JPS6017072B2 - red hot metal detector - Google Patents
red hot metal detectorInfo
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- JPS6017072B2 JPS6017072B2 JP53109325A JP10932578A JPS6017072B2 JP S6017072 B2 JPS6017072 B2 JP S6017072B2 JP 53109325 A JP53109325 A JP 53109325A JP 10932578 A JP10932578 A JP 10932578A JP S6017072 B2 JPS6017072 B2 JP S6017072B2
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、高温に加熱された金属体から発する鏡射光
を利用して、金属体の有無を検出する赤熱金属検出器に
関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a red-hot metal detector that detects the presence or absence of a metal body by using reflected light emitted from a metal body heated to a high temperature.
従来この種の装置として第1図に示すものがあつた。A conventional device of this type is shown in FIG.
図において1は被検出体(赤熱金属)、2は被検出体か
らの頚射光、3は検出視野、4は頚射光2を集光する集
光レンズ、5はチョッパー用回転スリット板、6は光電
変換器、7は交流増中器、8は直流変換器、9は交流増
中器、10は出力リレーである。In the figure, 1 is the object to be detected (red-hot metal), 2 is the neck radiation from the object to be detected, 3 is the detection field of view, 4 is the condenser lens that collects the neck radiation 2, 5 is the rotary slit plate for the chopper, and 6 is the rotary slit plate for the chopper. 7 is an AC intensifier, 8 is a DC converter, 9 is an AC intensifier, and 10 is an output relay.
次に動作について説明する。Next, the operation will be explained.
矢印11の方向に移動する被検出体1から発する韓射光
2が検出視野3に入った時、上記頚射光2は、集光レン
ズ4により集光され、チョッパー用回転スリット板5を
介して光電変換器6の受光面に入射する。光電変換器6
では、入力光のエネルギー強度に比例した電気信号を発
生する。したがって、理論的には、被検出体1が検出視
野内に入った時、言い換えれば鱗射光2が検出視野3を
よこぎった瞬間、光電変換器6からはその光強度に比例
した電気信号が出力される。この信号は被検出体1の移
動にともなって変化し、第2図のように連続的な出力分
布を示す。したがって、交流増中器7により十分増中し
た後、直流信号に変換し、比較増中器9で直流基準レベ
ル22と比較すれば、被検出体1の先端部が設定基準位
に入った時、および被検出体1の尾端部が設定基準位置
を出た時、トリガボイント21においてトリガアクシヨ
ンをおこし、電気的な1,0信号を発生する。そしてこ
の信号により出力リレー10のON、OFFを行えば、
金属体の有無を検出することができることになる。しか
しながら実際には、検出視野3内を通過する被検出体の
温度が広範囲にわたる場合、次のような欠点を有する。When the solar radiation 2 emitted from the object 1 moving in the direction of the arrow 11 enters the detection field of view 3, the radiation 2 is condensed by the condensing lens 4 and transmitted to the photoelectric generator via the rotary slit plate 5 for the chopper. The light enters the light receiving surface of the converter 6. Photoelectric converter 6
generates an electrical signal proportional to the energy intensity of the input light. Therefore, theoretically, when the detected object 1 enters the detection field of view, in other words, at the moment when the scale light 2 crosses the detection field of view 3, the photoelectric converter 6 outputs an electrical signal proportional to the light intensity. be done. This signal changes as the detected object 1 moves, and shows a continuous output distribution as shown in FIG. Therefore, if the AC intensifier 7 sufficiently increases the power, converts it to a DC signal, and compares it with the DC reference level 22 in the comparison intensifier 9, when the tip of the detected object 1 enters the set reference level. , and when the tail end of the detected object 1 leaves the set reference position, a trigger action occurs at the trigger point 21 to generate an electrical 1,0 signal. Then, if the output relay 10 is turned on or off using this signal,
This means that the presence or absence of a metal object can be detected. However, in reality, when the temperature of the object to be detected passing through the detection field of view 3 ranges over a wide range, there are the following drawbacks.
第3図aに示すように、検出視野3を低温の金属体1
1が通過する場合の光電変換器6の出力電圧は第3図c
の符号26で示してある。また第3図bに示すように高
温の金属体lhが通過する場合の出力電圧を第3図cの
符号26で示してある。第3図cの縦軸の出力電圧は対
数目盛であらわしてある。物体の発する鰻射光による光
電変換器6の出力電圧は飽和状態を考えない場合、およ
そその物体のもつ温度の例えば4乗に比例するので(温
度と出力電圧の関係はもっと複雑であって、ここに示し
た4乗は大体の関係性を示したにすぎない)、低温金属
体11と高温金属体lhとの出力電圧比は10“音程度
を超える大きな値となることがある。一般に被検出体1
が移動する範囲内において存在する反射体の反射率は、
およそ10%とされており第3図bに示すように検出視
野3内に入っていない高温金属体lhからの韓射が反射
体24で乱反射して10%に減じられた場合、それが低
温金属体1 1からの直接の頚射とほとんど同じかまた
は大きい場合がある。従って第1図に示す装置では低温
金属体11からの直接の韓射なのか、高温金属体からの
韓射が他の物体の乱反射したものかの区別がつかず、そ
のため第3図cに示すように高温金属体lhが検出視野
3に入らないのに検知動作を行うという欠点を有してい
た。この発明は、以上のような従来の検出器の欠点を除
去するためになされもので、それぞれ異つた特定の波長
城の光のみを透過させる2つの赤外バンドパスフィルタ
ーを介し、両者の差をとることによって、温度の違いに
より生じる鍵射エネルギーの差を大中に縮小することが
でき、被検出体の先端または尾端が、検出視野内の設定
基準位置に実際に到達したことを知ることのできる赤熱
金属検出器を提供しようとするものである。As shown in FIG. 3a, the detection field 3 is
1 passes through, the output voltage of the photoelectric converter 6 is shown in Fig. 3c.
It is indicated by the reference numeral 26. Further, as shown in FIG. 3b, the output voltage when a high-temperature metal body lh passes is indicated by reference numeral 26 in FIG. 3c. The output voltage on the vertical axis of FIG. 3c is expressed on a logarithmic scale. The output voltage of the photoelectric converter 6 due to the eel radiation emitted by an object is approximately proportional to, for example, the fourth power of the temperature of the object, if saturation is not considered (the relationship between temperature and output voltage is more complicated, and here (The 4th power shown in Figure 4 only shows the approximate relationship), the output voltage ratio between the low temperature metal body 11 and the high temperature metal body lh may be a large value exceeding about 10". In general, the body 1
The reflectance of the reflector that exists within the range of movement is
If the Korean radiation from the high-temperature metal object lh that is not within the detection field of view 3 is diffusely reflected by the reflector 24 and reduced to 10% as shown in Figure 3b, then it will be reduced to 10%. It may be almost the same or larger than the direct radiation from the metal body 11. Therefore, in the apparatus shown in FIG. 1, it is not possible to distinguish whether the Korean radiation is directly from the low-temperature metal body 11 or whether the Korean radiation from the high-temperature metal body is diffusely reflected by another object. Thus, the detection operation is performed even though the high-temperature metal body lh does not enter the detection field of view 3. This invention was made to eliminate the above-mentioned drawbacks of conventional detectors, and it uses two infrared bandpass filters that transmit only light of different specific wavelengths to detect the difference between the two. By doing this, the difference in key radiation energy caused by temperature differences can be reduced to a large extent, and it is possible to know when the tip or tail of the object to be detected has actually reached the set reference position within the detection field of view. The present invention aims to provide a red-hot metal detector that can perform the following steps.
以下、この発明の実施例を赤熱金属検出器の一実施例を
示すブロック図で説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to a block diagram showing an embodiment of a red-hot metal detector.
図中、1〜5および8〜11は第1図で述べた従釆の検
出器の各部分と同一である。6a,6bはそれぞれ第1
および第2光電変換器、12a,12bはそれぞれ第1
および第2赤外バンドパスフィルター、13は半透過鏡
、14は差敷増幅器である。In the figure, numerals 1 to 5 and 8 to 11 are the same as the respective parts of the subordinate detector described in FIG. 6a and 6b are the first
and second photoelectric converters, 12a and 12b are respectively
and a second infrared bandpass filter, 13 a semi-transmissive mirror, and 14 a differential amplifier.
第4図の符号1から5までにより従来装置と同様の動作
が行われた後、頚射光2は半透過鏡13によって二光路
に分離され、それぞれ異つた中心波長を有する2つの赤
外バンドパスフィルター12a,12bを介し、それぞ
れの光電変換器6a,6bの受光面に入光する。ここで
第5図aに注目すれば、理想的な黒体からの頚射エネル
ギー分布は、温度が高くなるに従いその占有帯城中が広
くなっており、したがって鯛射エネルギー量も増大する
。After the same operations as in the conventional device are performed according to numbers 1 to 5 in FIG. 4, the neck light 2 is separated into two optical paths by a semi-transmissive mirror 13, and two infrared bandpasses each having a different center wavelength are separated. The light enters the light receiving surfaces of the respective photoelectric converters 6a and 6b through the filters 12a and 12b. If we pay attention to FIG. 5a, in the distribution of the radiation energy from an ideal black body, as the temperature increases, the occupied zone becomes wider, and therefore the amount of radiation energy also increases.
さらに、最大感度波長(最大分効放射輝度を示す波長)
は短波長側へ偏移している。すなわち、第5図bに示す
ごとく従来のように光電変換器6にて、光電変換器6の
全感度領域^の光を集めるのに対し、2つの赤外バンド
パスフイルター12a,12bによつて、入,,入2な
る狭帯域の光のみを対象とすれば、最高および最低温度
における鰭射エネルギー比、すなわち光電変換器の出力
電圧比を大中に減少させることができる。Furthermore, the maximum sensitivity wavelength (the wavelength showing the maximum split radiance)
is shifted toward shorter wavelengths. That is, as shown in FIG. 5b, whereas conventionally the photoelectric converter 6 collects light in the entire sensitivity range of the photoelectric converter 6, two infrared bandpass filters 12a and 12b collect the light. If only the narrow bands of light of , , and 2 are targeted, the fin radiation energy ratio at the highest and lowest temperatures, that is, the output voltage ratio of the photoelectric converter, can be significantly reduced.
たとえば、光電変換器6にpbs光導電セルを選んだ場
合、その感度波長城は、およそ0.8ミクロンから2.
5ミクロンであり、被検出体の温度範囲を通常の赤熱金
属体とすれば前述のごとく、その全波長城(^:0.8
仏m〜2.5仏m)の光を対象とした場合、最高および
最低温度における光電変換器からの出力電圧比は飽和状
態を考えない場合、およそ3桁の数値となる。一般に被
検出体が移動する範囲内において存在する反射体の反射
率は、およそ10%とされており、上述の出力電圧比(
3桁の数値)では、低温(最低温度)金属体からの韓射
と高温(最高温度)金属体からの頚射による他の物体(
反射体)からの乱反射の区別が困難となり、誤動作の要
因となっていた。For example, if a PBS photoconductive cell is selected as the photoelectric converter 6, its sensitivity wavelength range is approximately 0.8 microns to 2.0 microns.
5 microns, and if the temperature range of the object to be detected is a normal red-hot metal body, then as mentioned above, the entire wavelength range (^: 0.8
When the target is light with a temperature of 2.5 m to 2.5 m, the output voltage ratio from the photoelectric converter at the highest and lowest temperatures will be approximately a three-digit value, if saturation is not considered. In general, the reflectance of a reflector existing within the range of movement of the detected object is approximately 10%, and the output voltage ratio (
3-digit numerical value), other objects (
This made it difficult to distinguish the diffused reflection from the reflector (reflector), causing malfunctions.
しかし、たとえば2つの赤外バンドパスフイルター12
a,12bに中心波長が、それぞれ4.3ミクロン(^
2)、2.5ミクロン(^,)のものを使用し、おのお
のの光電変換器6a,6bからの出力電圧を差動増幅器
14に入力し両者の差をとれば、最高および最低温度に
おける光電変換器からの出力電力比を、第5図cに示す
ごとく、およそ1桁の数値に減少させることができ、零
から数10%程度の反射率を持つ反射体が存在しても検
出誤差を生じないようにすることができる。However, for example, two infrared bandpass filters 12
The center wavelengths of a and 12b are each 4.3 microns (^
2), 2.5 microns (^,), input the output voltage from each photoelectric converter 6a, 6b to the differential amplifier 14, and take the difference between them, the photoelectric converter at the highest and lowest temperature can be obtained. As shown in Figure 5c, the output power ratio from the converter can be reduced to approximately a single-digit value, and detection errors can be reduced even if there is a reflector with a reflectance of zero to several tens of percent. This can be prevented from occurring.
以上のことから、現場環境(反射体の反射率)に応じて
、2つの赤外バンドパスフィルターの中心波長を選択す
れば、誤差要因を完全に除くことができる。From the above, if the center wavelengths of the two infrared bandpass filters are selected according to the site environment (reflectance of the reflector), error factors can be completely eliminated.
実用上、2つの赤外バンドパスフィルターの中心波長は
、光電変換器の感度領域を考えた場合、ともに0.8ミ
クロンから30ミクロンのものが選択され、場合によっ
ては、2つの赤外バンドパスフィルターの分光透過率、
半値中等を変えることによって、出力電圧比を1に近づ
けることも可能となる。In practice, considering the sensitivity range of the photoelectric converter, the center wavelengths of the two infrared bandpass filters are selected from 0.8 microns to 30 microns. Spectral transmittance of filter,
By changing the half value, etc., it is possible to bring the output voltage ratio closer to 1.
しかしながら、第5図cに示すように2つの光電変換器
の差動出力電圧が零になる点(図中記号p)が存在する
ため、被検出体の温度範囲内にその点が含まれないよう
に2つの赤外バンドパスフィルター12a,12bの中
心波長、分光透過率、半値中等を選択する必要がある。However, as shown in Figure 5c, there is a point (symbol p in the figure) where the differential output voltage of the two photoelectric converters becomes zero, so that point is not included within the temperature range of the detected object. It is necessary to select the center wavelength, spectral transmittance, half value, etc. of the two infrared bandpass filters 12a and 12b.
このように2つの赤外バンドパスフィルター12a,1
2bおよび差動増中器14にて温度の違いにより生じた
鏡射エネルギーの差を十分に縮小した後、第4図の8〜
10までにより、従来と同じ動作が、行われる。なお上
記実施例では、2つのそれぞれ異つた中心波長を有する
赤外バンドパスフィルターを使用しているが、上記中心
波長に対応した赤外のある限られた狭い波長城にのみ感
度をもつ光電変換器を使用してもよい。In this way, two infrared bandpass filters 12a, 1
2b and the differential intensifier 14 to sufficiently reduce the difference in reflected energy caused by the difference in temperature.
10, the same operation as before is performed. In the above embodiment, two infrared bandpass filters having different center wavelengths are used, but the photoelectric conversion is sensitive only to a narrow range of infrared wavelengths corresponding to the center wavelengths. You may use a container.
以上のように、この発明によれば、2つのそれぞれ異つ
た中心波長を有する赤外バンドパスフィルターを使用し
、おのおのの光蟹変換器の差動出力を求めることによっ
て、温度の違いにより生じる鰭射エネルギーの差を大中
に縮小することができ、誤差要因、たとえば高温金属体
からの鰭射による他の物体からの乱反射により生じる動
作をなくすことができ、大中な精度向上が、はかれる。As described above, according to the present invention, by using two infrared bandpass filters having different center wavelengths and determining the differential output of each optical crab converter, fins caused by temperature differences can be reduced. The difference in radiation energy can be reduced to a large extent, and errors caused by, for example, diffused reflection from other objects due to fin radiation from a high-temperature metal body can be eliminated, leading to a medium-sized improvement in accuracy.
図面の簡単な説明第1図は従釆からの赤熱金属検出器を
示すブロック図、第2図および第3図は「上記従来から
の赤熱金属検出器の動作を説明するための説明図、第4
図は、この発明による赤熱S蓋属検出器を示すブロック
図、第5図は、この発明による赤熱金属検出器の動作を
説明するための説明図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing a red-hot metal detector from a secondary structure, FIGS. 2 and 3 are explanatory diagrams for explaining the operation of the conventional red-hot metal detector mentioned above, 4
The figure is a block diagram showing a red-hot metal detector according to the present invention, and FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining the operation of the red-hot metal detector according to the present invention.
図において、1は被検出体、2は被検出体からの鶴射光
、3は検出視野、4は集光レンズ、5はチョッパー用回
転スリット板、6a,6bは第1および第2光電変換器
、8は直流変換器、9は比較増幅器、10は出力リレー
、12a,12bは第1および第2赤外バンドパスフィ
ルター、13は半透過鏡、14は差動増幅器である。第
1図
第4図
第2図
第3図
第5図In the figure, 1 is the object to be detected, 2 is the light emitted from the object to be detected, 3 is the detection field of view, 4 is the condensing lens, 5 is the rotary slit plate for the chopper, and 6a and 6b are the first and second photoelectric converters. , 8 is a DC converter, 9 is a comparator amplifier, 10 is an output relay, 12a and 12b are first and second infrared bandpass filters, 13 is a semi-transmitting mirror, and 14 is a differential amplifier. Figure 1 Figure 4 Figure 2 Figure 3 Figure 5
Claims (1)
、このレンズによつて集光された光のうち、限られた波
長範囲内にそれぞれ異つた中心波長を有する狭帯域の光
のみを透過させる第1および第2の赤外バンドパスフイ
ルター、上記第1および第2の赤外バンドパスフイルタ
ーからの透過光を受光して電気信号に変換する第1およ
び第2の光電変換器、上記おのおのの電気信号の差動成
分を求める差動増幅器、この増幅された電気信号を直流
信号に変換する直流変換器、上記直流信号を一定の直流
基準レベルと比較増幅する比較増幅器を備えたことを特
徴とする赤熱金属検出器。 2 移動する赤熱金属体からの輻射光を集光するレンズ
、このレンズによつて集光された光のうち、限られた波
長範囲内にそれぞれ異つた中心波長を有する狭帯域の光
のみに感応してこれを電気信号に変換する第1および第
2の光電変換器、上記おのおのの電気信号の差動成分を
求める差動増幅器、上記直流信号を一定の直流基準レベ
ルと比較増幅する比較増幅器を備えたことを特徴とする
赤熱金属検出器。[Claims] 1. A lens for condensing radiation light from a moving red-hot metal body, and of the light condensed by this lens, a narrow wavelength range having different center wavelengths within a limited wavelength range. first and second infrared bandpass filters that transmit only light in a band; first and second infrared bandpass filters that receive transmitted light from the first and second infrared bandpass filters and convert it into an electrical signal; A photoelectric converter, a differential amplifier that determines the differential component of each of the above electrical signals, a DC converter that converts this amplified electrical signal into a DC signal, and a comparison amplifier that compares and amplifies the DC signal with a fixed DC reference level. A red-hot metal detector characterized by comprising: 2. A lens that focuses radiation light from a moving red-hot metal object, and is sensitive only to a narrow band of light that has different center wavelengths within a limited wavelength range among the light focused by this lens. a first and second photoelectric converter for converting the DC signal into an electric signal, a differential amplifier for determining the differential component of each of the electric signals, and a comparison amplifier for comparing and amplifying the DC signal with a constant DC reference level. A red-hot metal detector characterized by:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP53109325A JPS6017072B2 (en) | 1978-09-05 | 1978-09-05 | red hot metal detector |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP53109325A JPS6017072B2 (en) | 1978-09-05 | 1978-09-05 | red hot metal detector |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5535284A JPS5535284A (en) | 1980-03-12 |
JPS6017072B2 true JPS6017072B2 (en) | 1985-04-30 |
Family
ID=14507359
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP53109325A Expired JPS6017072B2 (en) | 1978-09-05 | 1978-09-05 | red hot metal detector |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6017072B2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2713699B2 (en) * | 1995-06-02 | 1998-02-16 | 株式会社日立製作所 | High-definition television receiver with two-screen display function |
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JPS5777676A (en) * | 1980-10-31 | 1982-05-15 | Otsuka Pharmaceut Co Ltd | Carbostyril derivative |
JPS62134588A (en) * | 1985-12-06 | 1987-06-17 | Kawasaki Steel Corp | Heat mass detector |
-
1978
- 1978-09-05 JP JP53109325A patent/JPS6017072B2/en not_active Expired
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