JP5579645B2

JP5579645B2 - 粒度分布測定用の画像撮影装置

Info

Publication number: JP5579645B2
Application number: JP2011066123A
Authority: JP
Inventors: 三郎片山; 裕道宮崎; 三千緒松本
Original assignee: Taisei Corp
Current assignee: Taisei Corp
Priority date: 2011-03-24
Filing date: 2011-03-24
Publication date: 2014-08-27
Anticipated expiration: 2031-03-24
Also published as: JP2012202757A

Description

本発明は、材料の粒度分布を測定する粒度分布測定に用いられる画像撮影装置に関する。

ダム等の建設においてコンクリートを製造する工程では、バッチャープラントやＣＳＧ（Cemented Sand and Gravel）混合プラントなどが用いられている。
これらのプラントでは、コンクリートの品質管理上、材料の粒度分布を把握する必要がある。そこで、搬送ライン上を移動する材料を撮影し、その撮影結果に基づいて材料の粒度分布を測定することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−０８３８６８号公報

しかし、特許文献１に記載された技術では、ベルト上で搬送されている材料が重なっている場合には、骨材が土砂に埋もれて撮影されず、粒度分布を正確に測定することができないという問題がある。

そこで、本発明では、前記した問題を解決し、材料の粒度分布測定の精度を高めることができる画像撮影装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明は、粒度分布測定用の画像撮影装置であって、上流側から下流側に向けて材料が流下する表面を有する傾斜板と、前記傾斜板の下流側に設けられたスクリーンと、前記スクリーンの表面を照らす照明部と、前記スクリーンの表側の空間を通過する材料を撮影する撮影部と、を備え、前記スクリーンは、前記傾斜板に対して、前記傾斜板の裏側にオフセットされ、前記照明部は、前記スクリーンの表側の空間を通過する材料の裏側に配置されている。

この構成では、材料を傾斜板の表面に流下させることで、材料を拡散させることができる。さらに、傾斜板を通過した材料は、スクリーンから離れた位置を通過するため、スクリーンの表面が材料によって汚れるのを防ぐことができる。
これにより、撮影部が材料を撮影したときに、材料が重なることなく、また、スクリーンの汚れも撮影されなくなるため、画像上の材料を正確に認識することができる。
また、照明部によってスクリーンを照らすことで、スクリーンが明るくなり、材料は黒い影として撮影される。これにより、材料に模様がある場合でも、画像上で材料の外形を明確に認識することができる。
したがって、本発明の画像撮影装置では、材料の画像に基づいて行われる粒度分布測定の精度を高めることができる。

前記した粒度分布測定用の画像撮影装置では、前記照明部を前記スクリーンの表側の空間を通過する材料の裏側に配置しており、スクリーンがより明るくなるため、材料の外形をより明確に認識することができる。

前記した粒度分布測定用の画像撮影装置において、前記傾斜板の表面に複数の拡散用突起を立設した場合には、傾斜板の表面を流下する材料を効果的に拡散させることができる。

本発明の画像撮影装置では、材料の画像に基づいて行われる粒度分布測定の精度を高めることができる。

本実施形態の粒度分布測定システムを示す構成図である。本実施形態の傾斜板およびスクリーンを示す図で、（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は（ｂ）のＡ−Ａ断面図である。

本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
本実施形態では、本発明の画像撮影装置を、コンクリートの製造工程において、材料の粒度分布を測定するための粒度分布測定システムに適用した場合について説明する。

粒度分布測定システム１は、図１に示すように、材料３を搬送するベルトコンベア１０と、材料３を撮影する画像撮影装置２と、画像撮影装置２から得られた材料３の画像に基づいて、材料３の粒度分布を算出する算出部６０と、画像撮影装置２を通過した材料３が収容されるホッパ７０と、を備えている。

画像撮影装置２は、上流側から下流側に向けて材料３が流下する表面２０ａを有する傾斜板２０と、傾斜板２０の下流側に設けられたスクリーン３０と、スクリーン３０を照らす照明部４０と、スクリーン３０の表側の空間を通過する材料３を撮影する撮影部５０と、を備えている。

ベルトコンベア１０は、粗粒材（骨材等）および細粒材（土砂等）を含有する粒状の材料３を後記する傾斜板２０に供給するためのものである。
ベルトコンベア１０は、上流側および下流側のプーリ１１，１１と、両プーリ１１，１１に掛け回された無端ベルト１２と、上流側のプーリ１１を回転させるモータ（図示せず）と、を備えている。

傾斜板２０は、傾斜した表面２０ａを有する平板であり、表面２０ａの幅方向両縁部に立設された一対の側壁２１，２１と、表面２０ａに着脱自在に立設された複数の拡散用突起２２と、を備えている（図２（ａ）参照）。
傾斜板２０の上流側の縁部は、無端ベルト１２の下流側の端部の下方に配置されており、無端ベルト１２から排出された材料３が表面２０ａに沿って流下するように構成されている。

一対の側壁２１，２１は、図２（ａ）に示すように、傾斜板２０の表面２０ａの幅方向両縁部に立設された壁であり、表面２０ａ上を流れ落ちる材料が横にこぼれるのを防ぐものである。また、一対の側壁２１，２１の下流側の端部は、傾斜板２０の下流側の縁部よりも下流側に突出している。

拡散用突起２２は、傾斜板２０の表面２０ａに着脱自在に立設された三角錐型（△型）突起であり、図２（ｂ）に示すように、三角錐の底面の一の頂点が上流側を向く姿勢で、表面２０ａの上下方向に段階的（本実施形態では四段）に配置されている。
複数の拡散用突起２２は、表面２０ａ上を流れ落ちる材料を広く薄く分散させるものである。各拡散用突起２２の間隔は、各拡散用突起２２の間を材料が詰まらずに通過するように設定されている。

スクリーン３０は、図３（ｃ）に示すように、傾斜板２０の下流側に設けられた平板である。このスクリーン３０は、傾斜板２０に対して平行に傾斜している。さらに、スクリーン３０は、傾斜板２０に対して、傾斜板２０の裏側にオフセットされている。
このように、傾斜板２０の下流側の縁部に対して、スクリーン３０の上流側の縁部が、傾斜板２０の裏側にずらされており、傾斜板２０とスクリーン３０との間に隙間が形成されている。

なお、スクリーン３０は、図１に示すように、傾斜板２０の下流側の縁部から飛び出した材料３が、スクリーン３０の表面３０ａに接触しないように、材料３の軌道（軌線）から離れた位置に配置されている。

照明部４０は、スクリーン３０の表面３０ａを照らす光源（ライト）であり、傾斜板２０とスクリーン３０との間に形成された隙間から表面３０ａに光を照射するように構成されている。つまり、照明部４０は、スクリーン３０の表側の空間を通過する材料３の裏側に配置されている。

ホッパ７０は、スクリーン３０の表側の空間を通過した材料３を収容するものである。ホッパ７０の上側の開口部は、スクリーン３０の下流側の端部の下方に配置されている。

撮影部５０は、スクリーン３０の表側の空間を通過する材料３を表側から撮影し、撮影結果を後記する算出部６０に出力するカメラである。この撮影部５０としては、デジタル画像を取得可能なビデオカメラまたはデジタルカメラが好適である。

算出部６０は、入力手段、出力手段、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなるコンピュータであり、撮影部５０の画像を取得し、その画像に基づいて、材料３の粒度分布を算出するものである。

ここで、算出部６０による粒度分布の算出方法について説明する。
図１に示す撮影部５０では、スクリーン３０の表面３０ａを背景として、上流側から下流側に向けて流れる材料３を撮影する。このとき、スクリーン３０の表側の空間を通過する材料３の裏側で、スクリーン３０の表面３０ａが照明部４０によって照らされているため、スクリーン３０の表面３０ａのみが明るくなり、材料３は黒い影として撮影される。そして、算出部６０では撮影結果を二値化処理して材料３の大きさを算出する。

以上のような粒度分布測定システム１では、図１に示すように、材料３を傾斜板２０の表面２０ａに流下させることで、材料３を拡散させることができる。
さらに、傾斜板２０を通過した材料３は、スクリーン３０から離れた位置を通過するため、スクリーン３０の表面３０ａが材料３によって汚れるのを防ぐことができる。
これにより、撮影部５０が材料３を撮影したときに、材料３が重なることなく、また、スクリーン３０の汚れも撮影されなくなるため、画像上の材料３を正確に認識することができる。

また、スクリーン３０の表側の空間を通過する材料３の裏側でスクリーン３０を照らすことで、スクリーン３０が明るくなり、材料３は黒い影として撮影される。これにより、材料３に模様がある場合でも、画像上で材料３の外形を明確に認識することができる。

したがって、本実施形態の画像撮影装置２を用いた粒度分布測定システム１では、材料３の画像に基づいて、粒度分布を正確に測定することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜に変更が可能である。
例えば、拡散用突起の形状は、前記した三角錐型（△型）に限定されず、フィン型（Ｉ型）、ピン型（○型）、折り曲げ板の折り曲げ部分を上に向けた型（∧型）等を用いることができる。さらに、これらの複数の形状の拡散用突起を組み合わせてもよい。

また、傾斜板２０およびスクリーン３０の傾斜角度、並びに、拡散用突起２２の高さや向きは、材料３の大きさ等に応じて適宜に設定されるものである。

１粒度分布測定システム
２画像撮影装置
３材料
１０ベルトコンベア
１１プーリ
１２無端ベルト
２０傾斜板
２０ａ表面
２１側壁
２２拡散用突起
３０スクリーン
３０ａ表面
４０照明部
５０撮影部
６０算出部
７０ホッパ

Claims

上流側から下流側に向けて材料が流下する表面を有する傾斜板と、
前記傾斜板の下流側に設けられたスクリーンと、
前記スクリーンの表面を照らす照明部と、
前記スクリーンの表側の空間を通過する材料を撮影する撮影部と、を備え、
前記スクリーンは、前記傾斜板に対して、前記傾斜板の裏側にオフセットされ、
前記照明部は、前記スクリーンの表側の空間を通過する材料の裏側に配置されていることを特徴とする粒度分布測定用の画像撮影装置。
前記傾斜板の表面には、複数の拡散用突起が立設されていることを特徴とする請求項１に記載の粒度分布測定用の画像撮影装置。