JP2023532641A - 煙点を特定するための試験装置及び煙点を特定する方法 - Google Patents

Abstract

【解決手段】炭化水素の煙点を特定するための試験装置と方法。この装置は：ＡＳＴＭＤ１３２２－１９規格又は同等の規格の仕様に準拠する煙点を特定するための装置と、火炎の一連のデジタル画像を撮影するための撮像装置と、相対湿度を測定するための周囲相対湿度センサと、温度を測定するための周囲温度センサと、撮像装置からのデジタル画像を解析して火炎高さを測定し、温度センサ及び湿度センサによって測定された相対湿度と温度を用いて絶対湿度を計算し、計算された絶対湿度と正規化された絶対湿度との差の関数として測定された火炎高さを補正し、好ましくは火炎高さ測定中の圧力と正規化された圧力との差の関数として測定された火炎高さを補正するようプログラムされた、撮像装置、湿度センサ及び温度センサに接続されたコンピュータシステムと、を含む。

Description

本発明は、測定した煙点を周囲の湿度や温度、任意選択で圧力を考慮して補正して煙点を特定するための試験装置及び法と煙点を特定する方法を提供する。

炭化水素の煙点は、石油精製所の研究所で、ケロシン、航空燃料、ランプオイルなどで日常的に測定されている特性である。この特性は、試験する特定の燃料の炭化水素の組成に直接関係する、重要なパラメータである。実際には、炭素（Ｃ）と水素（Ｈ）との比率（Ｃ：Ｈ）が大きいほど、つまり芳香族化合物の含有量が少ないほど、煙点が高くなり、燃料の燃焼挙動が良くなる。言い換えると、煙点は放射熱の移動の可能性と定量的に結びついており、この熱移動が金属部品の温度に強い影響を及ぼす以上、煙点は上記の金属部品の寿命の予測指標となる。

しかし、煙点を予測指標として用いる場合、その測定が難しいという欠点があった。通常、標準化された分析方法を用いて検出を可能にし（例えば、ＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９， Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｓｍｏｋｅ Ｐｏｉｎt ｏｆ Ｋｅｒｏｓｅｎｅ ａｎｄ Ａｖｉａｔｉｏｎ Ｔｕｒｂｉｎｅ Ｆｕｅｌ（ケロシン及び航空タービン燃料の煙点の標準試験方法）, ＡＳＴＭ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ， Ｗｅｓｔ Ｃｏｎｓｈｏｈｏｃｋｅｎ， ＰＡ， ２０１９， ｗｗｗ．ａｓｔｍ．ｏｒｇ に記載の方法、及びＩＳＯ ３０１４、ＩＰ ５７、ＮＦ Ｍ ０７－０２８ などの同等物を参照することにより本書に組み込まれ、次に煙の形成が測定されることなく試験された炭化水素試料の最大火炎高さを測定する。この測定は、通常、ミリメートル（「ｍｍ」）で表され、１０分の１ｍｍ単位の精度である。ＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９規格とＩＳＯ、ＩＰ、ＮＦ、ＧＯＳＴ、ＪＩＳなどの規格の間に違いはない(又は、ほとんどない)。

このような測定では、炭化水素試験試料は、ろうそくと芯とを有するウィックランプ（ＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９規格にも記載されている）で燃焼される。この試験では、芯の高さの設定を必要とし、ろうそくの位置を変動させることで、以下の火炎外観の連続（flame appearance sequence）において火炎の高さと外観とを徐々に変化させる。火炎の高さと外観は、先端が比較的細長く飛び出し、先端が上方に窪んで見え、火炎の上端から軽い煙が放出される状態から、火炎高さが短く、火炎の上端が完全に丸くなった状態へとゆっくり変化する。この２つの火炎の状態の間で、試験オペレータは２つの中間火炎の形状、すなわち、先端が細長く、端が窪んで見える中間火炎の形状と、火炎の先端がちょうど消え火炎がわずかに丸く（少し鈍く）なった煙のない中間火炎の形状とを、区別もしなければならない。火炎がこのように最後の外観であるとき、火炎の高さを、ランプの内部で背面にあるｍｍ単位の目盛りに、オペレータ又は自動測定装置が（デジタル画像を用いて）記録する。煙点での火炎高さを、火炎外観の連続を繰り返しながら３回個別に観測し、合計３回の連続した測定をすること。これらの測定値が１．０ｍｍを超える範囲で変化する場合は、新しい試料と別の芯で試験を繰り返すこと。分析中の試料について保持する煙点の最終値は、０．１ｍｍ単位で計算された連続する３回の測定値平均値である。

ＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９規格に規定されている手動煙点測定法は、この種のすべての解析法と同様であるが、精度の点で限界がある。例えば、試験オペレータが、火炎の外観が正しいかどうか判断し、火炎高さを目盛りで測定するべき瞬間が正しいかどうか判定するのは難しいことが多い。品質結果を確実にするために、火炎高さを測定するときには、一定の手順や予防策を実施すべきであるが、そのような手順や予防策の実施は、すべて試験オペレータに委ねられている。このように、標準化された試験の繰り返し性と再現性は、それぞれ２ｍｍと３ｍｍとなる。

Ｒｅｍｉｎｉａｃらの米国特許番号７，８２９，３４３は、手動方法の改善として、ＡＳＴＭ Ｄ１３２２規格又はその同等物に従って炭化水素の煙点を特定する自動方法及び装置を開示している。ＲｅｍｉｎｉａｃらのＵＳ ７，８２９，３４３は、炭化水素の煙点を特定する方法及び装置を開示しており、ＡＳＴＭ Ｄ１３２２規格又はその同等物に定義された異なるステップの中で、ランプ内のバーナーの位置による火炎の異なる態様のうち、この火炎の特定の態様の識別とこの火炎の高さを目盛り（ｍｍ）で読み取ることとを備えている。それは、デジタルカメラなどを用いて火炎の一連のデジタル画像を、十分短い間隔で撮影、記録し、これらのデジタル画像を解析することによって、火炎形状の急変が検出可能となり、この火炎形状が急変した瞬間の火炎の高さを測定するという事実によって特徴づけられる。その高さは、試験した炭化水素の煙点と見なされる。この特許取得済みのシステムを採用した商用装置として、ＡＤ Ｓｙｓｔｅｍｓ社のＡｕｔｏｍａｔｅｄ Ｓｍｏｋｅ Ｐｏｉｎｔ－ＳＰ１０がある。ＡＤ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｓｍｏｋｅ Ｐｏｉｎｔ－ＳＰ１０は、火炎を観測するビデオカメラに関連する火炎の大きさを調整するシステムを用いている。火炎が試験方法に記載された形状になると、ＳＰ１０は火炎の高さを記憶し、報告する。ＳＰ１０はＡＳＴＭ Ｄ１３２２の判定方法に指定されている。ＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９の６．２．２項には、「デジタルカメラの解像度は人間の目と比べて圧倒的に優れているため、煙点の測定は、利用可能な場合は自動装置で行うものとすると述べている。手動と自動の結果に論争がある場合は、判定者を自動方式とする。」

しかし、現在のシステムや方法で得られる煙点測定値は、試験場で経験したり遭遇したりする周囲圧力条件によって悪影響を受けることがある。そのため、現在のシステムは気圧を考慮して較正されている。

手動装置において、ＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９の１０項によると、オペレータはその日の最初の使用前にＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９の１０．１．３項に従って装置の較正を確認するか、必要があればＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９の１０．１．１項に従って較正することになっている。装置やオペレータに変更があった場合、又は気圧の読みに０．７ｋＰａより大きな変化があった場合には再較正を行う。ＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９の７．４項に規定されている基準燃料ブレンドのうち２種類を、ＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９の１１項に規定されている手順で試験し、可能であれば試料の煙点を挟む（bracketing）ことで装置の較正を行う。これが不可能な場合は、試料の煙点に最も近い煙点を持つ２種類の試験ブレンドを使用する。本装置の補正係数f（ランプ係数と呼ばれることもある）を以下の式（１）より特定する。

ここで
Ａｓ ＝ 第１の基準燃料ブレンドの標準煙点。
Ａｄ ＝ 第１の基準燃料ブレンドに対して特定された煙点。
Ｂｓ ＝ 第２の基準燃料ブレンドの標準煙点、及び
Ｂｄ ＝ 第２の基準燃料ブレンドに対して特定された煙点とする。

自動装置を使用する方法において、ＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９の１０項によると、自動装置は、保存されている基準データを用いて、式（１）に従って補正係数fを自動的に計算することができる。本装置は，ＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９の表１に規定される基準燃料ブレンドの値を保存するための較正データベースを有するものとする。

基準燃料ブレンドを用いて実行した各較正試験は、さらに較正を実行した瞬間に観測された気圧とともに、このデータベースに保存されるものとする。ＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９の１０．２．１項には、自動装置は、較正データベースにおいて、表1に規定された基準燃料ブレンド値を、１１項に規定された手順と１２項に規定された計算を用いて自動的に選択し、可能ならば試料の煙点を挟むことによって、式（１）に従って補正係数ｆを自動的に計算する機能を有していなければならないことが開示されている。これが不可能な場合は、試料の煙点に最も近い煙点を持つ２種類の試験ブレンドの結果を使用するものとする。デジタルカメラとデジタルカメラに関連するソフトウェアが、オペレータの目の代わりに火炎を観測する。そのため、オペレータが変わっても自動装置の再調整を行う必要がない。

ＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９の１２項では、以下の式（２）を介して、０．１ｍｍ単位で煙点を計算することが開示されている。

ここで
Ｌ＝３つの個々の火炎高さの読み取りの平均値、
及び、ｆ＝ＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９の１０．１．２項の補正係数とする。

手動装置では、この計算をオペレータが行う。しかし、自動装置では、煙点が自動的に計算される。

しかし、自動装置に関しては、ＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９の１０．２．２項で、気圧を記録し、その記録された圧力±０．７ｋＰａで機器が較正されたことを較正データベースで確認することが開示されている。表１で規定された７種類のブレンドについて、観測された圧力±０．７ｋＰａでの較正値が存在しない場合、ＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９の１０．２．２項では１０．２．３項に従って装置を較正することが開示されている。表１に規定された７種類のブレンドについて較正値が存在する場合、言い換えると、観測された圧力ですでに機器が較正されている場合、ＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９では、１０．２．４項に従って装置を確認することが開示されている。自動装置には、異なる気圧の基準燃料を用いて得られた煙点が保存されている。このように、観測された圧力ですでに機器が較正されている場合は、気圧の読み取りに０．７ｋＰａより大きな変化が生じても、装置を再較正する必要はない。試験開始時に入力された気圧に応じて、装置は自動的に燃料ブレンドで得られて保存された正しい値を用いる。正しい値がまだ保存されていない場合，装置はオペレータに対して、ＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９の７．４項に規定された７種類の基準燃料ブレンドを試験することによって装置を較正するよう開示するＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９の１０．２．３項に従って、１１項に規定された手順を用いて再度観測した圧力での較正を実行するよう促す。

このように、従来の方法では、圧力が０．７ｋＰａより大きく変動した場合（手動方法 ＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９の１０．１項）、又は自動装置の較正データベースに試験時の大気圧が０．７ｋＰａ以内の較正値の保存がない場合（ＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９の１０．２．２項）、装置の新規較正が必要となる。

（自動）試験装置が異なる大気圧での較正値を記録していても、現在の圧力に近い圧力で実施した較正値が保存（格納）されていない場合、試験する特定の燃料試料の煙点測定を実行する前に、７種類の基準燃料ブレンドで較正しなければならない制約が残る。

例えば、試験する燃料試料の煙点値は事前に分からないため、試験手順の測定を実行する大気圧と同等の大気圧で、７種類の基準燃料ブレンドのすべての値（すなわち較正値という）を有することが（理論上）必要である。これが難儀なのは、０．７ｋＰａ刻みの較正値をすべて揃えることが困難だからであり、そのため試験法を行う前に適切な圧力で較正することが頻繁に必要となる。このため、多くの試験オペレータは、既存の較正値を持つ圧力値を入力することで較正作業を簡略化（すなわち、「ごまかし」）している。

煙点測定の自動補正を改善するための装置と方法とを提供することが望ましい。
（概要）

ＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９では、補正は湿度や温度の関数として記述されていない。ＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９では、自動装置は、測定時の空気圧力（air pressure）を補正するために、その表1に規定された基準燃料ブレンドの値を保存するための較正データベースを有するものとするとされている。ＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９の較正プロセスは、主に大気圧（atmospheric pressure）の変動を補正するために行われる。これには、各装置の固有パラメータの補正も含まれるが、それは長期的に変化するものではない。手動装置や現在の自動装置では、オペレータが別の気圧計で現在の空気圧力を測定し、測定値を手動で装置に入力する。ＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９の測定補正は、実行される試験と同じ条件で、その基準製品（基準燃料ブレンド、混合物１から７）で測定された偏差との比較に基づいている。同じ条件で試験を行えば、補正は正確である。しかし、実際には、通常このようにはならない。というのは、較正値は保存されており、したがって、現在の試験の数日前、数か月前、あるいは数年前に実行された試験に基づいており、較正試験時には大気圧のみが記録され、結果に影響を与える可能性のある他の変数、例えば湿度、温度、その他のパラメータは記録されないからである。

較正は、１０１．３ｋＰａの基準圧力値と比較することによって、測定値の偏りを補正するために用いられる。しかし、煙点の測定において、最終的な測定結果に影響を及ぼす可能性のある偏りの原因は、較正を実行する大気の湿度に起因するものである。従来の装置や方法は、湿度状態を測定、記録しないため、湿度に起因する偏りや誤差を低減、除去することはできない。このように、較正中又は同時期と同じ圧力でケロシンに対して特定の試験を行っていることが分かっていても、（湿度は測定、記録されないため）湿度条件が異なる場合がある。これにより、煙点測定誤差が発生し、試験の繰り返し性が変化する。

空気湿度及び周囲温度は、試験方法に従って煙点を測定するとき、結果に大きな影響を与える（影響を及ぼす）可能性がある。例えば、湿度の高い地域（例：モンスーン時期の東南アジア）では、較正中の測定値がＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９規格の認定範囲外となるため、既知の試験装置で試験方法を実施することは困難である。

本発明は、ＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９規格又はＩＳＯ ３０１４、ＩＰ ５７、ＮＦ Ｍ ０７－０２８などの同等物によって、煙点の測定に与える大気条件の影響を自動的に補正するものである。ＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９規格とＩＳＯ、ＩＰ、ＮＦ、ＧＯＳＴ、ＪＩＳなどの同等規格との間に違いはない（又は、ほとんどない）。本装置及び方法は、これらの同等規格に適合する。したがって、ＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９規格の仕様に準拠した煙点を特定する装置は、同等規格の仕様に準拠した煙点を特定する装置でもある。したがって、ＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９規格の仕様に準拠した煙点を特定する方法は、同等規格の仕様に準拠した煙点を特定する方法でもある。

本発明は、湿度が煙点の測定に与える影響を自動的に補正する。好ましくは、本発明は、湿度及び圧力が煙点の測定に与える影響を自動的に補正する。

本発明は、大気条件に従って煙点測定値（火炎高さは通常ミリメートル単位）を自動的に補正する装置及び方法を提供し、例えば、装置及び方法は、周囲（大気）空気温度及び湿度について自動的に補正する。特に、本発明では湿度係数を考慮することで、湿度変動による誘導誤差を排除する。空気中の水分量は、ケロシンの燃焼を妨げるため、煙点の値が乱される。空気中の水蒸気の密度を絶対湿度といい、単位は、Ｋｇ／ｍ３である。湿度センサは、相対湿度（ＲＨ）を％ＲＨで表示する。相対湿度から絶対湿度を計算することは、当技術分野では十分に文書化されている。相対湿度から絶対湿度を計算することは、相対湿度と同時に空気温度（air temperature）と大気圧の測定を必要とする。したがって、本発明装置には、相対湿度、空気温度、通常、大気圧を測定するセンサが搭載されている。ただし、注意すべきは、この絶対湿度の計算には大気圧の影響はほとんどない（２５０ｈＰａの変動で０．１％以下）ということである。

本発明では、大気条件及び他の要因の変動を補正して、すべての影響因子を補正できるようにする。本発明では、測定した煙点値を湿度や温度に対して自動的に補正する。本発明では、煙点測定値（火炎高さｍｍ）を、計算した絶対湿度と正規化した（normalized）絶対湿度との差の関数として補正する。本発明では、好ましくは、煙点測定値を７ｇｒ／ｍ^３絶対湿度で正規化することを選択する。というのは、その値が基準混合物の通常の値であるからである。ただし、これは別の値でもよく、通常は０から４０ｇｒ／ｍ^３の絶対湿度の正規化の値である。本発明は、既存の較正における煙点の測定値（火炎高さｍｍ）を、外部の気圧計又は一体型センサで測定した現在の大気圧と較正中に記録した圧力との差の関数として補正する。圧力測定は、火炎高さの測定値をリアルタイムで補正し、煙点の測定値を１０１．３ｋＰａ（１０１３ｈＰａ（ヘクトパスカル）又は１気圧としても知られる）で正規化するためにも用いられる。本発明では、好ましくは、１０１３ｈＰａで煙点測定値を正規化することを選択する。というのは、その値が基準混合物の通常の値であるからである。ただし、これは別の値でもよく、通常は８００から１１００ｈＰａの地球上における大気圧の正規化の値である。

本発明では、また、本発明の装置において、空気湿度センサ及び周囲温度センサも一体化し、その測定値を用いて火炎高さの測定値を補正している。火炎高さ測定中又は煙点結果に対してリアルタイムで補正を適用することができる。また、本発明の装置には、大気圧センサを一体化してもよい。ただし、大気圧は外部の気圧計で読み取り、その値を装置に入力することもできる。圧力センサの一体化により、主に気圧計を読み取るときのオペレータのミスや、入力時のオペレータのタイプミスを回避することができる。また、圧力センサを一体化することで、試験のより良いトレーサビリティも確実にする。

好ましくは、本発明は、測定した煙点値を湿度や温度に対して補正するだけでなく、大気圧に対しても補正して、較正中の圧力から±０．７ｋＰａより圧力が大きく変動するたびに較正を行う（あるいは、以前に行って保存しておく）必要がないようにすることである。

本発明の圧力補正と、現在ＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９規格で適用されている補正とでは、異なる点がある。ＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９規格では、０．７ｋＰａより大きな圧力変化がある場合は較正をやり直すことを示すことで、基準混合物を用いた較正プロセスと大気圧との間に暗黙のうちに関連性を持たせているのである。

ただし、上記に示されるように煙点の結果は様々な要因に影響される。大気圧や湿度、カメラ又はレンズの故障あるいは調整公差など、煙点の測定に用いるカメラ自体に関する誤差がある。

ＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９規格では、カメラ又はレンズの故障或いは調整公差など、煙点の測定に用いるカメラ自体に関する誤差を考慮するためのランプ係数「f」を採用し、０．７ｋＰａより大きな圧力変化のときには較正のやり直しを要求することによって圧力変化を考慮するとしている。ただし、他の大気要因を考慮して、これを改善する必要がある。また、最初の較正時から試験試料の測定時までに０．７ｋＰａより大きな圧力変化があったときに、較正をやり直す必要がないように、圧力変動に適応させるより良い方法も必要である。

ＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９規格では、煙点の測定結果を、（その結果を挟む）２種類の基準混合物を用いて得られた測定結果と比較し、これらの混合物の基準値に関して得られた測定偏差の平均値を補正に適用することにより、煙点の測定結果の補正を行っている。

これは、混合物の測定（較正という）と試験されるケロシンの測定が同じ条件、すなわち同じ圧力、同じ湿度で行われれば正確である。
しかし、ＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９規格では湿度を考慮せず、試験と較正との間を大気圧に近い状態に保つためだけに較正を繰り返すことを要求する。このため、ケロシンの煙点の測定に誤差が生じる可能性がある。

例えば、圧力９８０ｈＰａ、湿度９ｇｒ／ｍ^３で較正を行い、同じく圧力９８０ｈＰａ、湿度２１ｇｒ／ｍ^３で煙点試験を行った場合、規格の方式を適用すると、結果は９８０ｈＰａ、９ｇｒ／ｍ^３の条件に対応する値Ｘで補正されることになる。この値Ｘは、較正と煙点の測定との間の湿度の差１２ｇｒ／ｍ^３を考慮しないため、正しくない。

湿度が結果に非常に強い影響を与え、試験の再現性に大きな問題を引き起こすことを本発明者は発見した。この問題を解決するために、本発明では較正中及び試験中又は較正及び試験と同時に湿度を測定し、湿度補正係数ｆ_ｈを適用することによって湿度を考慮する。このように、本発明者は、湿度（考えられる他の影響による変数を一定に保ちながら、湿度のみ）の煙点結果への影響について検討した。この研究から、本発明者は、測定結果を絶対湿度の関数として補正するために、補正係数ｆ_ｈを用いた絶対湿度補正式を導き出した。絶対湿度補正係数ｆ_ｈを用いた湿度補正式は、データから経験的に求めることができる。潜在的に、湿度補正係数ｆ_ｈを用いた湿度補正式を理論的に求めることができる。この湿度補正式は、従来のＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９規格のプロセスでは教示も示唆もされていない。

このように、本発明の第１の態様は、相対湿度、周囲温度及び周囲大気圧の測定値を用いて、絶対湿度を計算することによって、絶対湿度を特定することである。絶対湿度の計算は、当業者には周知されている。ただし、本発明者は、この絶対湿度の測定において、大気圧がほとんど影響を与えないことを指摘する。好ましくないが、測定した大気圧を採用するのではなく、１０１３ｈＰａ（１ａｔｍ）などの標準圧力を仮定することによって絶対湿度の計算を簡略化する方法もある。

次に、本発明では、この絶対湿度値と正規化された絶対湿度値との差の関数として湿度補正を、絶対湿度の影響が排除された同等の測定値を得るために実施した煙点（火炎高さ）測定に適用する。

このように、本発明は、ＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９規格の標準プロセスに適応し、異なる湿度条件下で較正や試験を行ったとしても機能するようにしたものである。

ただし、試験圧力に近い圧力で較正を行う必要性と、それゆえに試験前に較正を行わなければならないことが多いという必要性とによって、起こる問題が残されている。

本発明の好ましい第２の態様は、この問題を解決するために採用される。この目的は、圧力が０．７ｋＰａより大きく変化するたびに再較正を行う必要がないようにすることである。

本発明の第２の態様は、７種類の基準混合物に対して１つの較正セットのみを作成し、圧力補正係数ｆ_ｐを適用することにより較正値を圧力の関数として再計算することによって、測定中の大気圧がどうであれ7種類の基準混合物を使用できるようにすることである。これは、湿度の影響を取り除いた本発明の第１の態様も採用した場合にのみ可能である。本明細書の文脈では、用語「試験中」は、試験と同時又は同時期に行われるものを包含する。同時期は、試験当日又は±１時間以内を含む。

しかし、湿度を補正する本発明の第1の態様を適用しても、圧力が結果に与える影響は不明であり、圧力が結果に与える影響をどのように補正するかは未知数であった。ＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９規格では、圧力変動に応じた補正を適用するための計算式は教示していない。

そこで、本発明者は、圧力（考えられる他の影響による変数を一定に保ちながら、圧力のみ）が煙点の結果に与える影響について検討した。この検討から、本発明者は、測定結果を圧力の関数として補正するための圧力補正係数ｆ_ｐを用いた圧力補正式を導き出した。圧力補正係数ｆ_ｐを用いた圧力補正式は、データから経験的に求めることができる。潜在的に、圧力補正係数ｆ_ｐを用いた圧力補正式を理論的に求めることができる。この圧力補正式は、従来のＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９規格のプロセスでは教示も示唆もされていない。この圧力補正式は、従来のＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９規格の暗黙の圧力補正とは異なる。従来のＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９規格は、湿度変動を考慮していないため、圧力の計算を正しく考慮していない可能性がある。従来のＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９規格では、圧力が０．７ｋＰａより大きく変化するたびに再較正する必要があり、たとえ再較正しても湿度の変動は考慮されていない。

本発明は、その圧力補正を、本明細書に記載された異なる方法で適用することができる。煙点の測定値は、１０１３ｈＰａ（１ａｔｍ）又は正規化に適した別の圧力に正規化することができる。この１０１３ｈＰａでの正規化は必須ではないが、結果の比較を容易にする。したがって、好ましくは、本発明はその圧力補正を適用し、１０１３ｈＰａで、（方法１、この明細書の他の箇所でより詳細に説明する）３つの測定値を補正してその後平均化させるか、（方法２、この明細書の他の箇所でより詳細に説明する）３つの測定値を補正なしで、圧力の関数として、平均化することによって、正規化された較正を記録する。次に、本発明は、１０１３ｈＰａへ）測定値を補正し、方法１に対応する１０１３ｈＰａで既に保存されている較正値を適用することにより、圧力の関数として試験結果を補正することができ、又は、圧力の関数として測定値を補正せず、1０１３ｈＰａから方法２に対応する試験中の圧力まで較正値を再計算することにより、試験結果を補正することも可能である。

その結果、本発明では、ＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９規格の１０項に従って、補正係数ｆ（ランプ係数としても既知である）を計算するために、装置の初期較正を行う。この補正係数ｆは、カメラ、レンズ又はそれぞれの装置固有の設定の不具合など、カメラの固有誤差に対して補正するだけである。本発明の装置又は方法のオペレータは、このような理由から、また、規格への準拠を維持するためにも、これらの較正を維持することになる。本規格で記載する較正及びランプ係数方式は、圧力による補正ではなく、基準混合物の圧力に近い圧力で測定中に記録された偏差（原因は何であれ）を各装置固有のものとして、煙点の測定結果に適用するものである。この初期較正を行う際、オペレータは周囲の湿度、温度、圧力に注意する必要がある。

このように、本発明は、炭化水素の煙点を特定するための試験装置及び方法を提供する。その試験装置は：ＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９規格の仕様書に準拠した煙点を特定するための装置と；
火炎の一連のデジタル画像を撮影するための撮像装置と；
相対湿度を測定するための周囲相対湿度センサと；
温度を測定するための周囲温度センサと；
撮像装置からのデジタル画像を解析して火炎高さを測定し、温度センサ及び湿度センサによって測定された相対湿度と温度を使用して絶対湿度を計算し、計算された絶対湿度と正規化された絶対湿度との差の関数として測定された火炎高さを補正し、好ましくは火炎高さ測定中の圧力と正規化された圧力との差の関数として測定火炎高さを補正するようプログラムされた、撮像装置、湿度センサ及び温度センサに接続されたコンピュータシステムと；を含む。通常、正規化された絶対湿度値は、０ｇｒ／ｍ^３から４０ｇｒ／ｍ^３の範囲の値であり、好ましくは７ｇｒ／ｍ^３である。通常、正規化された圧力値は８００から１１００ｈＰａの間の値であり、好ましくは１０１３ｈＰａである。

本発明は、圧力補正された炭化水素の煙点を特定するための試験装置も提供し、試験装置は：
ＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９規格の仕様書に準拠した煙点を特定するための装置と、
火炎の一連のデジタル画像を撮影するための手段と、
周囲の圧力を測定するための周囲圧力センサと、
火炎の一連のデジタル画像を撮影するための手段に接続され、周囲圧力センサに接続されたコンピュータシステムであって、一連のデジタル画像を撮影するための手段によって撮影されたデジタル画像を解析して火炎高さを測定し、圧力センサによって測定された圧力を用いて、試験中に圧力センサによって測定された現在の周囲圧力と正規化された周囲圧力との差の関数として周囲圧力センサによって測定された周囲圧力に基づいて炭化水素の測定された引火点（flame point）の値を補正できるようプログラムされたコンピュータシステムと、を備える。本発明は、圧力補正された炭化水素の煙点を特定するための試験装置の使用方法も提供する。

以下の図は、本開示の特定の態様を説明するために含まれており、排他的な実施の形態と見なされるべきではない。開示された主題は、本開示の範囲から逸脱することなく、形態及び機能においてかなりの修正、変更、組み合わせ、及び均等物が可能である。

従来技術の手動煙点試験装置の一例の等角図である。

は、本発明による、大気条件の関数として測定された煙点値を自動的に補正するための本発明の自動煙点試験装置の例の概略図である。

コンピュータの概略図である。

通常の火炎外観の例を示す。

、 及び 図２の自動煙点試験装置の構成例を示す。

絶対湿度に対する湿度ベースの補正係数ｆ_ｈのプロットである。

及び 湿度ベースの補正係数ｆ_ｈを導き出すために利用される煙点測定値の例である。これらのグラフは、異なる絶対湿度でのいくつかの測定値（点で表されている）の例であり、図９及び図１０にそれぞれプロットされた線は、ＥＸＣＥＬによって計算され、影響の直線性を示すために用いられる傾向曲線であり、したがって、これらの線は、本明細書の他の箇所で説明される湿度補正係数ｆ_ｈではない。

大気圧に対する大気圧ベースの補正係数のプロットである。

本開示による、煙点試験方法に組み込むことができる圧力補正方法１による較正測定の例を示す。

圧力補正方法１による試験測定の例を示す。

本開示による、煙点試験方法に組み込むことができる圧力補正方法２による較正測定の例を示す。

圧力補正方法２による試験測定の例を示す。（詳細な説明）

本開示は、炭化水素煙点測定装置、より具体的には、大気条件に従って煙点測定値を自動的に補正するための装置及び方法に関する。

本明細書で説明する発明は、大気圧、周囲温度、及び／又は空気湿度などの大気条件又はパラメータに従って煙点測定値を自動的に補正するための装置及び方法を対象とする。試験装置は、大気条件（すなわち、湿度及び温度）を測定する湿度センサ及び周囲温度センサを含み、そのような測定値（データ）を利用して火炎高さ測定値を補正することができる。このように、本発明では、試験装置に一体化された湿度センサで測定した現在の大気湿度（絶対湿度に換算）と正規化した絶対湿度基準値との差の関数として、既存の較正における煙点測定値（火炎高さｍｍ）を通常、補正する。本発明は、好ましくは、圧力センサ、好ましくは試験装置に一体化された圧力センサによって測定された現在の大気圧と較正中に記録された圧力との差の関数としても、既存の較正における煙点測定値（火炎高さｍｍ）を補正する。また、圧力測定は、火炎高さの測定値をリアルタイムで補正し、煙点測定値を通常１０１．３ｋＰａ（１ａｔｍ，１０１３ｈＰａ）に正規化するために用いることもできる。好ましくは、選択され正規化された圧力値は１０１３ｈＰａであるが、８００から１１００ｈＰａの間の任意の値として選択することが可能である。

ケロシン及び航空タービン燃料の煙点の標準試験方法は、ＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９，Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｓｍｏｋｅ Ｐｏｉｎt ｏｆ Ｋｅｒｏｓｅｎｅ ａｎｄ Ａｖｉａｔｉｏｎ Ｔｕｒｂｉｎｅ Ｆｕｅｌ（ケロシン及び航空タービン燃料の煙点の標準試験方法）， ＡＳＴＭ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ（4月 ２０１８）又はその同等物（総称して「試験方法」）に規定されている。この試験方法は、一般に、試験装置内で燃料試料を燃焼させるステップと、次にその結果得られる火炎の最大高さを、燃料試料で煙なしで測定するステップとを備える。試験装置は一般に、煙点が既知の純粋な炭化水素ブレンドに対して較正された密閉型芯出しランプを備える。試験装置は、手動試験装置でも自動試験装置でもよく、試験方法は、いずれの試験装置を利用するための手順も規定する。

より具体的には、この試験方法は、以下のステップ：（ｉ）ＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９試験方法の９項に記載されているように試験装置を準備するステップと；（ｉｉ）ＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９試験方法の１０項に記載されているように試験装置を較正するステップと；（ｉｉｉ）ＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９試験方法の１１項に規定されている手順を介して燃料試料を試験するステップと；（ｉｖ）ＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９試験方法の１２項に記載されているように煙点を計算するステップと；（v）ＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９試験方法の１３項に記載されているように結果を報告するステップと；を備える。上述したように、前述のステップの特定の手順は、試験装置が手動試験装置であるか、自動試験装置であるかに依存する場合がある。

図１は、ＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９試験方法の１１項に従って燃料試料を試験するための従来の手動煙点試験装置１００の例を示す図である。

図１を参照すると、従来の（手動煙点）試験装置１００は、ギャラリ１０２と、ギャラリ１０２の中に移動可能なろうそく１０４とを含む。ろうそく１０４は、燃料試料（すなわち、試験試料）が充填されたタンクを備え、ろうそく１０４のタンクに浸漬されたときに試験試料が染み込む芯Ｗ（図２参照）を支持する。ろうそく１０４は、移動してから、燃料を染み込ませた芯をギャラリ１０２の中に配置し、そこで煙点試験のために芯を点火することができる。従って、ギャラリ１０２内に火炎が発生し、図示のように、火炎の高さを測定するための目盛り１０６がギャラリ１０２内に設けられる。また、結果として生ずる燃焼ガスやヒューム（fumes）を排出するために、ギャラリ１０２に煙筒１０８を設けてもよい。ろうそく１０４は、点火される前にギャラリ１０２に導入される。ギャラリ１０２には、ろうそく１０４を受け止め支持するためのろうそく受け１１０が設けられる。ろうそく受け１１０と流体連通している芯ガイド１１２は、芯Ｗをギャラリ１０２内に誘導し導入するためにギャラリ１０２内に設けられている。ろうそく１０４の位置は、ろうそく受け１１０内で垂直に位置決め可能であり、それによって、芯ガイド１１２から延びる芯Ｗの量、及び、それによって、試験方法中に点火されるギャラリ１０２内に露出する芯Ｗの量を制御又は変化させる。芯ガイド１１２から延びる芯Ｗの長さを調整することで、試験方法を実施するときに必要な火炎の大きさを制御することができる。

（手動煙点）試験装置１００を用いるとき、煙点における試験試料の火炎高さＬ^ｎを目盛り１０６を介して視覚的に読み取り（測定し）、ＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９試験方法の１１．５項に従って火炎高さＬ^ｎ（すなわち、Ｌ^１、Ｌ^２、Ｌ^３）の３回そのような観測をして、次に一緒に平均化して平均読み取り値「Ｌ」を計算する。次に、平均煙点の読み取り値に補正係数「ｆ」（ランプ係数と呼ばれることもある）を乗じることで、補正後の煙点が計算可能である。

図２は、本発明による、測定された煙点値を大気条件の関数として自動的に補正するように構成された自動煙点試験装置２００（以下、試験装置２００）の概略図である。試験装置２００は、ＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９試験方法の１１項（すなわち、ステップｉｉｉを実施するための方法）の手順に従って燃料試料を試験するために利用することができる。

試験装置２００は、デジタルカメラ２０２とコンピュータ２０４とを含む。図３に見られるように、コンピュータ２０４は、マイクロプロセッサ２２２、メモリストレージ２２４、例えばセンサ２１２、２１４、２１６及びデジタルカメラ２０２から信号を受信するための１つ以上のデータ／信号入力２２６、及び例えば炭化水素の補正された煙点を報告するための、又はろうそく移動システム２０６を制御するための１つ以上のデータ／信号出力２２８を備える。デジタルカメラ２０２は、光検出型のＣＣＤ（電荷結合デバイス）、ＣＭＯＳ（相補型金属酸化物半導体）画像センサ又はその他の画像センサで、好ましくは紫外線から赤外線までの範囲の波長をカバーするもので構成されていてもよい。任意選択で、デジタルカメラ２０２はズームを有する。ただし、デジタルカメラ２０２は異なる構成であってもよい。試験準備の間（During the test method）、ろうそく１０４の芯Ｗに燃料試料を染み込ませ、次に点火して火炎Ｆを発生させる。デジタルカメラ２０２は、ギャラリ１０２に対して配置され、芯ガイド１１２から上方に延びる芯Ｗから燃え上がる火炎Ｆの画像（又は動画）を捕捉（記録）できるように適切に照準を定める。デジタルカメラ２０２は、デジタルカメラ２０２から受け取った画像を解析して火炎Ｆの高さを特定（測定）及び記録するためのソフトウェアを有するコンピュータ２０４に接続されている。さらに、試験装置２００は、火炎Ｆの高さ（「Ｌ^ｎ」）を調節するためのろうそく移動システム２０６を含む。ろうそく移動システム２０６は、ギャラリ１０２内でろうそく１０４をより高く持ち上げ、それによって芯ガイド１１２から突出する芯Ｗの量を増加（又は減少）させるための電動コンベアシステムであってもよく、これは、火炎Ｆの大きさ（高さ）を増加（又は減少）する効果を有する。移動システム２０６は、方向矢印Ｖによって示すようにろうそく１０４を垂直に移動し、燃焼用にギャラリ１０２内に露出する芯Ｗの量を制御することができる。図示の例では、ろうそく１０４は、芯Ｗ上に火炎Ｆがない状態で芯ガイド１１２の下方（外側）に位置するときと、ギャラリ１０２内の芯Ｗ上に高さＬ^ｎの火炎Ｆが発生した状態で芯ガイド１１２の内側に位置するときの両方が図示されている。

試験装置２００は、一連のデジタル画像を撮影するために、火炎Ｆとデジタルカメラ２０２との間に配置された抗赤外線フィルタ（図示せず）をさらに含んでもよい。

試験装置２００は、測定された煙点値を、湿度及び温度、ならびに通常は圧力の大気条件も関数として自動的に補正するように構成されている。再び図２を参照すると、試験装置２００は、相対大気湿度を測定する相対湿度センサ２１２と、周囲温度を測定する温度センサ２１４と、火炎高さ測定中、又はデジタル画像の撮影日やデジタル画像の撮影前後の１時間以内などの火炎高さ測定と同時期（同時点）の周囲の大気圧を測定する圧力センサ２１６とを有することが示されている。また、相対湿度センサ２１２、温度センサ２１４、及び圧力センサ２１６は、コンピュータ２０４と通信（例えば、有線で接続されるか、又は１つ以上の様々な無線通信プロトコルを介して接続される）する。したがって、コンピュータ２０４は、（湿度センサ２１２を介して）現在の相対大気湿度、（温度センサ２１４を介して）現在の周囲温度、及び（圧力センサ２１６を介して）現在の大気圧を示すデータを受信することができる。図２は、湿度センサ２１２、温度センサ２１４、及び圧力センサ２１６が試験装置２００内に一体化され、コンピュータ２０４に接続されている様子を示す。ただし、相対湿度センサ２１２、温度センサ２１４、及び圧力センサ２１６のいずれか１つ以上は、試験装置２００内に一体化される必要はない。しかし、一体型圧力センサの利用は、試験オペレータが（便利ではあるが）間違った圧力データを入力することを防ぐことになる。本発明の自動圧力補正が採用されない場合、一体型圧力センサの利用は、対応する較正値が存在しない場合、試験オペレータが圧力で新しい較正を実行することも確実にすることになる。湿度センサ２１２と温度センサ２１４は、結果として得られる煙点の測定値に対する湿度の影響を補償するために利用可能である。

湿度センサ２１２、温度センサ２１４、及び圧力センサ２１６は、それぞれ別部品として設けられてもよい。しかし、湿度センサ２１２、温度センサ２１４、及び／又は圧力センサ２１６のうちの１つ以上が、個別のコンポーネントとして一体化され、一緒に組み合わされてもよい。例えば、湿度センサ２１２と温度センサ２１４とを一緒に一体化し、個別の部品として提供してもよい。他の例では、温度センサ２１４と圧力センサ２１６とを一緒に一体化し、個別のコンポーネントとして提供されてもよい。温度センサ２１４を湿度センサ２１２及び／又は圧力センサ２１６のいずれかと一体化することで、内部の温度ドリフトを補うことができる。

圧力センサ２１６は、試験装置４００内に一体化され、コンピュータ２０４に接続される必要はない。むしろ、試験オペレータは、任意選択の気圧取得システム２０８などの大気圧を測定する他の手段を利用し、その後、例えば、データ入力２１０を介してコンピュータ２０４に大気圧を手動で入力することができる。

コンピュータ２０４は、温度、湿度、及び任意選択で圧力などの他の大気パラメータによって引き起こされる可能性のある煙点測定結果のドリフトを自動的に補正するためのソフトウェアを含む。コンピュータ２０４は、測定された煙点の結果を、以下、（ａ）湿度センサ２１２によって測定された相対湿度から計算された絶対湿度と、温度センサ２１４によって測定された周囲温度との差、及び／又は（ｂ）試験中又は試験と同時期に圧力センサ２１６によって測定された現在の大気圧と正規化された圧力値との間の差、のいずれか又は両方の関数として自動的に補正する。

図５～図７もまた、本開示の１つ以上の実施の形態による、試験装置２００の構成の例を示す図である。図示された実施の形態では、試験装置２００は、ハウジング４０２と、電源４０４と、装置２００のセンサ２１２、２１４、２１６からの測定値に基づく計算を実行するためのマイクロプロセッサ２２２及びメモリ２２４（図３）を有するコンピュータ２０４を含む電子装置４０６と、を含む（図２）。電源４０４及び／又は電子装置４０６は、ハウジング４０２内で熱を発生することがあるので、試験装置２００は、換気手段を設けてもよい。例えば、試験装置２００は、空気流４１０が周囲温度であってハウジング４０２に入る吸気口（又は入口）４１２から、試験装置２００内で加熱された空気流４１０が加熱空気流４１９としてハウジング４０２の外へ排出される排気口（又は出口）４１４に至るまで、ハウジング４０２を通る空気流４１０を作り出すように配置されたファン４０８を含んでもよい。ここで、吸気口４１２はハウジング４０２の下側のシャーシ（chassis）４１６に配置され、ファンはハウジング４０２の後部壁４１８に配置され、吸気口４１０を介してハウジング４０２内に流入した空気流４１０を、ハウジング内を通って、空気流を排出する排気口４１４に引き込む。試験装置２００は、情報又は命令を入力又は受信したり、試験結果又は他のパラメータ等の情報を表示したりするためのタッチスクリーン等の表示画面４２０も有する。

湿度センサ２１２、温度センサ２１４、及び／又は圧力センサ２１６のうちの１つ以上は、吸気口４１２に近接して配置されてもよい。図示の実施の形態では、全てのセンサ２１２、２１４、２１６は、吸気口４１２に近接するシャーシ４１６上の位置でハウジング４０２の内部に配置される。このようにして、ハウジング４０２に入り、センサ２１２、２１４、２１６と相互作用する空気流４１０は、ハウジング４０２の外部の実際の空気温度を代表する「新しい」空気である。このように、センサ（すなわち、温度センサ２１４）は、そのような「新しい」空気が、その後、実際の周囲空気温度を超えて「新しい」空気を加熱する可能性がある電源４０４及び／又は電子機器４０６などの試験装置２００の種々の内部構成部分を冷却するためにハウジング４０２を経由する前に、実際の周囲空気温度を示す温度であるそのような「新しい」空気を解析することができる。さらに、吸気口（複数可）４１０を、試験装置２００の下方、例えば図示のようにシャーシ４１６上からの空気を取り込むことができる位置に配置することにより、試験準備中にランプ内で最終的に燃焼される空気の実際の周囲空気温度を最も代表する空気温度を測定することが可能となる。

図６は、ろうそく１０４が第１の位置にあるときの図２及び図５の要素を備えた試験装置２００を示す。図７は、ろうそく１０４が試験装置２００に挿入された第２の位置にあるときの図２及び図５の要素を備えた試験装置２００を示す。試験装置２００を使用するには、ろうそく１０４を、図６に示す試験装置２００から離れた第１の位置から、図７に示す試験装置２００のろうそく移動システム２０６のコンベア上の第２の位置に移動させる。必要であれば、試料の詳細をすべて入力し、現在の大気パラメータの少なくともいくつかの自動測定につながる試験を開始する。詳しくは、装置メーカの取扱説明書を参照のこと。ろうそくは自動的にランプに導入され、ＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９の１１．５項に規定されている火炎外観の連続を経る。これには、ろうそく１０４の点火が含まれる。次に、火炎が約１０ｍｍの高さになり、ランプが５分間燃焼するように、ろうそくのレベルが自動的に調整される。５分間の安定時間の後、ろうそくは煙の尾が現れるまで自動的に上げられ、その後、次の火炎外観の連続を経てゆっくりと下げられる。長い先端; わずかに見える煙；不安定で跳ねる火炎。図４は火炎「Ｆ」を示す。図４において、火炎「Ａ」は高すぎる、火炎「Ｂ」は正常であり、火炎「Ｃ」は低すぎる、「Ｘ」は火炎の基部である。図４(火炎Ａ)に示すように、細長い、尖った先端は、先端の側面が上向きに窪んで見える。尖った先端は消えたばかりで、図４(火炎Ｂ)に示すように非常にわずかに鈍い火炎が残る。ギザギザの不安定な明るい火炎が、真の火炎の先端の近くで観測されることがあるが、これらは無視されるものである。図４(火炎Ｃ) に示すように、十分に丸みを帯びた先端。火炎Ｂの高さを、手動方法では０．５ｍｍ単位で、自動方法では０．１ｍｍ単位で特定する。観測した高さを記録すること。

装置２００のソフトウェアは、デジタルカメラで撮影された火炎の画像を解析する。そのソフトウェアは、図４にも示すＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９の１１．５．３項の火炎Ｂに相当する火炎形状を自動検出する。そのソフトウェアは、火炎Ｂの高さを０．１ｍｍ単位で特定する。試験装置４００は、観測された高さを記録する。ろうそくコンベアがろうそく１０４を下ろすと、自動的に火炎が消え、コンベアは静止位置に戻る。デジタルカメラの火炎高さの解像度により、火炎高さは０．１ｍｍ単位で記録される。この装置では、ＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９の１１．５項に規定されている火炎外観の連続を繰り返すことにより、煙点での火炎高さを３回個別に観測する。これらの値が１．０ｍｍを超える範囲で変動した場合、試験装置４００は試験オペレータに警告を発するものとする。新しい試料と別の芯で試験を繰り返す。コンベアからろうそく１０４を取り除き、ヘプタンでリンスし、エアーでパージして再利用できる状態にする。

コンピュータ２０４は、（例えば、温度センサ２１４からの）温度データ及び圧力センサ２１６又は気圧取得システム２０８とともに、湿度センサ２１２によって測定されたデータを用いて、絶対湿度の関数として測定された煙点結果を自動的に補正する。このように、本開示の態様は、湿度を煙点の計算の考慮に入れることによって、試験方法の再現性と煙点結果の精度を向上させる。

湿度とは、空気中に含まれる水分子の量を表す大気の状態である。湿度はケロシンの燃焼を妨げるため、煙点の数値に悪影響を及ぼす。空気中の水蒸気の密度を絶対湿度（以下、ＡＨ）といい、単位はＫｇ／ｍ^３で表す。空気中に存在する水蒸気の量を、同じ温度で飽和するのに必要な量に対する割合で表したものを相対湿度（以下、ＲＨ）と呼び、パーセント（％ＲＨ）で表す。ＡＨは、ＲＨ、周囲空気温度（Ｔ）、大気圧（Ｐ）に基づいて計算することができる。したがって、試験装置２００は、ＲＨを測定する湿度センサ２１２と、周囲空気温度Tを測定する温度センサ２１４と、現在の大気圧Pを測定する圧力センサ２１６とを含むことができ、次に、コンピュータ204はこれらの測定値を用いて（ＲＨからＡＨの変換式を介して；ＲＨからＡＨへの変換式は既知である）ＡＨを計算することができる。ＡＨの計算例を以下の「計算例ー相対湿度-絶対湿度変換式」と題する項にて示す。また、コンピュータ２０４は、これらの測定値を用いて、煙点の計算を実行するときに湿度補正係数ｆ_h（すなわち、ＡＨベースの補正）を適用し、測定された火炎高さを、計算された絶対湿度と正規化された絶対湿度値との差の関数として補正することができる。

大気圧はＡＨの計算にほとんど影響を与えないことが観測されている (２５０ｈＰａの変動に対して ０．１％未満)。

周囲空気温度Ｔが結果の計算に大きな影響を与える可能性があることも観測されている。したがって、温度センサ２１４は、周囲空気温度Ｔの測定値が、試験方法が実施される環境の実際の空気温度を表すように、試験装置２００（及びそのエンベロープ）に対して適切に配置される。

本発明は、試験装置２００が標準（正規化）湿度での煙試験測定値に再較正することを可能にし、正規化された湿度値は、０ｇｒ／ｍ^３から４０ｇｒ／ｍ^３の範囲の値で、好ましくは７ｇｒ／ｍ^３である。

図示の例では、試験装置２００は、圧力センサ２１６のような大気圧の測定器を利用してもよいし、圧力センサ２１６の代わりに、任意選択で外部気圧取得システム２０８を利用してもよい。圧力センサ２１６は、周囲の空気圧力の値（ambient air pressure value）をコンピュータ２０４（又は他の制御ユニット）に通信することになる。外部気圧取得システム２０８は、周囲圧力の値を得る（受け取る）ことになる。次に、オペレータは、外部気圧取得システム２０８からコンピュータ２０４（又は他の制御装置）のデータ入力２１０に、周囲気圧値を手動で伝達（入力（input）又は入力（enter））することになる。例えば、気圧取得システム２０８は、周囲気圧を測定するための外部（又は個別）の気圧計を含み、測定された大気圧の値を得ることができるが、この測定された空気圧力値をコンピュータ２０４に直接供給することはない。試験オペレータは、コンピュータ２０４がこの測定された空気圧力値を用いることができるように、コンピュータ２０４と一体化されたデータ入力２１０に手動で入力することができる。したがって、データ入力２１０は、タッチスクリーン、キーパッド、ダイヤル、又はコンピュータ２０４が使用するデータを試験オペレータが手動で入力できる他の手段で構成されてもよい。

本発明の好ましい態様によれば、コンピュータ２０４は、圧力補正係数「ｆ_ｐ」を採用して測定された火炎高さを補正するために、圧力補正を自動的に行う。この自動圧力補正により、ＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９規格が示す、０．７ｋＰａより大きな圧力変化時に行わなければならない再較正が不要になった。このように、この自動圧力補正により、例えば、較正データベースに保存されていない場合など、現在の圧力±０．７ｋＰａでの較正値が得られない場合に、試験オペレータが新たに較正を実行する必要がなく、試験方法の性能を促進する。

このように、本発明の方法又は装置が本発明による圧力補正を用いる場合、測定に最も近い圧力での較正を選択する必要はない。

ただし、ユーザ（オペレータ）が同じ基準混合物に対していくつかの較正を行い、最も測定に近い圧力での較正を選択したい場合、最も測定に近い圧力での較正を引き続き選択することは可能である。本発明は、試験装置２００が、標準の正しい大気圧、通常１０１．３ｋＰａ（１気圧）での煙試験測定値に再較正することを可能にする。コンピュータ２０４は、試験装置２００が、標準の正しい大気圧、通常１０１．３ｋＰａ（１気圧）での煙試験測定値に自動的に較正するのに使用するために、圧力センサ２１６又はデータ入力２１０を介して入力された情報を利用することができる。このように、コンピュータ２０４又は気圧取得システム２０８は、後述する補正係数（ランプ係数「ｆ」）を自動的に計算するとき、正しい較正値を選択するための較正データベースと関連付けることができる。較正データベースは、コンピュータ２０４のメモリに保存することができる。

本開示は、コンピュータ２０４が、１０１３ｈＰａに正規化され保存された較正値を用いて実行された試験中に圧力センサ２１６によって測定された現在の大気圧における較正データを自動的に計算する装置及び方法を提供することもできる。

煙点試験の実行、大気条件下での煙点の計算と補正

このように、煙点値とは、火炎の端の微細形状における火炎高さの測定値Ｌ^ｎで、試験試料の燃焼によって煙が発生する前の高さの限界値である。図４は、共通の火炎基部「Ｘ」を有する火炎Ｆと、火炎基部Ｘから延びる種々の火炎変動の例とを示し、特に、図４は、先端の側面が上方向にわずかに窪んで見える細長い尖った先端を有する火炎変動「Ａ」を示す。図４には、火炎変動「Ｂ」と「Ｃ」も示されており、火炎変動Ｂはやや鈍い火炎先端からなり、火炎変動Ｃはよく丸まった先端からなる。火炎基部Ｘから延びる火炎変動Ａが大きすぎ、逆に火炎変動Ｃが小さすぎる。このように、試験手順は、手動装置１００を用いる場合、火炎Ｆが火炎変動Ｂに対応する火炎形状を有するときを特定し、観測された高さを０．５ｍｍ単位で記録するように試験オペレータに指示する。

試験装置２００を用いる場合、コンピュータ２０４のソフトウェアは、デジタルカメラ２０２によって撮影された火炎Ｆの画像を解析し、火炎Ｆが火炎変動Ｂに対応する火炎形状を有するときに自動的に検出し、次に自動装置２００は、その火炎Ｆの高さＬ^ｎを０．１ｍｍ単位で求め、その高さＬ^ｎを値として記録する。デジタルカメラ２０２は、火炎とデジタルカメラとの間に抗赤外線フィルタなどのフィルタを含むことができる窓を通して火炎Ｆを見る。

上述の通り、ＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９試験手順では、ＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９試験手順の１１．５項に規定された火炎の外観の連続を繰り返すことにより、煙点での火炎高さ（Ｌ^１、Ｌ^２、Ｌ^３）を３回個別に観測することが要求されている。次に、これらの観測値や読み取り値を一緒に平均化して、平均読み取り値「Ｌ」を計算する。

ＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９によると、最終的な煙点は、ＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９の１２項の式（２）により、「煙点＝Ｌｘｆ．」として（０．１ｍｍ単位で）計算される。この式において、「Ｌ」は火炎高さＬｎの3つの個別読み取り値又は観測値の平均に等しく、「ｆ」は補正係数（ランプ係数と呼ばれることもある）である。上述したように、補正係数「ｆ」は、試験手順（ステップｉｉｉ）を実行する前に、ＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９試験手順の１０項（すなわち、ステップｉｉ）と一致させて計算される。

しかし、本発明では、煙点は、ＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９の式（２）を用いるだけでなく、湿度補正係数ｆ_ｈで湿度を補正し、任意選択に圧力補正係数ｆ_ｐで圧力を補正して修正されたアプローチを介して、通常（０．１ｍｍ単位で）計算される。カメラやレンズの故障や調整公差など、煙点の測定に用いるカメラ自体に関係する誤差を考慮した補正係数「ｆ」を特定する装置較正は、湿度や好ましくは圧力を補正した煙点値を用いて較正するため、より正確である。

試験装置２００を使用する場合、デジタルカメラ２０２、コンピュータ２０４とその関連ソフトウェア、及び移動システム１０６が協働して、ＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９試験方法の１１．６項に従って、煙点における火炎高さの３つの個別の観測結果を読み取り、記録する。コンピュータ２０４は、火炎高さＬ^１，Ｌ^２，Ｌ^３の３つの読み取り値又は観測値を自動的に平均化して平均読み取り値「Ｌ」を計算し、次に平均読み取り値「Ｌ」に湿度補正係数である補正係数「ｆ_ｈ」を乗じることにより煙点を計算する。コンピュータ２０４は、任意選択で、圧力補正係数である「ｆ_ｐ」も計算する。

次に、式の結果を、試験した試料の煙点として報告し、試験方法の１３項（すなわち、ステップｖ）に従って０．１ｍｍ単位で丸めてもよい。

試験装置２００は、測定された平均火炎高さを補正するのではなく、観測された各火炎高さＬ^ｎをＡＨ（絶対湿度）の値の関数として補正してもよい。前述のように、試験方法では、オペレータに煙点での火炎高さを３回個別に観測することが指示されており、ＡＨを上げると、それに応じて煙点の値が下がることが観測されている。このように、湿度補正をリアルタイムで適用することで、３回観測した火炎高さをそれぞれ補正することができる。特に、コンピュータ２０４は、火炎高さＬ^ｎの各観測値に湿度補正を乗じてから、平均読取値Ｌを計算することができる。

図８は、本開示の１つ以上の実施の形態による、絶対湿度（ＡＨ）の関数としての湿度補正係数ｆ_ｈのプロットである。このプロットでは、定義された基準値は、２０℃で４０．４％ＲＨに対応する７ｇｒ／ｍ^３の絶対湿度で得られた。ここで、プロットのＸ軸に表された特定の絶対湿度（ＡＨ）に基づいて湿度補正係数ｆ_ｈの特定の値を規定する、曲線５００が導出されている。図８に見られるように、ＡＨの正規化された値７ｇｒ／ｍ^３では、補正係数ｆ_ｈは１である。コンピュータ２０４は、１つ以上のセンサを介して測定されたデータを用いて計算可能な、試験装置２００の特定の使用中に遭遇する実際の湿度（ＡＨ）に対応する湿度補正係数ｆ_ｈを特定できるように、曲線５００（又はそれに類似する１つ以上）をコンピュータ２０４のメモリに保存してもよい。次に、コンピュータ２０４は、３回個別の火炎高さの観測値Ｌ^１，Ｌ^２，Ｌ^３のそれぞれが火炎高さに対する湿度の影響を考慮するように、観測された火炎高さＬ^ｎ（すなわち、Ｌ^１，Ｌ^２，Ｌ^３）のそれぞれに湿度補正係数ｆ_ｈを乗じてもよい（すなわち、湿度補正された火炎高さの観測値ｆ_ｈ*Ｌ^１,ｆ_ｈ*Ｌ^２,ｆ_ｈ*Ｌ^３）。湿度ｆ_ｈ＊Ｌ^１，ｆ_ｈ＊Ｌ^２，ｆ_ｈ＊Ｌ^３に基づいて補正された３つの火炎高さの観測値を一緒に平均化して平均読み取り値Ｌを得ることができる。このように、平均読み取り値Ｌは、以下の式（３）を用いて得ることができる。

図８の曲線５００は、絶対湿度ＡＨの関数としての湿度補正曲線である。曲線５００は、例えば湿度や温度を調節するのに適した部屋や試験環境において、異なる湿度条件下で様々な煙点測定を実施することによって確立されたものである。７．４項で規定した７種類の基準燃料ブレンド（すなわち混合物１から混合物７）及びいくつかのケロシン試料について、１１項で規定した手順を用いて様々な煙点測定が行われた。これらの様々な煙点の測定により、湿度補正係数ｆ_ｈを絶対湿度（ＡＨ）と測定された火炎高さの関数として推測することができる。図９及び図１０は、ＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９ 混合物７及びケロシン（Ｋｅｒｏ ＡＤＳ０５）に対して実施した煙点測定試験を示す試験データのデータ点のプロット、及びデータ点を通るプロット線である。この試験データのプロットを利用して、絶対湿度（ＡＨ）と測定された火炎高さの関数として湿度補正係数ｆ_ｈの計算式を確立した。これらのグラフは、異なる絶対湿度でのいくつかの測定値（ドットで表される）の例である。図９及び図１０のプロット線は、それぞれＥＸＣＥＬで計算した傾向曲線（直線トレッド線）であり、影響の直線性を示すために用いられる。この線は補正係数ｆ_ｈではない。この実験データ及び試験データを用いて、湿度補正係数ｆ_ｈの計算のための経験式が確立されることがある。具体的には、湿度補正係数ｆ_ｈは、次の式（４）によって計算することができる。

ここで
Ｈ_ｍは、測定された火炎高さである。
ＡＨは、絶対温度であり、
ｆ_ｈは湿度補正係数である。
この経験式は、大量の測定値（図９及び図１０はその一部を表す）から得られたものであり、すべての補正点はＥＸＣＥＬグラフにプロットされ、次にこれらの点を結ぶ直線が計算された。Ｋ_ａ及びＫ_ｂはこの直線（ａ^＊ｘ＋ｂのタイプの方程式）を記述する定数値であり、例えばＡＨのみを変化させた基準物質を用いた試験から得られた図９及び図１０の経験データに線形回帰又は他の適切な解析を適用することによって展開できるものである。

その後、湿度に基づいて補正された火炎高さの平均読み取り値Ｌにランプ係数ｆを乗じることによって、最終的な煙点の結果を得ることができる。

圧力に基づいて補正を適用する方法

このように、ＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９試験手順では、ＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９試験手順の１１．５項に規定された火炎外観の連続を繰り返すことにより、煙点での火炎高さ（Ｌ^１、Ｌ^２、Ｌ^３）を３回個別に観測することが要求される。次に、これらの観測値又は読み取り値を平均化して、平均読み取り値「Ｌ」を計算する。次に、平均読み取り値「Ｌ」に補正係数「ｆ」（ランプ係数）を乗じて周囲圧力を補正し、最終的な煙点を得る。

上述のように、較正中に記録された火炎高さＬ^ｎの測定値には、様々な原因によるいくつかの偏りが組み込まれている可能性がある。試験測定器自体及び／又は他の環境配慮により、偏りが生じることがある。例えば、火炎高さＬ^ｎの測定自体の誤差や、カメラ２０２の光学系の欠陥の可能性から、偏りが生じることがある。場合によっては、この偏りが非常に小さく、定数と見なせることもある。

上述したように、大気圧も煙点測定に影響を与えるもう一つの大気条件である。特に、大気圧が高くなると、煙点値は低下する。

上述したように、オペレータは、ＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９の補正係数「ｆ」を得るために通常初期較正を実行する。しかし、本発明は、その好ましい態様において、現在の測定圧力に対して初期較正時の圧力差が±０．７ｋＰａより大きい（下に０．７ｋＰａより低いか、上に０．７ｋＰａより高いかのいずれか）場合に、再較正の必要性を回避するために圧力補正係数「ｆ_ｐ」を採用する。ＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９では、ランプ係数「ｆ」の計算時及び現在の測定時に較正中の圧力を記録する。ＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９では、現在の測定圧力と対して較正時の圧力との圧力差が±０．７ｋＰａより大きい場合は、再較正が要求される。

ＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９試験方法の補正係数「ｆ」は、ＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９試験法の７．４項及び表１に規定する基準燃料ブレンド（又は混合物）について、同一の圧力条件下（±０．７ｋＰａ以内）で行った測定値から計算される。ＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９試験方法の表１には，７種類の異なる基準燃料ブレンド（すなわち，混合物１、混合物２、混合物３、混合物４、混合物５、混合物６、混合物７）が識別されており，それぞれがトルエンとイソオクタンとの異なる混合率（％Ｖ／Ｖ）から成り、さらにその７種類の異なる基準燃料ブレンドのそれぞれに対して標準煙点（１０１．３ｋＰａ時）が提供されている。試験オペレータは，試験する燃料試料で測定される値を囲む（frame）（挟む）値を持つ２種類の基準燃料ブレンドを選択しなければならない。７種類の異なる基準燃料ブレンドの較正値は、コンピュータ２０４のメモリに保存された較正データベースに組み込むことができる。しかし、上述したように、この試験方法は、手動試験方法の時点で圧力が０．７ｋＰａ（すなわち±０．７ｋＰａ） より大きく変動した場合（１０．１項参照）、又は自動試験方法の時点で大気圧の０．７ｋＰａ以内の較正データベースには保存した較正値が存在しない場合（１０．２．２項参照）に、新たに試験装置の較正が必要である。

例えば、試験方法を実行する前に、試験オペレータは気圧（barometric pressure）を記録し、記録された圧力又は記録された圧力±０．７ｋＰａ以内に関連付けられた較正値に対する較正データベースを確認する。記録された圧力±０．７ｋＰａに較正値が存在する場合、試験オペレータは試験方法を実行することができ、自動装置は試験した試料の煙点を挟む２つの較正値を選択する。ただし、記録された圧力±０．７ｋＰａでの較正データベースに７種類のブレンド（混合物１から混合物７）に対する較正値が存在しない場合、試験方法は記録された圧力で新たに較正を実行するようオペレータに指示するが、これは研究室のしばしば忙しいスケジュールを考慮すると時間がかかり不便である。このように、新たに較正を実行する指示に直面する試験オペレータは、実際の圧力に対応した値を用いるより、較正値が存在する気圧を単純に入力（使用）してしまい、結果として偏った結果を出してしまうのである。

本発明は、湿度補正係数ｆ_ｈを採用することによって湿度に対する追加補正を提供することによって、ＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９のように圧力を考慮することを改善した装置と方法も提供する。この場合、ランプ係数ｆは、火炎の高さｘｆ_ｈの式に従って、湿度に対して補正された火炎高さから計算される。この代替案では、本発明の試験装置２００は、現在の大気圧「Ｐ」をリアルタイムで測定するための圧力センサ216を含み、後に、コンピュータ２０４は、煙点の計算を実行するときに圧力に基づいた補正（すなわち、圧力ベースの補正「ｆ_ｐ」）を適用するためにこの測定データを好ましく用いることができる。また、ＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９による初期較正があるが、この改善された方法により、圧力が±０．７ｋＰａより大きく変動するたびに補正係数「ｆ」を特定するために較正をやり直す（又は過去に較正を行い保存する）必要がなくなる。また、カメラやレンズの故障や調整公差など、煙点の測定に用いるカメラ自体の誤差を考慮したこの補正係数「ｆ」は、湿度や圧力を補正した煙点値を用いて較正するため、より正確である。

圧力ベースの補正「ｆ_ｐ」は、２つの異なる方法で適用することができる。試験装置２００は、試験オペレータによって選択されたいずれかの圧力ベースの補正を実行するように構成することができる。

第１の方法において、試験オペレータは、湿度ベースの補正の適用に関して上述したのと同様に、観測された３つの火炎高さＬ^ｎ測定値のそれぞれに圧力ベースの補正をリアルタイムで適用することを選択することができる。このように、３つの火炎高さの観測値Ｌ^１，Ｌ^２，Ｌ^３のそれぞれに、圧力ベースの補正「ｆ_ｐ」を乗じ、一緒に平均化して平均測定値Lを求めることができる。 このように、圧力に対して補正された平均読み取り値Ｌは、以下の式（５）を用いて得られる。

その後、圧力に基づいて補正された火炎高さの平均読み取り値Ｌにランプ係数fを乗じることによって、最終的な煙点の結果を得ることができる。

圧力ベースの補正を適用する第１の方法は、湿度ベースの補正の適用と同様の方法で火炎高さの測定値をリアルタイムで補正することを必要とする。ここで、各火炎高さの測定値を補正して、正規化された圧力、たとえば１０１３ｈＰａでの高さを得る。したがって、混合物を用いた較正では、その特定の正規化された圧力(たとえば、１０１３ｈＰａ) の基準値が記録される。したがって、このようにして、較正は試験装置２００に対して固有の偏り（たとえば、光学系の欠陥）のみを含む。次に、ケロシン試料の通常の試験準備中に、火炎高さＬｎも圧力の関数としてリアルタイムで補正されるため、結果は正規化された圧力 (たとえば、１０１３ｈＰａ) と同等の測定値になる。したがって、ＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９試験方法に記載されているランプ係数「ｆ」に従った補正計算では、正規化された圧力 (たとえば、1０１３ｈＰａ) での値を使用した較正が用いられる。ここでは、７種類の混合物を含む単一の較正セットを利用でき、それ以上行う必要はない。

図１１は、本開示の１つ以上の実施の形態による、ヘクトパスカル（ｈＰａ）単位の大気圧（Ｐ）の関数として大気圧補正係数「ｆ_ｐ」を示す補正係数対大気圧のプロットである。このプロットでは、大気圧補正係数は１０１３ｈＰａの圧力に対して１に等しく、基準値はこの圧力での標準的な試験方法によって定義される。このプロットは、プロットのＸ軸上に表される特定の大気圧（Ｐ）に基づいて、圧力補正係数「ｆ_ｐ」に対して特定の値を規定する導曲線６００を示す。曲線６００（又はそれに類似するもの）は、コンピュータ２０４内に保存されてもよく、そのため、コンピュータ２０４は、試験装置の特定の使用中に遭遇し圧力センサ２１６を介して測定される、実際の圧力「Ｐ」に対応する圧力ベースの補正係数「ｆ_ｐ」を識別することができる。次に、コンピュータは、観測された火炎高さＬ^ｎのそれぞれに対してその圧力ベースの補正係数「ｆ_ｐ」を乗じ、３改個別の火炎高さの観測値 (すなわち、Ｌ^１、Ｌ^２、Ｌ^３) のそれぞれが火炎高さに対する大気圧の影響を考慮するようにする。このように、３つの火炎高さ観測値Ｌ^１、Ｌ^２、Ｌ^３のそれぞれに、圧力ベースの補正「ｆ_ｐ」を乗じて、次に平均測定値Ｌを得るために一緒に平均化することができる。平均読み取り値Ｌは、前述の式（５）を用いて得られる。

その後、平均読み取り値「Ｌ」にランプ係数「ｆ」を乗じて、上述の式（２）を介して最終の煙点を得る。ｆ_ｈに対するプロットの形成と同様に、圧力のみを変動させた基準物質を用いた試験から得られた試験データに線形回帰又は他の適切な解析を適用することによって、図１１のようなｆ_ｐのプロットを作成することができる。

図１２及び図１３は、圧力補正方法１による較正測定及び試験測定のための湿度ベースの補正、圧力ベースの補正、及びランプ係数を適用する第１の方法を実施するプロセスの例を示す。図１２は、圧力補正方法１を用いた較正測定を示す。この方法では、１つの基準混合物につき１回の較正、すなわち７回の較正がある。図１２は、このプロセスが、較正測定が実施又は実行される第１のセグメント７０２（すなわち、較正測定セグメント７０２）を備える圧力補正方法1を用いた較正測定を、一般に、含み得ることを示す。これは、較正ステップの第1のセット７０６が、（例えば９８５ｈＰａ及びＡＨ １２．５ｇ／ｍ^３で）火炎高さを測定するステップと、この測定火炎高さに湿度補正係数ｆ_ｈを乗じて湿度補正火炎高さ（例えば７ｇ／ｍ^３ ＡＨ測定値に等しい）を計算するステップと、を備えることを示す。次に、この値に圧力補正係数ｆ_ｐを乗じて、（例えば、１０１３ｈＰａの圧力測定に等しい圧力での）湿度及び圧力補正された火炎高さを計算する。図示の例では、較正測定セグメント７０２は、７回の較正が行われるように、７種類の基準燃料ブレンド混合物のそれぞれに対して実行される。このように、較正測定セグメント７０２は、７種類の基準燃料ブレンド混合物のそれぞれで１回ずつ、７回個別に実行される。火炎高さＬ^ｎの測定に関連する較正ステップの第１のセット７０６は、３回個別に実行され、それによって火炎高さの３回個別の観測値（Ｌ^１、Ｌ^２、Ｌ^３）が得られる。図示された例では、較正ステップの第１のセット７０６は、各測定された火炎高さＬ^ｎに湿度補正係数ｆ_ｈを乗じるステップ、及び次にその結果の積に圧力ベースの補正ｆ_ｐを乗じる（すなわち、Ｌ^ｎ＊ｆ_ｈ＊ｆ_ｐ）ステップ、も含む。このように、較正ステップの第1のセット７０６は、湿度及び圧力に基づいてそれぞれ補正された３つの火炎高さ測定値（すなわち、湿度及び圧力補正された火炎高さの測定値。Ｌ^１*ｆ_ｈ*ｆ_ｐ;Ｌ^２*ｆ_ｈ*ｆ_ｐ;Ｌ^３*ｆ_ｈ*ｆ_ｐ）をもたらす。次に、較正測定セグメント７０２は、３つの湿度及び圧力補正された火炎高さの測定値（すなわち、Ｌ＝［（Ｌ^１＊ｆ_ｈ＊ｆ_ｐ）＋（Ｌ^２＊ｆ_ｈ＊ｆ_ｐ）＋（Ｌ^３＊ｆ_ｈ＊ｆ_ｐ）］／３）から平均読み取り値Lを計算するステップを含む。次に、較正測定セグメント７０２は、この較正データをコンピュータ２０４のメモリ及び／又は較正データベースに格納又は保存するステップを含む。

図１３は、第２のセグメント７０４を備える圧力補正方法１を用いた試験測定を示し、試験測定が実施又は実行される（すなわち、試験測定セグメント７０４）。その後、図１３に示されるように、試験試料を、試験測定セグメント７０４に従って測定することができる。試験測定セグメント７０４は、火炎高さを観測する（すなわち、火炎高さＬ^ｎを測定する）ステップに関連付けられた試験ステップの１つのセット７０８を含み、この試験ステップの第１のセット７０８は、３回個別に実行され、火炎高さの３つの個別の観測値（Ｌ^１、Ｌ^２、Ｌ^３)を得る。図示の例では、試験ステップのセット７０８は、各測定された火炎高さＬ^ｎに湿度補正係数ｆ_ｈを乗じるステップ、及び次にその結果の積に圧力ベースの補正ｆ_ｐを乗じる（すなわち、Ｌ^ｎ＊ｆ_ｈ＊ｆ_ｐ）ステップも含む。このように、試験ステップの第１のセット７０８は、湿度及び圧力に基づいて補正された３つの火炎高さ測定値（すなわち、湿度及び圧力補正された火炎高さの測定値。Ｌ^１*ｆ_ｈ*ｆ_ｐ;Ｌ^２ *ｆ_ｈ*ｆ_ｐ;Ｌ^３*ｆ_ｈ*ｆ_ｐ）をもたらす。次に、試験測定セグメント７０４は、３つの湿度及び圧力補正された火炎高さの測定値（すなわち、L＝［（Ｌ^１*ｆ_ｈ*ｆ_ｐ）＋（Ｌ^２*ｆ_ｈ*ｆ_ｐ）＋（Ｌ^３*ｆ_ｈ*ｆ_ｐ）］／３）から平均読み取り値Ｌを計算するステップを含む。次に、試験オペレータ又はコンピュータ２０４は、平均読み取り値Ｌを囲む（又は挟む）２つの較正を選択し、式（１）を用いて、測定値を挟む／囲む前述の２つの較正を用いてランプ補正係数「ｆ」を計算してもよい。その後、試験オペレータ又はコンピュータ２０４は、式（２）を介して最終的な煙点を計算し（すなわち、煙点＝Ｌ*ｆ）、後に、煙点に対する最終結果をコンピュータ２０４のメモリに保存し及び／又は報告することができる。

注意すべきは、図１２及び図１３に例示されるプロセスは、湿度及び圧力に基づいて補正するが、他の例では、湿度ベースの補正を実行せずに圧力ベースの補正を利用することができる。

あるいは、第二の方法において、試験オペレータは、較正測定から得られるランプ係数補正係数「ｆ」が火炎高さ測定に適用されるのではなく、圧力補正を含むように、ある正規化された圧力値（例えば、1０１３ｈＰａ（ヘクトパスカル））において、圧力ベースの補正を較正測定結果に適用することを選択してもよい。このように、火炎高さの測定誤差を較正中に補正し、所定の圧力における７種類の基準燃料ブレンドのそれぞれについて較正値の１つのセットを得ることができる。次に、試験試料（例えば、ケロシン）に対する通常の試験の間、測定された高さは、この第２の場合において、圧力に従って補正されないが、ランプ係数を計算するために必要な較正値は、試験中に測定された圧力値の関数として、１０１．３ＫＰａで記録された値を補正することによって計算される。

図１４及び図１５は、圧力補正方法２を用いた較正測定及び試験測定に対して、湿度ベースの補正、圧力ベースの補正、及びランプ係数を適用する代替の第２の方法を実施するプロセスの例を示す図である。図１４は、圧力補正方法２を用いた較正測定を示す。この方法では、１つの基準混合物につき１つの較正、すなわち７つの較正がある。図１５は、圧力補正方法２を用いた試験測定を示す。図１４に見られるように、圧力ベースの補正を適用する、この第２の方法は、ランプ補正係数「ｆ」を計算するために利用した較正値に対して、湿度ベースの補正ｆ_ｈと圧力ベースの補正ｆ_ｐとの適用を必要とする。図１５に見られるように、その後、これに平均読み取り値「Ｌ」を乗じて、最終的な煙点を得る。ここでは、試験中及び較正中に個別の火炎高さ測定値Ｌ^ｎに対して圧力ベースの補正は適用されない。むしろ、圧力ベースの補正ｆ_ｐが較正測定平均結果に適用され、正規化された圧力、たとえば１０１３ｈＰａでの値が得られる。したがって、この方法は、正規化された圧力 (たとえば、１０１３ｈＰａ)での値で保存された較正値を用いる。試験は現在の周囲圧力で実行されるため、煙点の測定はこの圧力で実行される。ランプ係数「ｆ」の計算では、較正値は現在の圧力の±０．７ｋＰａ以内でなければならない。システムは、１０１３ｈＰａで記録された較正値をベースとして、圧力差に対応する補正を適用して、必要な圧力 (試験圧力の圧力) で較正値を生成する。試験試料の火炎測定値を挟む（囲む）２つの計算された較正値を選択し、次に式（１）でランプ係数「ｆ」を計算し、式（２）で説明するように平均読み取り値Ｌで乗じて最終煙点を生成し、最終結果を報告することができる。

したがって、圧力ベースの補正を適用する第２の方法は、図１４に例示するように、所望の圧力で具体的に実施した較正の代わりに、１０１３ｈＰａで正規化され保存された較正値から計算された較正を用いる以外は、標準試験方法と同一である。

特に、１０１３ｈＰａについて記録された較正値は、試験圧力での較正値が得られるように、試験中に測定された圧力に対応する圧力補正係数で除算される。試験試料の火炎測定値を挟む又は囲む２つの較正値が選択され、式（１）を介してランプ係数を計算するためにＡＳＴＭ規格のように用いられる。例えば、較正中に火炎高さ測定値の誤差を補正して、所与の圧力における７種類の異なる基準燃料ブレンドのそれぞれについて較正値の１つのセットを得ることができる。次に、試験試料（例えば、ケロシン）に対して試験方法を実行する場合、この第２の方法では、測定された高さＬ^ｎは圧力に応じて補正されない（ただし、測定された高さＬ^ｎはそれぞれ湿度補正係数ｆ_ｈを乗じてから平均して平均値Ｌを得ることによって湿度を補正してもよい）が、ランプ係数ｆを計算するために必要な較正値は、試験中に測定した圧力値を関数として１０１．３ｋＰａで記録した数値を補正して計算することになる。

図１４は、圧力ベースの補正を適用する第２の方法を実施するための圧力補正方法２を用いた較正測定のプロセスの例を示す。示されるように、このプロセスは、一般に、較正測定が実施又は実行される第１のセグメント８０２を含むことができる（すなわち、較正測定セグメント８０２）。図１５は、試験測定が実施又は実行される第２のセグメント８０４を示す（すなわち、試験測定セグメント８０４）。

図１４において、較正測定セグメント８０２は、７回の較正が実行されるように、７種類の基準燃料ブレンド混合物のそれぞれに対して実行される。言い換えると、較正測定セグメント８０２は、７種類の基準燃料ブレンド混合物のそれぞれで１回ずつ、７回個別に実行される。較正測定セグメント８０２は、（例えば、１０２２ｈＰａ及びＡＨ８．１ｇ／ｍ^３で）火炎高さを測定するステップを備える較正ステップの第１のセット８０６を含む。較正ステップの第１のセット８０６は、３回個別に実行され、それによって火炎高さの３つの個別の観測値（Ｌ^１、Ｌ^２、Ｌ^３）が得られる。次に、較正ステップの第１のセット８０６は、湿度補正された火炎高さの測定値を生成するステップを含み、ここで、火炎高さ測定値（Ｌ^１、Ｌ^２、Ｌ^３）のそれぞれは、湿度補正係数ｆ_ｈを各測定火炎高さに乗じて湿度補正された火炎高さ（例えば７ｇｒ／ｍ^３ ＡＨ測定値に等しい）を計算することによって湿気に基づいて補正される。ここで、例えば、較正ステップの第１のセット８０６は、このように、各測定火炎高さＬ^ｎに湿度補正係数ｆ_ｈを乗じるステップ（すなわち、Ｌ^ｎ＊ｆ_ｈ）を含み、較正ステップの第１のセット８０６が、湿度に基づいて補正された３つの火炎高さ測定値（すなわち、湿度補正された火炎高さ測定値：Ｌ^１＊ｆ_ｈ；Ｌ^２＊ｆ_ｈ；Ｌ^３＊ｆ_ｈ）をもたらす。次に、較正測定セグメント８０２は、湿度補正された火炎高さ測定値の平均読み取り値Lを計算するステップ（すなわち、Ｌ＝［（Ｌ^１*ｆ_ｈ）＋（Ｌ^２*ｆ_ｈ）＋Ｌ^３*ｆ_ｈ）］／３）を含む。次に、較正測定セグメント８０２は、この較正データをコンピュータ２０４のメモリ及び／又は較正データベースに格納又は保存するステップを含む。

図１４及び図１５に例示されるプロセスは、湿度及び圧力に基づいて補正するが、他の例では、湿度ベースの補正を実行することなく、圧力ベースの補正を利用することができる。

その後、図１５に見られるように、試験試料を、試験測定セグメント８０４に従って測定することができる。試験測定セグメント８０４は、火炎高さの観測を行うステップ（すなわち、火炎高さＬ^ｎを測定するステップ）に関連付けられた試験ステップの第１のセット８０８を含み、この試験ステップの第１のセット８０８は、平均読み取り値Ｌを得るために一緒に平均化できる火炎高さの３回個別の観測値（Ｌ^１、Ｌ^２、Ｌ^３）を得るために３回実行される。図示の例では、試験ステップの第１のセット８０８には、それぞれ計測された火炎高さＬ^ｎに湿度補正係数ｆ_ｈ（すなわちＬ^ｎ*ｆ_ｈ）を乗じるステップも含まれる。このように、試験ステップの第１のセット８０８は、湿度に基づいて補正された３つの火炎高さの測定値（すなわち、湿度補正された火炎高さの測定値：Ｌ^１* ｆ_ｈ;Ｌ^２*ｆ_ｈ;Ｌ^３*ｆ_ｈ）をもたらす。次に、試験測定セグメント８０４は、３つの湿度補正された火炎高さの測定値から平均読み取り値Ｌを計算するステップ（すなわち、Ｌ＝［（Ｌ^１＊ｆ_ｈ）＋（Ｌ^２＊ｆ_ｈ）＋（Ｌ^３＊ｆ_ｈ）］／３）を含む。次に、試験オペレータ又はコンピュータ２０４は、正規化された圧力（例えば、１０１３ｈＰａ）で記録された較正データと圧力ベースの補正ｆ_pを用いて、周囲圧力（例えば、９９６ｈＰａ）での較正データを計算することができる。特に、較正データは、較正測定セグメント８０２の間に記録された較正データを圧力ベースの補正ｆ_pで除することによって、試験測定セグメント８０４の間に計算される。次に、試験オペレータ又はコンピュータ２０４は、（３つの湿度補正された火炎高さの測定値の）平均読み取り値Ｌを囲む（又は挟む）２つの較正値を選択し、式（１）を用いて、測定値を挟む／囲む前述の２つの較正を用いてランプ補正係数「ｆ」を計算することができる。その後、試験オペレータ又はコンピュータ２０４は、式（２）を介して最終的な煙点を計算し（すなわち、煙点＝Ｌ*ｆ）、後に、煙点に対する最終結果をコンピュータ２０４のメモリに保存し及び／又は報告することができる。

したがって、前述の２つの方法のいずれにおいても、7種類の異なる基準燃料ブレンドを用いて1回より多くの較正バッチ（calibration batch）を作る必要がなくなり、圧力が±０．７ｋＰａより大きく変化するたびに再較正するという制約がなくなり、試験方法の実行がさらに簡単かつ容易になる。

したがって、開示されたシステム及び方法は、よく適合され、言及された目的及び利点ならびにそれらに固有のものを達成する。上記に開示された特定の実施の形態は単に例示に過ぎず、本明細書の教示は、その教示の利益を有する当業者に明らかであるが、修正され異なるものの同等の様式で実施することができる。さらに、本明細書に示される構造又は設計の詳細については、以下の特許請求の範囲に記載されている以外に、いかなる制限も意図していない。したがって、上記に開示された特定の実施の形態の例は、変更、組み合わせ、又は修正することができ、そのようなすべての変形は、本開示の範囲内にあると考えられることは明らかである。本明細書に例示的に開示されるシステム及び方法は、本明細書に具体的に開示されていないいずれの要素及び／又は本明細書に開示される任意選択のいずれの要素がない場合には、適切に実施することができる。
（本発明の特定の実施形態）

以下のパラグラフは、本発明の特定の実施の形態を提示する

パラグラフＡ 本発明は、炭化水素の煙点を特定するための試験装置を提供し、試験装置は：
ＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９規格の仕様書に準拠した煙点を特定するための装置と；
火炎の一連のデジタル画像を撮影するための手段と、
相対湿度を測定するための周囲相対湿度センサと；
温度を測定するための周囲温度センサと；
火炎の一連のデジタル画像を撮影するための手段に接続され、湿度センサに接続され、温度センサに接続されたコンピュータシステムであって、そのコンピュータシステムは、一連のデジタル画像を撮影する手段によって撮影されたデジタル画像を解析して火炎高さを測定し、周囲温度センサによって測定された温度と相対湿度センサによって試験中に測定された相対湿度とを組み合わせて使用して絶対湿度を計算し、計算した絶対湿度と正規化された絶対湿度値との差の関数として、測定した火炎高さを補正するようにプログラムされるコンピュータシステムと、を備える。

パラグラフＡの試験装置は、以下の変更のいずれも含むことができる。

パラグラフＡの試験装置は、コンピュータシステムに接続された周囲圧力センサをさらに備え、そのコンピュータシステムが、試験中に圧力センサによって測定された現在の周囲圧力と正規化された圧力値との差の関数として炭化水素の測定された引火点の値を補正することができる。

パラグラフＡの試験装置において、周囲温度センサは、周囲相対湿度センサの一部であってもよいし、周囲相対湿度センサと別体であってもよい。

パラグラフＡの試験装置は、コンピュータシステムに接続された周囲圧力センサをさらに備え、そのコンピュータシステムは、周囲圧力センサによって測定された周囲圧力に基づいて炭化水素の測定された引火点の値を補正することができる。

パラグラフＡの試験装置において、火炎の一連のデジタル画像を撮影する手段は、デジタルカメラを備えてもよい。

パラグラフＡの試験装置は、ＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９規格の仕様に準拠した煙点を特定するための装置と一連のデジタル画像を撮影する手段との間に配置された抗赤外線フィルタをさらに備えてもよい。

パラグラフＡの試験装置において、正規化された湿度値は、０ｇｒ／ｍ^３から４０ｇｒ／ｍ^３の範囲の値であってもよいが、好ましくは７ｇｒ／ｍ^３である。

パラグラフＡの試験装置において、火炎の一連のデジタル画像を撮影する手段は、デジタルカメラを備えてもよい。
ここで、ＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９規格の仕様に準拠した煙点を特定するための装置は、芯を保持するためのろうそく、火炎高さを測定する目盛り、火炎と目盛りのデジタル画像を撮影するために構成されたギャラリ、ろうそくの芯からの火炎の高さを調整するためのろうそく移動システムと、を備える。

パラグラフＡの試験装置は：
電源と；
ハウジングと；を備え、そのハウジングは：
デジタルカメラと、
周囲相対湿度センサと、
周囲温度センサと、
一連のデジタル画像を撮影する手段と接続されたコンピュータシステムであって、そのコンピュータシステムはマイクロプロセッサを備える電子装置を備える、コンピュータシステムと、をさらに備えることができる。

パラグラフＡの試験装置において、その試験装置は、換気手段と、試験装置ハウジングに空気流を入れる吸気口と、試験装置ハウジング内で加熱された空気流をハウジング外に排出する排気口とを備えることができる。

パラグラフＡの試験装置において、周囲温度センサは、周囲相対湿度センサの一部であっても、周囲相対湿度センサと別体であってもよく、コンピュータシステムは、試験中に周囲圧力センサによって測定された現在の周囲圧力と正規化された圧力値との差の関数として測定された火炎高さを補正する。

パラグラフＡの試験装置において、火炎の一連のデジタル画像を撮影する手段は、デジタルカメラを備えてもよい。
ここで、ＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９規格の仕様に準拠した煙点を特定するための装置は、芯を保持するためのろうそく、火炎高さを測定する目盛り、火炎と目盛りのデジタル画像を撮影するために構成されたギャラリ、ろうそくの芯からの火炎の高さを調整するためのろうそく移動システム、を備える。
ここで、正規化された圧力値は、８００から１１００ｈＰａの値であり、好ましくは１０１３ｈＰａである。

パラグラフＡの試験装置において、周囲温度センサは、周囲相対湿度センサの一部であっても、周囲相対湿度センサとは別体であってもよく、コンピュータシステムは、試験中に圧力センサによって測定された現在の周囲圧力と較正中に記録済の正規化された、前の周囲圧力との差の関数として、一体型周囲圧力センサによって測定された周囲圧力に基づいて測定された火炎の高さを補正する。

パラグラフＡの試験装置において、周囲相対湿度センサは、温度を測定する温度センサも含むように構成されてもよい。

パラグラフＡの試験装置において、周囲温度センサは、周囲相対湿度センサの一部であっても、周囲相対湿度センサと別体であってもよく、コンピュータシステムは、試験中に周囲圧力センサによって測定された現在の周囲圧力と正規化された圧力値との差の関数として測定された火炎高さを補正し、吸気口及び排気口を有するハウジングをさらに備え、周囲相対湿度センサは吸気口に近接して設けられる。

パラグラフＡの試験装置において、周囲温度センサは、周囲相対湿度センサの一部であっても、周囲相対湿度センサとは別体であってもよく、コンピュータシステムは、試験中に周囲圧力センサによって測定された現在の周囲圧力と正規化された圧力値との差の関数として火炎の測定高さを補正し、吸気口と排気口を有するハウジングをさらに備え、周囲相対湿度センサは吸気口に近接して設けられており、周囲相対湿度センサはハウジングのシャーシ上に設けられている。

パラグラフＡの試験装置において、周囲温度センサは、周囲相対湿度センサの一部であっても、周囲相対湿度センサとは別体であってもよく、コンピュータシステムは、試験中に周囲圧力センサによって測定された現在の周囲圧力と正規化された圧力値との差の関数として火炎の測定高さを補正し、吸気口と排気口を有するハウジングをさらに備え、周囲相対湿度センサは吸気口に近接して設けられており、周囲相対湿度センサは、ハウジングのシャーシ上に設けられ、ハウジングは吸気口と排気口を有し、周囲温度センサは吸気口の近くに設けられる。

パラグラフＢ 本発明は、炭化水素燃料試料の煙点を特定する方法も提供し、その方法は：
周囲相対湿度センサを用いて周囲相対湿度を測定するステップと、
周囲温度センサを用いて周囲温度を測定するステップと、
燃料試料を試験するステップと、を備え、その試験するステップは：
ランプ内のバーナーの位置に応じた火炎の異なる外観の中で、火炎の特定の外観を識別するステップと、
目盛りで火炎の高さを読み取るステップと、
デジタル画像を撮影及び保存する手段を用いて、これらのデジタル画像を解析することにより、火炎の形状の変化の検出を可能にするのに十分に近い間隔で一連の火炎のデジタル画像を撮影及び保存するステップと、
火炎の形状の変化の瞬間の火炎の高さを測定するステップであって、その高さを試験中の炭化水素の測定された煙点と見なす、測定するステップと、
測定された火炎の高さ、測定された周囲相対湿度、及び測定された周囲温度を、デジタル画像を取得及び保存する手段、周囲相対湿度センサ、及び周囲温度センサに接続されたコンピュータシステムに入力するステップと、
ここで、上記コンピュータシステムは、火炎の一連のデジタル画像を撮影する手段と接続し、湿度センサに接続し、温度センサに接続し、そのコンピュータシステムは、一連のデジタル画像を撮影する手段によって撮影されたデジタル画像を解析して火炎高さを測定し、周囲温度センサによって測定された温度と試験中に相対湿度センサによって測定された相対湿度とを組み合わせて用いて絶対湿度を計算し、計算された絶対湿度と正規化された絶対湿度値との差の関数として測定した火炎高さを補正して、補正された煙点を計算し、
補正された煙点を報告するステップと、を備える方法。

パラグラフＢの方法は、以下の変更のいずれも含むことができる。

パラグラフＢの方法は、ＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９規格の仕様に準拠する煙点を特定することができる。

パラグラフＢの方法は、コンピュータシステムに接続された周囲圧力センサを用いて周囲圧力を測定するステップをさらに備えることができ、ここで、そのコンピュータシステムは、試験中に圧力センサによって測定された現在の周囲圧力と正規化された周囲圧力値との差の関数として、圧力周囲センサによって測定された周囲圧力に基づいて、炭化水素の測定された引火点の値を補正する。

パラグラフＢの方法では、測定された煙点を自動的に補正するステップは、一体型圧力センサによって測定された現在の大気圧と正規化された標準値、好ましくは、圧力の正規化標準値は８００から１１００ｈＰａ、最も好ましくは１０１３ｈＰａとの差の関数として試験装置が較正中に、較正値を補正することを含むことができる。

パラグラフＢの方法では、デジタル画像を撮影及び保存する手段がデジタルカメラを備え、ここで、測定された煙点を自動的に補正するステップが、デジタルカメラによって行われたリアルタイムでの引火点の測定値を標準圧力に正規化するステップを備えることができる。

パラグラフＢの方法では、デジタル画像を撮影及び保存する手段がデジタルカメラを備え、ここで、測定された煙点を自動的に補正するステップが、デジタルカメラによって行われたリアルタイムで引火点の測定値を標準圧力に正規化するステップを備えることができる。ここで、圧力の正規化された標準値は１０１．３ｋＰａである。

パラグラフＢの方法は、コンピュータシステムに接続された一体型周囲圧力センサをさらに備えることができ、そのコンピュータシステムが、試験中に圧力センサによって測定された現在の周囲圧力と較正中に記録された、前の周囲圧力との差の関数として、一体型周囲圧力センサによって測定された周囲圧力に基づいて、測定された火炎の高さを補正する。

パラグラフＢの方法では、画像撮影間隔は０．１秒から２．０秒の間であってもよい。

パラグラフＢの方法では、画像撮影間隔は０．５秒から１秒の間であってもよい。

パラグラフＢの方法では、火炎の形状の変化の検出は、火炎の画像のフェレ径の減少速度の急激な変化を測定することによって達成できる。

パラグラフＢの方法では、火炎の形状の変化の検出は、火炎の画像のフェレ径の減少速度の急激な変化を測定することによって達成できる。ここで、フェレ径の減少速度の急激な変化を検出するために、このフェレ径は、４５°未満の角度αで測定される。

パラグラフＢの方法では、火炎の形状の変化の検出は、火炎の画像のフェレ径の減少速度の急激な変化を測定することによって達成できる。ここで、火炎の高さは、火炎の像のα＝０°に対するフェレ径に等しい。

パラグラフＢの方法では、火炎の形状の変化の検出が、火炎の画像のフェレ径の減少速度の急激な変化を測定することによって達成できる。ここで、フェレ径の減少速度の急激な変化に対応するデジタル画像が閾値処理（二値化処理としても知られている）に付され、閾値処理は、既知の煙点 (ＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９)を有する１つ以上の標準燃料混合物（トルエン／２，２，４－トリメチルペンタン）を活用して特定された閾値を用いて、特定された閾値未満のグレーレベルを有する全ての画素をゼロに設定し、閾値を超える値を有する全ての画素を１に設定するステップを備える。ここで、試験下の燃料の測定煙点につながる火炎の絶対高さを与える閾値は、ＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９規格が煙点を示す１つ以上の標準混合燃料（トルエン／２，２，４－トリメチロールプロパン）を用いて特定される。

パラグラフＢの方法の方法では、デジタル画像を撮影及び保存する手段は、電荷結合デバイス （ＣＣＤ）デジタル カメラ、相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）画像センサ、又は他の画像センサで、好ましくは紫外線から赤外栓の範囲の波長をカバーするもので構成されていてもよい。

パラグラフＢの方法の方法では、デジタル画像を撮影及び保存する手段は、電荷結合デバイス（ＣＣＤ）デジタルカメラ、相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）画像センサ、又は他の画像センサで、好ましくは紫外線から赤外栓の範囲の波長をカバーするもので構成されていてもよい。ここで、フレームとデジタル画像を取得及び保存する手段との間に抗赤外線フィルタを配置することができる。

パラグラフＢの方法の方法では、デジタル画像を撮影及び保存する手段は、電荷結合デバイス（ＣＣＤ）デジタルカメラ、相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）イメージセンサ、又は他の画像センサで、好ましくは紫外線から赤外栓の範囲の波長をカバーするもので構成されていてもよい。ここで、デジタル画像を取得及び保存する手段は、少なくとも２５６のグレーレベルでデジタル画像を保存することができる。

パラグラフＢの方法の方法では、画像撮影間隔は０．５秒から１秒の間にでき、デジタル画像を撮影及び保存する手段は、ランプから約１０ｃｍから１５ｃｍの距離に配置することができる。

パラグラフＢの方法の方法では、画像撮影間隔は０．５秒から１秒にでき、デジタル画像を撮影及び保存する手段は、ランプから約１０ｃｍから１５ｃｍの距離に配置することができ、デジタル画像を撮影及び保存する手段は、保存されたデジタル画像が煙点を特定するための装置のすべての目盛りの画像を含むように設定される。

パラグラフＢの方法の方法では、それぞれの一連のデジタル画像の数は、少なくとも１０に等しい場合がある。

パラグラフＢの方法では、この方法は、パラグラフＡの任意の試験装置又はパラグラフＡの変更を加えたパラグラフのいずれも用いることができる。

パラグラフＣ 本発明は、炭化水素の煙点を特定するための試験装置も提供し、試験装置は：
ＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９規格の仕様書に準拠した煙点を特定するための装置と、
火炎の一連のデジタル画像を撮影するための手段と、
周囲の圧力を測定するための周囲圧力センサと、
火炎の一連のデジタル画像を撮影するための手段に接続され、周囲圧力センサに接続されたコンピュータシステムであって、一連のデジタル画像を撮影するための手段によって撮影されたデジタル画像を解析して火炎高さを測定し、圧力センサによって測定された圧力を用いて、試験中に圧力センサによって測定された現在の周囲圧力と正規化された周囲圧力値との差の関数として周囲圧力センサによって測定された周囲圧力に基づいて炭化水素の測定された引火点の値を補正できるようプログラムされたコンピュータシステムと、を備える。

パラグラフＣの試験装置において、火炎の一連のデジタル画像を撮影する手段は、デジタルカメラを備えてもよい。
ここで、ＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９規格の仕様に準拠した煙点を特定するための装置は、芯を保持するためのろうそく、火炎高さを測定する目盛り、火炎と目盛りのデジタル画像を撮影するために構成されたギャラリ、ろうそくの芯からの火炎の高さを調整するためのろうそく移動システム、を備える。

パラグラフＣの試験装置は：
電源と；
ハウジングと；を備え、そのハウジングは：
デジタルカメラを備える火炎の一連のデジタル画像を撮影する手段と、
周囲圧力センサと、
一連のデジタル画像を撮影する手段と接続されたコンピュータシステムであって、そのコンピュータシステムはマイクロプロセッサを備える電子装置を備える、コンピュータシステムと、をさらに備えることができる。

パラグラフＣの試験装置において、その試験装置は、換気手段と、試験装置ハウジングに空気流を入れる吸気口と、試験装置ハウジング内で加熱された空気流をハウジング外に排出する排気口とを備えることができる。

パラグラフＤ 本発明は、炭化水素燃料試料の煙点を特定する方法も提供することができ、その方法は：
周囲圧力センサを用いて周囲の圧力を測定するステップと、
燃料試料を試験するステップと、を備え、その試験するステップは：
ランプ内のバーナーの位置に応じた火炎の異なる外観の中で、火炎の特定の外観を識別するステップと、
目盛りで火炎の高さを読み取るステップと、
デジタル画像を撮影及び保存する手段を用いて、これらのデジタル画像を解析することにより、火炎の形状の変化の検出を可能にするのに十分に近い間隔で一連の火炎のデジタル画像を撮影及び保存するステップと、
火炎の形状の変化の瞬間における火炎の高さを測定するステップであって、その高さを試験下の炭化水素の測定された煙点と見なす、測定するステップと、
測定された火炎の高さ、及び測定された周囲圧力を、デジタル画像を取得及び保存する手段、ならびに周囲圧力温度センサに接続されたコンピュータシステムに入力するステップと、
ここで、上記コンピュータシステムは、周囲圧力センサによって測定された周囲圧力を自動的に用いて、試験中に圧力センサによって測定された現在の周囲圧力と正規化された周囲圧力との間の差の関数として炭化水素の測定された火炎高さの値を補正して、補正された煙点を計算し、
補正された煙点を報告するステップと、を備える方法。

パラグラフＤの方法では、ＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９規格の仕様に準拠する煙点を特定することができる。

パラグラフＤの方法では、この方法は、パラグラフＣの任意の試験装置又はパラグラフＣの変更を加えたパラグラフのいずれも用いることができる。

パラグラフＤの方法では、火炎の形状の変化の検出は、火炎の画像のフェレ径の減少速度の急激な変化を測定することによって達成できる。

構成及び方法は、様々な構成要素又はステップを「備える（comprising）」、「包含する（containing）」、又は「含む（including）」という観点から説明されるが、構成及び方法は、様々な構成要素及びステップ「から本質的に成る」又は「から構成される」こともできる。上記で開示したすべての数値と範囲は、多少異なる場合がある。下限及び上限を伴う数値範囲が開示される場合は常に、その範囲内にある任意の数値及び任意の含まれる範囲が具体的に開示される。特に、本明細書で開示される値（「およそａからおよそｂまで」、又は同等に「約ａからｂまで」、又は同等に「約ａ～ｂまで」の形式の）のすべての範囲は、値のより広い範囲内に含まれるすべての数値と範囲を規定する、と理解されるべきである。また、クレームの用語は、特許権者によって明示的かつ明確に定義されていない限り、平易で通常の意味を持つ。さらに、特許請求の範囲で用いられる不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」は、本明細書では、それが導入する要素の１つ以上を意味するように定義される。本明細書と、参照により本明細書に組み込まれる可能性のある１つ以上の特許又はその他の文書の単語若しくは用語の使用法に矛盾がある場合は、本明細書と一致する定義を採用するべきである。

上、下、上部、下部、上向き、下向き、左、右などの方向用語の使用は、それらが図に示されているように、例示的な実施の形態に関連して使用され、上向き又は上方向は対応する図の上部に向かう方向であり、及び下向き又は下方向は、対応する図の下部に向かっている。

本明細書で使用するように、一連の項目の前にある語句「少なくとも１つ」は、項目のいずれかを区切る用語「及び」又は「又は」とともに、リストの各メンバー（すなわち各項目）ではなく、全体としてリストを修飾する。語句「の少なくとも１つ」は、項目のいずれか１つのうちの少なくとも１つ、及び／又は、項目の任意の組み合わせのうちの少なくとも１つ、及び／又は、項目のそれぞれの少なくとも１つを含む意味を許容する。例として、語句「Ａ、Ｂ、及びＣの少なくとも１つ」又は「Ａ、Ｂ、又はＣの少なくとも１つ」はそれぞれ、Ａのみ、Ｂのみ、又はＣのみを、Ａ、Ｂ、及びＣの任意の組み合わせを、及び/又は、Ａ、Ｂ、及びＣのそれぞれの少なくとも１つ、を指す。

サンプル計算 - 相対湿度から絶対湿度への変換式
1. 水の飽和蒸気圧
１６°Ｃから３０°Ｃの間の水の飽和蒸気圧は、次の式で概算できる：

ここで：
・ ｓｖＰ: パスカル単位の水の飽和蒸気圧（Ｐａ）
・ ： 摂氏温度 (°Ｃ)

2. 部分蒸気圧

ここで：
・ ｐｖＰ: パスカル単位の部分蒸気圧（Ｐａ）
・ ％ＲＨ: パーセント単位の相対湿度（％）

3. 乾燥空気密度

ここで：
・ : ｋｇ／ｍ^３単位の乾燥空気密度
・ : パスカル単位の大気圧（Ｐａ）
・ ：ｋｇ／ｍｏｌ単位の乾燥空気のモル質量 ＝０．０２８９６５ｋｇ／ｍｏｌ
・ Ｒ : Ｊ／（Ｋ・ｍｏｌ）単位での一般気体定数 ＝８，３１４４６２１Ｊ／ （Ｋ・ｍｏｌ）
・ : ケルビン単位の温度（Ｋ）

4. 絶対湿度

ここで：

5. 一般的な変換式

ここで：

・ ： 摂氏温度 (°Ｃ)
・ ％ＲＨ : パーセント単位の相対湿度（％）
・ : ｋｇ／ｍ^３単位の乾燥空気密度
・ : パスカル単位の大気圧（Ｐａ）
・ ：ｋｇ／ｍｏｌ単位の乾燥空気のモル質量＝０．０２８９６５ｋｇ／ｍｏｌ
・ Ｒ: Ｊ／（Ｋ・ｍｏｌ）単位の一般気体定数 ＝８．３１４４６２１Ｊ／ （Ｋ・ｍｏｌ）
・ : ケルビン単位の温度（Ｋ）

6. 適用
試験実験室の環境:
・ 相対湿度：ＲＨ＝４０％
・ 温度：Ｔ°Ｃ＝２２°Ｃ
・ 周囲圧力：Ｐａｔｍ＝１０１３ｈＰａ

Claims (26)

1. 炭化水素の煙点を特定するための試験装置であって：
   ＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９規格の仕様書に準拠した前記煙点を特定するための装置と；
   火炎の一連のデジタル画像を撮影するための手段と；
   相対湿度を測定するための周囲環境相対湿度センサと；
   温度を測定するための周囲温度センサと；
   火炎の前記一連のデジタル画像を撮影するための前記手段に接続され、前記湿度センサに接続され、前記周囲温度センサに接続されたコンピュータシステムであって、前記コンピュータシステムは、一連のデジタル画像を撮影するための前記手段によって撮影されたデジタル画像を解析して火炎高さを測定し、前記周囲温度センサによって測定された温度と前記相対湿度センサによって測定された相対湿度とを組み合わせて使用して前記絶対湿度を計算し、前記計算された絶対湿度と正規化された絶対湿度値との差の関数として、前記測定された火炎高さを補正するようにプログラムされる、コンピュータシステムと、を備える、試験装置。
   
2. 前記コンピュータシステムに接続された周囲圧力センサをさらに備え、前記コンピュータシステムが、試験中に前記圧力センサによって測定された現在の周囲圧力と正規化された圧力値との差の関数として、前記一体型周囲圧力センサによって測定された周囲圧力に基づいて、前記炭化水素の測定された引火点の値を補正する、請求項１に記載の試験装置。
   
3. 周囲温度センサは、前記周囲相対湿度センサの一部であるか、前記周囲相対湿度センサと別体である、請求項１に記載の試験装置。
   
4. 前記コンピュータシステムに接続された周囲圧力センサをさらに備え、前記コンピュータシステムは、前記周囲圧力センサによって測定された周囲圧力に基づいて前記炭化水素の測定された引火点の値を補正する、請求項１に記載の試験装置。
   
5. 前記正規化された湿度値は、０ｇｒ／ｍ^３から ４０ｇｒ／ｍ^３の範囲の値である、請求項１に記載の試験装置。
   
6. 火炎の一連のデジタル画像を撮影する前記手段は、デジタルカメラを備え、
   ＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９規格の仕様書に準拠した前記煙点を特定するための前記装置は、芯を保持するためのろうそく、火炎高さを測定する目盛り、前記火炎と前記目盛りの前記デジタル画像を撮影するために構成されたギャラリ、前記ろうそくの前記芯からの火炎の高さを調整するためのろうそく移動システムと、を備える、請求項１に記載の試験装置。
   
7. 前記コンピュータシステムは、試験中に前記周囲圧力センサによって測定された現在の周囲圧力と正規化された圧力値との差の関数として測定された前記火炎の高さを補正する、請求項３に記載の試験装置。
   
8. 前記正規化された圧力値は、８００から１１００ｈＰａの間である、請求項６に記載の試験装置。
   
9. 前記コンピュータシステムは、試験中に前記圧力センサによって測定された現在の周囲圧力と較正中に記録済の正規化された、前の圧力値との差の関数として、前記一体型周囲圧力センサによって測定された周囲圧力に基づいて測定された前記火炎の高さを補正する、請求項３に記載の試験装置。
   
10. 前記周囲相対湿度センサは、温度を測定する前記温度センサも含むように構成される請求項１に記載の試験装置。
    
11. 吸気口及び排気口を有するハウジングをさらに備え、前記周囲相対湿度センサは、前記吸気口に近接して設けられる、請求項３に記載の試験装置。
    
12. 前記ハウジングは、吸気口及び排気口を有し、前記周囲湿度センサは、前記吸気口に近接して設けられる、請求項１１に記載の試験装置。
    
13. 炭化水素燃料試料の煙点を特定する方法であって：
    周囲相対湿度センサを用いて周囲相対湿度を測定するステップと、
    周囲温度センサを用いて周囲温度を測定するステップと、
    前記燃料試料を試験するステップと、を備え、前記試験するステップは：
    ランプ内のバーナーの位置に応じた火炎の異なる外観の中で、火炎の特定の外観を識別するステップと、
    目盛りで前記火炎の高さを読み取るステップと、
    デジタル画像を撮影及び保存する手段を用いて、これらのデジタル画像を解析することにより、前記火炎の形状の変化の検出を可能にするのに十分に近い間隔で一連の前記火炎のデジタル画像を撮影及び保存するステップと、
    前記火炎の形状の前記変化の瞬間における前記火炎の高さを測定するステップであって、前記高さを試験下の前記炭化水素の測定された煙点と見なす、前記火炎の高さを測定するステップと、
    測定された前記火炎の高さ、測定された周囲相対湿度、及び測定された周囲温度を、デジタル画像を取得及び保存する前記手段、前記周囲相対湿度センサ、及び前記周囲温度センサに接続されたコンピュータシステムに入力するステップと、
    前記コンピュータシステムは、前記火炎の一連のデジタル画像を撮影する前記手段と接続し、前記湿度センサに接続し、前記温度センサに接続し、前記コンピュータシステムは、一連のデジタル画像を撮影する前記手段によって撮影されたデジタル画像を解析して火炎高さを測定し、前記周囲温度センサによって測定された温度と前記相対湿度センサによって測定された相対湿度とを組み合わせて用いて前記絶対湿度を計算し、前記計算された絶対湿度と正規化された絶対湿度値との差の関数として前記測定された火炎高さを補正して、補正された煙点を計算し、
    前記補正された煙点を報告するステップと、を備える、方法。
    
14. 前記コンピュータシステムに接続された周囲圧力センサを用いて周囲圧力を測定するステップをさらに備え、前記コンピュータシステムは、試験中に前記圧力センサによって測定された現在の周囲圧力と正規化された周囲圧力値との差の関数として、前記周囲圧力センサによって測定された周囲圧力に基づいて、前記炭化水素の測定された引火点の値を補正する、請求項１３に記載の方法。
    
15. 測定された煙点を自動的に補正するステップは、前記一体型圧力センサによって測定された現在の大気圧と正規化された標準値との差の関数として前記試験装置の較正中に較正値を補正するステップを備える、請求項１３に記載の方法。
    
16. デジタル画像を撮影及び保存する前記手段は、デジタルカメラを備え、測定された煙点を自動的に補正するステップは、前記デジタルカメラによって行われたリアルタイムで引火点での測定値を標準圧力に正規化するステップを備える、請求項１３に記載の方法。
    
17. 前記正規化された圧力の標準値は、１０１．３ｋＰａである、請求項１６に記載の方法。
    
18. 前記コンピュータシステムに接続された一体型周囲圧力センサをさらに備え、前記コンピュータシステムは、試験中に前記周囲圧力センサによって測定された現在の周囲圧力と正規化された圧力値との差の関数として、測定された前記火炎の高さを補正する、請求項１３に記載の方法。
    
19. 画像撮影の間隔は、０．１秒から２．０秒の間である、請求項１３に記載の方法。
    
20. 前記火炎の前記形状の変化の前記検出は、前記火炎の前記画像のフェレ径の減少速度の急激な変化を測定することによって達成される、請求項１３に記載の方法。
    
21. 前記フェレ径の前記減少速度の前記急激な変化に対応する前記デジタル画像が閾値処理（二値化処理としても知られている）に付され、前記閾値処理は、ＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９規格が示す既知の煙点を有する１つ以上の標準燃料混合物（トルエン／２，２，４－トリメチルペンタン）を活用して特定された閾値を用いて、前記特定された閾値未満のグレーレベルを有する全ての画素をゼロに設定し、前記閾値を超える値を有する全ての前記画素を１に設定するステップを備え、試験下の前記燃料の前記測定された煙点につながる前記火炎の絶対高さを与える前記閾値は、ＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９規格が前記煙点を示す１つ以上の標準混合燃料（トルエン／２，２，４－トリメチロールプロパン）を用いて特定される、請求項２０に記載の方法。
    
22. デジタル画像を撮影及び保存する前記手段は、電荷結合デバイス（ＣＣＤ）デジタルカメラ、相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）画像センサ、又は他の画像センサで、好ましくは紫外線から赤外線までの範囲の波長をカバーする、請求項１３に記載の方法。
    
23. 前記方法は、前記炭化水素の煙点を特定するために試験装置を採用するが、前記試験装置は：
    ＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９規格の仕様書に準拠した前記煙点を特定するための装置と；
    火炎の一連のデジタル画像を撮影するための手段と；
    相対湿度を測定するための周囲相対湿度センサと；
    温度を測定するための周囲温度センサと；
    前記火炎の一連のデジタル画像を撮影するための前記手段に接続され、前記湿度センサに接続され、前記周囲温度センサに接続されたコンピュータシステムであって、前記コンピュータシステムは、一連のデジタル画像を撮影するための前記手段によって撮影されたデジタル画像を解析して火炎高さを測定し、前記周囲温度センサによって測定された温度と前記相対湿度センサによって測定された相対湿度とを組み合わせて使用して前記絶対湿度を計算し、前記計算された絶対湿度と正規化された絶対湿度値との差の関数として、前記測定された火炎高さを補正するようにプログラムされる、コンピュータシステムと、を備える、請求項１３に記載の方法。
    
24. 炭化水素の煙点を特定するための試験装置であって：
    ＡＳＴＭ Ｄ１３２２－１９規格の仕様書に準拠した前記煙点を特定するための装置と；
    火炎の一連のデジタル画像を撮影するための手段と；
    周囲の圧力を測定するための周囲圧力センサと、
    前記火炎の一連のデジタル画像を撮影するための前記手段に接続され、前記周囲圧力センサに接続されたコンピュータシステムであって、前記コンピュータシステムは、一連のデジタル画像を撮影するための前記手段によって撮影されたデジタル画像を解析して火炎高さを測定し、前記周囲圧力センサによって測定された圧力を用いて、試験中に前記周囲圧力センサによって測定された現在の周囲圧力と正規化された周囲圧力値との差の関数として前記炭化水素の測定された引火点の値を補正するようプログラムされる、コンピュータシステムと、を備える、試験装置。
    
25. 炭化水素燃料試料の煙点を特定する方法であって：
    周囲圧力センサを用いて周囲の圧力を測定するステップと、
    前記燃料試料を試験するステップと、を備え、前記試験するステップは：
    ランプ内の前記バーナーの位置に応じた火炎の異なる外観の中で、火炎の特定の外観を識別するステップと、
    目盛りで前記火炎の高さを読み取るステップと、
    デジタル画像を撮影及び保存する手段を用いて、これらのデジタル画像を解析することにより、前記火炎の形状の変化の検出を可能にするのに十分に近い間隔で一連の火炎のデジタル画像を撮影及び保存するステップと、
    前記火炎の形状の変化の瞬間における前記火炎の高さを測定するステップであって、前記高さを試験下の前記炭化水素の測定された煙点と見なす、前記火炎の高さを測定するステップと、
    測定された前記火炎の高さ、及び測定された周囲圧力を、デジタル画像を取得及び保存する前記手段、ならびに前記周囲圧力温度センサに接続されたコンピュータシステムに入力するステップと、
    前記コンピュータシステムは、前記周囲圧力センサによって測定された周囲圧力を自動的に用いて、試験中に前記周囲圧力センサによって測定された現在の周囲圧力と正規化された周囲圧力との間の差の関数として前記炭化水素の測定された前記火炎の高さの値を補正して、補正された煙点を計算し、
    前記補正された煙点を報告するステップと、を備える方法。
    
26. 前記方法は、炭化水素の煙点を特定するために試験装置を採用するが、前記試験装置は：
    ASTM D1322-19 規格の仕様書に準拠した前記煙点を特定するための装置と；
    火炎の一連のデジタル画像を撮影するための手段と；
    周囲の圧力を測定するための周囲圧力センサと、
    前記火炎の前記一連のデジタル画像を撮影するための前記手段に接続され、前記周囲圧力センサに接続されたコンピュータシステムであって、前記コンピュータシステムは、一連のデジタル画像を撮影するための前記手段によって撮影されたデジタル画像を解析して火炎高さを測定し、前記周囲圧力センサによって測定された圧力を用いて、試験中に前記周囲圧力センサによって測定された現在の周囲圧力と正規化された周囲圧力値との差の関数として前記炭化水素の測定された引火点の値を補正するようプログラムされる、コンピュータシステムと、を備える、請求項２５に記載の方法。

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