JP4221709B2

JP4221709B2 - Spray measurement method

Info

Publication number: JP4221709B2
Application number: JP2003271000A
Authority: JP
Inventors: 真山口; 一樹寺島
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2003-07-04
Filing date: 2003-07-04
Publication date: 2009-02-12
Anticipated expiration: 2023-07-04
Also published as: JP2005024522A

Description

本発明は、噴霧測定方法および噴霧測定装置に関し、特に撮影手段で撮影された画像の輝度の分布から噴霧の状態を測定する噴霧測定方法および噴霧測定装置に関する。 The present invention relates to a spray measurement method and a spray measurement device, and more particularly to a spray measurement method and a spray measurement device for measuring a spray state from a luminance distribution of an image photographed by a photographing means.

流体を噴射する流体噴射弁では、噴霧の特性を解析するため、噴孔から噴射される流体の噴霧の状態を測定する必要がある。例えば、特許文献１に開示されている技術のように、噴孔から噴射された噴霧に光を照射し、光が照射された被計測断面をカメラで撮影することが知られている。特許文献１に開示されている技術の場合、撮影された画像データから噴霧の中心位置を求めている。 In a fluid injection valve that injects fluid, it is necessary to measure the state of the spray of fluid injected from the nozzle hole in order to analyze the characteristics of the spray. For example, as in the technique disclosed in Patent Document 1, it is known to irradiate the spray sprayed from the nozzle hole with light and take a photograph of the cross section to be measured with the light. In the case of the technique disclosed in Patent Document 1, the center position of the spray is obtained from captured image data.

特開平１０−１４８５９９号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-148599

特許文献１に開示されている技術では、噴霧の中心位置が求められるので、この中心位置を通る噴霧の中心軸と噴射口軸線との間の角度は測定可能である。
しかしながら、より細かい噴霧特性を解析するには、上記角度だけでは不充分である。例えば、ユーザー側の要求によっては、噴霧自体の広がり角、あるいは複数の噴霧が形成される場合には、各噴霧間の最小角度、最大角度、および側面角度、あるいは各噴霧間の噴射量の比率のいずれかを必要とする場合も考えられる。また、特許文献１に開示されている技術では、噴霧の断面形状が真円から遠ざかるすなわち扁平な楕円形状など複雑な形状においては、噴霧形状等の詳細な特性を解析することが困難であるという問題がある。 In the technique disclosed in Patent Document 1, since the center position of the spray is obtained, the angle between the center axis of the spray passing through this center position and the injection nozzle axis can be measured.
However, the angle alone is not sufficient to analyze finer spray characteristics. For example, depending on the user's requirements, the spread angle of the spray itself, or when multiple sprays are formed, the minimum angle, maximum angle and side angle between each spray, or the ratio of the injection amount between each spray One of the cases may be required. Further, in the technique disclosed in Patent Document 1, it is difficult to analyze detailed characteristics such as the spray shape in a complicated shape such as a flat elliptical shape in which the cross-sectional shape of the spray is away from a perfect circle. There's a problem.

そこで、本発明の目的は、複雑な噴霧の状態が高精度に測定される噴霧測定方法および噴霧測定装置を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a spray measurement method and a spray measurement device that can measure a complicated spray state with high accuracy.

請求項１記載の発明では、撮影された被計測断面における像の輝度の分布から噴霧の状態を測定している。これにより、噴霧の断面形状に関係なく、噴霧形状の詳細な特性を測定できる。また、噴霧の状態が精密に測定される。したがって、複雑な噴霧の状態を高精度に測定することができる。
さらに、請求項１記載の発明では、撮影段階では噴孔から被検査流体が噴射されるごとに撮影が実施される。そして、複数回撮影された被計測断面の像を平均化している。噴孔から噴射される噴霧は、噴射ごとに形状および噴射量にある程度のばらつきが生じる。そこで、複数回の噴射ごとに撮影された像を平均化することにより、噴霧のばらつきの影響を低減している。したがって、複雑な噴霧の状態を高精度に測定することができる。
また、請求項１記載の発明では、被計測断面を複数の計測領域に分割し、計測領域ごとに輝度割合を算出している。そして、算出された輝度割合と基準値とを比較することにより噴霧の外縁位置を測定している。撮影手段により撮影された画像は、噴霧を形成する流体粒子が多くなるほど散乱光が増大するため、輝度が大きくなる。計測領域ごとの輝度割合と基準値とを比較することにより、計測領域ごとに噴霧の状態が測定される。したがって、噴霧の外縁を正確に判定することができる。 According to the first aspect of the present invention, the state of the spray is measured from the luminance distribution of the image in the photographed cross section. Thereby, regardless of the cross-sectional shape of the spray, the detailed characteristics of the spray shape can be measured. Moreover, the state of spraying is measured accurately. Therefore, a complicated spray state can be measured with high accuracy.
Further, in the first aspect of the invention, in the imaging stage, imaging is performed every time the fluid to be inspected is ejected from the nozzle hole. And the image of the to-be-measured cross-section image | photographed several times is averaged. The spray injected from the nozzle hole has some variation in shape and injection amount for each injection. Therefore, the influence of spray variation is reduced by averaging images taken for each of a plurality of injections. Therefore, a complicated spray state can be measured with high accuracy.
According to the first aspect of the present invention, the cross section to be measured is divided into a plurality of measurement areas, and the luminance ratio is calculated for each measurement area. Then, the outer edge position of the spray is measured by comparing the calculated luminance ratio with the reference value. The image photographed by the photographing means increases in brightness because scattered light increases as the number of fluid particles forming the spray increases. By comparing the luminance ratio for each measurement region with the reference value, the state of spraying is measured for each measurement region. Therefore, the outer edge of the spray can be accurately determined.

請求項２記載の発明では、噴霧の外縁位置を判定することにより、噴霧の状態を測定している。噴霧の外縁位置からは、例えば複数の噴霧の各噴霧角度、ならびに複数の噴霧の間の最小角度および最大角度などが測定される。したがって、複雑な噴霧の状態を高精度に測定することができる。 In the invention according to claim 2, the state of the spray is measured by determining the outer edge position of the spray. From the outer edge position of the spray, for example, each spray angle of the plurality of sprays and minimum and maximum angles between the plurality of sprays are measured. Therefore, a complicated spray state can be measured with high accuracy.

請求項３記載の発明では、輝度割合が所定の基準値よりも小さい計測領域と基準値よりも大きい計測領域との境界を噴霧の外縁であると判定している。輝度は噴霧を形成する流体粒子の数に対応する。そのため、噴霧が薄い計測領域では、輝度割合が小さくなる。一方、噴霧が濃い計測領域では、輝度割合が大きくなる。そこで、算出された輝度割合が基準値よりも小さくなる領域と基準値より大きくなる領域との境界を求めることにより、噴霧の外縁を判定することができる。 In the invention according to claim 3, it is determined that the boundary between the measurement region having a luminance ratio smaller than the predetermined reference value and the measurement region larger than the reference value is the outer edge of the spray. Luminance corresponds to the number of fluid particles forming the spray. Therefore, the luminance ratio is small in the measurement region where the spray is thin. On the other hand, in the measurement region where the spray is dark, the luminance ratio increases. Therefore, the outer edge of the spray can be determined by obtaining a boundary between a region where the calculated luminance ratio is smaller than the reference value and a region where the calculated luminance ratio is larger than the reference value.

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
本発明の一実施形態による噴霧測定装置を図１および図２に示す。噴霧測定装置１０は、被検査対象であるインジェクタ１１から噴射される噴霧を測定する。被検査対象であるインジェクタ１１は、例えばガソリンエンジンあるいはディーゼルエンジンに吸入される空気に燃料を噴射するものである。インジェクタ１１は、図示しない噴孔から燃料であるガソリンあるいは軽油を噴射する。噴霧測定装置１０により噴霧を測定する場合、燃料であるガソリンあるいは軽油に代えて燃料に物性が近似する試験油を用いてもよい。以下、燃料および試験油を総称して検査流体とする。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
A spray measurement device according to an embodiment of the present invention is shown in FIGS. The spray measurement device 10 measures the spray injected from the injector 11 that is the object to be inspected. The injector 11 to be inspected injects fuel into air sucked into, for example, a gasoline engine or a diesel engine. The injector 11 injects gasoline or light oil as fuel from a nozzle hole (not shown). When the spray is measured by the spray measuring device 10, a test oil whose physical properties approximate to the fuel may be used instead of gasoline or light oil as the fuel. Hereinafter, fuel and test oil are collectively referred to as inspection fluid.

噴霧測定装置１０は、図１に示すように投光手段としての第一投光部２１および第二投光部２２、ならびに撮影手段としての第一カメラ３１および第二カメラ３２を備えている。また、噴霧測定装置１０は、さらに図２に示すように記憶部１２、検査制御部１３、表示部１４および処理手段としての制御部４０を備えている。噴霧測定装置１０は、レーザシート光によって照射される検査流体粒子から発散される散乱光の強度を測定することによって、噴霧の状態などを測定する装置である。 As shown in FIG. 1, the spray measurement device 10 includes a first light projecting unit 21 and a second light projecting unit 22 as light projecting units, and a first camera 31 and a second camera 32 as image capturing units. Further, the spray measurement device 10 further includes a storage unit 12, an inspection control unit 13, a display unit 14, and a control unit 40 as processing means, as shown in FIG. The spray measurement device 10 is a device that measures the state of spray and the like by measuring the intensity of scattered light emitted from the inspection fluid particles irradiated by the laser sheet light.

第一投光部２１および第二投光部２２は、それぞれから照射される図１に示すレーザシート光１５が噴霧５１、５２の被計測断面５３上で重なるように噴霧５１、５２の両側に対向して設置されている。第一投光部２１および第二投光部２２は、実質的に同一の構成である。第一投光部２１および第二投光部２２は、それぞれ単色かつ平行な光束であるレーザビームを出力するレーザ発振器２３、２４を有している。 The first light projecting unit 21 and the second light projecting unit 22 are arranged on both sides of the sprays 51 and 52 so that the laser sheet light 15 shown in FIG. It is installed opposite. The first light projecting unit 21 and the second light projecting unit 22 have substantially the same configuration. The first light projecting unit 21 and the second light projecting unit 22 have laser oscillators 23 and 24 that output laser beams that are monochromatic and parallel light beams, respectively.

第一投光部２１および第二投光部２２は、レーザ発振器２３、２４のレーザ照射側にそれぞれ円筒面レンズの組み合わせからなるテレセントリック光学系を応用したシート化部２５、２６を有している。第一投光部２１および第二投光部２２のレーザ発振器２３、２４は、それぞれレーザ制御部２７により制御されている。レーザ発振器２３およびレーザ発振器２４から出力されたレーザ光は、シート化部２５、２６によって、所定の広がりと厚さを有し被計測断面５３と平行な面における強度が面均一な平面状のレーザシート光１５に加工される。レーザ制御部２７は、各レーザ発振器２３、２４から出力されるレーザ光の強度を調整する。これにより、レーザ発振器２３、２４は、出力されるレーザ光が被計測断面５３において均一な平面状のレーザシート光１５となるように制御される。噴霧５１、５２に対し二方向からレーザシート光１５を照射することにより、レーザシート光１５が噴霧５１、５２を通過することによる減衰の影響が低減される。 The 1st light projection part 21 and the 2nd light projection part 22 have the sheeting parts 25 and 26 which applied the telecentric optical system which consists of a combination of a cylindrical surface lens to the laser irradiation side of the laser oscillators 23 and 24, respectively. . The laser oscillators 23 and 24 of the first light projecting unit 21 and the second light projecting unit 22 are controlled by a laser control unit 27, respectively. The laser beams output from the laser oscillator 23 and the laser oscillator 24 are planar lasers having a predetermined spread and thickness and a uniform intensity in a plane parallel to the cross section 53 to be measured by the sheet forming sections 25 and 26. The sheet light 15 is processed. The laser control unit 27 adjusts the intensity of the laser light output from each of the laser oscillators 23 and 24. As a result, the laser oscillators 23 and 24 are controlled so that the laser beam to be output is a uniform planar laser sheet beam 15 in the cross section 53 to be measured. By irradiating the sprays 51 and 52 with the laser sheet light 15 from two directions, the influence of attenuation due to the laser sheet light 15 passing through the sprays 51 and 52 is reduced.

第一カメラ３１および第二カメラ３２は、被計測断面５３より噴孔側でインジェクタ１１の軸を対称軸として線対称な位置に配置されている。第一カメラ３１および第二カメラ３２は、インジェクタ１１の軸に対して所定の角度をなす位置から噴霧５１、５２の被計測断面５３を撮影する。本実施例の場合、第一カメラ３１および第二カメラ３２は、インジェクタ１１の軸に対し約４５°の位置に設置されている。第一カメラ３１および第二カメラ３２が設置される位置は、インジェクタ１１の軸に対し撮影される噴霧５１、５２に応じて任意に設定することができる。第一カメラ３１および第二カメラ３２は、実質的に同一の構成である。第一カメラ３１および第二カメラ３２は、それぞれＣＣＤ３３、３４および図示しない集光レンズなどを有している。第一カメラ３１および第二カメラ３２のＣＣＤ３３、３４は、被計測断面５３上における検査流体粒子の散乱光を受光して光電変換する。検査流体粒子の散乱光は、電気信号に変換された後、画像入力部３５においてデジタルの画像データとして作成される。画像データは、ＣＣＤ３３、３４の画素ごとの輝度値が含まれる。ＣＣＤ３３、３４を構成する各画素には、入射した光の強度に対応した電荷が蓄えられる。画像入力部３５には、ＣＣＤ３３、３４の画素ごとに蓄えられた電荷が電気信号として入力される。画像入力部３５では、ＣＣＤ３３、３４から入力された電気信号から画素ごとにデジタルの輝度値が生成される。生成された輝度値は、他のデータとともに画像データとして画像処理部１６へ出力される。輝度値は、０から２５５までの２５６階調のいずれかの値を有している。 The first camera 31 and the second camera 32 are arranged in a line-symmetrical position with the axis of the injector 11 as the axis of symmetry on the injection hole side from the cross section 53 to be measured. The first camera 31 and the second camera 32 photograph the cross sections 53 to be measured of the sprays 51 and 52 from a position that forms a predetermined angle with respect to the axis of the injector 11. In the case of the present embodiment, the first camera 31 and the second camera 32 are installed at a position of about 45 ° with respect to the axis of the injector 11. The positions where the first camera 31 and the second camera 32 are installed can be arbitrarily set according to the sprays 51 and 52 photographed with respect to the axis of the injector 11. The first camera 31 and the second camera 32 have substantially the same configuration. The first camera 31 and the second camera 32 have CCDs 33 and 34 and a condenser lens (not shown), respectively. The CCDs 33 and 34 of the first camera 31 and the second camera 32 receive and photoelectrically convert the scattered light of the inspection fluid particles on the measurement cross section 53. The scattered light of the inspection fluid particles is converted into an electrical signal and then created as digital image data in the image input unit 35. The image data includes a luminance value for each pixel of the CCDs 33 and 34. Charges corresponding to the intensity of incident light are stored in each pixel constituting the CCDs 33 and 34. The electric charge stored for each pixel of the CCDs 33 and 34 is input to the image input unit 35 as an electric signal. In the image input unit 35, a digital luminance value is generated for each pixel from the electrical signals input from the CCDs 33 and 34. The generated luminance value is output to the image processing unit 16 as image data together with other data. The luminance value has any value of 256 gradations from 0 to 255.

画像処理部１６は、第一カメラ３１で撮影された噴霧５１、５２の画像データと第二カメラ３２で撮影された噴霧５１、５２の画像データとを合成する。第一カメラ３１で撮影された画像データと第二カメラ３２で撮影された画像データとを合成することにより、噴霧５１、５２の位置による散乱光の減衰の影響が低減される。噴霧５１、５２を構成する検査流体の粒子で散乱した散乱光は、噴霧５１、５２を通過することにより減衰する。そこで、インジェクタ１１の軸に対して線対称な位置に配置された第一カメラ３１および第二カメラ３２で噴霧５１、５２を撮影する。これにより、噴霧５１、５２の両方から噴霧５１、５２が撮影され、噴霧５１、５２を通過することによる散乱光の減衰の影響は低減される。例えば、第一カメラ３１および第二カメラ３２で撮影された噴霧５１、５２の画像データを平均化し、噴霧５１、５２を通過することによる散乱光の減衰の影響を低減する。その結果、被計測断面５３における均一な噴霧５１、５２の画像が得られる。 The image processing unit 16 combines the image data of the sprays 51 and 52 photographed by the first camera 31 and the image data of the sprays 51 and 52 photographed by the second camera 32. By combining the image data photographed by the first camera 31 and the image data photographed by the second camera 32, the influence of attenuation of scattered light due to the positions of the sprays 51 and 52 is reduced. Scattered light scattered by the particles of the test fluid constituting the sprays 51 and 52 is attenuated by passing through the sprays 51 and 52. Therefore, the sprays 51 and 52 are photographed by the first camera 31 and the second camera 32 which are arranged at positions symmetrical with respect to the axis of the injector 11. Thereby, the sprays 51 and 52 are imaged from both the sprays 51 and 52, and the influence of the attenuation of the scattered light caused by passing through the sprays 51 and 52 is reduced. For example, the image data of the sprays 51 and 52 photographed by the first camera 31 and the second camera 32 are averaged, and the influence of attenuation of scattered light caused by passing through the sprays 51 and 52 is reduced. As a result, uniform images of the sprays 51 and 52 in the cross section 53 to be measured are obtained.

制御部４０は、ＣＰＵ４１、ＲＡＭ４２およびＲＯＭ４３を有するマイクロコンピュータから構成されている。ＲＯＭ４３に記録されているコンピュータプログラムをＣＰＵ４１が実行することにより、噴霧測定装置１０の各部の制御ならびに噴霧５１、５２の測定が実施される。ＲＡＭ４２には、ＣＰＵ４１による処理に必要なデータが一時的に保管される。 The control unit 40 includes a microcomputer having a CPU 41, a RAM 42, and a ROM 43. When the CPU 41 executes the computer program recorded in the ROM 43, control of each part of the spray measurement device 10 and measurement of the sprays 51 and 52 are performed. Data required for processing by the CPU 41 is temporarily stored in the RAM 42.

制御部４０は、噴霧測定装置１０の各部の制御に加え、噴霧５１、５２の状態を測定する処理手段として機能する。すなわち、制御部４０は、画像データの輝度の総和である総合輝度を算出する総合輝度算出部、所定の計測領域における輝度の総和である領域輝度を算出する領域輝度算出部、総合輝度に対する領域輝度の割合である輝度割合を算出する輝度割合算出部、ならびに輝度割合から噴霧５１、５２の外縁を判定する判定部として機能する。また、制御部４０は、撮影された画像データを平均化する平均値算出部としても機能する。なお、制御部４０と画像処理部１６とを単一の構成としてもよく、画像処理部１６における機能を制御部４０で実施、または制御部４０における機能の一部を画像処理部１６で実施してもよい。 The control unit 40 functions as a processing unit that measures the state of the sprays 51 and 52 in addition to the control of each unit of the spray measurement device 10. That is, the control unit 40 includes a total luminance calculation unit that calculates a total luminance that is a sum of luminances of image data, a region luminance calculation unit that calculates a region luminance that is a sum of luminances in a predetermined measurement region, and a region luminance with respect to the total luminance. luminance ratio calculating section for calculating a luminance ratio which is a ratio of, and functions as a determination unit for determining the outer edge of the spray 51 from the luminance ratio. The control unit 40 also functions as an average value calculation unit that averages captured image data. The control unit 40 and the image processing unit 16 may have a single configuration, and the function of the image processing unit 16 is performed by the control unit 40 or part of the function of the control unit 40 is performed by the image processing unit 16. May be.

記憶部１２は、例えばＲＡＭ、ＨＤＤあるいはリムバーブルディスクなどの記録媒体を有している。記憶部１２には、画像入力部３５および画像処理部１６において作成された画像データが保管される。
検査制御部１３は、インジェクタ１１ならびにインジェクタ１１を制御するインジェクタ制御部１７を有している。インジェクタ制御部１７は、制御部４０の指示によりインジェクタ１１からの検査流体の噴射の断続を制御する。表示部１４は、撮影された噴霧５１、５２の画像ならびに測定された噴霧５１、５２の状態などを表示する。 The storage unit 12 includes a recording medium such as a RAM, an HDD, or a removable disk. The storage unit 12 stores image data created by the image input unit 35 and the image processing unit 16.
The inspection control unit 13 includes an injector 11 and an injector control unit 17 that controls the injector 11. The injector control unit 17 controls the intermittent injection of the inspection fluid from the injector 11 according to an instruction from the control unit 40. The display unit 14 displays the image of the photographed sprays 51 and 52 and the measured state of the sprays 51 and 52.

次に、上述した噴霧測定装置１０による噴霧測定方法を図３に基づいて説明する。
（インジェクタのセット）
検査対象となるインジェクタ１１は図示しない取付部に取り付けられる（Ｓ１００）。インジェクタ１１を取付部に取り付けることにより、インジェクタ１１には燃料であるガソリンもしくは軽油または燃料に物性が近似する試験油などの検査流体が供給される。取付部は、噴孔から被計測断面まで所定の距離となる位置に設置されている。 Next, a spray measurement method using the above-described spray measurement device 10 will be described with reference to FIG.
(Injector set)
The injector 11 to be inspected is attached to an attachment portion (not shown) (S100). By attaching the injector 11 to the attachment portion, the injector 11 is supplied with a test fluid such as gasoline or light oil as fuel, or test oil whose physical properties approximate to fuel. The mounting portion is installed at a position that is a predetermined distance from the nozzle hole to the cross section to be measured.

（フラッシング）
取付部にインジェクタ１１が取り付けられると、フラッシングが実施される（Ｓ１１０）。フラッシングは、制御部４０からの指示によりインジェクタ制御部１７がインジェクタ１１を駆動することにより実施される。フラッシングを実施することにより、インジェクタ１１からは検査流体が断続して噴射される。 (Flushing)
When the injector 11 is attached to the attachment portion, flushing is performed (S110). Flushing is performed when the injector control unit 17 drives the injector 11 in accordance with an instruction from the control unit 40. By performing the flushing, the inspection fluid is intermittently ejected from the injector 11.

（検査流体の噴射）
フラッシングが完了すると、インジェクタ１１から検査流体が噴射される（Ｓ１２０）。検査流体の噴射は、制御部４０からの指示によりインジェクタ制御部１７がインジェクタ１１を駆動することにより実行される。 (Injection of inspection fluid)
When the flushing is completed, the inspection fluid is ejected from the injector 11 (S120). The injection of the inspection fluid is executed when the injector control unit 17 drives the injector 11 according to an instruction from the control unit 40.

（レーザ光の照射）
インジェクタ１１から検査流体が噴射されて所定の期間が経過すると、インジェクタ１１から噴射された検査流体の噴霧５１、５２に向けて第一投光部２１および第二投光部２２から同時にレーザ光が照射される（Ｓ１３０）。第一投光部２１および第二投光部２２から照射されるレーザ光は、シート化部２５、２６によって平面状のレーザシート光１５として照射される。これにより、レーザシート光１５は、被計測断面５３で切断した状態で噴霧５１、５２へ進入する。第一投光部および第二投光部からレーザシート光１５を照射することにより、噴霧５１、５２を構成する検査流体の粒子は被計測断面５３上で概ね均一にレーザシート光１５を受光する。 (Laser irradiation)
When a predetermined period elapses after the inspection fluid is ejected from the injector 11, laser light is simultaneously emitted from the first light projecting unit 21 and the second light projecting unit 22 toward the sprays 51 and 52 of the test fluid ejected from the injector 11. Irradiation (S130). Laser light emitted from the first light projecting unit 21 and the second light projecting unit 22 is irradiated as planar laser sheet light 15 by the sheet forming units 25 and 26. Thereby, the laser sheet light 15 enters the sprays 51 and 52 in a state where the laser sheet light 15 is cut at the measurement cross section 53. By irradiating the laser sheet light 15 from the first light projecting unit and the second light projecting unit, the particles of the inspection fluid constituting the sprays 51 and 52 receive the laser sheet light 15 substantially uniformly on the measurement cross section 53. .

（被計測断面の撮影）
このとき、第一カメラ３１および第二カメラ３２では、レーザシート光１５により照射された被計測断面５３における検査流体の噴霧５１、５２が撮影される（Ｓ１４０）。第一投光部２１および第二投光部２２から照射された光は、被計測断面５３において噴霧５１、５２を形成する検査流体の粒子により散乱する。散乱した光は、第一カメラ３１および第二カメラ３２に入射する。第一投光部２１および第二投光部２２からのレーザシート光１５の照射とほぼ同時に第一カメラ３１および第二カメラ３２は露光される。これにより、被計測断面５３における噴霧５１、５２が撮影される。 (Photographing the cross section to be measured)
At this time, the first camera 31 and the second camera 32 photograph the sprays 51 and 52 of the inspection fluid on the measurement section 53 irradiated with the laser sheet light 15 (S140). The light emitted from the first light projecting unit 21 and the second light projecting unit 22 is scattered by the particles of the inspection fluid that forms the sprays 51 and 52 in the cross section 53 to be measured. The scattered light is incident on the first camera 31 and the second camera 32. The first camera 31 and the second camera 32 are exposed almost simultaneously with the irradiation of the laser sheet light 15 from the first light projecting unit 21 and the second light projecting unit 22. Thereby, the sprays 51 and 52 in the to-be-measured cross section 53 are imaged.

（画像データの作成および保存）
第一カメラ３１および第二カメラ３２で撮影された噴霧５１、５２は、画像入力部３５においてデジタルの画像データとして作成される（Ｓ１５０）。画像データは、ＣＣＤ３３、３４の画素ごとに検出された２５６階調の輝度値を含んでいる。第一カメラ３１および第二カメラ３２で撮影された噴霧５１、５２の画像データは、画像処理部１６において合成される。作成された画像データは、記憶部１２に記憶され保存される（Ｓ１６０）。 (Create and save image data)
The sprays 51 and 52 photographed by the first camera 31 and the second camera 32 are created as digital image data in the image input unit 35 (S150). The image data includes 256 gradation luminance values detected for each pixel of the CCDs 33 and 34. The image data of the sprays 51 and 52 photographed by the first camera 31 and the second camera 32 are combined in the image processing unit 16. The created image data is stored and stored in the storage unit 12 (S160).

（試験回数の判断）
撮影された噴霧５１、５２の画像データが記憶部１２に記憶されると、試験回数判断手段としての制御部４０は噴霧５１、５２の撮影すなわち検査流体の噴射試験が所定の回数繰り返されたか否かを判断する（Ｓ１７０）。インジェクタ１１の噴孔から噴射される検査流体の噴霧５１、５２は、噴射ごとにばらつきを生じ、一定とはならない。そのため、複数回試験を実施し、複数の試験結果を平均化することにより、測定精度の向上が図られる。本実施形態では、あらかじめ設定された試験回数まで検査流体の噴射ならびに噴射された噴霧５１、５２の撮影を繰り返して実施する。試験回数があらかじめ設定された回数に達していないとき、上述したＳ１２０からＳ１６０までの処理を繰り返し実施する。これにより、試験回数に対応する複数の画像データが作成され、作成された複数の画像データは記憶部１２に記憶される。 (Judgment of the number of tests)
When the image data of the photographed sprays 51 and 52 is stored in the storage unit 12, the control unit 40 serving as a test number determination unit determines whether or not the photographing of the sprays 51 and 52, that is, the test test for the test fluid has been repeated a predetermined number of times. Is determined (S170). The sprays 51 and 52 of the inspection fluid ejected from the nozzle hole of the injector 11 vary for each ejection and are not constant. Therefore, the measurement accuracy is improved by performing the test a plurality of times and averaging the test results. In the present embodiment, the inspection fluid is ejected and the sprays 51 and 52 are photographed repeatedly until a preset number of tests. When the number of tests has not reached the preset number, the above-described processing from S120 to S160 is repeated. Thereby, a plurality of image data corresponding to the number of tests is created, and the created plurality of image data is stored in the storage unit 12.

（平均化処理）
制御部４０により、試験回数があらかじめ設定された回数に達したと判断されると、平均値算出部としての制御部４０では平均化処理が実施される（Ｓ１８０）。平均化処理では、試験回数に応じて記憶部１２に記憶されている画像データの画素ごとの輝度値が平均化される。すなわち、各画像データにおいて対応する画素ごとに輝度値を積算し、積算された輝度値の総和を試験回数で除することにより輝度値の平均化が実施される。平均化されることにより作成された平均画像データは、記憶部１２に記憶される。 (Averaging process)
When the control unit 40 determines that the number of tests has reached a preset number, the control unit 40 as an average value calculation unit performs an averaging process (S180). In the averaging process, the luminance value for each pixel of the image data stored in the storage unit 12 is averaged according to the number of tests. That is, the luminance values are averaged for each pixel corresponding to each image data, and the sum of the accumulated luminance values is divided by the number of tests. The average image data created by the averaging is stored in the storage unit 12.

（噴霧の測定）
画像データの平均化処理が完了すると、噴霧の測定が実施される（Ｓ１９０）。噴霧の測定は図４に示すように次の手順で実施される。
（１）総合輝度算出部としての制御部４０は、平均化処理がされ記憶部１２に記憶されている平均画像データから輝度の総和を算出する（Ｓ１９１）。輝度の総和とは画像データを構成する各画素における輝度値の総和であり、算出された輝度値の総和は総合輝度Ｔとして設定される。例えば、撮影された画像は６００×８００などの複数の画素から構成されている。そこで、各画素ごとの輝度値を積算することにより、撮影された画像に対応する画像データの全体における輝度の総和としての総合輝度Ｔが算出される。算出された総合輝度Ｔは、制御部４０のＲＡＭ４２あるいは記憶部１２に記憶される。 (Measurement of spray)
When the averaging process of the image data is completed, spray measurement is performed (S190). As shown in FIG. 4, the measurement of the spray is performed by the following procedure.
(1) The control unit 40 as the total luminance calculation unit calculates the total luminance from the average image data that has been averaged and stored in the storage unit 12 (S191). The sum of luminance is the sum of luminance values in each pixel constituting the image data, and the calculated sum of luminance values is set as the total luminance T. For example, a photographed image is composed of a plurality of pixels such as 600 × 800. Therefore, by integrating the luminance values for each pixel, a total luminance T is calculated as the total luminance of the entire image data corresponding to the captured image. The calculated total luminance T is stored in the RAM 42 or the storage unit 12 of the control unit 40.

撮影された画像の輝度と検査流体の粒子の数すなわち噴霧の濃度との間には、所定の相関がある。例えば、検査流体の粒子の数が少ないすなわち噴霧の濃度が低い場合、検査流体の粒子による散乱光は弱くなり、撮影された画像の輝度は小さくなる。一方、検査流体の粒子の数が多いすなわち噴霧の濃度が高い場合、検査流体の粒子による散乱光は強くなり、撮影された画像の輝度は大きくなる。そのため、撮影された画像の総合輝度とインジェクタ１１からの検査流体の噴射量とは相関関係を有する。その結果、算出された総合輝度を用いて、インジェクタ１１から噴射された検査流体の噴射量を推定することができる。総合輝度とインジェクタ１１から噴射される検査流体の噴射量との関係は、制御部４０のＲＯＭ４３にマップとして記憶されている。 There is a predetermined correlation between the brightness of the captured image and the number of particles of the test fluid, ie the spray concentration. For example, when the number of particles of the inspection fluid is small, that is, the concentration of the spray is low, the scattered light by the particles of the inspection fluid becomes weak and the brightness of the captured image becomes small. On the other hand, when the number of particles of the inspection fluid is large, that is, when the concentration of the spray is high, scattered light due to the particles of the inspection fluid becomes strong, and the brightness of the captured image increases. Therefore, there is a correlation between the total luminance of the photographed image and the amount of inspection fluid ejected from the injector 11. As a result, the injection amount of the inspection fluid injected from the injector 11 can be estimated using the calculated total luminance. The relationship between the total luminance and the injection amount of the inspection fluid injected from the injector 11 is stored as a map in the ROM 43 of the control unit 40.

（２）領域輝度算出部としての制御部４０は、平均化処理がされ記憶部１２に記憶されている平均画像データから領域輝度を算出する（Ｓ１９２）。領域輝度とは、画像を複数の計測領域に分割したとき、分割された各計測領域に含まれる各画素における輝度値の総和である。
例えば、６００×８００の画素から構成される画像を垂直方向および水平方向へ１０画素ずつの領域に分割すると、画像は垂直方向へ六つの領域、水平方向へ八つの領域の計４８の計測領域に分割される。そして、一つの計測領域には１００個の画素が含まれる。この一つの計測領域に含まれる１００個の画素において、各画素における輝度値を積算することにより、領域輝度が算出される。 (2) The control unit 40 as the region luminance calculation unit calculates the region luminance from the average image data that has been averaged and stored in the storage unit 12 (S192). The area luminance is the sum of luminance values in each pixel included in each divided measurement area when the image is divided into a plurality of measurement areas.
For example, when an image composed of 600 × 800 pixels is divided into areas each having 10 pixels in the vertical and horizontal directions, the image is divided into a total of 48 measurement areas including six areas in the vertical direction and eight areas in the horizontal direction. Divided. One measurement area includes 100 pixels. In 100 pixels included in this one measurement region, the region luminance is calculated by integrating the luminance value in each pixel.

本実施形態の場合、例えば図１に示すように二つの噴孔から二つの噴霧５１、５２が形成される。形成された噴霧５１、５２は、被計測断面５３において概ね円形状となる。したがって、図５に示すように、撮影された被計測断面５３の画像６０には二つの噴霧５１、５２に対応する略円形状の散乱光の大きな領域６１、６２が存在する。図５においては、説明の簡単のため散乱光の大きな領域６１、６２を斜線で示している。しかし、それ以外の部分すなわち円形状の領域６１、６２の外側においても、薄い噴霧が形成され、散乱光が観察される。 In this embodiment, for example, as shown in FIG. 1, two sprays 51 and 52 are formed from two nozzle holes. The formed sprays 51 and 52 are substantially circular in the cross section 53 to be measured. Therefore, as shown in FIG. 5, the captured image 60 of the cross-section 53 to be measured includes areas 61 and 62 having large substantially circular scattered light corresponding to the two sprays 51 and 52. In FIG. 5, the regions 61 and 62 where the scattered light is large are indicated by diagonal lines for the sake of simplicity of explanation. However, a thin spray is also formed in other portions, that is, outside the circular regions 61 and 62, and scattered light is observed.

本実施形態の場合、例えば図５に示すように画像を垂直方向へｖ１からｖ１０まで１０等分、水平方向へｈ１からｈ２０まで２０等分に合計２００の計測領域に分割する。分割された各計測領域（ｈｍ，ｖｎ）（１≦ｍ≦２０、１≦ｎ≦１０）において領域輝度が算出される。すなわち、各計測領域（ｈｍ，ｖｎ）に含まれる画素が有している輝度の総和を算出する。これにより、計測領域に存在する試験流体の粒子が多いすなわち噴霧５１、５２が濃い場合、試験流体の粒子において散乱する光は強くなる。そのため、領域輝度は大きくなる。一方、計測領域に存在する試験流体の粒子が少ないすなわち噴霧５１、５２が薄い場合、試験流体の粒子において散乱する光は弱くなる。そのため、領域輝度は小さくなる。例えば、計測領域（ｈ１，ｖ１）における領域輝度は、計測領域（ｈ５，ｖ５）における領域輝度よりも小さくなる。
In the case of the present embodiment, for example, as shown in FIG. 5, the image is divided into a total of 200 measurement areas in the vertical direction from v1 to v10 in 10 equal parts and in the horizontal direction from h1 to h20 in 20 equal parts. The area luminance is calculated in each divided measurement area (hm, vn) (1 ≦ m ≦ 20, 1 ≦ n ≦ 10). That is, the sum of the luminances of the pixels included in each measurement region (hm, vn) is calculated. Thereby, when there are many test fluid particles existing in the measurement region, that is, when the sprays 51 and 52 are dark, the light scattered in the test fluid particles becomes strong. For this reason, the region luminance increases. On the other hand, when there are few test fluid particles in the measurement region, that is, when the sprays 51 and 52 are thin, the light scattered in the test fluid particles becomes weak. For this reason, the area luminance is reduced. For example, the region luminance in the measurement region (h1, v1) is smaller than the region luminance in the measurement region (h5, v5).

本実施形態の場合、領域輝度はさらに水平方向または垂直方向に積算される。すなわち、ｈ１列においては（ｈ１，ｖ１）から（ｈ１，ｖ１０）までの各計測領域における領域輝度が積算され、領域輝度Ｈ１として記憶部１２またはＲＡＭ４２に記憶される。また、ｖ１行においては（ｈ１，ｖ１）から（ｈ２０，ｖ１）までの各計測領域における領域輝度が積算され、領域輝度ｖ１として記憶部１２またはＲＡＭ４２に記憶される。その他の列または行の計測領域おいても、領域輝度が積算され、それぞれ領域輝度Ｈｍおよび領域輝度Ｖｎとして記憶部１２またはＲＡＭ４２に記憶される。 In the case of the present embodiment, the area luminance is further integrated in the horizontal direction or the vertical direction. That is, in the h1 column, the area luminance in each measurement area from (h1, v1) to (h1, v10) is integrated and stored in the storage unit 12 or the RAM 42 as the area luminance H1. In the v1 line, the area luminances in each measurement area from (h1, v1) to (h20, v1) are integrated and stored in the storage unit 12 or the RAM 42 as the area luminance v1. Also in the measurement areas of the other columns or rows, the area luminance is integrated and stored in the storage unit 12 or the RAM 42 as the area luminance Hm and the area luminance Vn, respectively.

（３）輝度割合算出部としての制御部４０は、算出された領域輝度Ｈｍ、Ｖｎから輝度割合を算出する（Ｓ１９３）。輝度割合とは、Ｓ１９１において算出した総合輝度に対するＳ１９２において算出した領域輝度の比である。本実施形態の場合、輝度割合はＨｍ／Ｔ、Ｖｎ／Ｔにより算出される。これにより、輝度割合は、図６（Ａ）に示す撮影された画像６０における輝度の分布に対応して、図６（Ｂ）および図６（Ｃ）に示すように所定の分布を有する。輝度の高い領域すなわち噴霧５１、５２の濃い計測領域では、輝度割合は大きくなる。一方、輝度の低い領域すなわち噴霧５１、５２の薄い計測領域では、輝度割合は小さくなる。本実施形態の場合、領域輝度Ｈｍおよび領域輝度Ｖｎについて輝度割合を算出することにより、図６（Ｂ）に示すように水平方向の輝度割合の分布ならびに図６（Ｃ）に示すように垂直方向における輝度割合の分布を得ることができる。
図６（Ｂ）に示す水平方向の輝度割合の分布は、図７に示すように噴霧５１、５２の正面に対応する。また、図６（Ｃ）に示す垂直方向の輝度割合の分布は、図８に示す噴霧５１、５２の側面に対応する。ここで、噴霧５１、５２の正面とは、図１に示す第一投光部２１または第二投光部２２側から見た噴霧５１、５２の状態である。一方、噴霧５１、５２の側面とは、第一投光部２１と第二投光部２２とを結ぶ線と垂直な方向から見た噴霧５１、５２の状態である。 (3) The control unit 40 as the luminance ratio calculation unit calculates the luminance ratio from the calculated area luminances Hm and Vn (S193). The luminance ratio is the ratio of the area luminance calculated in S192 to the total luminance calculated in S191. In the present embodiment, the luminance ratio is calculated by Hm / T and Vn / T. Accordingly, the luminance ratio has a predetermined distribution as shown in FIGS. 6B and 6C, corresponding to the luminance distribution in the captured image 60 shown in FIG. In the high luminance region, that is, in the measurement region where the sprays 51 and 52 are dark, the luminance ratio is large. On the other hand, the luminance ratio is small in the low luminance region, that is, in the measurement region where the sprays 51 and 52 are thin. In the present embodiment, by calculating the luminance ratio for the area luminance Hm and the area luminance Vn, the distribution of the luminance ratio in the horizontal direction as shown in FIG. 6B and the vertical direction as shown in FIG. Can be obtained.
The distribution of the luminance ratio in the horizontal direction shown in FIG. 6B corresponds to the front of the sprays 51 and 52 as shown in FIG. Further, the distribution of the luminance ratio in the vertical direction shown in FIG. 6C corresponds to the side surfaces of the sprays 51 and 52 shown in FIG. Here, the front of the sprays 51 and 52 is the state of the sprays 51 and 52 viewed from the first light projecting unit 21 or the second light projecting unit 22 side shown in FIG. On the other hand, the side surfaces of the sprays 51 and 52 are states of the sprays 51 and 52 viewed from a direction perpendicular to a line connecting the first light projecting unit 21 and the second light projecting unit 22.

（４）判定部としての制御部４０は、算出された輝度割合から噴霧５１、５２の外縁を判定する（Ｓ１９４）。噴霧５１、５２の外縁の判定は、Ｓ１９３で算出された輝度割合とあらかじめ設定されている基準値Ｓとを比較することにより実施される。基準値Ｓは、あらかじめ設定されている定数であり、例えば制御部４０のＲＯＭ４３に記録されている。なお、基準値Ｓは、Ｓ１９１で算出される総合輝度に応じて設定してもよい。これにより、インジェクタ１１から噴射される検査流体の噴射量にばらつきが生じる場合でも、噴射量に応じて基準値Ｓを補正することが可能である。これにより、輝度割合が基準値Ｓよりも小さい領域では噴霧５１、５２が比較的薄いことになる。そのため、被計測断面５３において、輝度割合が基準値を下回る領域と上回る領域との境界は噴霧５１、５２の外縁であると判定することができる。例えば、図６（Ｂ）に示す画像６０の水平方向における輝度割合の分布の場合、基準値Ｓを下回る領域と上回る領域との境目はｂ１、ｂ２、ｂ３およびｂ４となる。したがって、噴霧５１、５２の正面における外縁は、ｂ１、ｂ２、ｂ３およびｂ４に対応して四か所に存在している。
一方、図６（Ｃ）に示す画像６０の垂直方向における輝度割合の分布の場合、基準値Ｓを下回る領域と上回る領域との境目はｂ５およびｂ６となる。したがって、噴霧５１、５２の側面における外縁は、ｂ５およびｂ６に対応して二か所に存在している。 (4) The control unit 40 of the determination unit, determining the outer edge of the spray 51 from the calculated luminance ratio (S194). The determination of the outer edges of the sprays 51 and 52 is performed by comparing the luminance ratio calculated in S193 with a preset reference value S. The reference value S is a constant set in advance, and is recorded in the ROM 43 of the control unit 40, for example. The reference value S may be set according to the total luminance calculated in S191. Thereby, even when the injection amount of the inspection fluid injected from the injector 11 varies, the reference value S can be corrected according to the injection amount. Thereby, in the area | region where a luminance ratio is smaller than the reference value S, the sprays 51 and 52 become comparatively thin. Therefore, in the cross section 53 to be measured, it can be determined that the boundary between the region where the luminance ratio is lower than the reference value and the region where the luminance ratio is higher is the outer edge of the sprays 51 and 52. For example, in the case of the distribution of the luminance ratio in the horizontal direction of the image 60 shown in FIG. 6B, the boundaries between the region below the reference value S and the region above are b1, b2, b3, and b4. Accordingly, there are four outer edges on the front surface of the sprays 51 and 52 corresponding to b1, b2, b3 and b4.
On the other hand, in the case of the luminance ratio distribution in the vertical direction of the image 60 shown in FIG. 6C, the boundary between the region below the reference value S and the region above is b5 and b6. Therefore, there are two outer edges on the side surfaces of the sprays 51 and 52 corresponding to b5 and b6.

（５）噴霧状態測定手段としての制御部４０は、Ｓ１９４において判定された噴霧５１、５２の外縁から噴霧５１、５２の角度をはじめとする噴霧５１、５２の状態を測定する（Ｓ１９５）。被計測断面５３において、噴霧５１、５２の正面における外縁はｂ１、ｂ２、ｂ３およびｂ４である。被計測断面５３とインジェクタ１１の噴孔との間の距離はあらかじめ設定されている。そのため、噴霧５１、５２の外縁間の距離を求めることにより、三角関数を利用して噴霧５１、５２の角度を算出可能である。また、画像データを構成する画素間の距離すなわち画素のピッチはあらかじめ知ることができる。そのため、噴霧５１、５２の外縁間の画素数を求めることにより、被計測断面５３における外縁間の距離は算出される。なお、被計測断面５３における外縁間の距離と噴霧５１、５２との関係は、例えばマップとしてＲＯＭ４３に記録されている。 (5) The control unit 40 as the spray state measuring means measures the state of the sprays 51 and 52 including the angle of the sprays 51 and 52 from the outer edge of the sprays 51 and 52 determined in S194 (S195). In the cross section 53 to be measured, outer edges at the front surfaces of the sprays 51 and 52 are b1, b2, b3, and b4. The distance between the cross section to be measured 53 and the nozzle hole of the injector 11 is set in advance. Therefore, by obtaining the distance between the outer edges of the sprays 51 and 52, the angle of the sprays 51 and 52 can be calculated using a trigonometric function. Further, the distance between pixels constituting the image data, that is, the pixel pitch can be known in advance. Therefore, the distance between the outer edges in the cross section 53 to be measured is calculated by obtaining the number of pixels between the outer edges of the sprays 51 and 52. The relationship between the distance between the outer edges of the cross section 53 to be measured and the sprays 51 and 52 is recorded in the ROM 43 as a map, for example.

噴霧５１、５２の正面においては、図７に示すように二つの噴霧５１、５２の各噴霧角度θ１およびθ２、二つの噴霧５１、５２が最も離れた位置においてなす最大角度すなわち噴霧外角θ３、二つの噴霧５１、５２が最も接近した位置においてなす最小角度すなわち噴霧内角θ４、ならびに二つの噴霧５１、５２の中心軸同士がなす角度すなわち正面角θ５が測定される。また、噴霧５１、５２の側面においては、図８に示すように側面角θ６が測定される。 In the front of the sprays 51 and 52, as shown in FIG. 7, the spray angles θ1 and θ2 of the two sprays 51 and 52, the maximum angle formed at the position where the two sprays 51 and 52 are farthest, that is, the spray external angle θ3, two The minimum angle formed by the two sprays 51 and 52 at the closest position, that is, the spray internal angle θ4, and the angle formed by the central axes of the two sprays 51 and 52, that is, the front angle θ5 are measured. Further, on the side surfaces of the sprays 51 and 52, the side surface angle θ6 is measured as shown in FIG.

噴霧５１の噴霧角度θ１は、外縁ｂ１と外縁ｂ２との間の距離（ｂ２−ｂ１）から求められる。
噴霧５２の噴霧角度θ２は、外縁ｂ３と外縁ｂ４との間の距離（ｂ４−ｂ３）から求められる。
噴霧外角θ３は、外縁ｂ１と外縁ｂ４との間の距離（ｂ４−ｂ１）から求められる。
噴霧内角θ４は、外縁ｂ２と外縁ｂ３との間の距離（ｂ３−ｂ２）から求められる。
正面角θ５は、外縁ｂ１と外縁ｂ２との間の距離の１／２、ならびに外縁ｂ３と外縁ｂ４との間の距離の１／２とから、（ｂ４−ｂ３）／２−（ｂ２−ｂ１）／２として求められる。
噴霧５１、５２の側面角θ６は、外縁ｂ５と外縁ｂ６との間の距離（ｂ６−ｂ５）から求められる。 The spray angle θ1 of the spray 51 is obtained from the distance (b2-b1) between the outer edge b1 and the outer edge b2.
The spray angle θ2 of the spray 52 is obtained from the distance (b4-b3) between the outer edge b3 and the outer edge b4.
The spray outer angle θ3 is obtained from the distance (b4-b1) between the outer edge b1 and the outer edge b4.
The spray inner angle θ4 is obtained from the distance (b3−b2) between the outer edge b2 and the outer edge b3.
The front angle θ5 is (b4-b3) / 2- (b2-b1) from 1/2 of the distance between the outer edge b1 and the outer edge b2 and 1/2 of the distance between the outer edge b3 and the outer edge b4. ) / 2.
The side angle θ6 of the sprays 51 and 52 is obtained from the distance (b6-b5) between the outer edge b5 and the outer edge b6.

Ｓ１９１で説明したように、輝度と燃料の噴射量との間には相関関係がある。そこで、噴霧５１における検査流体の噴射量、ならびに噴霧５２における検査流体の噴射量を推定することができる。例えば、図６（Ｂ）において外縁ｂ２と外縁ｂ３との中間は噴霧５１と噴霧５２の境界ｃと考えられる。これにより、計測領域Ｈ１から境界ｃすなわち計測領域Ｈ１０までの領域輝度を積算することにより、噴霧５１における検査流体の噴射量を推定することができる。また、境界ｃすなわち計測領域Ｈ１１から計測領域Ｈ２０までの領域輝度を積算することにより、噴霧５２における検査流体の噴射量を推定することができる。 As described in S191, there is a correlation between the luminance and the fuel injection amount. Therefore, the injection amount of the inspection fluid in the spray 51 and the injection amount of the inspection fluid in the spray 52 can be estimated. For example, in FIG. 6B, the middle between the outer edge b2 and the outer edge b3 is considered to be the boundary c between the spray 51 and the spray 52. Thereby, the injection amount of the test fluid in the spray 51 can be estimated by integrating the region luminance from the measurement region H1 to the boundary c, that is, the measurement region H10. Moreover, the injection quantity of the test fluid in the spray 52 can be estimated by integrating the boundary c, that is, the area luminance from the measurement area H11 to the measurement area H20.

（結果の表示）
噴霧状態の測定が完了すると、測定された噴霧の状態が表示部１４に表示される（Ｓ２００）。表示部１４には、例えばＳ１８０において平均化された被計測断面５３における噴霧５１、５２の画像が表示される。この他、表示部１４に表示されるのは、例えばＳ１９１で算出された総合輝度、Ｓ１９２で算出された計測領域ごとの領域輝度、Ｓ１９３で算出された輝度割合の分布、Ｓ１９４で判定された噴霧５１、５２の外縁の位置、ならびにＳ１９５で測定された噴霧角度θ１、２、噴霧外角θ３、噴霧内角θ４、正面角θ５および側面角θ６などである。また、表示部１４θには、Ｓ１９１において算出された総合輝度を用いて推定された検査流体の噴射量、ならびに噴霧５１および噴霧５２における検査流体の噴射量を表示することもできる。
上記のＳ１００からＳ２００までの処理が完了すると、取付部のインジェクタ１１は次の検査対象となるインジェクタ１１に交換される。そして、交換されたインジェクタ１１について、再び上記のＳ１００からＳ２００までの処理が繰り返される。 (Display results)
When the measurement of the spray state is completed, the measured spray state is displayed on the display unit 14 (S200). The display unit 14 displays, for example, images of the sprays 51 and 52 in the cross section to be measured 53 averaged in S180. In addition, what is displayed on the display unit 14 is, for example, the total brightness calculated in S191, the area brightness for each measurement area calculated in S192, the distribution of the brightness ratio calculated in S193, and the spray determined in S194. The positions of the outer edges 51 and 52, and the spray angles θ1, 2, the spray outer angle θ3, the spray inner angle θ4, the front angle θ5, the side surface angle θ6, and the like measured in S195. In addition, the display unit 14θ can display the injection amount of the inspection fluid estimated using the total luminance calculated in S191 and the injection amount of the inspection fluid in the spray 51 and the spray 52.
When the processes from S100 to S200 are completed, the injector 11 of the mounting portion is replaced with the injector 11 to be inspected next. And the process from said S100 to S200 is repeated again about the replaced injector 11.

以上説明した本発明の一実施形態では、被計測断面５３において撮影された噴霧５１、５２の画像における輝度の分布から噴霧５１、５２の外縁位置を判定している。これにより、インジェクタ１１に形成されている複数の噴孔から複数の噴霧５１、５２が形成される場合でも、各噴霧５１、５２の噴霧角度θ１、θ２、噴霧外角θ３、噴霧内角θ４、正面角θ５および側面角θ６がそれぞれ測定される。また、噴霧５１、５２の外縁位置を判定することにより、噴霧の数や形状に関係なく、上記した噴霧５１、５２の複数の角度が測定される。さらに、噴霧５１、５２の角度だけでなく、検査流体の噴射量も推定される。したがって、複雑な噴霧５１、５２の状態を高精度に測定することができる。 In the embodiment of the present invention described above, the outer edge positions of the sprays 51 and 52 are determined from the luminance distribution in the images of the sprays 51 and 52 photographed in the cross section 53 to be measured. Thus, even when the plurality of sprays 51 and 52 are formed from the plurality of nozzle holes formed in the injector 11, the spray angles θ1 and θ2, the spray outer angle θ3, the spray inner angle θ4, and the front angle of the sprays 51 and 52, respectively. θ5 and side angle θ6 are measured respectively. Further, by determining the outer edge positions of the sprays 51 and 52, the plurality of angles of the sprays 51 and 52 described above are measured regardless of the number and shape of the sprays. Furthermore, not only the angle of the sprays 51 and 52 but also the injection amount of the test fluid is estimated. Therefore, the complicated state of the sprays 51 and 52 can be measured with high accuracy.

本発明の一実施形態では、撮影された画像の輝度の分布に基づいて噴霧５１、５２の状態を測定している。これにより、被計測断面５３における噴霧５１、５２が扁平な楕円形状など真円形状とはならない場合でも、噴霧５１、５２の外縁位置、ならびに噴霧５１、５２の角度が正確に判定される。したがって、噴霧５１、５２の形状にかかわらず、噴霧５１、５２の状態を高精度に測定することができる。 In one embodiment of the present invention, the state of the sprays 51 and 52 is measured based on the luminance distribution of the captured image. Thereby, even when the sprays 51 and 52 in the cross section 53 to be measured do not have a perfect circular shape such as a flat elliptical shape, the outer edge positions of the sprays 51 and 52 and the angles of the sprays 51 and 52 are accurately determined . Therefore, regardless of the shape of the sprays 51 and 52, the state of the sprays 51 and 52 can be measured with high accuracy.

本発明の一実施形態では、被計測断面５３における噴霧５１、５２の画像は複数回撮影される。そして、複数回撮影された画像の画像データは、平均化された後、噴霧５１、５２の外縁の判定ならびに噴霧５１、５２の状態の測定に用いられる。これにより、インジェクタ１１から噴射される噴霧５１、５２に生じるばらつきの影響が低減される。したがって、複雑な噴霧５１、５２の状態を高精度に測定することができる。 In one embodiment of the present invention, the images of the sprays 51 and 52 on the measurement cross section 53 are taken a plurality of times. The image data of the images taken a plurality of times are averaged and then used for determination of the outer edge of the sprays 51 and 52 and measurement of the state of the sprays 51 and 52. Thereby, the influence of the dispersion | variation which arises in the sprays 51 and 52 injected from the injector 11 is reduced. Therefore, the complicated state of the sprays 51 and 52 can be measured with high accuracy.

本発明の一実施形態では、撮影された噴霧５１、５２の画像の総合輝度とインジェクタ１１から噴射された検査流体の噴射量との間には所定の相関がある。したがって、撮影された噴霧５１、５２の画像の総合輝度を算出することにより、インジェクタ１１から噴射された検査流体の噴射量を測定することができる。また、領域輝度を積算することにより、噴霧５１、５２における検査流体の噴射量を測定することができる。 In one embodiment of the present invention, there is a predetermined correlation between the total luminance of the images of the shot sprays 51 and 52 and the ejection amount of the inspection fluid ejected from the injector 11. Therefore, by calculating the total luminance of the captured images of the sprays 51 and 52, it is possible to measure the injection amount of the test fluid injected from the injector 11. Further, by integrating the area luminance, the amount of the test fluid sprayed in the sprays 51 and 52 can be measured.

なお、上述した本発明の一実施形態では、分割した計測領域における領域輝度を水平方向または垂直方向に積算した後、総合輝度で除することにより輝度割合を算出して輝度割合を求めている。しかし、例えば分割した計測領域ごとに算出された領域輝度を輝度割合で除することにより輝度割合を算出した後、算出された輝度割合を水平方向または垂直方向へ積算して輝度割合の分布を求めてもよい。
また、上述の実施形態では、画像を水平方向へ２０等分、垂直方向へ１０等分する例について説明したが、これは説明の簡単のためであり、画像はさらに微細な計測領域に分割可能である。計測領域を微細にすることにより、噴霧の外縁を詳細に測定することができる。 In the embodiment of the present invention described above, the luminance ratio is obtained by calculating the luminance ratio by integrating the area luminance in the divided measurement areas in the horizontal direction or the vertical direction and then dividing by the total luminance. However, for example, after calculating the luminance ratio by dividing the area luminance calculated for each divided measurement area by the luminance ratio, the luminance ratio distribution is obtained by integrating the calculated luminance ratio in the horizontal direction or the vertical direction. May be.
In the above-described embodiment, the example in which the image is divided into 20 equal parts in the horizontal direction and 10 equal parts in the vertical direction has been described. However, this is for simplicity of explanation, and the image can be divided into finer measurement areas. It is. By making the measurement area fine, the outer edge of the spray can be measured in detail.

本発明の一実施形態による噴霧測定装置を示す概略図である。It is the schematic which shows the spray measurement apparatus by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態による噴霧測定装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the spray measurement apparatus by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態による噴霧測定装置による噴霧測定方法の流れを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the flow of the spray measuring method by the spray measuring apparatus by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態による噴霧測定装置による噴霧測定方法における噴霧の測定の流れを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the flow of the measurement of the spray in the spray measuring method by the spray measuring device by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態による噴霧測定装置で撮影された被計測断面における噴霧の画像を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the image of the spray in the to-be-measured cross section image | photographed with the spray measurement apparatus by one Embodiment of this invention. （Ａ）は図５に示す噴霧の画像を示す模式図であり、（Ｂ）は（Ａ）に対応する水平方向における輝度割合の分布を示す図であり、（Ｃ）は（Ａ）に対応する垂直方向における輝度割合の分布を示す図である。(A) is a schematic diagram showing the image of the spray shown in FIG. 5, (B) is a diagram showing the distribution of the luminance ratio in the horizontal direction corresponding to (A), (C) corresponds to (A). It is a figure which shows distribution of the brightness | luminance ratio in the vertical direction to do. 本発明の一実施形態による噴霧測定装置による噴霧の測定に適用されるインジェクタから噴射される噴霧の正面を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the front of the spray injected from the injector applied to the measurement of the spray by the spray measuring device by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態による噴霧測定装置による噴霧の測定に適用されるインジェクタから噴射される噴霧の側面を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the side surface of the spray injected from the injector applied to the measurement of the spray by the spray measuring apparatus by one Embodiment of this invention.

Explanation of symbols

１０噴霧測定装置、１１インジェクタ、１２記憶部、１５レーザシート光、２１第一投光部（投光手段）、２２第二投光部（投光手段）、３１第一カメラ（撮影手段）、３２第二カメラ（撮影手段）、４０制御部（処理手段、総合輝度算出部、領域輝度算出部、輝度割合算出部、判定部）、５１、５２噴霧、５３被計測断面、６０画像 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Spray measuring device, 11 Injector, 12 Memory | storage part, 15 Laser sheet light, 21 1st light projection part (light projection means), 22 2nd light projection part (light projection means), 31 1st camera (imaging means), 32 Second camera (photographing unit), 40 Control unit (processing unit, total luminance calculation unit, area luminance calculation unit, luminance ratio calculation unit, determination unit), 51, 52 spray, 53 cross section to be measured, 60 images

Claims

A spray measurement method of projecting a planar sheet light having a predetermined thickness and spread on a measured cross section of spray sprayed from a nozzle hole, and measuring a spray state of the measured cross section irradiated by the sheet light There,
The image of the cross section to be measured irradiated by the sheet light is photographed by the photographing means a plurality of times each time the fluid to be inspected is ejected from the nozzle hole, and the image of the cross section taken a plurality of times. An imaging stage that averages the images of the measurement cross section,
From the distribution of luminance in the average image data obtained by averaging images of the cross-section to be measured that has been imaged a plurality of times by the imaging means, a spray state measurement step for measuring the state of the spray,
Including
The spray state measuring step includes:
Calculating a total luminance that is a sum of luminance in the average image data, and estimating a jet amount using the total luminance; and
An area luminance calculation step for dividing the average image data into a plurality of measurement areas and calculating an area luminance that is a sum of luminance in each measurement area;
A luminance ratio calculating step of calculating a luminance ratio that is a ratio of the area luminance to the total luminance in each measurement region;
A determination step of determining the outer edge position of the spray by comparing the calculated luminance ratio with a preset reference value.

The spray state measuring step includes:
The spray measurement method according to claim 1, wherein an outer edge position of the spray is determined from a luminance distribution in the average image data , and the state of the spray is measured.

2. The spray measurement method according to claim 1, wherein, in the determination step, it is determined that a boundary between a measurement region having a luminance ratio smaller than the reference value and a measurement region larger than the reference value is an outer edge of the spray. .