JPH04223237A - 温度分布検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一定の条件で稼働して
いる状態で発熱する被観測体の表面の発熱による温度分
布を知ることにより、この被観測体の異常の有無を検出
する温度分布検出方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、一定条件の稼働状態で発熱する被
観測体の異常の有無を、この被観測体表面の温度分布パ
ターンの、被観測体正常時の表面温度分布パターンとの
相違により判断する手段が、特公昭６１−５９４４８号
公報および特開平２−２０１１７８号公報に開示されて
いる。

【０００３】この特公昭６１−５９４４８号公報および
特開平２−２０１１７８号公報に開示された従来技術は
、一定条件で稼働中の被観測体表面を、直接赤外線カメ
ラで撮影して、この被観測体表面の温度分布を熱画像化
し、この熱画像の画像パターンを、予め同じ手法で得て
いる正常時の被観測体表面の温度分布の熱画像である標
準熱画像の画像パターンと比較し、両画像パターン間の
相違の有無およびその程度により、被観測体の異常を判
定するのである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来技術では、一定条件で稼働状態にある被観測体の
表面を、赤外線カメラ等の撮像手段で直接に撮影して、
この被観測体表面の温度分布を画像化する必要があるの
で、被観測体が、稼働状態でその表面を赤外線カメラ等
の撮影手段で直接撮影できるものに限定され、このため
従来技術の適応対象となる被観測体が大幅に限定されて
しまうと云う問題があった。

【０００５】すなわち、測定対象である設備機器は、一
般に多数の部品や回路、基板が３次元的に組付けられて
おり、それらを組付けられたままの状態で熱画像撮影で
きる場合は少ない。従って、電子機器のプリント基板等
は一枚づつ抜き出して熱画像撮影することになるが、こ
れは当然のことながら、機器を休止させてしまうことに
なる。

【０００６】そこで、本発明は、上記した従来技術にお
ける問題点を解消すべく創案されたもので、実稼働状態
にある被観測体の表面の温度分布を、赤外線カメラ等の
撮影手段による表面の直接撮影の可能、不可能を問わず
、画像化することを技術的課題とし、もって画像化した
被観測体表面の温度分布の解析による被観測体の不良箇
所の検出を簡単にかつ迅速にそして正確に達成すること
を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記技術的課題を解決す
る本発明の手段は、被観測体の表面に近接して、熱転写
板を予め設定された時間だけ対向位置させること、この
熱転写板を被観測体表面に対向させた設定時間経過後、
熱転写板の表面の温度分布を熱画像化すること、この熱
画像により被観測体表面の温度分布を検出すること、に
ある。

【０００８】熱転写板表面の温度分布の熱画像化は、赤
外線カメラで達成し、被観測体は、電子機器のプリント
基板とするのが適当である。

【０００９】

【作用】一定条件で実稼働している被観測体に対して、
平板状の熱転写板を被観測体の表面にその表面を近接対
向させた状態で位置させる。

【００１０】発熱体表面からの輻射熱の強さは、ほぼ距
離の２乗に反比例するので、発熱状態にある被観測体表
面に近接して対向位置させられて熱転写板は、その表面
の各部分を、正対向した被観測体の表面部分の熱影響を
最も強く受け、このため熱転写板の表面は、被観測体表
面の温度分布と同じ温度分布形態で加熱される。

【００１１】被観測体からの輻射熱で加熱された熱転写
板の各表面部分間の温度差が、この熱転写板の表面を熱
画像化した際に、正対向した被観測体表面部分間の発熱
程度差とほぼ同じ程度の画素信号レベル差を得ることが
できる時間で、かつ高い温度に加熱された熱転写板の表
面部分の熱の、隣接する温度の低い他の熱転写板の表面
部分への伝熱量が少ない時間である設定時間の間、この
熱転写板を被観測体に対向位置させておく。

【００１２】この設定時間後、熱転写板の表面は、被観
測体表面に相似した温度分布で加熱されているので、設
定時間経過後に熱転写板の表面の温度分布を熱画像化し
、被観測体表面の温度分布を検出する。

【００１３】この熱画像の画像パターンと、予め同じ手
法により正常な被観測体から得た標準熱画像の画像パタ
ーンとを比較する。

【００１４】得られた熱画像の画像パターンと標準熱画
像の画像パターンとの間に、大きな差異のない場合は、
実稼働中の被観測体表面の温度分布には異常がなく、被
観測体に故障または機能低下、その他の不都合が発生し
ていないと判定することができる。

【００１５】反対に、熱画像の画像パターンと標準熱画
像の画像パターンとの間に、明らかな差異が認められる
場合は、実稼働中の被観測体表面の温度分布に異常があ
り、被観測体に故障または機能低下、その他の不都合が
発生していると判定することができる。

【００１６】熱転写板を介しての被観測体表面の熱分布
の検出は、測定の都度、熱転写板を被観測板に対して挿
入、抜き出ししても良いが、これとは別に、熱転写板を
被観測体に対して組付けたままにしておいて、熱転写板
に対する被観測体からの入熱と熱転写板からの放熱とを
等しくした熱平衡状態にしておき、随時熱転写板を抜き
出して、被観測体表面の温度分布を検出する。この場合
、得られる熱画像は、検出処理の度に熱転写板の着脱を
行う場合よりも不鮮明となるが、測定対象と検出すべき
温度ムラの程度によっては、充分に目的を達成できる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の一実施例を、図面を参照しな
がら説明する。図１は、大型機械設備を自動制御するコ
ンピュータの中央制御ボックス５に引き出し可能に組付
けられる、カード型電子回路である多数のプリント基板
を被観測体４とした場合を示すもので、中央制御ボック
ス５内に、層状に組入れられた多数の被観測体４の間に
は、この被観測体４に組み込まれた電子部品の冷却のた
めの間隙が形成されている。

【００１８】この被観測体４が一定条件で稼働している
時に、被観測体４間の間隙に平板状に成形された熱転写
板１を、その表面を目的とする被観測体４の表面に近接
させて挿入配置する。

【００１９】この際、熱転写板１は、その表面が被観測
体４の表面全域を覆うことのできる大きさを有しており
、また裏面側は隣接する他の被観測体４からの熱影響を
遮断できる断熱機能を有するものとしておくのが有利で
ある。

【００２０】予め設定された設定時間経過後、熱転写板
１を中央制御ボックス５内から取り出し、直ちにその表
面の温度分布を赤外線カメラ２により熱画像化し、この
熱画像Ａをモニタテレビ３に写し出す。

【００２１】このモニタテレビ３に写し出された熱画像
Ａの画像パターンと、予め同一手法により得た標準熱画
像Ｂの画像パターンとを比較し、両画像パターン間に相
違が有るか否かを識別する。

【００２２】この両画像パターン間の相違の有無の識別
は、モニタテレビ３の画面に写し出された熱画像Ａの画
像パターンを、直接目視により標準熱画像Ｂの画像パタ
ーンと比較して行っても良いが、画像処理装置を設け、
この画像処理装置により赤外線カメラ２からの画像デー
タと、この画像処理装置に予め記憶させた標準熱画像Ｂ
の画像データとを比較照合し、両画像データの同一番地
の画素信号レベルの相違により両画像パターン間の相違
の有無を自動的に識別するようにしても良い。

【００２３】なお、被観測体４表面の温度分布の異常の
有無の判定は、熱画像Ａの画像パターンと標準熱画像Ｂ
の画像パターンとの間の相違の有無だけにより下される
ものではなく、両画像パターン間の相違のエリヤの大き
さまたは相違の程度の大きさに従って下される。

【００２４】図２は、帯鋼圧延機に装備された制御コン
ピュータの中央制御ボックス５に組付けられているプリ
ント基板を被観測体４として、この被観測体４の稼働状
態時の表面温度分布を、発泡スチロール薄板の両面に黒
色プラスチックシートを積層して全体厚３．５ｍｍの平
坦板状に成形された熱転写板１を使用し、この熱転写板
１を、常温雰囲気内で全体を均一な温度としてから、中
央制御ボックス５内に、被観測体４の側近に１０秒間挿
入安置した後取り出して、この熱転写板１の表面の温度
分布を赤外線カメラ２でモニタテレビ３の画面上に熱画
像Ａ化したものである。

【００２５】この熱画像Ａと、予め正常状態にある同じ
被観測体４から、図３に示した、同一手法で得ている標
準熱画像Ｂとの画像パターンを比較したところ、標準熱
画像Ｂの該当部位Ｂ’とは大きく異なる画像パターンを
描く異常部位Ａ’が見出され、この異常部位Ａ’に位置
している電子部品の機能低下を知ることができた。

【００２６】

【発明の効果】本発明は、上記した構成となっているの
で、以下に示す効果を奏する。被観測体の表面温度分布
を、この被観測体の表面に近接して着脱自在に配置され
る熱転写板を介して観察することができるので、赤外線
カメラ等の撮影手段による直接の撮影が不可能な設置条
件下にある被観測体であっても、その表面温度分布の観
測が可能であり、もって表面温度分布の画像パターンの
比較による機能監視方法の適用範囲を大幅に拡大するこ
とができる。

【００２７】被観測体を一定条件の実稼働状態としてま
ま、その表面温度分布を観察することができるので、被
観測体を観察のために稼働させる専用の設備を必要とせ
ず、また実稼働状態のままの被観測体の表面温度分布を
観察することができるので、被観測体の表面温度分布を
観察するための設備費用の膨大化がなく、またより精度
の高い観測を達成することができる。

【００２８】被観測体の表面温度分布を、この被観測体
を実稼働状態にしたまま観察することができるので、被
観測体の組付けられている設備を稼働させたままとする
ことができ、もって被観測体の表面温度分布観察による
設備の稼働率の低下を引き起こすことがない。

【００２９】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す説明図。

【図２】本発明の一実施例により得られた被観測体表面
の温度分布の熱画像図。

【図３】図２に示された被観測体表面の温度分布の熱画
像の良否を判定するための標準熱画像。

【００３１】

【符号の説明】

１；熱転写板 ２；赤外線カメラ ３；モニタテレビ ４；被観測体 ５；中央制御ボックス Ａ；熱画像 Ａ’；異常部位 Ｂ；標準熱画像 Ｂ’；該当部位

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　被観測体（４）　の表面に近接して、
   熱転写板（１）　を予め設定された時間だけ対向位置さ
   せ、前記設定時間経過後、前記熱転写板（１）　の表面
   の温度分布を熱画像（Ａ）　化し、該熱画像（Ａ）　に
   より前記被観測体（４）　表面の温度分布を検出する温
   度分布検出方法。
2. 【請求項２】　　熱転写板（１）　表面の温度分布の熱
   画像（Ａ）　化を、赤外線カメラ（２）　で達成し、被
   観測体（４）　を、電子機器のプリント基板とした請求
   項１に記載の温度分布検出方法。