JP3362605B2 - 燃焼炎検出装置 - Google Patents
燃焼炎検出装置Info
- Publication number
- JP3362605B2 JP3362605B2 JP20826896A JP20826896A JP3362605B2 JP 3362605 B2 JP3362605 B2 JP 3362605B2 JP 20826896 A JP20826896 A JP 20826896A JP 20826896 A JP20826896 A JP 20826896A JP 3362605 B2 JP3362605 B2 JP 3362605B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- image
- luminance
- unit
- average
- memory
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Regulation And Control Of Combustion (AREA)
- Control Of Combustion (AREA)
- Feeding And Controlling Fuel (AREA)
- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
- Muffle Furnaces And Rotary Kilns (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ロータリー・キル
ンなどの燃焼炉の燃焼炎の検出装置に関し、詳しくは、
燃焼炉の内部を監視する監視カメラから入力された複数
枚の画像を処理し、ゆらゆらと揺れ動いて位置や形状を
とらえ難い燃焼炎を自動で定量的に検出するための検出
方式に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来より、燃焼炎の位置や大きさから原
料投入量やバーナーの火力等を精度よく制御して最適な
燃焼状態を安定に維持する必要がある装置がある。この
ような装置における燃焼炎の位置や大きさは、現在オペ
レータの目視によって行われるのが一般的である。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな目視による検出では、検出精度にばらつきがあり、
それに基づいた原料投入量やバーナーの火力等の制御で
は最適な燃焼状態が維持できないという問題があった。 【０００４】また、その制御の仕方もオペレータの経験
による定性的なものであり、最適な燃焼状態を安定に維
持しているかどうか定量的に測ることさえできないとい
う問題点があった。またロータリー・キルンの燃焼炎の
位置や大きさを常時目視で監視しているのはオペレータ
にとって負担が大きいという問題もあった。 【０００５】従来、バーナー等の燃焼状態を監視するた
めに火炎の形状等を画像処理によって検出する方式も考
えられているが、この方式は火炎の監視カメラからの位
置を計測するためのものではない。また、ロータリー・
キルンの燃焼領域をキルン外壁に貼り付けた熱電対で検
出し、原料投入量やバーナー火力を制御している事例は
あるが、キルンが回転しているために計測される温度が
周期的に変動し、内部の温度を把握するのが困難であ
り、また測定点を増やすのに費用がかさむ等の要因か
ら、きめ細かい制御が難しいという問題があった。 【０００６】本発明の目的は、このような点に鑑み、炉
内監視カメラからの画像を処理することにより燃焼炎の
位置と大きさを自動で定量的に計測することのできる燃
焼炎検出装置を提供することにある。 【０００７】 【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために本発明では、燃焼炉の内部を撮像する画像撮影
手段と、この画像撮影手段からの画像信号をデジタル変
換して輝度に対応したモノクロ・デジタル画像データを
得ると共に変換ゲインやオフセット量が設定可能な画像
取り込み部と、予め輝度を平均する画像数で割る機能を
含み、前記画像取り込み部から画像を読み込むごとに輝
度平均画像を求めて画像メモリに足し込むようにした平
均画像計算部と、この平均画像計算部で求めた画像デー
タを記憶するための第２の画像メモリと、各種の設定値
を入力するための設定入力部と、前記第２の画像メモリ
に記憶された平均画像の輝度を調べて検査領域ごとに輝
度分布を取得する輝度検査部と、この輝度検査部で求め
た各検査領域ごとの輝度分布データを記憶する輝度分布
メモリと、前記輝度分布データを調べて燃焼炎の位置や
大きさを判断する輝度分布検査部と、この輝度分布検査
部で求めた燃焼炎の位置や大きさのデータを記憶する結
果記録用メモリと、画像や処理結果を表示する画像表示
部を具備したことを特徴とする。 【０００８】 【作用】画像表示部をモニタしながら設定入力部よりゲ
インとオフセットを設定して取り込み画像のゲインとオ
フセットを調整する。これによりバーナー火炎の輝度が
原料燃焼領域の輝度に影響しなくなる。平均画像計算部
で画像を読み込むごとに輝度平均画像を求め、輝度検査
部において輝度を検査し輝度分布を得る。輝度検査領域
は設定入力部により設定する。前記平均画像計算部で
は、輝度を、平均する画像数で割る機能を持たせ、画像
メモリに足し込むようにしている。そのため、それだけ
の処理で輝度平均画像を取得することができ、画像メモ
リは画像１枚分の容量で足りるという利点がある。 【０００９】次に輝度分布検査部において燃焼炎の位置
と大きさを求める。輝度検査領域の輝度分布で輝度の高
いところが燃焼炎であり、その領域の境界が燃焼炎の境
界位置である。燃焼炎の大きさは境界位置から計算可能
である。 【００１０】 【発明の実施の形態】以下図面を用いて本発明を詳しく
説明する。図１は本発明に係る燃焼炎検出装置の一実施
例を示す構成図である。図において、１は監視カメラ
（例えばビデオ・カメラ）等の画像撮影手段、２は監視
カメラ１からの画像信号（アナログ信号）をデジタル変
換して輝度に対応したモノクロ・デジタル画像データを
得る画像取り込み部であり、変換の際のゲインやオフセ
ット量を適宜設定することもできるようになっている。
３は画像取り込み部２の画像データを記憶する第１の画
像メモリである。 【００１１】４は画像や処理結果を表示する画像表示
部、５は取り込んだ複数の画像から平均画像を求める平
均画像計算部、６は平均画像計算部５で求めた画像デー
タを記憶するための第２の画像メモリ、７は各種の設定
値を入力するための設定入力部、８は平均画像の輝度を
調べて検査領域ごとに輝度分布を取得する輝度検査部で
ある。 【００１２】９は輝度検査部８で求めた各検査領域ごと
の輝度分布データを記憶する輝度分布メモリ、１０は輝
度分布を調べて燃焼炎の位置や大きさを判断する輝度分
布検査部、１１は輝度分布検査部１０で求めた燃焼炎の
位置や大きさのデータを記憶する結果記録用メモリであ
る。 【００１３】このような構成における動作を順を追って
次に説明する。なお、図２は動作フローを示す図であ
る。 (1) 第１の画像メモリ３に取り込まれた画像を画像表示
部４で観察しながらゲインとオフセットを調整し（設定
入力部７で設定する）、バーナー火炎の輝度が原料燃焼
領域の輝度に影響しないようにしておく（ステップ2
1）。 (2) 設定入力部７から、燃焼炎の形に沿って輝度検査領
域を設定する（ステップ22）。このとき監視カメラ１の
向きや、焦点距離、測定対象の形等が分かっていれば、
輝度検査領域の境界を計算によって監視カメラ１からの
距離に応じて設定できる。 【００１４】(3) 平均画像計算部５は、監視カメラ１で
撮像したｎ枚の画像を画像メモリ３から読み取り、対応
する位置の輝度の平均をとって１枚の画像（平均画像）
を生成する（ステップ23）。 (4) 輝度検査部８にて、予め設定された輝度検査領域の
輝度を検査し、輝度分布を取得する（ステップ24）。輝
度分布データは輝度分布メモリ９に格納される。 【００１５】(5) 輝度検査領域の輝度分布を調べ、燃焼
炎位置や大きさを検出する（ステップ25）。輝度検査領
域の輝度分布で輝度の高いところが燃焼炎であることか
ら、その領域の境界が燃焼炎の境界位置であると判断で
きる。なお、輝度検査領域の境界は監視カメラ１からの
距離として計算され設定されているが、実際の位置や燃
焼炎の大きさは境界位置から簡単に計算できる。 (6) 輝度分布検査部１０で検出した燃焼炎位置や大きさ
を結果記憶用メモリ１１に記憶する（ステップ26）。 【００１６】図３は更に詳細な動作フローである。この
ような動作フローによる燃焼炎の検出方法について更に
説明する。図４はロータリー・キルンの概観、図５は監
視窓から撮影したロータリー・キルン内部のビデオ画
像、図６は炉壁円の監視カメラ１からの位置の概略をそ
れぞれ示す。 【００１７】図６において、画面上での炉壁円の監視カ
メラからの位置は以下のように計算により求めることが
できる。監視カメラ位置からの距離ｌeが正確に分かっ
ている炉壁円で、画面上のでの直径をｄe（単位ピクセ
ル）とすると、ロータリー・キルンの内径Ｄから、１ピ
クセル＝１ｍｍとなるときの画面（仮想画面）６１まで
の距離ｌvは、 ｄe：Ｄ＝ｆ：ｌe で表される。 【００１８】これを解くと、仮想画面までの距離ｆは、 ｌv＝（ｄe／Ｄ）ｌe となる。以降、画面上で炉壁円の直径ｄが分かれば、上
記のｌvを用いて監視カメラからの距離ｌは、 ｌ＝（Ｄ／ｄe）ｌv から計算により求められる。 【００１９】逆に、距離ｌにある炉壁円の画面上での直
径ｄは、 ｄ＝（ｌv／ｌ）Ｄ から求めることができる。 【００２０】さて、画面では、燃焼領域は右側が細いド
ーナツ状に見える。ここで、主に監視しているのはロー
タリー・キルンの軸に垂直な燃焼境界であるため、図７
に示すように、ロータリー・キルンの手前から等距離に
ある炉内壁に沿った円（等距離円）を境界として輝度検
査領域をドーナツ状に設定している。 【００２１】図８に輝度平均画像に輝度検査領域を重ね
書きした画像を示す。図９は各輝度検査領域の平均輝度
の分布１０回分を示し、図１０ではその隣り合った平均
輝度の傾きを示す。ここでは、輝度検査領域を手前から
ドーナツ状領域の０番、１番、．．．とした。傾きは、
隣り合った輝度検査領域の間なので、そこに相当する等
距離円を境界内の０番、１番、．．．とした。 【００２２】このとき、平均輝度の傾きの最大値と最小
値を持つ境界が、オペレータが認識しているそれぞれ手
前側と奥側の燃焼炎境界であることが分かった。図１０
に示す境界円２（横軸の左から三番目）が手前側境界、
境界円９（横軸の右から４番目）が奥側境界に相当す
る。監視カメラ１からの距離をもとにこれらの境界円を
設定しているため、この境界までの距離は既知である。
このときの燃焼炎の大きさは、手前側境界から奥側境界
までの幅として簡単に計算できる。 【００２３】以上の説明は、説明および例示を目的とし
て特定の好適な実施例を示したに過ぎない。したがって
本発明はその本質から逸脱せずに多くの変更、変形をな
し得ることは明らかである。 【００２４】(1) 例えば、輝度検査領域の最適化を行う
ようにしてもよい。ロータリー・キルンは右回転してい
るため、炎が左斜め下に寄っている。上記実施例では燃
焼炎が手前に来すぎた場合にドーナツ状領域の平均輝度
が低くなってしまい、うまく行かないことがある。 【００２５】これに対処するために、図１１に示すよう
に輝度検査領域をロータリー・キルンの燃え方に合わせ
る。こうすることにより、燃焼境界が手前に来ても輝度
検査領域の平均輝度が下がらないため、分布の最大およ
び最小傾き位置が燃焼境界であると判断できる。また、
等距離円が実際の距離で等間隔であった場合には手前の
領域が太くなるため、手前になるに従って蜜にすること
により、手前側境界の検出精度を上げることができる。 【００２６】(2) また、検出結果を平均するようにして
もよい。検出した燃焼境界は、燃焼炎がゆらゆらと揺れ
て不定形であるために多少前後する場合がある。オペレ
ータとしてはその揺れている燃焼炎の真ん中をほぼ燃焼
境界と判断する傾向があるため、過去何回かの結果を移
動平均することにより、より正確な境界を求めることが
できる。この場合の動作フローは図１２のようになる。 【００２７】図１３、図１４、図１５に結果と移動平均
の効果を示す。図１３は移動平均前の燃焼境界の検出結
果を表したものであり、図中、が手前の等距離円、
が奥側の等距離円の検出結果である。そして、図１４は
図１３に表示された検出結果の移動平均（過去１０回の
検出結果の移動平均）を示す図である。図１５は燃焼境
界を手前からの距離で表した場合の移動平均の図であ
る。移動平均をとることにより燃焼位置が滑らかに変化
している様子をより明確に把握することができる。 【００２８】(3) 更にまた、画像メモリを監視カメラ１
の画像１枚分の構成としてもよい。図１６にこの場合の
構成を示す。モノクロ輝度画像は各画素あたりたかだか
２５６階調程度しかないため、輝度平均画像を計算する
上で大した精度は要らない。そこで、画像メモリ部５ａ
にはじめから輝度を平均する画像数で割る機能を持た
せ、画像メモリ部５ａに備えられた画像メモリ（図示せ
ず）に足し込むようにようにすれば、それだけで輝度平
均画像を取得することができ、画像メモリは画像１枚分
の容量で済む。 【００２９】(4) また、監視カメラがロータリー・キル
ンの両側にある場合は次のようにする。両側からバーナ
ーで原料を燃焼させているロータリー・キルンでは、排
出口側だけでなく投入口側にも監視カメラが取り付けら
れている場合がある。本発明においては、原理上手前側
の境界ほど精度よく計測できる。したがって、このとき
は両方の画像について同様に処理し、互いに手前側境界
をそれぞれ検出することにより、より精度良く燃焼炎の
境界を検出することができる。 【００３０】 【発明の効果】以上説明したように本発明によれば次の
ような効果がある。 (1) 画像取り込み時にゲインとオフセットを調整するこ
とにより、バーナーなど燃焼炎以外の輝度の影響を除去
できる。 (2) 輝度平均画像をとることにより、ゆらゆらと揺れ動
いて位置や形状をとらえることが困難であった燃焼炎を
位置と大きさでとらえることができ、しかもそれが自動
で定量的に計測できるようになった。 (3) 燃焼炎の位置と大きさの計測においては、事前に監
視カメラからの距離に応じて輝度検査領域の境界を設定
しているため、輝度分布を調べれば直ちに燃焼炎境界が
監視カメラからの距離として得られ、計測時間の短縮を
図ることができる。 (4) 輝度検査領域の形状を任意に設定できるため、輝度
検査領域を細かくすることにより容易に燃焼炎の位置検
出精度を上げることができる。また、監視カメラの角度
や炉の形状等によって様々な形状をしている燃焼炎に対
して応用が利く。 (5) ロータリー・キルンの制御等においては、既設の内
部監視窓に監視カメラを取り付け、該カメラからのビデ
オ信号を画像処理装置に繋げるだけでよく、設置費用や
工数が少なくて済む。(6) 輝度平均画像については、あらかじめ輝度を平均す
る画像数で割ることにより新たに画像を読み込むごとに
輝度平均画像を求め、これを画像メモリに足し込むよう
にしている。したがって、画像メモリは画像１枚分の容
量で済む。
ンなどの燃焼炉の燃焼炎の検出装置に関し、詳しくは、
燃焼炉の内部を監視する監視カメラから入力された複数
枚の画像を処理し、ゆらゆらと揺れ動いて位置や形状を
とらえ難い燃焼炎を自動で定量的に検出するための検出
方式に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来より、燃焼炎の位置や大きさから原
料投入量やバーナーの火力等を精度よく制御して最適な
燃焼状態を安定に維持する必要がある装置がある。この
ような装置における燃焼炎の位置や大きさは、現在オペ
レータの目視によって行われるのが一般的である。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな目視による検出では、検出精度にばらつきがあり、
それに基づいた原料投入量やバーナーの火力等の制御で
は最適な燃焼状態が維持できないという問題があった。 【０００４】また、その制御の仕方もオペレータの経験
による定性的なものであり、最適な燃焼状態を安定に維
持しているかどうか定量的に測ることさえできないとい
う問題点があった。またロータリー・キルンの燃焼炎の
位置や大きさを常時目視で監視しているのはオペレータ
にとって負担が大きいという問題もあった。 【０００５】従来、バーナー等の燃焼状態を監視するた
めに火炎の形状等を画像処理によって検出する方式も考
えられているが、この方式は火炎の監視カメラからの位
置を計測するためのものではない。また、ロータリー・
キルンの燃焼領域をキルン外壁に貼り付けた熱電対で検
出し、原料投入量やバーナー火力を制御している事例は
あるが、キルンが回転しているために計測される温度が
周期的に変動し、内部の温度を把握するのが困難であ
り、また測定点を増やすのに費用がかさむ等の要因か
ら、きめ細かい制御が難しいという問題があった。 【０００６】本発明の目的は、このような点に鑑み、炉
内監視カメラからの画像を処理することにより燃焼炎の
位置と大きさを自動で定量的に計測することのできる燃
焼炎検出装置を提供することにある。 【０００７】 【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために本発明では、燃焼炉の内部を撮像する画像撮影
手段と、この画像撮影手段からの画像信号をデジタル変
換して輝度に対応したモノクロ・デジタル画像データを
得ると共に変換ゲインやオフセット量が設定可能な画像
取り込み部と、予め輝度を平均する画像数で割る機能を
含み、前記画像取り込み部から画像を読み込むごとに輝
度平均画像を求めて画像メモリに足し込むようにした平
均画像計算部と、この平均画像計算部で求めた画像デー
タを記憶するための第２の画像メモリと、各種の設定値
を入力するための設定入力部と、前記第２の画像メモリ
に記憶された平均画像の輝度を調べて検査領域ごとに輝
度分布を取得する輝度検査部と、この輝度検査部で求め
た各検査領域ごとの輝度分布データを記憶する輝度分布
メモリと、前記輝度分布データを調べて燃焼炎の位置や
大きさを判断する輝度分布検査部と、この輝度分布検査
部で求めた燃焼炎の位置や大きさのデータを記憶する結
果記録用メモリと、画像や処理結果を表示する画像表示
部を具備したことを特徴とする。 【０００８】 【作用】画像表示部をモニタしながら設定入力部よりゲ
インとオフセットを設定して取り込み画像のゲインとオ
フセットを調整する。これによりバーナー火炎の輝度が
原料燃焼領域の輝度に影響しなくなる。平均画像計算部
で画像を読み込むごとに輝度平均画像を求め、輝度検査
部において輝度を検査し輝度分布を得る。輝度検査領域
は設定入力部により設定する。前記平均画像計算部で
は、輝度を、平均する画像数で割る機能を持たせ、画像
メモリに足し込むようにしている。そのため、それだけ
の処理で輝度平均画像を取得することができ、画像メモ
リは画像１枚分の容量で足りるという利点がある。 【０００９】次に輝度分布検査部において燃焼炎の位置
と大きさを求める。輝度検査領域の輝度分布で輝度の高
いところが燃焼炎であり、その領域の境界が燃焼炎の境
界位置である。燃焼炎の大きさは境界位置から計算可能
である。 【００１０】 【発明の実施の形態】以下図面を用いて本発明を詳しく
説明する。図１は本発明に係る燃焼炎検出装置の一実施
例を示す構成図である。図において、１は監視カメラ
（例えばビデオ・カメラ）等の画像撮影手段、２は監視
カメラ１からの画像信号（アナログ信号）をデジタル変
換して輝度に対応したモノクロ・デジタル画像データを
得る画像取り込み部であり、変換の際のゲインやオフセ
ット量を適宜設定することもできるようになっている。
３は画像取り込み部２の画像データを記憶する第１の画
像メモリである。 【００１１】４は画像や処理結果を表示する画像表示
部、５は取り込んだ複数の画像から平均画像を求める平
均画像計算部、６は平均画像計算部５で求めた画像デー
タを記憶するための第２の画像メモリ、７は各種の設定
値を入力するための設定入力部、８は平均画像の輝度を
調べて検査領域ごとに輝度分布を取得する輝度検査部で
ある。 【００１２】９は輝度検査部８で求めた各検査領域ごと
の輝度分布データを記憶する輝度分布メモリ、１０は輝
度分布を調べて燃焼炎の位置や大きさを判断する輝度分
布検査部、１１は輝度分布検査部１０で求めた燃焼炎の
位置や大きさのデータを記憶する結果記録用メモリであ
る。 【００１３】このような構成における動作を順を追って
次に説明する。なお、図２は動作フローを示す図であ
る。 (1) 第１の画像メモリ３に取り込まれた画像を画像表示
部４で観察しながらゲインとオフセットを調整し（設定
入力部７で設定する）、バーナー火炎の輝度が原料燃焼
領域の輝度に影響しないようにしておく（ステップ2
1）。 (2) 設定入力部７から、燃焼炎の形に沿って輝度検査領
域を設定する（ステップ22）。このとき監視カメラ１の
向きや、焦点距離、測定対象の形等が分かっていれば、
輝度検査領域の境界を計算によって監視カメラ１からの
距離に応じて設定できる。 【００１４】(3) 平均画像計算部５は、監視カメラ１で
撮像したｎ枚の画像を画像メモリ３から読み取り、対応
する位置の輝度の平均をとって１枚の画像（平均画像）
を生成する（ステップ23）。 (4) 輝度検査部８にて、予め設定された輝度検査領域の
輝度を検査し、輝度分布を取得する（ステップ24）。輝
度分布データは輝度分布メモリ９に格納される。 【００１５】(5) 輝度検査領域の輝度分布を調べ、燃焼
炎位置や大きさを検出する（ステップ25）。輝度検査領
域の輝度分布で輝度の高いところが燃焼炎であることか
ら、その領域の境界が燃焼炎の境界位置であると判断で
きる。なお、輝度検査領域の境界は監視カメラ１からの
距離として計算され設定されているが、実際の位置や燃
焼炎の大きさは境界位置から簡単に計算できる。 (6) 輝度分布検査部１０で検出した燃焼炎位置や大きさ
を結果記憶用メモリ１１に記憶する（ステップ26）。 【００１６】図３は更に詳細な動作フローである。この
ような動作フローによる燃焼炎の検出方法について更に
説明する。図４はロータリー・キルンの概観、図５は監
視窓から撮影したロータリー・キルン内部のビデオ画
像、図６は炉壁円の監視カメラ１からの位置の概略をそ
れぞれ示す。 【００１７】図６において、画面上での炉壁円の監視カ
メラからの位置は以下のように計算により求めることが
できる。監視カメラ位置からの距離ｌeが正確に分かっ
ている炉壁円で、画面上のでの直径をｄe（単位ピクセ
ル）とすると、ロータリー・キルンの内径Ｄから、１ピ
クセル＝１ｍｍとなるときの画面（仮想画面）６１まで
の距離ｌvは、 ｄe：Ｄ＝ｆ：ｌe で表される。 【００１８】これを解くと、仮想画面までの距離ｆは、 ｌv＝（ｄe／Ｄ）ｌe となる。以降、画面上で炉壁円の直径ｄが分かれば、上
記のｌvを用いて監視カメラからの距離ｌは、 ｌ＝（Ｄ／ｄe）ｌv から計算により求められる。 【００１９】逆に、距離ｌにある炉壁円の画面上での直
径ｄは、 ｄ＝（ｌv／ｌ）Ｄ から求めることができる。 【００２０】さて、画面では、燃焼領域は右側が細いド
ーナツ状に見える。ここで、主に監視しているのはロー
タリー・キルンの軸に垂直な燃焼境界であるため、図７
に示すように、ロータリー・キルンの手前から等距離に
ある炉内壁に沿った円（等距離円）を境界として輝度検
査領域をドーナツ状に設定している。 【００２１】図８に輝度平均画像に輝度検査領域を重ね
書きした画像を示す。図９は各輝度検査領域の平均輝度
の分布１０回分を示し、図１０ではその隣り合った平均
輝度の傾きを示す。ここでは、輝度検査領域を手前から
ドーナツ状領域の０番、１番、．．．とした。傾きは、
隣り合った輝度検査領域の間なので、そこに相当する等
距離円を境界内の０番、１番、．．．とした。 【００２２】このとき、平均輝度の傾きの最大値と最小
値を持つ境界が、オペレータが認識しているそれぞれ手
前側と奥側の燃焼炎境界であることが分かった。図１０
に示す境界円２（横軸の左から三番目）が手前側境界、
境界円９（横軸の右から４番目）が奥側境界に相当す
る。監視カメラ１からの距離をもとにこれらの境界円を
設定しているため、この境界までの距離は既知である。
このときの燃焼炎の大きさは、手前側境界から奥側境界
までの幅として簡単に計算できる。 【００２３】以上の説明は、説明および例示を目的とし
て特定の好適な実施例を示したに過ぎない。したがって
本発明はその本質から逸脱せずに多くの変更、変形をな
し得ることは明らかである。 【００２４】(1) 例えば、輝度検査領域の最適化を行う
ようにしてもよい。ロータリー・キルンは右回転してい
るため、炎が左斜め下に寄っている。上記実施例では燃
焼炎が手前に来すぎた場合にドーナツ状領域の平均輝度
が低くなってしまい、うまく行かないことがある。 【００２５】これに対処するために、図１１に示すよう
に輝度検査領域をロータリー・キルンの燃え方に合わせ
る。こうすることにより、燃焼境界が手前に来ても輝度
検査領域の平均輝度が下がらないため、分布の最大およ
び最小傾き位置が燃焼境界であると判断できる。また、
等距離円が実際の距離で等間隔であった場合には手前の
領域が太くなるため、手前になるに従って蜜にすること
により、手前側境界の検出精度を上げることができる。 【００２６】(2) また、検出結果を平均するようにして
もよい。検出した燃焼境界は、燃焼炎がゆらゆらと揺れ
て不定形であるために多少前後する場合がある。オペレ
ータとしてはその揺れている燃焼炎の真ん中をほぼ燃焼
境界と判断する傾向があるため、過去何回かの結果を移
動平均することにより、より正確な境界を求めることが
できる。この場合の動作フローは図１２のようになる。 【００２７】図１３、図１４、図１５に結果と移動平均
の効果を示す。図１３は移動平均前の燃焼境界の検出結
果を表したものであり、図中、が手前の等距離円、
が奥側の等距離円の検出結果である。そして、図１４は
図１３に表示された検出結果の移動平均（過去１０回の
検出結果の移動平均）を示す図である。図１５は燃焼境
界を手前からの距離で表した場合の移動平均の図であ
る。移動平均をとることにより燃焼位置が滑らかに変化
している様子をより明確に把握することができる。 【００２８】(3) 更にまた、画像メモリを監視カメラ１
の画像１枚分の構成としてもよい。図１６にこの場合の
構成を示す。モノクロ輝度画像は各画素あたりたかだか
２５６階調程度しかないため、輝度平均画像を計算する
上で大した精度は要らない。そこで、画像メモリ部５ａ
にはじめから輝度を平均する画像数で割る機能を持た
せ、画像メモリ部５ａに備えられた画像メモリ（図示せ
ず）に足し込むようにようにすれば、それだけで輝度平
均画像を取得することができ、画像メモリは画像１枚分
の容量で済む。 【００２９】(4) また、監視カメラがロータリー・キル
ンの両側にある場合は次のようにする。両側からバーナ
ーで原料を燃焼させているロータリー・キルンでは、排
出口側だけでなく投入口側にも監視カメラが取り付けら
れている場合がある。本発明においては、原理上手前側
の境界ほど精度よく計測できる。したがって、このとき
は両方の画像について同様に処理し、互いに手前側境界
をそれぞれ検出することにより、より精度良く燃焼炎の
境界を検出することができる。 【００３０】 【発明の効果】以上説明したように本発明によれば次の
ような効果がある。 (1) 画像取り込み時にゲインとオフセットを調整するこ
とにより、バーナーなど燃焼炎以外の輝度の影響を除去
できる。 (2) 輝度平均画像をとることにより、ゆらゆらと揺れ動
いて位置や形状をとらえることが困難であった燃焼炎を
位置と大きさでとらえることができ、しかもそれが自動
で定量的に計測できるようになった。 (3) 燃焼炎の位置と大きさの計測においては、事前に監
視カメラからの距離に応じて輝度検査領域の境界を設定
しているため、輝度分布を調べれば直ちに燃焼炎境界が
監視カメラからの距離として得られ、計測時間の短縮を
図ることができる。 (4) 輝度検査領域の形状を任意に設定できるため、輝度
検査領域を細かくすることにより容易に燃焼炎の位置検
出精度を上げることができる。また、監視カメラの角度
や炉の形状等によって様々な形状をしている燃焼炎に対
して応用が利く。 (5) ロータリー・キルンの制御等においては、既設の内
部監視窓に監視カメラを取り付け、該カメラからのビデ
オ信号を画像処理装置に繋げるだけでよく、設置費用や
工数が少なくて済む。(6) 輝度平均画像については、あらかじめ輝度を平均す
る画像数で割ることにより新たに画像を読み込むごとに
輝度平均画像を求め、これを画像メモリに足し込むよう
にしている。したがって、画像メモリは画像１枚分の容
量で済む。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る燃焼炎検出装置の一実施例を示す
構成図 【図２】動作フローを示す図 【図３】更に詳細な動作フローを示す図 【図４】ロータリー・キルンの概観図 【図５】ロータリー・キルン内部のビデオ画像 【図６】炉壁円の監視カメラ１からの位置の概略を示す
図 【図７】ドーナツ状の輝度検査領域を説明するための図 【図８】ドーナツ状の輝度検査領域と輝度平均画像 【図９】輝度検査領域の平均輝度分布を示す図 【図１０】隣り合う輝度分布の傾きを示す図 【図１１】ロータリー・キルンの燃え方に合わせた輝度
検査領域の一例を示す図 【図１２】他の動作フローを示す図 【図１３】燃焼境界の検出結果を示す図 【図１４】燃焼境界の検出結果の移動平均を示す図 【図１５】監視カメラからの距離で表した場合の燃焼境
界の検出結果の移動平均を示す図 【図１６】本発明の他の実施例を示す構成図である。 【符号の説明】 １ 画像撮影手段 ２ 画像取り込み部 ３ 第１の画像メモリ ４ 画像表示部 ５ 平均画像計算部 ６ 第２の画像メモリ ７ 設定入力部 ８ 輝度検査部 ９ 輝度分布メモリ １０ 輝度分布検査部 １１ 結果記録用メモリ
構成図 【図２】動作フローを示す図 【図３】更に詳細な動作フローを示す図 【図４】ロータリー・キルンの概観図 【図５】ロータリー・キルン内部のビデオ画像 【図６】炉壁円の監視カメラ１からの位置の概略を示す
図 【図７】ドーナツ状の輝度検査領域を説明するための図 【図８】ドーナツ状の輝度検査領域と輝度平均画像 【図９】輝度検査領域の平均輝度分布を示す図 【図１０】隣り合う輝度分布の傾きを示す図 【図１１】ロータリー・キルンの燃え方に合わせた輝度
検査領域の一例を示す図 【図１２】他の動作フローを示す図 【図１３】燃焼境界の検出結果を示す図 【図１４】燃焼境界の検出結果の移動平均を示す図 【図１５】監視カメラからの距離で表した場合の燃焼境
界の検出結果の移動平均を示す図 【図１６】本発明の他の実施例を示す構成図である。 【符号の説明】 １ 画像撮影手段 ２ 画像取り込み部 ３ 第１の画像メモリ ４ 画像表示部 ５ 平均画像計算部 ６ 第２の画像メモリ ７ 設定入力部 ８ 輝度検査部 ９ 輝度分布メモリ １０ 輝度分布検査部 １１ 結果記録用メモリ
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平１−67523（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−134418（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−148110（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−260516（ＪＰ，Ａ)
実開 平２−122942（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F23N 5/08
F23N 5/26 101
F27B 7/42
F27D 21/02
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】燃焼炉の内部を撮像する画像撮影手段と、 この画像撮影手段からの画像信号をデジタル変換して輝
度に対応したモノクロ・デジタル画像データを得ると共
に変換ゲインやオフセット量が設定可能な画像取り込み
部と、予め輝度を平均する画像数で割る機能を含み、前記画像
取り込み部から画像を読み込むごとに輝度平均画像を求
めて画像メモリに足し込むようにした平均画像計算部
と、 この平均画像計算部で求めた画像データを記憶するため
の第２の画像メモリと、 各種の設定値を入力するための設定入力部と、 前記第２の画像メモリに記憶された平均画像の輝度を調
べて検査領域ごとに輝度分布を取得する輝度検査部と、 この輝度検査部で求めた各検査領域ごとの輝度分布デー
タを記憶する輝度分布メモリと、 前記輝度分布データを調べて燃焼炎の位置や大きさを判
断する輝度分布検査部と、 この輝度分布検査部で求めた燃焼炎の位置や大きさのデ
ータを記憶する結果記録用メモリと、 画像や処理結果を表示する画像表示部を具備したことを
特徴とする燃焼炎検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20826896A JP3362605B2 (ja) | 1996-08-07 | 1996-08-07 | 燃焼炎検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20826896A JP3362605B2 (ja) | 1996-08-07 | 1996-08-07 | 燃焼炎検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1047661A JPH1047661A (ja) | 1998-02-20 |
| JP3362605B2 true JP3362605B2 (ja) | 2003-01-07 |
Family
ID=16553436
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20826896A Expired - Fee Related JP3362605B2 (ja) | 1996-08-07 | 1996-08-07 | 燃焼炎検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3362605B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103499219A (zh) * | 2013-09-26 | 2014-01-08 | 栗琳 | 煅烧窑系统 |
| CN103486872B (zh) * | 2013-09-26 | 2015-04-01 | 栗琳 | 煅烧窑燃烧状态监测方法、设备及煅烧窑系统 |
| JP6370738B2 (ja) * | 2014-05-27 | 2018-08-08 | 株式会社神戸製鋼所 | 付着物計測方法および付着物計測装置 |
| JP2017138018A (ja) * | 2016-02-01 | 2017-08-10 | アズビル株式会社 | 燃焼システム |
| US10504236B2 (en) * | 2018-01-08 | 2019-12-10 | The Boeing Company | Testing a battery |
-
1996
- 1996-08-07 JP JP20826896A patent/JP3362605B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1047661A (ja) | 1998-02-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6606115B1 (en) | Method and apparatus for monitoring the thermal characteristics of an image | |
| FI98557C (fi) | Menetelmä ja laite uunin pohjakerroksen muodon tarkkailemiseksi | |
| EP0057290A1 (en) | Temperature scanner | |
| JP2005016991A (ja) | 赤外線構造物診断システム | |
| JP3362605B2 (ja) | 燃焼炎検出装置 | |
| US20030123518A1 (en) | Dual wavelength thermal imaging system for surface temperature monitoring and process control | |
| US5378493A (en) | Ceramic welding method with monitored working distance | |
| JP2005300179A (ja) | 赤外線構造物診断システム | |
| JPS5855512A (ja) | 高炉の炉況判定方法 | |
| JPH01145514A (ja) | 炉内観察測距装置 | |
| GB2390675A (en) | Flame characteristic monitor using digitising image camera | |
| US20020030162A1 (en) | Thermal imaging system | |
| KR100200672B1 (ko) | 적외선 카메라의 온도 보상 장치 | |
| JP2002309307A (ja) | 炉内温度状況の検知方法 | |
| KR102514756B1 (ko) | 용선 온도 측정 시스템 및 그 방법 | |
| JPH05302856A (ja) | 撮像装置 | |
| JPH0121403B2 (ja) | ||
| JPH08325614A (ja) | 高炉炉内ガス流速測定方法 | |
| JPH06213624A (ja) | 帯状部材の標識線位置測定方法 | |
| JP3488256B2 (ja) | フォーカス調整方法および装置 | |
| JP3313898B2 (ja) | 火災検出装置 | |
| JPH06160195A (ja) | 溶融炉の熱画像監視法 | |
| JP2521512B2 (ja) | 高炉内における装入原料流動部の検出方法 | |
| JPH1054748A (ja) | 液面位置検出装置 | |
| JPH0599847A (ja) | 溶融合金化亜鉛めつき鋼帯の合金化度測定方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |