Устройство измерения температуры поверхности и способ измерения температуры поверхности

Устройство измерения температуры поверхности и способ измерения температуры поверхности

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к устройству, которое измеряет температуру поверхности материала объекта измерения температуры, такого как стальной материал, посредством измерения радиационной температуры, и к способу ее измерения. Настоящее изобретение относится, в частности, к устройству измерения температуры поверхности, который пригоден для точного измерения температуры поверхности материала объекта измерения температуры, такого как стальной материал (например, колесо, стальная труба, стальной лист или рельс), в процессе его охлаждения водой, и к способу ее измерения.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Для повышения качества и эффективности материала объекта измерения температуры, такого как колесо, стальная труба, стальной лист, или рельс, оказывается важным контролировать температуру материала объекта измерения температуры в процессе его охлаждения. Когда температура поверхности материала объекта измерения температуры измеряется посредством радиационного термометра, например в процессе его охлаждения в линии горячей прокатки или в линии горячей обработки и охлаждения материала объекта измерения температуры, то иногда может возникать пар или распыленная охлаждающая вода между материалом объекта измерения температуры и радиационным термометром. В качестве альтернативы, поверхность материала объекта измерения температуры может быть покрыта водяной пленкой или может быть погруженной в воду. В такой окружающей среде свет теплового излучения, испускаемый от материала объекта измерения температуры, может быть поглощен в испаряемой воде, водяном паре, охлаждающей воде или в чем-либо подобном или может быть рассеян и, соответственно, измеренное значение температуры может включать в себя ошибку или измерение может не давать необходимого результата.

Соответственно, для уменьшения ошибки в измерении температуры (далее также называемой ошибками измерения температуры), создаваемой вышеупомянутыми факторами, и для получения возможности точного измерения радиационной температуры предлагались различные способы измерения температуры поверхности стального материала в соответствии с данной областью техники. Например, в Патентном документе 1 предложен способ измерения температуры поверхности стального материала, формируя водяной столб между радиационным термометром и поверхностью стального материала посредством выбрасывания промывочной воды из сопла к поверхности стального материала и посредством обнаружения излучаемой энергии света теплового излучения, испускаемого от стального материала через водяной столб.

Более конкретно, в способе измерения температуры, раскрытом в Патентном документе 1, водяной столб формируется между радиационным термометром и объектом измерения. Радиационный термометр выполнен с возможностью измерения температуры поверхности объекта измерения на основе приема излучаемой энергии, испускаемой от объекта измерения. Из всей излучаемой энергии, испускаемой от объекта измерения, часть излучаемой энергии поглощается в водяном столбе. Таким образом, учитывая поглощение, при том что радиационная энергия скорректирована, температура поверхности объекта измерения измеряется посредством радиационного термометра. Этот способ отличается тем, что температура водяного столба устанавливается равной 60°C или выше для формирования водяного столба.

В соответствии со способом, раскрытым в Патентном документе 1, поскольку водяной столб сформирован между радиационным термометром и объектом измерения, водяной пар или распыленная вода не должны попасть в часть, где сформирован водяной столб, и оказывается возможным уменьшить ошибки измерения температуры, обусловленные поглощением или рассеянием излучаемой энергии водяным паром или распыленной водой. Кроме того, в соответствии со способом, раскрытым в Патентном документе 1, поскольку температура водяного столба устанавливается как 60°C или выше, должна образовываться кипящая пленка на поверхности объекта измерения в контакте с водяным столбом. Соответственно, становится возможным нивелировать снижение температуры поверхности объекта измерения и уменьшить неоднородность охлаждения объекта измерения, не ухудшая репрезентативность измеренного значения температуры, что является преимущественным.

Однако способ, раскрытый в Патентном документе 1, имеет следующие проблемы. Необходим нагреватель, чтобы увеличить температуру водяного столба до 60°C или выше. Также необходимы большие энергетические затраты для увеличения температуры воды. Кроме того, поскольку необходимо устройство измерения толщины для измерения толщины водяного столба (использующее ультразвуковую систему, например), размеры всего устройства оказываются большими и, соответственно, становится затруднительным установить устройство в узкое пространство, такое как пространство между несущими роликами стального материала. Кроме того, даже когда измеряющее толщину устройство установлено, его технологическое обслуживание может быть затруднено, поскольку прикрепление и открепление могут нарушить работу устройства измерения толщины, что может ухудшить стабильность и надежность измеряемого значения температуры.

Для решения по меньшей мере одной из вышеупомянутых проблем и т.п. для способа, раскрытого в Патентном документе 1, настоящие авторы предложили способ, раскрытый в Патентном документе 2. Конкретно, способ, раскрытый в Патентном документе 2 представляет собой способ измерения температуры поверхности материала объекта измерения температуры путем обнаружения света теплового излучения, испускаемого от нижней поверхности материала объекта измерения температуры посредством радиационного термометра, который расположен противоположно нижней части стального материала объекта измерения температуры и отделен промывочной водой, выпускаемой из сопла к нижней поверхности стального материала объекта измерения температуры. С этим способом на основании положения линейной траектории стального материала объекта измерения температуры все толщины промывочной воды устанавливаются в заданных пределах (пункт 2 формулы Патентного документа 2). Кроме того, этот способ предлагает установить длину волны света теплового излучения, обнаруживаемого радиационным термометром как 0,9 мкм или менее (пункт 3 формулы Патентного документа 2).

В соответствии с вышеупомянутым способом, раскрытым в Патентном документе 2, поскольку все значения толщины промывочной воды устанавливаются в заданных пределах, гидродинамическое давление промывочной воды на нижнюю поверхность стального материала объекта измерения температуры оказывается сниженным, и даже когда промывочная вода имеет комнатную температуру, охлаждение может быть ухудшено. Таким образом, в соответствии со способом, раскрытым в Патентном документе 2, становится возможным получить преимущество в том, что большие энергетические затраты на увеличение температуры воды, которые являются необходимыми в Патентном документе 1, оказываются ненужными. Кроме того, устанавливая длину волны света теплового излучения, обнаруживаемого радиационным термометром как 0,9 мкм или менее, становится возможным получить преимущество в том, что устройство измерения толщины для измерения толщины водяного столба оказывается не необходимым.

Однако в соответствии с вышеупомянутым способом, раскрытым в Патентном документе 2, в случае когда измеряется температура верхней поверхности, боковых поверхностей, и т.п. стального материала объекта измерения температуры, промывочная вода сталкивается со стальным материалом с измеряемой температурой и, соответственно, ошибки измерения температуры могут быть созданы охлаждением поверхности стального материала объекта измерения температуры. Кроме того, поскольку длина волны света теплового излучения, обнаруживаемого радиационным термометром, устанавливается как 0,9 мкм или менее, нижний предел температуры поверхности стального материала, который может быть подвергнут измерению радиационной температуры, составляет приблизительно 500°C. Учитывая отмеченное выше требование к высокому качеству стального материала, становится важным контролировать температуру поверхности в области низких температур, приблизительно 200°C. Соответственно, затруднительно контролировать соответствующие температуры со способом, которым может быть измерена температура поверхности только приблизительно 500°C или выше.

Кроме того, что касается методики измерения температуры поверхности материала объекта измерения температуры, обычно температура измеряется посредством несильного прижатия температурного датчика в виде проводной термопары к материалу объекта измерения температуры. Температурный датчик в виде термопары фиксируется на задней поверхности контактной пластины на краю блока измерения температуры. Однако поскольку температурный датчик в виде проводной термопары прижат контактной пластиной к материалу объекта измерения температуры в процессе охлаждения охлаждающей водой, вода попадает в пространство между контактной пластиной и материалом объекта измерения температуры и температурный датчик в виде проводной термопары входит в контакт с водой. Соответственно, становится затруднительным точно измерить температуру поверхности материала объекта измерения температуры.

Документы из уровня техники

Патентны-е документы

Патентный документ 1 JP H8-295950 A

Патентный документ 2 JP, 2006-17589 A

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ПРОБЛЕМЫ, РЕШАЕМЫЕ ИЗОБРЕТЕНИЕМ

Настоящее изобретение было создано для решения по меньшей мере одной из проблем данной области техники и направлено на создание устройства измерения температуры поверхности, которое пригодно для точного измерения температуры поверхности материала объекта измерения температуры, такого как стальной материал (например, колесо, стальная труба, стальной лист или рельс), в процессе охлаждения водой, и способ ее измерения.

СРЕДСТВА ДЛЯ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМЫ(-М)

Для решения по меньшей мере одной из вышеупомянутых проблем в соответствии с настоящим изобретением предложено устройство измерения температуры поверхности, включающее в себя радиационный термометр, выполненный с возможностью обнаружения света теплового излучения, испускаемого от поверхности материала объекта измерения температуры в процессе охлаждения водой, корпус, имеющий отверстие на стороне материала объекта измерения температуры, причем корпус вмещает внутри корпуса по меньшей мере блок приема света радиационного термометра среди структурных элементов радиационного термометра и оптическое стекло, которое подогнано и уплотнено внутри корпуса между материалом объекта измерения температуры и блоком приема света радиационного термометра, причем оптическое стекло выполнено с возможностью пропускания света теплового излучения. Оптическое стекло имеет на стороне материала объекта измерения температуры крайнюю поверхность, которая является смежной с поверхностью материала объекта измерения температуры.

В устройстве измерения температуры поверхности крайняя поверхность оптического стекла на стороне материала объекта измерения температуры может быть помещена в положении, где вода присутствует в пространстве между крайней поверхностью оптического стекла на стороне материала объекта измерения температуры и поверхностью материала объекта измерения температуры, и блок приема света радиационного термометра может принимать свет теплового излучения, испускаемый от поверхности материала объекта измерения температуры через воду, которая присутствует в пространстве между поверхностью материала объекта измерения температуры и крайней поверхностью оптического стекла на стороне материала объекта измерения температуры.

Радиационный термометр может обнаруживать свет, имеющий любой диапазон длин волн из интервала длин волн от 0,7 до 0,9 мкм, от 1,0 до 1,2 мкм, и от 1,6 до 1,8 мкм.

Устройство измерения температуры поверхности может включать в себя поддерживающий элемент, выполненный с возможностью поддержания по существу постоянным зазора между поверхностью материала объекта измерения температуры и крайней поверхностью оптического стекла на стороне материала объекта измерения температуры.

Поверхность материала объекта измерения температуры, на которой радиационный термометр обнаруживает свет теплового излучения, может быть плоскостью, которая является по существу вертикальной к горизонтальному направлению, и устройство измерения температуры поверхности может вычислить измеренное значение температуры, корректируя выходное значение радиационного термометра с использованием коэффициента пропускания света теплового излучения относительно толщины воды, соответствующей длине, которая является по существу половиной зазора между поверхностью материала объекта измерения температуры и крайней поверхностью оптического стекла на стороне материала объекта измерения температуры.

Поверхность материала объекта измерения температуры, на которой радиационный термометр обнаруживает свет теплового излучения, может быть верхней поверхностью материала объекта измерения температуры, которая является по существу параллельной горизонтальному направлению, и зазор между поверхностью материала объекта измерения температуры и крайней поверхностью оптического стекла на стороне материала объекта измерения температуры может быть 2,5 мм или менее.

Поверхность материала объекта измерения температуры, на которой радиационный термометр обнаруживает свет теплового излучения, может быть плоскостью, которая является по существу вертикальной к горизонтальному направлению, блок приема света радиационного термометра может принимать свет теплового излучения, испускаемый через воду, которая присутствует в пространстве между поверхностью материала объекта измерения температуры и крайней поверхностью оптического стекла на стороне материала объекта измерения температуры, и зазор между поверхностью материала объекта измерения температуры и крайней поверхностью оптического стекла на стороне материала объекта измерения температуры может составлять 1,0 мм или менее.

Устройство измерения температуры поверхности может включать в себя устройство подачи воды, выполненное с возможностью подачи воды в пространство между поверхностью материала объекта измерения температуры и крайней поверхностью оптического стекла на стороне материала объекта измерения температуры.

Для решения по меньшей мере одной из вышеупомянутых проблем в соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предложено устройство измерения температуры поверхности, включающее в себя радиационный термометр, выполненный с возможностью обнаружения света теплового излучения, испускаемого от поверхности материала объекта измерения температуры в процессе охлаждения водой, корпус, имеющий отверстие на стороне материала объекта измерения температуры, причем корпус вмещает внутри корпуса по меньшей мере блок приема света радиационного термометра среди структурных элементов радиационного термометра, оптическое стекло, которое подогнано и уплотнено внутри корпуса между материала объекта измерения температуры и блоком приема света радиационного термометра, причем оптическое стекло выполнено с возможностью пропускания света теплового излучения, и поддерживающий элемент, выполненный с возможностью поддержания по существу постоянного зазора между поверхностью материала объекта измерения температуры и крайней поверхностью оптического стекла на стороне материала объекта измерения температуры.

Для решения по меньшей мере одной из вышеупомянутых проблем в соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предложен способ измерения температуры поверхности для измерения температуры поверхности материала объекта измерения температуры путем обнаружения радиационным пирометром света теплового излучения, испускаемого от поверхности материала объекта измерения температуры в процессе охлаждения водой, причем способ содержит введение оптического стекла, выполненного с возможностью пропускания света теплового излучения, между материалом объекта измерения температуры и блоком приема света радиационного термометра и расположение крайней поверхности оптического стекла на стороне материала объекта измерения температуры как смежной с поверхностью материала объекта измерения температуры и измерение температуры поверхности материала объекта измерения температуры.

В случае когда материал объекта измерения температуры является стальным материалом, имеющим форму диска, форму столбика или цилиндрическую форму, имеющую внешнюю периферийную поверхность, при измерении температуры поверхности материала объекта измерения температуры температура внешней периферийной поверхности материала объекта измерения температуры может быть измерена посредством радиационного термометра, тогда как зазор между внешней периферийной поверхностью материала объекта измерения температуры и крайней поверхностью оптического стекла на стороне материала объекта измерения температуры поддерживается по существу постоянным, в состоянии, в котором материал объекта измерения температуры вращается вокруг центральной оси материала объекта измерения температуры как вращающийся центр и внешняя периферийная поверхность материала объекта измерения температуры охлаждается водой.

ЭФФЕКТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Как описано выше, в соответствии с настоящим изобретением оказывается возможным создание устройства измерения температуры поверхности, которое пригодно для точного измерения температуры поверхности материала объекта измерения температуры, такого как стальной материал (например, колесо, стальная труба, стальной лист, или рельс), в процессе охлаждения водой, и способ ее измерения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 изображает схематический вид в плане, показывающий устройство измерения температуры поверхности в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения.

Фиг. 2 - схематический вид спереди, показывающий устройство измерения температуры поверхности в соответствии с вариантом выполнения при рассмотрении от направления А на Фиг. 1,

Фиг. 3 - схематический вид сбоку, показывающий устройство измерения температуры поверхности при рассмотрении от направления В на Фиг. 1,

Фиг. 4 - принципиальная схема, показывающая механизм промывки внутри корпуса.

Фиг. 5 - график, показывающий соотношение между длиной волны света теплового излучения и коэффициентом пропускания света теплового излучения относительно толщины воды.

Фиг. 6 - график, показывающий результаты наблюдения состояния воды, которая присутствует между стальным листом и крайней поверхностью оптического стекла в зазоре между верхней поверхностью (горизонтальная плоскость) стального листа, который является по существу параллельным горизонтальному направлению или плоскости (вертикальная плоскость) стального листа, который является по существу вертикальным к горизонтальному направлению, и крайней поверхностью оптического стекла.

Фиг. 7 - пример состояния загрузки воды, которая присутствует между поверхностью материала объекта измерения температуры и крайней поверхностью оптического стекла на стороне материала объекта измерения температуры.

Фиг. 8 - график, показывающий пример соотношения между степенью загрузки воды и ошибкой измерения температуры.

Фиг. 9 - соотношение между частью, где вода загружается, и областью измерения блока обнаружения радиационного термометра.

Фиг. 10 - принципиальная схема, показывающая экспериментальное устройство для оценки точности измерения температуры поверхности на вертикальной плоскости стального листа в процессе охлаждения водой.

Фиг. 11 - график, показывающий результаты измерения температуры, полученные экспериментальным устройством, показанным на Фиг. 10,

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

<1. ОБЩИЙ ОБЗОР НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ>

Устройство измерения температуры поверхности в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения будет описано ниже. Вначале приводится общий обзор устройства измерения температуры поверхности в соответствии с этим вариантом выполнения.

Устройство измерения температуры поверхности в соответствии с этим вариантом выполнения включает в себя радиационный термометр, выполненный с возможностью обнаружения света теплового излучения, испускаемого от поверхности материала объекта измерения температуры в процессе охлаждения водой, корпус, имеющий отверстие на стороне материала объекта измерения температуры, причем корпус вмещает внутри корпуса по меньшей мере блок приема света радиационного термометра среди структурных элементов радиационного термометра, и оптическое стекло, которое подогнано и уплотнено внутри корпуса между материалом объекта измерения температуры и блоком приема света радиационного термометра, причем оптическое стекло выполнено с возможностью пропускания света теплового излучения. Кроме того, крайняя поверхность оптического стекла на стороне материала объекта измерения температуры является смежной с поверхностью материала объекта измерения температуры.

В устройстве измерения температуры поверхности в соответствии с этим вариантом выполнения корпус имеет отверстие на стороне материала объекта измерения температуры и содержит, внутри корпуса по меньшей мере блок приема света радиационного термометра среди структурных элементов радиационного термометра. Кроме того, оптическое стекло, которое введено между материалом объекта измерения температуры и блоком приема света радиационного термометра, пропускает свет теплового излучения. Соответственно, свет теплового излучения, испускаемый от поверхности материала объекта измерения температуры, принимается блоком приема света радиационного термометра через отверстие корпуса и оптическое стекло. Следует отметить, что радиационный термометр целиком может быть помещен в корпус или блок приема света радиационного термометра может быть помещен в корпус и структурные элементы, отличные от блока приема света радиационного термометра, могут быть предусмотрены вне корпуса.

Обычно в процессе охлаждения есть водяной пар или распыленная вода на периферии материала объекта измерения температуры. Соответственно, водяной пар или распыленная вода могут поглощать или рассеивать излучаемую энергию, что может привести к снижению излучаемой энергии света теплового излучения, обнаруживаемого радиационным термометром, и созданию ошибки при измерении (далее также называемую как ошибка измерения). Оказывается возможным уменьшить эффекты водного пара и распыленной воды, если радиационный термометр устанавливается как смежный с материалом объекта измерения температуры; однако в этом случае могут оказаться существенными свойства термостойкости или водонепроницаемости радиационного термометра. В устройстве измерения температуры поверхности в соответствии с этим вариантом выполнения оптическое стекло подгоняется и уплотняется внутри корпуса между материалом объекта измерения температуры и блоком приема света радиационного термометра. Соответственно, удается избежать непосредственного нагрева радиационного термометра теплом, испускаемым материалом объекта измерения температуры, и вода не должна при этом попадать внутрь корпуса через край отверстия корпуса и блока приема света радиационного термометра. Поэтому оказывается возможным соблюсти свойства термостойкости и водонепроницаемости радиационного термометра.

Кроме того, поскольку крайняя поверхность оптического стекла на стороне материала объекта измерения температуры является смежной с материалом объекта измерения температуры, водяной пар, распыленная вода и охлаждающая вода не должны попадать в пространство между поверхностью материала объекта измерения температуры и крайней поверхностью оптического стекла на стороне материала объекта измерения температуры. Кроме того, даже если охлаждающая вода и т.п. попадет, то охлаждающая вода, попавшая в пространство между поверхностью материала объекта измерения температуры и крайней поверхностью оптического стекла на стороне материала объекта измерения температуры, будет иметь такое поверхностное натяжение, что будет оставаться устойчивой в этом пространстве. Соответственно, становится возможным уменьшить ошибки измерения температуры, обусловленные поглощением или рассеянием излучаемой энергии водяным паром или распыленной водой.

Здесь, состояние, в котором охлаждающая вода остается устойчивой в пространстве между поверхностью материала объекта измерения температуры и крайней поверхностью оптического стекла на стороне материала объекта измерения температуры, включает в себя не только состояние, в котором охлаждающая вода полностью загружается в пространство между поверхностью материала объекта измерения температуры и крайней поверхностью оптического стекла на стороне материала объекта измерения температуры, но также и состояние, в котором охлаждающая вода остается устойчивой в части пространства между поверхностью материала объекта измерения температуры и крайней поверхностью оптического стекла на стороне материала объекта измерения температуры. Конкретно, например, в случае когда поверхность материала объекта измерения температуры, с которой обнаруживается свет теплового излучения, является плоскостью, вертикальным к горизонтальному направлению, охлаждающая вода находится под воздействием гравитации. В этом случае охлаждающая вода может оставаться устойчивой ниже пространства между поверхностью материала объекта измерения температуры и крайней поверхностью оптического стекла на стороне материала объекта измерения температуры.

Соответственно, устройство измерения температуры поверхности может быть конфигурировано таким образом, что крайняя поверхность оптического стекла на стороне материала объекта измерения температуры будет расположена в положении, где присутствует вода в пространстве между крайней поверхностью оптического стекла на стороне материала объекта измерения температуры и поверхностью материала объекта измерения температуры, и блок приема света радиационного термометра принимает свет теплового излучения, испускаемый от поверхности материала объекта измерения температуры через воду, которая присутствует в пространстве между поверхностью материала объекта измерения температуры и крайней поверхностью оптического стекла на стороне материала объекта измерения температуры. Соответственно, становится возможным уменьшить ошибки измерения температуры, обусловленные поглощением или рассеянием водяным паром или распыленной водой излучаемой энергии.

Кроме того, с устройством измерения температуры поверхности в соответствии с этим вариантом выполнения можно ожидать, что охлаждающая вода остается устойчивой в пространстве между поверхностью материала объекта измерения температуры и крайней поверхностью оптического стекла на стороне материала объекта измерения температуры. Соответственно, устройство измерения температуры поверхности в соответствии с этим вариантом выполнения может уменьшить ошибки измерения температуры, обусловленные поглощением или рассеянием излучаемой энергии водяным паром или распыленной водой без использования промывочной воды или продувочного воздуха. Кроме того, не создается снижения температуры материала объекта измерения температуры, обусловленного распылением промывочной воды или продувочного воздуха на материале объекта измерения температуры, так что на температуру поверхности материала объекта измерения температуры оказывается лишь незначительное воздействие.

Например, в процессе охлаждения колеса, имеющего по существу круговое сечение, внешняя периферийная поверхность (боковая поверхность в периферическом направлении) колеса охлаждается водой, в то время как колесо вращается вокруг центра оси. В этом случае для проверки того, действительно ли охлаждение выполняется при соответствующих температурах, температура внешней периферийной поверхности колеса измеряется радиационным термометром. В частности, если промывочная вода или продувочный воздух используются для измерения температуры колеса, поскольку скорость вращения колеса низка, снижение температуры колеса, обусловленное промывочной водой или продувочным воздухом, становится очевидным и становится затруднительным реализовать желаемый процесс охлаждения. Кроме того, поскольку температура одной и той же боковой поверхности измеряется каждый раз за один оборот колеса, снижение температуры колеса, обусловленное промывочной водой или продувочным воздухом, создается много раз и, соответственно, становится более затруднительным реализовать желаемый процесс охлаждения. С устройством измерения температуры поверхности в соответствии с этим вариантом выполнения, поскольку поверхность колеса не охлаждается промывочной водой или продувочным воздухом, температура поверхности колеса может быть измерена без нарушения репрезентативности измеренной температуры.

В этом варианте выполнения предпочтительно, чтобы радиационный термометр обнаруживал свет, имеющий любой диапазон длин волн из интервала длин волн от 0,7 до 0,9 мкм, от 1,0 до 1,2 мкм и от 1,6 до 1,8 мкм.

На Фиг. 5 приведен график, показывающий соотношение между длиной волны света теплового излучения и коэффициентом его пропускания относительно водопроводной воды с температурой 28°C, имеющей различные толщины. Из Фиг. 5 видно, что коэффициент пропускания становится выше, когда толщина воды оказывается большей. Здесь, в этом варианте выполнения, крайняя поверхность оптического стекла на стороне материала объекта измерения температуры является смежной с поверхностью материала объекта измерения температуры. Например, когда зазор между поверхностью материала объекта измерения температуры и крайней поверхностью оптического стекла на стороне материала объекта измерения температуры устанавливается как 3 мм или менее, коэффициент пропускания света теплового излучения, являющийся причиной ошибки измерения температуры, может быть выше, чем коэффициент пропускания, показанный, в случае, когда толщина воды составляет 3 мм.

С другой стороны, охлаждающая вода не всегда полностью загружается в область измерения радиационного термометра, поскольку состояние загрузки охлаждающей воды изменяется, когда измеряемое положение температуры поверхности перемещается, например. Таким образом, в случае когда обнаруживаемый свет теплового излучения не проходит через охлаждающую воду, коэффициент пропускания существенно колеблется.

Как показано на Фиг. 5, в случае использования радиационного термометра с обнаруживаемыми длинами волн от 0,7 до 0,9 мкм, когда толщина воды составляет 3 мм, коэффициент пропускания составляет приблизительно 1,0. В этом случае даже когда изменение состояния загрузки охлаждающей воды учтено, коэффициент пропускания колеблется незначительно и, соответственно, создаются незначительные ошибки измерения.

Кроме того, в случае использования радиационного термометра с обнаруживаемыми длинами волн от 1,0 до 1,2 мкм, когда толщина воды составляет 3 мм, коэффициент пропускания составляет 0,7 или выше. Соответственно, когда изменяется состояние загрузки охлаждающей воды, которая присутствует в пространстве между поверхностью материала объекта измерения температуры и крайней поверхностью оптического стекла на стороне материала объекта измерения температуры, коэффициент пропускания колеблется между 0,7 и 1,0. Когда предполагается, что значение 0,85, которое является промежуточным значением между ними, является средним коэффициентом пропускания, диапазон колебаний коэффициента пропускания составляет 0,15. Из этого значения эффект влияния пределов колебаний коэффициента пропускания на измеряемую температуру вычисляется как составляющий приблизительно ±9°C в области температуры 600°C и приблизительно ±5°C в области температуры 400°C. Соответственно, даже когда состояние загрузки охлаждающей воды изменяется, температура поверхности может быть измерена точно.

Кроме того, в случае использования радиационного термометра с обнаруживаемыми длинами волн от 1,6 до 1,8 мкм, когда толщина воды составляет 3 мм, коэффициент пропускания составляет 0,1 или выше. Соответственно, когда изменяется состояние загрузки охлаждающей воды, которая присутствует в пространстве между поверхностью материала объекта измерения температуры и крайней поверхностью оптического стекла на стороне материала объекта измерения температуры, коэффициент пропускания колеблется между 0,1 и 1,0. Когда предполагается, что значение 0,55, которое является промежуточным значением между ними, является средним коэффициентом пропускания, диапазон колебаний коэффициента пропускания составляет 0,45. Из этого значения эффект влияния пределов колебаний коэффициента пропускания на измеряемую температуру вычисляется как составляющий приблизительно ±24°C в области температуры 400°C и приблизительно ±12°C в области температуры 200°C. Соответственно, даже когда состояние загрузки охлаждающей воды изменяется, температура поверхности материала объекта измерения температуры может быть измерена точно.

В соответствии с вышеупомянутой предпочтительной конфигурацией радиационный термометр обнаруживает свет, имеющий интервал длин волн, в которой коэффициент пропускания света теплового излучения является высоким относительно воды, которая присутствует в пространстве между поверхностью материала объекта измерения температуры и крайней поверхностью оптического стекла на стороне материала объекта измерения температуры, и соответственно ошибки измерения могут быть снижены.

В этом варианте выполнения предпочтительно включается поддерживающий элемент, выполненный с возможностью поддержания по существу постоянным зазора между поверхностью материала объекта измерения температуры и крайней поверхностью оптического стекла на стороне материала объекта измерения температуры.

В соответствии с предпочтительной конфигурацией, поскольку зазор между поверхностью материала объекта измерения температуры и крайней поверхностью оптического стекла на стороне материала объекта измерения температуры поддерживается, оптическое стекло не входит в контакт с материалом объекта измерения температуры. Соответственно, повреждение оптического стекла вследствие его контакта с материала объекта измерения температуры может быть предотвращено. Кроме того, поскольку зазор поддерживается по существу постоянным, коэффициент пропускания не колеблется вследствие изменения толщины воды. Соответственно, температура поверхности материала объекта измерения температуры может быть измерена более точно.

Кроме того, увеличение размеров колеса или что-либо подобное создает неоднородности на поверхности колеса и, соответственно, поверхность колеса может войти в контакт с крайней поверхностью оптического стекла, что может повредить оптическое стекло. В соответствии с вышеупомянутой предпочтительной конфигурацией, поскольку поддерживается зазор между поверхностью колеса и крайней поверхностью оптического стекла на стороне колеса, то может быть предотвращен контакт поверхности колеса с крайней поверхностью оптического стекла и оказывается возможным предотвратить повреждение оптического стекла. Кроме того, как описано выше, поскольку зазор поддерживается по существу постоянным, температура поверхности колеса может быть измерена более точно. Следует отметить, что в качестве поддерживающего элемента, например, можно использовать механизм контактного ролика, включающий в себя ролик, который прикреплен к корпусу и прижат к поверхности материала объекта измерения температуры так, чтобы находиться по