JP2010066127A - 粒状体の粒度分布の測定システムおよび測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】骨材の粒度分布の確認試験等において、篩い分けするための分別手段を必要とせずに、骨材等の粒状体の粒度分布を正確にかつ効率的に測定することのできる粒状体の粒度分布の測定システムを提供する。
【解決手段】３次元で密集した粒状体（骨材）３の集合体を撮影するための、カメラ４、照明５，６等を含む撮影装置と、該撮影装置で得たデジタル画像を画像処理して、粒状体３間の２次元の境界線を定め、さらに、該２次元の境界線に基づく粒度を、３次元の実際の粒度に近づけるために補正し、粒状体３の集合体の粒度分布を得るための情報処理装置９とを含む粒度分布の測定システム。
【選択図】図１

Description

本発明は、骨材等の粒状体の粒度分布の測定システムおよび測定方法に関する。

骨材は、通常、コンクリートの体積の約７０％を占める。骨材の優劣によって、コンクリートの組織を緻密にしたり、水和熱を抑制するなどの骨材の本来の役割を発揮する程度に差が見られる。高品質のコンクリートを製造するためには、堅硬かつ物理的・化学的に安定であり、良好な粒度分布および丸い粒形を有し、有害物及び塩分の含有率が小さい良質の骨材を使用する必要がある。
コンクリート用砕石及び砕砂の品質は、ＪＩＳで規定されている。例えば、実績率（粒形判定実績率）は、砕石で５５％以上、砕砂で５３％以上と規定されている。実績率が大きいほど、良好な粒度分布および丸い粒形を有し、良質の骨材であると評価されている。なお、実績率が大きいほど、同一のスランプを得るためのコンクリートの単位水量が少なくなるなどの利点がある。
実績率を大きくするためには、良好な粒度分布を有することが必要である。例えば、粒度５〜２０ｍｍの砕石骨材の粒度分布は、ＪＩＳ Ａ ５００５に規定されている。

ところで、近年、従来使用されていた川砂利および川砂の採取が制限され、代わりに砕石、海砂、中国輸入砂（川砂）などが使用されるようになった。しかし、海砂は、塩害の原因となり、また環境保全の観点から採取が規制されつつある。中国からの輸入砂も、２００７年の春に完全輸出禁止となっている。それゆえ、砕石やコンクリート廃材の使用量がますます増大してきている。特に、コンクリート廃材から得られる骨材は、従来使用されていた川砂利であるため、良質な骨材となり得るものであり、また資源の有効利用の観点からも活用が望まれており、ＪＩＳ Ａ ５０２１として規定された。

従来、砕石やコンクリート廃材を破砕して得た砕石を、篩い分けて、所望の粒度分布を有する骨材を製造するための種々の技術が知られている。
既存の篩い分け技術の一例として、振動により材料を移送し、この移送過程で材料をふるい分けるようにした振動ふるい分け装置において、進行方向に沿った多数のグリズリバーの上流側を固定し、下流側を開放した櫛状のグリズリバーユニットを段差をもって複数段直列に配設した一床目スクリーンと、その下方位置において、進行方向に沿った多数のロッドバーの上流側を固定し下流側を開放し上記グリズリバーの間隔より小さい間隔を有する櫛状のロッドバーユニットを段差をもって複数段直列に配設した二床目スクリーンとを備え、上記各グリズリバーの直下位置に、上記一床目スクリーンからすり抜けて落下する材料を受け止めて上記二床目スクリーンに供給するクッションプレートを配設してなることを特徴とする振動ふるい分け装置が提案されている（特許文献１）。
他の例として、供給岩石を大塊と細粒に選別しつつ移送するスクリーンと振動フィーダからなるスクリーン付き振動フィーダにおいて、該スクリーンは複数個の同一形状の透孔を略全面に配列した有孔平板をフィーダトラフの内部に固定するとともに、該有孔平板の上部に載置され該有孔平板の透孔と同一形状および同一配列の透孔を有する第２の有孔平板を前記振動フィーダの振動進行方向と直角に進退動自在に配設し、かつ、該第２有孔平板の進退動手段を備えたことを特徴とするスクリーン付き振動フィーダが提案されている（特許文献２）。

他の例として、複数の「く」の字形に屈曲された棒状部材を一定間隔で平行に配置して構成され、該複数の棒状部材の上側直線部によって形成される傾斜したふるい面、及び前記複数の棒状部材の屈曲部によって形成されるふるい面終端部を有するふるい部と、該ふるい部を振動させるための振動モータとを具備することを特徴とする岩石分別装置が提案されている（特許文献３）。
他の例として、所定のサイズより小さい規格内破砕石を所定サイズ孔から落し、所定のサイズより大きい規格外破砕石を下流側縁から落す振動ふるい板を備えたコンクリート廃棄材リサイクルプラントにおける選別装置において、ふるい板の上に受けた被選別物の一部分を選別しないままの状態で下流側縁から落すための樋状部をふるい板の上面に設けたことを特徴とするコンクリート廃棄材リサイクルプラントにおける選別装置が提案されている（特許文献４）。

しかし、これらの文献に記載された技術は、いずれも、所定の寸法の隙間を通過するか否かによって分別するものである。これらの技術で用いる設備は、分別手段（例えば、スクリーン）を機械的に振動させるものであるため、故障が生じることが多い。また、分別手段を長期間使用しているうちに、分別手段（特に、隙間を形成する網目の部分）が砕石によって磨耗していき、分別手段における隙間の寸法が変化し、骨材の粒度の大きさによる分別の精度が低下することがある。この場合、ＪＩＳ等で規定された規格に合う骨材であるか否かを確認するために、分別後の骨材のサンプルを手作業で篩い分けし、その篩残分の量を測定するなどの作業が必要であり、こうした作業に多大の労力を要するという問題がある。

一方、搬送体に載せられて移動中の物体を撮像装置により撮像し、画像処理によりその粒度を測定する装置であって、前記物体の流れの、前記撮像装置より上流側に、前記物体の表面と前記撮像装置との距離を略一定に保つ整粒板を設けたことを特徴とする物体の粒度測定装置が提案されている（特許文献５）。
この装置によれば、上述の篩い分けするための各種の粒度の分別手段と異なり、故障の発生や、分別手段における隙間の寸法の経時的変化などの問題は、生じにくいと考えられる。
しかし、この装置は、粒状体の２値化画像を得て、粒状体の面積に基いて粒度分布を測定するものである。このため、粒状体の形状が比較的揃っているもの（例えば、石炭）であれば、適用可能であるが、骨材用の砕石のように、粒状体の形状が必ずしも揃っていない場合には、正確な粒度分布を得ることが困難である。特に、撮像して得た画像が、細長い粒子の小径側の画像である場合、実際より小さな粒度を有するものとして測定されてしまうという問題がある。
特開平０９−０８５１７３号公報 特開平１０−０６６９３８号公報 特開２０００−３３４３８３号公報 特開平０９−１７３９８０号公報 特開２００２−２２１４８１号公報

本発明は、上述の従来技術の問題を解消しようとするものであり、骨材の粒度分布の確認試験等において、篩い分けするための分別手段を必要とせずに、骨材等の粒状体の粒度分布を正確にかつ効率的に測定することのできる粒状体の粒度分布の測定システムおよび測定方法を提供することを目的とする。

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、３次元で密集した粒状体の集合体を撮影した後、得られた画像を画像処理して、粒状体の集合体を構成する粒状体間の２次元の境界線を定め、次いで、この２次元の境界線に基づく粒度を、３次元の実際の粒度に近づけるために、一定の補正係数を乗ずるなどの方法によって補正して、粒状体の集合体の粒度分布を得た場合に、得られた粒度分布が、篩い分けによる粒度分布の試験方法で得られる粒度分布とほぼ一致し、それゆえ、篩い分けによる粒度分布の試験方法に代えて、前記の画像処理および補正による粒度分布の測定方法を採用しても、粒度分布の測定結果の正確性が確保されることを見出し、本発明を完成した。

すなわち、本発明は、以下の［１］〜［５］を提供するものである。
［１］ ３次元で密集した粒状体の集合体を撮影するための撮影装置と、該撮影装置で得た画像を画像処理して、上記粒状体の集合体を構成する粒状体間の２次元の境界線を定め、さらに、該２次元の境界線に基づく粒度を、３次元の実際の粒度に近づけるために補正し、上記粒状体の集合体の粒度分布を得るための情報処理装置とを含むことを特徴とする粒状体の粒度分布の測定システム。
［２］ 上記撮影装置が、上記粒状体の集合体の上方に配設されたカメラと、該カメラの視野の両端の上方に配設された一対の照明を含む前記［１］に記載の粒状体の粒度分布の測定システム。
［３］ 上記情報処理装置において、上記２次元の境界線に基づく粒度が、最小外接長方形の短辺、最小フェレー径、最大フェレー等価長方形の短辺、最大フェレー等価楕円の短軸、モーメント等価長方形の短辺、およびモーメント等価楕円の短軸のいずれかであり、かつ、上記３次元の実際の粒度に近づけるための補正が、一定の補正係数によるものである前記［１］又は［２］に記載の粒状体の粒度分布の測定システム。
［４］ 上記粒状体が骨材である前記［１］〜［３］のいずれかに記載の粒状体の粒度分布の測定システム。
［５］ ３次元で密集した粒状体の集合体を撮影する工程と、撮影で得た画像を画像処理して、上記粒状体の集合体を構成する粒状体間の２次元の境界線を定める工程と、上記２次元の境界線に基づく粒度を、３次元の実際の粒度に近づけるために補正して、上記粒状体の集合体の粒度分布を得る工程とを含むことを特徴とする粒状体の粒度分布の測定方法。

本発明の粒度分布の測定システムおよび測定方法（以下、「本発明のシステム等」ともいう。）によって得られる粒度分布は、篩い分けによる粒度分布の試験方法で得られる結果とほぼ一致する。そのため、篩い分けによる試験方法に代えて、本発明のシステム等を用いても、粒度分布の測定結果の正確性を損なうことがない。
本発明のシステム等は、篩い分けのための隙間を有する分別手段を含まないので、故障が少ない。また、従来の分別手段においては、隙間の寸法が粒状体の衝突によって経時的に変化して測定精度が低下するという問題が生じていたのに対し、本発明においては、粒度分布の測定の精度を経時的に低下させることがなく、長期間に亘って測定結果の正確性（信頼性）を確保することができる。
本発明のシステム等は、３次元で密集した粒状体の集合体を対象にして撮影しているにもかかわらず、粒度分布を正確に測定することができる。このため、粒度分布の測定の正確性を確保するために、粒状体の集合体を２次元（換言すると、粒状体同士の上下方向の重なり合いを有しない平面状）に広げるという操作を行なう必要がなく、測定を容易に短時間で効率的に行うことができる。

以下、図面に基づいて本発明のシステムを詳しく説明する。図１は、本発明の粒状体の粒度分布の測定システムの一例を示す図である。図２は、本発明の粒状体の粒度分布の測定システムの他の例を示す図である。なお、図１および図２において、粒度分布を測定する対象物は、骨材である。
図１に示す本発明の粒状体の粒度分布の測定システム１において、引き出し可能なパレット２の上に、測定対象物である骨材３が、３次元で密集した状態で載置されている。
ここで、「３次元で密集した状態」とは、骨材の集合体において、骨材同士が水平方向に２次元で連なるばかりでなく、上下方向（鉛直方向）に重なり合う骨材が存在することをいう。骨材は、測定の効率性等の観点から、骨材の集合体の全体に亘って、上下方向に２ 個以上重なり合う状態で載置されることが好ましい。

仮に、骨材の集合体を構成するすべての骨材について、骨材同士が水平方向のみに接触するかもしくは互いに間隙を有し隔離されるかのいずれかであれば、骨材の集合体を上方から撮影するだけで、個々の骨材の粒度をほぼ正確に測定することができ、補正を行なわなくても、ほぼ正確な粒度分布を求めることができると考えられる。しかし、この場合、骨材の集合体を２次元に載置させなければならず、このように載置させるために特殊な手段を用いなければならないなどの問題がある。また、骨材の集合体を２次元に載置させた場合、一定の数の骨材を載置させるための面積が、３次元で密集した状態に載置させる場合に比べて広くなり、測定用の広い場所の確保が必要になるばかりか、測定の効率性も低下する。
この点、本発明では、３次元で密集した状態で骨材を載置しているため、骨材の載置作業を短時間で容易に行うことができる。

本発明の処理対象物としては、骨材に限定されず、適度の粒度（好ましくは０．０７５〜３００ｍｍ、より好ましくは２．５〜２５ｍｍの範囲内の粒度）を有する粒状体であればよい。
なお、本明細書において、粒度とは、粒状体における短軸の寸法をいう。ここで、短軸とは、粒状体の断面において最も長い寸法を有する軸（長軸）に対して、垂直な方向の幅の寸法をいう。
骨材以外の粒状体の例としては、各種金属鉱物、非金属鉱物（例えば、非鉄鉱物）、破砕して骨材を製造するために採石された原石等が挙げられる。
骨材は、細骨材と粗骨材のいずれでもよい。
粗骨材の種類としては、コンクリート用石灰石粗骨材、土木用石灰石粗骨材、コンクリート用砕石粗骨材、土木用砕石粗骨材、コンクリート廃材から製造した再生粗骨材、採掘切羽で採掘され破砕機で破砕して得られる砕石原石、ならびに、天然骨材である川砂利、陸砂利、およびそれらを破砕して得られる砕石等が挙げられる。
骨材３を撮影するための撮影装置は、カメラ４、照明５、６、および遮光幕７によって構成されている。なお、遮光幕７は省略しうることもある。カメラ４としては、デジタル画像が得られるものであればよく、例えば、ＣＣＤカメラ、ＣＭＯＳカメラ、ビデオカメラ等が挙げられる。中でも、ＣＣＤカメラは、感度の観点から好ましい。

照明（光源）の種類は、特に限定されず、例えば、蛍光灯や、白熱電球、ハロゲン電球等の白熱灯や、水銀灯、ナトリウム灯、キセノン灯、メタルハライド灯等の放電灯や、キセノンフラッシュ、発光ダイオード、プロジェクター照明等が挙げられる。中でも、蛍光灯は、安価で、高精度の画像が得られるため、好ましい。
照明は、図１中に符号５、６として示すように、カメラ４の視野の両端の上方に一対の照明として配設することが好ましい。つまり、一対（２つ）の照明の間に、カメラを配設することが好ましい。この場合、照明を１つのみ配設した場合に比べて、照明で照らし出された骨材の表面と、影とのコントラストが大きくなり、骨材間の境界線をより明確化することができる。
カメラ４で得たデジタル画像は、カメラ４にＵＳＢケーブル８を介して接続されているパーソナルコンピュータ（情報処理装置）９に送信され、パーソナルコンピュータ９にて画像処理される。パーソナルコンピュータ９には、骨材粒度分布解析ソフトウェアがインストールされている。

パーソナルコンピュータ９に送信されたデジタル画像に基いて、骨材の粒度分布を求めるためには、まず、画像処理によって骨材間の２次元の境界線を確定することが必要である。骨材間の２次元の境界線を確定するためには、まず、デジタル画像の輝度調整・スムージング・２値化・ゴミ除去処理を行い、骨材間の影を抽出して、２値化画像を得る。次いで、２値化画像だけでは骨材間の２次元の境界線を確定することが困難であるため、さらに、Ｗａｔｅｒｓｈｅｄ法により領域分割を行う。この方法は、画像の輝度を海抜とみなし、分水嶺となる箇所で領域分割して境界線を確定する方法である。Ｗａｔｅｒｓｈｅｄ法とユークリッド距離変換を組み合わせることによって、２値化画像では確定が困難であった骨材間の２次元の境界線を明確にすることができる。
２次元の境界線を確定した後、骨材３に関わる特徴データを算出する。特徴データの算出方法としては、ＢＬＯＢ解析を用いることができる。算出するデータとしては、面積、重心、慣性主軸、各種の等価図形などが挙げられる。

ＢＬＯＢ解析により得られるデータの中で、骨材３の粒度として用いることができるデータとしては、最小外接長方形の短辺、最小フェレー径、最大フェレー等価長方形の短辺、最大フェレー等価楕円の短軸、モーメント等価長方形の短辺、モーメント等価楕円の短軸などが挙げられる。
本明細書において、最小外接長方形の短辺とは、骨材の２次元の形状（隣接する他の骨材との境界線によって定まる形状）に対して、面積が最小となる外接長方形の短辺をいう。
最小フェレー径とは、骨材の２次元の形状を平行な２直線で挟み込んだ場合における幅の最小値をいう。
最大フェレー等価長方形の短辺とは、骨材の２次元の形状を平行な２直線で挟み込んだ場合における最大の幅を長辺として、骨材の面積と同じ面積を有する長方形を想定したときの当該長方形の短辺をいう。
最大フェレー等価楕円の短軸とは、最大フェレー等価長方形の長辺と同じ寸法の長軸を有し、かつ、最大フェレー等価長方形の面積と同じ面積を有する楕円を想定したときの当該楕円の短軸をいう。
モーメント等価長方形とは、骨材の２次元の形状に対して、慣性主軸、慣性モーメント及び面積が等しい長方形をいう。
モーメント等価楕円とは、骨材の２次元の形状に対して、慣性主軸、慣性モーメント及び面積が等しい楕円をいう。
中でも、最小外接長方形の短辺、最小フェレー径は、粒状体の粒度に関する前記の定義による寸法に近い値であることから好ましい。

骨材３の粒度分布の算出に際しては、骨材の体積を算出した後、骨材の密度を一定と仮定して、密度に体積の値を乗じて、骨材の重量を算出する。これにより、粒度の大きさを横軸とし、粒度が小さい骨材から粒度が大きい骨材に向けて累積させた累積重量を、縦軸にした粒度分布のグラフを作成することができる。
粒度分布を算出する際に用いる骨材の体積は、骨材の２次元の形状と等価な図形（以下、等価図形ともいう。）を用いて算出される体積である。等価図形に基づく体積としては、最大フェレー等価長方形を、長辺に平行な中心軸の周りに回転させて得られる回転円柱の体積や、最大フェレー等価楕円を長軸の周りに回転させて得られる回転体の体積や、モーメント等価長方形を、長辺に平行な中心軸の周りに回転させて得られる回転円柱の体積や、モーメント等価楕円を長軸の周りに回転させて得られる回転体の体積などが挙げられる。
このうち、モーメント等価楕円を長軸の周りに回転させて得られる回転体の体積は、粒度分布の測定の精度が高いことから好ましい。

骨材の２次元の形状における前記の粒度は、骨材の粒度と同じかあるいは短くなる。この理由は、２次元の形状では奥行きの情報が得られないため、骨材が２次元の寸法（例えば、長辺）に比べて大きな奥行き寸法を有する場合や、骨材同士の重なり合いによって骨材の一部が他の骨材の後ろ側に隠れてしまい、実際の形状よりも小さな形状を有するように見える場合などがあるからである。
このように実際の粒度より短い粒度を有するとして骨材の一部の粒度を定めることによる、骨材の実際の粒度分布と骨材の前記の算出法（本発明の方法）による粒度分布との差は、本発明においては、補正によって解消を図るものである。
このような補正の例としては、前述の等価図形に基づく体積の算出法の種類に応じて、一定の補正係数を定めることが挙げられる。この場合、骨材の粒度分布の全体に対して、一定の補正係数（本明細書において、粒度補正係数ともいう。）を乗ずることによって、骨材の３次元の形状（骨材の実際の形状）に基づく粒度分布とほぼ等しい粒度分布を得ることができる。
ここで、粒度補正係数について説明すると、次のとおりである。
画像として投影されている骨材の形状から得られる粒度（粒径）は、奥行きを無視したものである。奥行きが、画像から得られる粒度より大きい場合、実際の粒度は奥行きであるため、画像から得られる粒度は、実際の粒度より小さいことになる。
一方、Ｗａｔｅｒｓｈｅｄ法による領域分割は、領域分割線を推定するものであり、そのアルゴリズムの特性上、がたつきのある形状では、実際とは異なる領域分割を行う可能性がある。この可能性は、骨材の形状や照明の当て方などの影響を受ける。
以上の２つの点より、骨材の実際の粒度と、画像処理で得られる骨材の粒度には、差異があるといえる。
この差異は、骨材のサンプル数を増やすことによって、代表性を持つ一定の比率に収束すると考えられることに着目し、画像処理で得られた骨材の各粒の寸法に係数を掛けて、粒度分布を求めることを着想したものである。
ある骨材に対し、補正後の粒度分布と篩による試験で得られた実際の粒度分布との偏差が小さくなる係数を求め、この係数を、異なる粒度分布を持つ骨材の解析に割り当ててみたところ、良好な結果が得られたものである。
これらから、画像解析で得られた寸法に一定の係数を掛けて補正することによって、実際の粒度分布に近い粒度分布を得ることができるといえる。この係数を粒度補正係数と呼ぶことにした。
なお、粒度補正係数は、カメラの解像度、照明の種類、照射角度等の撮影条件や、骨材の性状（形状、色など）により、値が変わるものと考えられる。
このように、粒度補正係数は、骨材の性状などにより値が変わるため、すべての骨材に適用可能な一定の値として定めることはできないが、例えば、後述の実施例の場合、最大フェレー等価長方形に基づく体積の算出法の場合に１．６０、最大フェレー等価楕円に基づく体積の算出法の場合に１．２５、モーメント等価長方形に基づく体積の算出法の場合に１．５０、モーメント等価楕円に基づく体積の算出法の場合に１．５５などである。

次に、図２に示すシステムを説明する。
図２に示す本発明の粒状体の粒度分布の測定システム１１において、コンベア１２の上に、測定対象物である骨材１３が、３次元で密集した状態で載置されている。
コンベア１２としては、ベルトコンベア、チェーンコンベア、ローラーコンベアの中から任意のものを適宜選択し、あるいは組み合わせて使用することができる。
骨材１３を撮影するための撮影装置は、カメラ１４、照明（光源）１５、１６、および遮光幕１７によって構成されている。なお、遮光幕１７は省略しうる場合もある。
カメラ１４で得た画像は、カメラ１４にＵＳＢケーブル１８を介して接続されている情報処理装置１９に送信され、情報処理装置１９にて画像処理される。情報処理装置１９は、例えば、工業用パーソナルコンピュータ（カメラＩ／Ｆを含む。）、ＵＰＳ等によって構成されている。情報処理装置１９の工業用パーソナルコンピュータには、骨材粒度分布解析ソフトウェアがインストールされている。
情報処理装置１９における粒度分布測定方法は、上述の図１の場合と同様である。
図２に示すようなコンベアを含むシステムを用いる場合、粒度分布を測定する対象物である骨材が大量であっても、骨材の粒度分布の測定を連続的に短時間で行うことができる。この場合、骨材の粒度分布の変化を把握することによって、骨材の性状の変化、骨材を得る際に用いた篩い分け手段の網目の磨耗の程度や、篩い分け手段を含むプラント装置全体の異常を、早期に察知することができる。

以下に、実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない
［実施例１］
（Ａ）測定装置及び試料
図１に示すシステムを用いて、図３に示すデジタル画像を得た。さらに、骨材間の境界線を明確にするために、上述のＷａｔｅｒｓｈｅｄ法を含む一連の処理法を用いて、デジタル画像を画像処理して、図４に示す画像を得た。
画像を得るために用いた照明装置等は、次のとおりである。
（１）照明装置：高周波蛍光灯照明、２個（Panasonic社製、消費電力２７Ｗ）
（２）撮影装置：カメラ（製品名：ＩＸＹ５００、キャノン社製、焦点距離：８ｍｍ、ワークディスタンス：７００ｍｍ、画像サイズ：６４０×４８０(２０４８×１５３６から切り出し)、実解像度：０．２５ｍｍ／ピクセル）
（３）サンプル：砂岩砕石５〜２０ｍｍ（有恒鉱業社製、「砕石２００５」ともいう。）
なお、撮影の対象となったサンプル（砕石）の集合体は、４〜６個程度積み重なるように３次元で密集して敷き詰めたものであり、撮影対象領域として５２ｃｍ×３８ｃｍの面積を有するものであった。

（Ｂ）骨材の実際の粒度分布
サンプルとして用いた砕石の粒度分布を、表１に示す。

（Ｃ）本発明のシステムを用いた骨材の粒度分布の測定
前記の処理画像をＢＬＯＢ解析する際に、表２に示す各等価図形による粒度および体積を用いた。

表２に示す各等価図形による粒度および体積を求めた後、これらの値に基いて、骨材の粒度分布を得た。次いで、骨材の粒度分布に対して、最大フェレー等価長方形の場合に１．６０、最大フェレー等価楕円の場合に１．２５、モーメント等価長方形の場合に１．５０、モーメント等価楕円の場合に１．５５の各補正係数を乗じて、補正した。
補正後の骨材の粒度分布の測定結果を表３に示す。また、表３に示す結果をグラフ化したものを、図５に示す。なお、図５中、「砕石２００５」の２本の線は、「砕石１５０５」の２本の線（上方）と「砕石２０１５」の２本の線（下方）の中間に位置するものであり、重なっているため、１本の線のように見えている。
図５に示すように、本発明のシステムを用いた骨材の粒度分布は、試験成績書の値とほぼ一致している。特に、等価図形として、モーメント等価長方形、モーメント等価楕円を用いた場合には、良く一致していることがわかる。
ここで、試験成績書の値とは、篩を用いてサンプル（砕石）２０ｋｇを手作業で篩い分けることによって得た粒度分布の測定結果の値である。

［実施例２］
（Ａ）測定装置及び試料
図１に示すシステムを用いて、デジタル画像を得た。さらに、骨材間の境界線を明確にするために、上述のＷａｔｅｒｓｈｅｄ法を含む一連の処理法を用いて、デジタル画像を画像処理して、処理済みの画像を得た。
画像を得るために用いた照明装置等は、次のとおりである。
（１）照明装置：高周波蛍光灯照明、２個（Panasonic社製、消費電力２７Ｗ）
（２）撮影装置：カメラ（製品名：ＩＸＹ５００、キャノン社製、焦点距離：１１ｍｍ、ワークディスタンス：６７０ｍｍ、画像サイズ：１０２４×７６８(２０４８×１５３６から切り出し)、実解像度：０．２３ｍｍ／ピクセル）
（３）サンプル：
以下の３種を用いた。
砂岩砕石５〜２０ｍｍ（有恒鉱業社製、「砕石２００５」ともいう。）
砂岩砕石５〜１５ｍｍ（有恒鉱業社製、「砕石１５０５」ともいう。）
砂岩砕石１５〜２０ｍｍ（有恒鉱業社製、「砕石２０１５」ともいう。）
なお、撮影の対象となったサンプル（砕石）の集合体は、４〜６個程度積み重なるように３次元で密集して敷き詰めたものであり、撮影対象領域として４７ｃｍ×３５ｃｍの面積を有するものであった。

（Ｂ）骨材の実際の粒度分布
サンプルとして用いた砕石の粒度分布を、表４に示す。

（Ｃ）本発明のシステムを用いた骨材の粒度分布の測定
前記の処理画像をＢＬＯＢ解析する際に、等価図形としてモーメント等価楕円を採用し、粒度および体積を算出した。
等価図形による粒度および体積を求めた後、これらの値に基いて、骨材の粒度分布を得た。次いで、骨材の粒度分布に対して、補正係数として１．２を乗じて、補正した。
補正後の骨材の粒度分布の測定結果を表５に示す。また、表５に示す結果をグラフ化したものを、図６に示す。なお、図６中、「砕石２００５」の２本の線は、「砕石１５０５」の２本の線（上方）と「砕石２０１５」の２本の線（下方）の中間に位置するものであり、重なっているため、１本の線のように見えている。
図６に示すように、本発明のシステムを用いた骨材の粒度分布は、試験成績書の値とほぼ一致していた。
ここで、試験成績書の値とは、篩を用いてサンプル（砕石）２０ｋｇを手作業で篩い分けることによって得た粒度分布の測定結果の値である。

本発明の粒状体の粒度分布の測定システムの一例を示す図である。 本発明の粒状体の粒度分布の測定システムの他の例を示す図である。 実施例１における砕石のデジタル画像である。 実施例１における砕石の画像処理済みの画像である。 実施例１における骨材の粒度分布の測定結果を示すグラフである。 実施例２における骨材の粒度分布の測定結果を示すグラフである。

符号の説明

１，１１ 本発明の粒度分布の測定システム
２ パレット
３，１３ 骨材
４，１４ カメラ
５，６，１５，１６ 照明（光源）
７，１７ 遮光幕
８，１８ ＵＳＢケーブル
９，１９ 情報処理装置
１２ コンベア

Claims (5)

1. ３次元で密集した粒状体の集合体を撮影するための撮影装置と、
   該撮影装置で得た画像を画像処理して、上記粒状体の集合体を構成する粒状体間の２次元の境界線を定め、さらに、該２次元の境界線に基づく粒度を、３次元の実際の粒度に近づけるために補正し、上記粒状体の集合体の粒度分布を得るための情報処理装置と
   を含むことを特徴とする粒状体の粒度分布の測定システム。
2. 上記撮影装置が、上記粒状体の集合体の上方に配設されたカメラと、該カメラの視野の両端の上方に配設された一対の照明を含む請求項１に記載の粒状体の粒度分布の測定システム。
3. 上記情報処理装置において、上記２次元の境界線に基づく粒度が、最小外接長方形の短辺、最小フェレー径、最大フェレー等価長方形の短辺、最大フェレー等価楕円の短軸、モーメント等価長方形の短辺、およびモーメント等価楕円の短軸のいずれかであり、かつ、上記３次元の実際の粒度に近づけるための補正が、一定の補正係数によるものである請求項１又は２に記載の粒状体の粒度分布の測定システム。
4. 上記粒状体が骨材である請求項１〜３のいずれか１項に記載の粒状体の粒度分布の測定システム。
5. ３次元で密集した粒状体の集合体を撮影する工程と、
   撮影で得た画像を画像処理して、上記粒状体の集合体を構成する粒状体間の２次元の境界線を定める工程と、
   上記２次元の境界線に基づく粒度を、３次元の実際の粒度に近づけるために補正して、上記粒状体の集合体の粒度分布を得る工程と
   を含むことを特徴とする粒状体の粒度分布の測定方法。

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