[发明专利]温度测量装置以及利用它的热处理装置、温度测量方法

权利要求书

1.一种温度测量装置，具有：

光强度测量部，其对温度和折射率具有唯一相关关系的被加热体照射探测激光，并测量光强度特性X，该光强度特性X表示在被加热体内部多重反射的探测激光的干涉结果所产生的反射光或者透过光的光强度和时间之间的关系；

运算部，其用于获取再现被加热体，当对具有与上述被加热体相同的形状、热以及光学特性的虚拟被加热体提供与对上述被加热体进行加热的条件相同的热负荷、并照射具有与上述探测激光相同特性的探测激光时，求出具有从该虚拟被加热体得到的光强度特性与上述光强度特性X最一致的光强度特性Z的虚拟被加热体而作为再现被加热体；以及

温度输出部，其根据上述再现被加热体求出上述被加热体的规定部位在规定时间下的温度。

2.根据权利要求1所述的温度测量装置，其特征在于，

运算部具有：数据输入部，其输入规定的输入数据；热传导解析部，其根据该输入数据求出虚拟被加热体的温度分布特性；变换部，其将求出的温度分布特性变换为对应的折射率分布特性；光学解析部，其求出具有变换后的折射率分布特性的虚拟被加热体的规定的光学特性Y；判断部，其从上述光强度特性X提取规定的光学特性X，判别该光学特性X和Y之间的差异，将直到使该差异成为最小为止进行校正得到的初始值重新输入到数据输入部来求出与上述光学特性X最一致的光学特性Z；以及再现被加热体输出部，其将具有与这种光学特性Z对应的光强度特性Z以及温度分布特性的虚拟被加热体作为再现被加热体而进行输出。

3.根据权利要求2所述的温度测量装置，其特征在于，

光学特性是与关于被加热体以及虚拟被加热体而得到的光强度特性有关的波形的振动数、相位、波峰的峰点和波谷的谷点所相关的特性，或者是关于虚拟被加热体而得到的光学厚度特性。

4.根据权利要求2所述的温度测量装置，其特征在于，

判断部具有模式识别部，该模式识别部利用模式匹配法、特征点法或者频率解析法来判别光强度特性X和光强度特性Y之间的差异。

5.根据权利要求2所述的温度测量装置，其特征在于，

判断部具有均方误差计算部，该均方误差计算部利用均方误差法来判别光学厚度特性X和光学厚度特性Y之间的差异。

6.根据权利要求1所述的温度测量装置，其特征在于，

光强度测量部具有探测激光光源、光路分路元件、探测激光聚光透镜以及光强度测量仪。

7.根据权利要求6所述的温度测量装置，其特征在于，

关于激光聚光透镜，其焦点距离f相对于被加热体的厚度d具有f＞2d关系。

8.根据权利要求1所述的温度测量装置，其特征在于，

求出以1μs～10s在室温～3000K的范围内变化的被加热体的温度。

9.一种热处理装置，其中，

在等离子流发生装置中附设有权利要求1所述的温度测量装置。

10.根据权利要求9所述的热处理装置，其特征在于，

设置有控制装置，该控制装置根据来自温度测量装置的信号来控制等离子流发生装置的输出。

11.一种温度测量方法，具有以下阶段：

求出光强度特性X的阶段，对温度和折射率具有唯一相关关系的被加热体照射探测激光，求出光强度特性X，该光强度特性X表示在被加热体内部多重反射的探测激光的干涉结果所生成的反射光或者透过光的光强度与时间之间的关系；

求出虚拟被加热体的阶段，首先，求出对具有与上述被加热体相同形状、热、光学特性的虚拟被加热体提供与对上述被加热体进行加热的条件相同的热负荷时的温度分布特性，求出与该温度分布特性对应的折射率分布特性，并且求出对具有这种折射率分布特性的虚拟被加热体照射具有与上述探测激光相同特性的探测激光时所得到的光强度特性Y，判别该光强度特性Y和上述光强度特性X之间的差异，接着，对提供给上述虚拟被加热体的热负荷条件中的规定条件进行校正，求出校正后的光强度特性，将具有与上述光强度特性X差异最小的被校正的光强度特性Z以及与这种光强度特性Z对应的温度分布特性的虚拟被加热体作为再现被加热体而求出；以及

根据上述再现被加热体的温度分布特性来求出上述被加热体的规定部位在规定时间下的温度的阶段。