测量对象的工件同种类的工件，在涂布有辐射促进剂的状态下所测量的辐射率。
【专利说明】非接触式温度测量装置以及非接触式温度测量方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本国际申请要求2012年3月22日在日本专利局提交的日本发明专利申请第2012-65577号的优先权，所述日本发明专利申请的全部内容通过弓I用而并入本文。

【技术领域】
[0003]本发明涉及非接触式温度测量装置以及非接触式温度测量方法。

【背景技术】
[0004]例如，在专利文献I记载的发明中，通过配设环围辐射温度计所具有的视野角范围的遮挡罩从而用遮挡罩屏蔽来自测量对象外的辐射热，由此来提高温度测量的精度。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本特开第2003-287463号公报


【发明内容】

[0008]发明要解决的问题
[0009]然而，非接触式温度计基于从为测量对象的工件热辐射的温度能量来测量工件的温度。因此，如果工件表面的性质以及状态(以下称为表面性状。)不同，即使是与作为测量对象的工件同种类的工件，测量温度相对于真实温度也会大不相同。
[0010]对此，在专利文献I记载的发明中，由于仅是通过遮挡罩屏蔽来自测量对象外的辐射热，因此不能防止因工件表面的性状不同而引起的测量温度精度的降低。
[0011]本发明的一个方面在于即使在工件表面的性状不同的情况下，也可以精度良好地测量工件的温度。
[0012]解决问题的技术方案
[0013]本发明的温度测量装置为基于从工件热辐射的温度能量来测量工件温度的非接触式的温度测量装置，具备:涂布单元，所述涂布单元将提高热辐射的辐射率的辐射促进剂涂布于工件上；存储部，所述存储部储存辐射率(ε O);以及非接触式的温度测量单元，所述非接触式的温度测量单元基于来自于作为测量对象的工件的热辐射以及储存在存储部的辐射率(ε O)，来测量作为测量对象的工件中的、应该通过涂布单元涂布辐射促进剂的部位的温度。储存在存储部的辐射率(εο)为对与作为测量对象的工件同种类的工件，在涂布有辐射促进剂的状态下所测量的辐射率。
[0014]由此，在本发明中，使用对与作为测量对象的工件同种类的工件在涂布有辐射促进剂的状态下预先测量的辐射率来测量应该涂布辐射促进剂的部位的温度。
[0015]并且，由于涂布有辐射促进剂的部位的辐射率变大，因此即使来自于测量对象外的被辐射的热辐射在该部位反射，该来自于测量对象外的被辐射的热辐射相对于从该部位实际辐射的热辐射量的比例也会变小，从而能够使来自于测量对象外的热辐射的影响减小，而且，如果涂布辐射促进剂，则能够吸收工件表面性状的不同，因此能够抑制辐射率的变化。
[0016]因此，如果使用在涂布有辐射促进剂的状态下预先测量的辐射率来测量应该涂布辐射促进剂的部位的温度，则即使在工件表面性状不同的情况下，也能够精度良好地测量工件的温度。

【专利附图】

【附图说明】
[0017]图1是本发明的实施方式的温度测量装置的模式图。
[0018]图2是示出本发明的实施方式的温度测量方法概略的工序图表。
[0019]图3是用于说明本发明的实施方式的温度测量装置以及温度测量方法的特征的图。
[0020]附图标记的说明
[0021]L...温度测量装置；3…加热装置；3A...加热控制装置；
[0022]5…涂布单兀；5A...喷射器；5B...涂布控制器；
[0023]7…辐射率存储部；9…温度测量单元；9A…辐射温度计

【具体实施方式】
[0024]以下要说明的“发明的实施方式”为示出实施方式的一例的实施方式。即，专利的权利要求书记载的发明特定事项等并不限于下列实施方式所示出的具体的方法或构造等。
[0025]此外，本实施方式为将本发明的非接触式温度测量装置以及非接触式温度测量方法应用于测量螺旋弹簧等弯曲的金属制品(以下称为工件。)的温度的温度测量装置的实施方式。以下参照【专利附图】

【附图说明】本发明的实施方式。
[0026](第I实施方式)
[0027]1.温度测量装置的概略构成
[0028]1.1温度测量装置的概要
[0029]图1为示出本实施方式的温度测量装置I的概要的图。并且，本实施方式的温度测量装置I在对工件W进行除去成形时的加工应变或退火等热处理时测量工件W的温度。因此，本实施方式的温度测量装置I与用来进行热处理的加热装置3 —体化。
[0030]加热装置3具有通电加热器或感应加热器等加热部(未图示。)，该加热输出由加热控制装置3A控制。加热控制装置3A基于温度测量装置I测量的温度来控制加热装置3的加热输出，以使工件W的温度变为预先设定的温度。
[0031]附带说明一下，热处理前的工序例如可以是将线材成形为螺旋状的卷绕工序，热处理后的工序例如可以是使成形为螺旋状的线材压缩变形的预应力处理工序。
[0032]1.2温度测量装置的构成(参照图1)
[0033]温度测量装置I构成为具有涂布单元5，辐射率存储部7以及温度测量单元9等。
[0034]涂布单元5将辐射促进剂涂布于搬入温度测量装置I的工件W中预先规定的特定部位上。福射促进剂为提闻被涂布部位的热福射的福射率ε的涂料。即，涂布有福射促进剂的部位与没有涂布辐射促进剂的部位相比，热辐射的辐射率会提高。
[0035]并且，在本实施方式中，作为辐射促进剂，采用黑色系的耐热涂料。因此，在本实施方式中，相比没有涂布辐射促进剂的部位，涂布有辐射促进剂的部位还能够抑制来自于其他工件等的热辐射的反射。
[0036]附带说明一下，辐射促进剂的涂布方法不受限制，在本实施方式中，通过喷涂液体状的辐射促进剂来将辐射促进剂涂布于工件W上。因此，在涂布单元5具有喷涂辐射促进剂的喷射器5A以及控制喷射器5A的喷涂时机等的涂布控制器5B。
[0037]辐射率存储部7为会储存有测量并计算温度时所使用的辐射率ε ο的存储部。储存在该辐射率存储部7中的辐射率ε ο为对与作为测量对象的工件W同种类的工件在涂布有辐射促进剂的状态下预先测量的辐射率。
[0038]温度测量单元9用红外线热像装置或辐射温度计等非接触式的温度计(以下称为辐射温度计9Α。)测量工件W的温度。辐射温度计9Α测量来自作为测量对象的工件W的热辐射，并基于该测量值以及储存在辐射率存储部7的辐射率ε ο来测量并计算工件W的温度。
[0039]并且，辐射温度计9Α测量来自作为测量对象的工件W中的、应该通过涂布单元5涂布辐射促进剂的第I部位(以下称为涂布部。)以及来自不同于第I部位的第2部位(称为非涂布部。)的热辐射。然后对于涂布部的测量值以及非涂布部的测量值都用同一个辐射率ε ο来计算温度。
[0040]1.3温度测量装置的运行
[0041]图2为示出温度测量装置I的运行，即示出温度测量方法概略的工序表。
[0042]通过辐射温度计9Α测量温度的时候，需要每种物质的不同的热辐射的辐射率ε。因此，在本实施方式中，对与作为测量对象的工件W同种类的工件，在涂布有辐射促进剂的状态下预先测量辐射率ε，并将该测量好的辐射率ε储存在辐射率存储部7 (储存工序:SI)。
[0043]通过涂布单元5将辐射促进剂涂布于作为测量对象的工件W的涂布部后(涂布工序:S3)，通过温度测量单元9测量涂布部以及非涂布部的温度(测量工序:S5)。
[0044]然后，判断涂布部的测量温度与非涂布部的测量温度的温度差的绝对值是否在规定温度差以下(S7)，当温度差的绝对值在规定温度差以下时(S7:是)，对操作员发出警告信号，并且也向3A发送警告信号(S9)。
[0045]并且，温度差的绝对值是否在规定温度差以下的判定以及警告信号的发送由温度测量单元9执行。附带说明一下，本实施方式的加热控制装置3A接收到上述警告信号后，使加热装置3停止，并对操作员发出已使加热装置3停止的警告。而且，在接收到上述警告信号后加热装置3会停止，之后加热装置3会将为警告对象的工件W从加热装置3排出。
[0046]另一方面，当温度差的绝对值大于规定温度差时，表示测量温度的信号会被发送给加热控制装置3A(S11)。然后，如上所述，加热控制装置3A基于由温度测量装置I测量的温度控制加热装置3的加热输出以使工件W的温度变为预先设定的温度。
[0047]并且，在本实施方式的温度测量方法中，只要在开始温度测量的时点将辐射率ε O储存在辐射率存储部7即可。即，在开始温度测量前，或者为下一次温度测量做预备而在这一次温度测量结束后执行储存工序即可。
[0048]此外，辐射率ε为物性值，因此原则上是不变的值。但是，受到工件W以及辐射促进剂的成分偏差等影响，如果使用储存于辐射率存储部7中的辐射率ε O，则有可能存在温度测量误差变大的情况。
[0049]因此，在本实施方式中，不是在每次温度测量时执行储存工序，而是配合对涂布单元5补充辐射促进剂的时点或温度测量装置I的定期检查的时点等来定期地执行储存工序。
[0050]2.本实施方式的非接触式温度测量装置以及非接触式温度测量方法的特征
[0051]在本实施方式中，使用对与作为测量对象的工件W同种类的工件在涂布有辐射促进剂的状态下预先测量的辐射率ε O，来测量应该涂布辐射促进剂的部位的温度。
[0052]并且，由于涂布有辐射促进剂的部位的辐射率ε变大，因此即使来自测量对象外的被辐射的热辐射在该部位反射，因为该来自测量对象外的被辐射的热辐射相对于从当该部位实际辐射的热辐射量的比例会变小，因此能够使来自测量对象外的热辐射的影响减小。而且，如果涂布辐射促进剂，则能够吸收工件表面性状的不同，所以能够抑制辐射率ε的变化。
[0053]因此，如果使用在涂布有辐射促进剂的状态下预先测量的辐射率ε O来测量应该涂布辐射促进剂的部位的温度，则即使工件表面性状不同，也能够精度良好地测量工件W的温度。
[0054]此外，由于螺旋弹簧等弯曲的金属制品容易产生表面性状的不同等，因此，如本实施方式，如果将本发明应用于螺旋弹簧的温度测量，则特别适合。
[0055]但是，如上所述，本实施方式为将通过测量涂布有辐射促进剂的部位的温度来吸收工件表面性状的不同从而提高温度测量精度作为特征之一的发明，因此，假设测量没有涂布辐射促进剂的部位的温度，则测量温度相对真实温度会大不相同。
[0056]因此，在本实施方式中，以对涂布部以及非涂布部进行温度测量为特征。即，如图3所示，涂布有辐射促进剂的部位的测量温度通常高于没有涂布辐射促进剂的部位的测量温度。因此，如本实施方式，如果测量涂布部以及非涂布部，则能够容易地判断是否涂布有辐射促进剂。
[0057]S卩，如果在涂布部涂布有辐射促进剂，则涂布部的测量温度与非涂布部的测量温度的温度差的绝对值变大，相反地，如果没有在涂布部涂布辐射促进剂，则涂布部的测量温度与非涂布部的测量温度的温度差的绝对值变小。
[0058]所以，当涂布部的测量温度与非涂布部的测量温度的温度差的绝对值在规定温度差以下时，如果发出表示该情况的警告信号，则能够抑制对工件W温度进行误测。
[0059]此外，上述的“规定温度差”是因工件W的各种类，即因工件W的材质以及形状，还有辐射温度计9Α的种类等而不同的值。因此，在本实施方式中，通过试验寻求恰当的“规定温度差”，而且定期地通过试验确认该恰当性。
[0060](其他实施方式)
[0061]如权利要求范围所定义的，本发明的辐射促进剂用于提高热辐射的辐射率。S卩，辐射促进剂为通过涂布辐射促进剂而使辐射率变得大于工件W本身的辐射率的涂料等。
[0062]因此，在上述实施方式中作为辐射促进剂使用了黑色系的耐热涂料，但是本发明不限于此，只要是下述涂料即可，即:含有黑色系的颜料的涂料或者通过涂布而能够使辐射率变为0.5以上，或者变为0.7以上，更优选变为0.9以上的涂料。
[0063]此外，在上述实施方式中，在工件W的一部分上涂布了辐射促进剂，但是本发明不限于此，例如，也可以在工件W整体上涂布辐射促进剂。而且，辐射促进剂的涂布方法不限定于喷涂，例如也可以是用刷子涂布或者浸溃于辐射促进剂内等的涂布方法。
[0064]此外，在上述实施方式中，测量了涂布部以及非涂布部的温度，但是也可以仅测量涂布部的温度。
[0065]并且，在上述实施方式中，当涂布部的测量温度与非涂布部的测量温度的温度差的绝对值在规定温度差以下时，会发出表示该情况的警告，但是本发明不限定于此，例如对于温度差的绝对值在规定温度差以下的工件W，也可以在再次进行涂布工序后，再次执行测量工序。
[0066]此外，在辐射率存储部7储存辐射率ε的时机并不限定于上述实施方式，只要在开始测量工序的时点将辐射率ε储存于存储部7即可。
[0067]此外，在上述实施方式中，将本发明应用于螺旋弹簧等弯曲的金属制品的温度测量上，但是本发明不限于此，例如也能够应用于稳定器、扭杆、板弹簧、行李箱盖扭杆以及卷簧等其他部件的温度测量上。
[0068]此外，在上述实施方式中，温度测量装置I与用于进行热处理的加热装置3 —体化，但是本发明不限于此，例如也可以只设置温度测量装置。
[0069]此外，在本实施方式中，配合温度测量装置I的定期检查的时机等而执行储存工序，但是本发明不限于此，例如也可以配合:在温度测量装置I或加热装置3的启动时，在进行伴随工件W更换等的操作时，以及在温度测量装置I或加热装置3的异常停止时等其中的任一个时机来执行储存工序。并且，“异常停止”是指因操作结束的正常停止以外的停止。
[0070]此外，本发明只要符合权利要求范围记载的发明的主旨即可，并不限定于上述实施方式。
【权利要求】
1.一种非接触式的温度测量装置，其基于从工件热辐射的温度能量来测量工件的温度，具备: 涂布单元，所述涂布单元将提高热辐射的辐射率的辐射促进剂涂布于工件上； 存储部，所述存储部储存所述辐射率；以及 非接触式的温度测量单元，所述非接触式的温度测量单元基于来自于作为测量对象的工件的热辐射以及储存在所述存储部的辐射率，来测量作为测量对象的工件中的、应该通过所述涂布单元涂布所述辐射促进剂的部位的温度， 储存在所述存储部的辐射率为对与作为测量对象的工件同种类的工件，在涂布有所述辐射促进剂的状态下所测量的辐射率。
2.根据权利要求1所述的非接触式温度测量装置，其中， 所述温度测量单元对于作为测量对象的工件中的、应该通过所述涂布单元涂布所述辐射促进剂的第I部位以及不同于所述第I部位的第2部位进行温度测量。
3.根据权利要求2所述的非接触式温度测量装置，其中， 还具备警告手段，所述警告手段在所述第I部位的测量温度与所述第2部位的测量温度的温度差的绝对值在规定温度差以下时，发出表示该情况的警告信号。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的非接触式温度测量装置，其中， 所述温度测量单元为红外线热像装置。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的非接触式温度测量装置，其中， 所述温度测量单元为辐射温度计。
6.一种非接触式的温度测量方法，其基于从工件热辐射的温度能量来测量工件的温度，其特征在于，具备: 涂布工序，所述涂布工序将提闻热福射的福射率的福射促进剂涂布于工件上； 储存工序，所述储存工序将对与作为测量对象的工件同种类的工件，在涂布有所述辐射促进剂的状态下所测量的辐射率储存在存储部；以及 测量工序，所述测量工序使用储存在所述存储部的辐射率，并通过非接触式的温度测量单元测量作为测量对象的工件中的、应该通过所述涂布工序涂布所述辐射促进剂的部位的温度。
7.根据权利要求6所述的非接触式温度测量方法，其中， 在所述测量工序中，对于作为测量对象的工件中的、应该通过所述涂布工序涂布所述辐射促进剂的第I部位以及不同于所述第I部位的第2部位，进行温度测量。
8.根据权利要求7所述的非接触式温度测量方法，其中， 当所述第I部位的测量温度与所述第2部位的测量温度的温度差的绝对值在规定温度差以下时，发出表示该情况的警告信号。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的非接触式温度测量方法，其中， 作为所述温度测量单元，使用红外线热像装置。
10.据权利要求6至8中任一项所述的非接触式温度测量方法，其中， 作为所述温度测量单元，使用辐射温度计。
【文档编号】G01J5/02GK104204742SQ201380015417
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2013年3月15日 优先权日:2012年3月22日
【发明者】铃木秀和, 小木曾浩之 申请人:中央发条株式会社