JP6670578B2 - Smoke point measuring device and method - Google Patents
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Description
本発明は、煙点測定装置及び煙点測定方法に関し、特に炭化水素燃料の煙点を測定する煙点測定装置及び煙点測定方法に関する。 The present invention relates to a smoke point measuring apparatus and a smoke point measuring method, and more particularly to a smoke point measuring apparatus and a smoke point measuring method for measuring a smoke point of a hydrocarbon fuel.
灯油、航空タービン燃料油などの炭化水素燃料の燃焼性を示す指標の１つである煙点は、ＪＩＳ Ｋ ２５３７に規定された試験器を用いて炭化水素燃料を燃焼させたときに、煙を生じない炎の最大高さをミリメートル（ｍｍ）単位で表したものである。 The smoke point, which is one of the indices indicating the combustibility of hydrocarbon fuels such as kerosene and aviation turbine fuel oil, emits smoke when the hydrocarbon fuel is burned using a tester specified in JIS K2537. The maximum height of the flame that does not occur is expressed in millimeters (mm).
ＪＩＳ Ｋ ２５３７に規定された煙点の測定手順の概要は以下のとおりである。
（１）被測定試料としての炭化水素燃料を含浸させた灯心を、キャンドルの灯心管に差し込む。
（２）キャンドル内に被測定試料を２０ミリリットル（ｍｌ）貯留する。
（３）キャンドルに灯心管をねじ込む。
（４）灯心の燃焼端を灯心管の上端から６ｍｍの位置で切りそろえる。
（５）キャンドルをランプ内に下側から挿入し、キャンドルから突出している灯心の燃焼端に点火する。
（６）ランプ本体に対して上下方向にキャンドルを移動させることにより、炎の高さが１０ｍｍになるように、ランプの灯心管ガイドの上端から灯心が露出する長さを調節して、５分間被測定試料を燃やす。
（７）炎の先端から煙が出るまでキャンドルを上げた後、炎の状態の変化を目視で観測しながらゆっくりとキャンドルを下げる。
（８）炎が規定の形状になったときの炎の高さを目視で読み取り、測定煙点として記録する。
The outline of the procedure for measuring the smoke point specified in JIS K 2537 is as follows.
(1) A wick impregnated with a hydrocarbon fuel as a sample to be measured is inserted into a wick tube of a candle.
(2) The sample to be measured is stored in the candle in an amount of 20 milliliters (ml).
(3) Screw the wick tube into the candle.
(4) Cut the burning end of the wick at a position 6 mm from the upper end of the wick tube.
(5) Insert the candle into the lamp from below and ignite the burning end of the wick protruding from the candle.
(6) By moving the candle vertically with respect to the lamp body, the length of the wick exposed from the upper end of the wick tube guide of the lamp is adjusted so that the height of the flame becomes 10 mm, and 5 minutes. Burn the sample to be measured.
(7) After raising the candle until smoke comes out from the tip of the flame, slowly lower the candle while visually observing the change in the state of the flame.
(8) The height of the flame when the flame has a specified shape is visually read and recorded as a measured smoke point.
しかしながら、従来の方法では、測定者によって認識される炎の形状と煙点は主観による部分が大きく、異なる測定者間で異なる結果が得られるなど、測定精度の面で問題があった。 However, the conventional method has a problem in terms of measurement accuracy, such as the shape of the flame and smoke point recognized by the measurer are largely subjective, and different results are obtained between different measurers.
本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであって、画像解析によって炎の先端位置を精度良く自動的に計測して画像表示することができる煙点測定装置及び煙点測定方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve such a conventional problem, and a smoke point measuring apparatus and a smoke point measuring apparatus capable of automatically and accurately measuring a tip position of a flame by image analysis and displaying an image. It is intended to provide a point measurement method.
上記課題を解決するために、本発明に係る煙点測定装置は、煙点に近い炎の先端部分では赤成分が強い領域が大きくなり、煙点から遠い炎の先端部分では赤成分が強い領域が小さくなることを利用して、炭化水素燃料の煙点を測定する煙点測定装置であって、前記炭化水素燃料を含浸させた灯心が差し込まれた灯心管を有し、当該灯心の所定長さ部分が当該灯心管の上端から突出しており、当該炭化水素燃料を燃焼させるキャンドルと、前記キャンドルを垂直方向に昇降させる昇降装置と、前記昇降装置により昇降する前記キャンドルの前記灯心管を垂直方向に案内する中空の灯心管ガイドを有し、当該キャンドルが内部に配置されるランプ本体と、前記灯心管ガイドの上端から露出する前記灯心の長さに応じて外形が変化する前記炭化水素燃料の炎を、連続的に撮影して得られるカラー画像を出力するカメラと、前記カラー画像を解析して前記カラー画像の階調情報を取得し、前記階調情報に基づいて被測定試料としての炭化水素燃料の炎の先端位置を決定する画像処理装置と、前記ランプ本体内において、前記炭化水素燃料の炎の背後に設置された目視測定用の目盛板と、を備え、前記画像処理装置は、前記炭化水素燃料の炎の先端位置を示すカーソルの画像と、当該カーソルの画像が示す前記炭化水素燃料の炎の先端位置の高さを測定するための、前記灯心管ガイドの上端位置を零点とする目盛の画像と、を前記カラー画像に合成して表示する制御を行う表示制御部を含み、前記目盛板による目視測定と、前記画像処理装置による自動測定との両方で、前記炭化水素燃料の炎の先端位置の高さの測定を実行できる構成である。 In order to solve the above-mentioned problem, the smoke point measuring device according to the present invention has a region where the red component is strong at the tip of the flame near the smoke point, and the region where the red component is strong at the tip of the flame far from the smoke point. A smoke point measuring device for measuring the smoke point of the hydrocarbon fuel by utilizing the fact that the diameter is reduced, comprising a wick tube into which a wick impregnated with the hydrocarbon fuel is inserted, and a predetermined length of the wick. A portion protruding from an upper end of the wick tube, a candle for burning the hydrocarbon fuel, an elevating device for vertically elevating the candle, and the wick tube of the candle vertically moved by the elevating device. A lamp body having a hollow wick tube guide for guiding the candle therein, and the hydrocarbon whose outer shape changes according to the length of the wick exposed from the upper end of the wick tube guide The fee flame, a camera for outputting a color image obtained by continuously shooting, by analyzing the color image to acquire the gradation information of the color image, as measured sample based on the gradation information An image processing apparatus for determining a position of a tip of a flame of the hydrocarbon fuel, and a scale plate for visual measurement installed behind the flame of the hydrocarbon fuel in the lamp body, the image processing apparatus comprising: The image of the cursor indicating the tip position of the flame of the hydrocarbon fuel, and the upper end position of the wick tube guide for measuring the height of the tip position of the flame of the hydrocarbon fuel indicated by the image of the cursor, An image of a graduation to be a zero point, and a display control unit that performs control for synthesizing and displaying the color image, and both the visual measurement by the graduation plate and the automatic measurement by the image processing device, the hydrocarbon Fuel flame A configuration that can perform the measurement of the height of the tip position.
この構成により、本発明に係る煙点測定装置は、画像解析によって炎の先端位置を精度良く自動的に計測して画像表示することができる。 With this configuration, the smoke point measuring apparatus according to the present invention can automatically measure the tip position of the flame with high accuracy by image analysis and display the image.
また、上記構成の煙点測定装置において、前記画像処理装置は、前記カラー画像のピクセルごとに階調情報を取得する階調情報取得部と、前記階調情報取得部により取得された階調情報に基づいて、炎の先端位置に相当するピクセル位置を決定する先端位置決定部と、を更に含む構成であってもよい。 Further, in the smoke point measuring device having the above-described configuration, the image processing device includes: a gradation information acquisition unit that acquires gradation information for each pixel of the color image; and a gradation information acquired by the gradation information acquisition unit. And a tip position determination unit that determines a pixel position corresponding to the tip position of the flame based on the above.
この構成により、本発明に係る煙点測定装置は、画像解析によって撮影画像のピクセルごとに階調情報を取得することにより、炎の先端位置に相当するピクセル位置を精度良く自動的に決定することができる。 With this configuration, the smoke point measurement device according to the present invention obtains gradation information for each pixel of a captured image by image analysis, thereby automatically and accurately determining a pixel position corresponding to a tip position of a flame. Can be.
また、本発明に係る煙点測定方法は、煙点に近い炎の先端部分では赤成分が強い領域が大きくなり、煙点から遠い炎の先端部分では赤成分が強い領域が小さくなることを利用して、炭化水素燃料の煙点を測定する煙点測定方法であって、前記炭化水素燃料を含浸させた灯心が差し込まれた灯心管を有し、当該灯心の所定長さ部分が当該灯心管の上端から突出しており、当該炭化水素燃料を燃焼させるキャンドルと、前記キャンドルを垂直方向に昇降させる昇降装置と、前記昇降装置により昇降する前記キャンドルの前記灯心管を垂直方向に案内する中空の灯心管ガイドを有し、当該キャンドルが内部に配置されるランプ本体と、前記灯心管ガイドの上端から露出する前記灯心の長さに応じて外形が変化する前記炭化水素燃料の炎を、連続的に撮影して得られるカラー画像を出力するカメラと、前記カラー画像を解析して前記カラー画像の階調情報を取得し、前記階調情報に基づいて被測定試料としての炭化水素燃料の炎の先端位置を決定する画像処理装置と、前記ランプ本体内において、前記炭化水素燃料の炎の背後に設置された目視測定用の目盛板と、を備える煙点測定装置を用いる煙点測定方法であって、前記炭化水素燃料の炎の先端位置を示すカーソルの画像と、当該カーソルの画像が示す前記炭化水素燃料の炎の先端位置の高さを測定するための、前記灯心管ガイドの上端位置を零点とする目盛の画像と、を前記カラー画像に合成して表示する制御を行う表示制御ステップを含み、前記目盛板による目視測定と、前記画像処理装置による自動測定との両方で、前記炭化水素燃料の炎の先端位置の高さの測定を実行する構成である。 The smoke point measurement method according to the present invention utilizes the fact that the region where the red component is strong is large at the tip of the flame near the smoke point, and the region where the red component is strong is small at the tip of the flame far from the smoke point. A smoke point measuring method for measuring the smoke point of the hydrocarbon fuel, comprising a wick tube into which a wick impregnated with the hydrocarbon fuel is inserted, wherein a predetermined length portion of the wick is the wick tube. A candle that protrudes from the upper end of the candle, burns the hydrocarbon fuel, an elevating device that vertically elevates the candle, and a hollow wick that vertically guides the wick tube of the candle that is elevated by the elevating device. A lamp body having a tube guide, in which the candle is disposed, and a flame of the hydrocarbon fuel whose outer shape changes in accordance with the length of the wick exposed from the upper end of the wick tube guide, continuously. A camera for outputting a color image obtained by shadows, by analyzing the color image to acquire the gradation information of the color image, the tip of the hydrocarbon fuel flame as the measured sample, based on the gradation information A smoke point measuring method using a smoke point measuring device comprising: an image processing device for determining a position; and a scale plate for visual measurement installed in the lamp body, behind a flame of the hydrocarbon fuel. An image of a cursor indicating the tip position of the flame of the hydrocarbon fuel, and a zero point at an upper end position of the wick tube guide for measuring the height of the tip position of the flame of the hydrocarbon fuel indicated by the image of the cursor. An image of a graduation, and a display control step of performing control to synthesize and display the color image, the visual measurement by the graduation plate, and both automatic measurement by the image processing device, the hydrocarbon It is configured to perform measurements of the height of the tip position of the charge of the flame.
この構成により、本発明に係る煙点測定方法は、画像解析によって炎の先端位置を精度良く自動的に計測して画像表示することができる。 With this configuration, the smoke point measuring method according to the present invention can automatically measure the tip position of the flame with high accuracy by image analysis and display the image.
本発明は、画像解析によって炎の先端位置を精度良く自動的に計測して画像表示することができる煙点測定装置及び煙点測定方法を提供する。 The present invention provides a smoke point measuring apparatus and a smoke point measuring method capable of automatically measuring the tip position of a flame with high accuracy by image analysis and displaying an image.
以下、本発明に係る煙点測定装置及び煙点測定方法の実施形態について、図面を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of a smoke point measuring device and a smoke point measuring method according to the present invention will be described with reference to the drawings.
本発明の実施形態としての煙点測定装置は、発煙点や煙点に近い炎の先端部分では赤成分が強い領域が大きくなり、煙点から遠い炎の先端部分では赤成分が強い領域が小さくなることを利用して、炭化水素燃料の煙点を測定するものである。 In the smoke point measuring device as an embodiment of the present invention, the region where the red component is strong is large at the tip of the flame near the smoke point or the smoke point, and the region where the red component is strong is small at the tip of the flame far from the smoke point. The smoke point of the hydrocarbon fuel is measured by using the following.
図１に示すように、煙点測定装置１は、キャンドル１１が内部に配置されるランプ本体１２、昇降装置１３、カメラ１４、表示装置１５、操作装置１６、及び画像処理装置として機能する制御装置１７を主に備える。キャンドル１１及びランプ本体１２は、ＪＩＳ Ｋ ２５３７に規定された形状及び寸法を有している。 As shown in FIG. 1, the smoke point measuring device 1 includes a lamp body 12 in which a candle 11 is disposed, a lifting device 13, a camera 14, a display device 15, an operation device 16, and a control device functioning as an image processing device. 17 mainly. The candle 11 and the lamp body 12 have shapes and dimensions specified in JIS K2537.
キャンドル１１は、図２に示すように、炭化水素燃料を含浸させた灯心１１ａが差し込まれた灯心管１１ｂを有し、灯心１１ａの所定長さ部分が灯心管１１ｂの上端から突出しており、炭化水素燃料を燃焼させるようになっている。 As shown in FIG. 2, the candle 11 has a wick tube 11b into which a wick 11a impregnated with a hydrocarbon fuel is inserted. A predetermined length of the wick 11a protrudes from an upper end of the wick tube 11b. It is designed to burn hydrogen fuel.
ランプ本体１２は、図２に示すように、煙筒１２ａ、目盛板１２ｂ、通気室１２ｃ、通気口１２ｄ、キャンドル保持器１２ｅ、及び灯心管ガイド１８を備える。目盛板１２ｂは、目視による測定で用いられ、炎の背後に設置される。さらに、本実施形態におけるランプ本体１２は、炭化水素燃料の炎から放射される光をカメラ１４が受光するための窓部１２ｆを側面に有している。 As shown in FIG. 2, the lamp body 12 includes a smoke tube 12a, a scale plate 12b, a ventilation chamber 12c, a ventilation opening 12d, a candle holder 12e, and a wick tube guide 18. The scale plate 12b is used for visual measurement and is installed behind the flame. Further, the lamp body 12 in the present embodiment has a window portion 12f on a side surface for the camera 14 to receive light emitted from the flame of the hydrocarbon fuel.
昇降装置１３は、キャンドル１１を垂直方向に昇降させるようになっている。具体的には、昇降装置１３は、被測定試料としての炭化水素燃料の煙点の測定前にキャンドル１１をキャンドル保持器１２ｅの下方から上昇させて、キャンドル１１の灯心１１ａをランプ本体１２の内部に配置させる。 The elevating device 13 elevates and lowers the candle 11 in the vertical direction. Specifically, the elevating device 13 raises the candle 11 from below the candle holder 12 e before measuring the smoke point of the hydrocarbon fuel as the sample to be measured, and moves the wick 11 a of the candle 11 inside the lamp body 12. To be placed.
また、昇降装置１３は、煙点の測定時には、炎の状態に応じてキャンドル１１をランプ本体１２内で昇降させる。キャンドル１１の灯心１１ａの上昇に従って、炎の高さ（以下、「炎高」ともいう）は上昇する。また、昇降装置１３は、煙点の測定後には、キャンドル１１をランプ本体１２内から下降させて、キャンドル保持器１２ｅからキャンドル１１を抜き出す。 When measuring the smoke point, the lifting device 13 raises and lowers the candle 11 in the lamp body 12 according to the state of the flame. As the wick 11a of the candle 11 rises, the height of the flame (hereinafter, also referred to as “flame height”) increases. After measuring the smoke point, the elevating device 13 lowers the candle 11 from inside the lamp body 12 and extracts the candle 11 from the candle holder 12e.
灯心管ガイド１８は、中空であり、昇降装置１３により昇降するキャンドル１１の灯心管１１ｂを垂直方向に案内するようになっている。 The wick tube guide 18 is hollow, and guides the wick tube 11b of the candle 11 vertically moved by the elevating device 13 in the vertical direction.
表示装置１５は、例えばＬＣＤやＣＲＴなどの表示機器で構成され、制御装置１７からの制御信号に応じて各種表示内容を表示するようになっている。この表示内容には、カメラ１４により撮影された撮影画像、制御装置１７から出力された測定結果などが含まれる。さらに、表示装置１５は、測定条件などを設定するためのソフトキー、プルダウンメニュー、テキストボックスなどの操作対象を表示するものであってもよい。 The display device 15 is configured by a display device such as an LCD and a CRT, and displays various display contents according to a control signal from the control device 17. The display content includes a captured image captured by the camera 14, a measurement result output from the control device 17, and the like. Further, the display device 15 may display an operation target such as a soft key for setting measurement conditions and the like, a pull-down menu, and a text box.
操作装置１６は、キーボード、タッチパネル、又はマウスのような入力デバイスを含んで構成される。あるいは、操作装置１６は、ソフトキー、プルダウンメニュー、テキストボックスなどの操作対象が表示装置１５に表示される構成であってもよい。 The operation device 16 includes an input device such as a keyboard, a touch panel, or a mouse. Alternatively, the operation device 16 may have a configuration in which an operation target such as a soft key, a pull-down menu, or a text box is displayed on the display device 15.
カメラ１４は、灯心管ガイド１８の上端から露出する灯心１１ａの長さに応じて外形が変化する炭化水素燃料の炎を、連続的に撮影して得られる撮影画像を出力するようになっている。撮影画像は、白黒画像であってもカラー画像であってもよい。カメラ１４としては、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）などを用いたイメージセンサを備えており、撮影画像をディジタルデータとして出力することが可能なディジタルカメラ又はディジタルビデオカメラを用いるのが好ましい。 The camera 14 outputs a photographed image obtained by continuously photographing the flame of the hydrocarbon fuel whose outer shape changes according to the length of the wick 11 a exposed from the upper end of the wick tube guide 18. . The captured image may be a black-and-white image or a color image. The camera 14 includes an image sensor using a charge coupled device (CCD) or a complementary metal oxide semiconductor (CMOS), and uses a digital camera or a digital video camera capable of outputting a captured image as digital data. Is preferred.
カメラ１４から出力されるディジタルデータは、カメラ１４の撮像素子上における各画素の階調情報を含んでいる。この階調情報には、白黒画像の階調値、又は、カラー画像の例えばＲＧＢの階調値が含まれる。ただし、カラー画像の階調情報は、ＲＧＢ階調値に限定されるものではなく、その他の色情報を表現するデータ形式（ＹＵＶ，ＹＣｒＣｂなど）であってもよい。 The digital data output from the camera 14 includes gradation information of each pixel on the image sensor of the camera 14. The gradation information includes a gradation value of a black-and-white image or a gradation value of, for example, RGB of a color image. However, the gradation information of the color image is not limited to the RGB gradation values, but may be a data format (YUV, YCrCb, etc.) expressing other color information.
図３は、カメラ１４により生成される撮影画像のサイズと炎高との関係を説明するための図である。煙点測定装置１の組み立て・調整の際に、例えば以下の（１）〜（４）の手順でカメラ１４の位置調整を行う。 FIG. 3 is a diagram for explaining the relationship between the size of the captured image generated by the camera 14 and the flame height. At the time of assembling and adjusting the smoke point measuring apparatus 1, for example, the position of the camera 14 is adjusted according to the following procedures (1) to (4).
（１）図３（ａ）に示すように、キャンドル１１がランプ本体１２内に配置されていない状態で、調整用のスケール５０を設置する。このとき、スケール５０の０ｍｍを示す線を灯心管ガイド１８の上端位置に一致させる。
（２）撮影画像におけるスケール５０の０ｍｍの線を、垂直方向の０ピクセルの位置（基準位置）としたときに、撮影画像における垂直方向の５００ピクセルが、例えば炎の高さの５０．０ｍｍに相当するように（５００ピクセル＝５０．０ｍｍ）、図３（ｂ）に示すような撮影画像を表示装置１５で確認しながらカメラ１４の位置を調整する。
（３）５００ピクセル＝５０．０ｍｍの場合、１ピクセルは０．１ｍｍに相当する。よって、撮影画像における炎の高さのピクセル数が１２３ピクセルの場合、制御装置１７は炎の高さを１２．３ｍｍと計算することになる。
（４）カメラ１４の位置調整が終了したら、スケール５０を取り除く。
(1) As shown in FIG. 3A, the adjustment scale 50 is set in a state where the candle 11 is not arranged in the lamp body 12. At this time, a line indicating 0 mm of the scale 50 is matched with the upper end position of the wick tube guide 18.
(2) When the 0 mm line of the scale 50 in the captured image is set to the position of 0 pixel in the vertical direction (reference position), 500 pixels in the vertical direction in the captured image are, for example, 50.0 mm of the height of the flame. Correspondingly (500 pixels = 50.0 mm), the position of the camera 14 is adjusted while checking the captured image as shown in FIG.
(3) When 500 pixels = 50.0 mm, one pixel corresponds to 0.1 mm. Therefore, when the number of pixels of the height of the flame in the captured image is 123 pixels, the control device 17 calculates the height of the flame as 12.3 mm.
(4) When the position adjustment of the camera 14 is completed, the scale 50 is removed.
図４は、制御装置１７の機能構成を示すブロック図である。制御装置１７は、例えばＣＰＵ、記憶部２０を構成するＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤなどを含むマイクロコンピュータで構成され、煙点測定装置１を構成する上記各部の動作を制御する。さらに、制御装置１７は、所定のプログラムを実行することにより、階調情報取得部２１、先端位置決定部２２、及び表示制御部２７をソフトウェア的に構成して、カメラ１４により撮影された撮影画像を解析するようになっている。 FIG. 4 is a block diagram illustrating a functional configuration of the control device 17. The control device 17 is configured by a microcomputer including, for example, a CPU, a ROM, a RAM, and an HDD that constitute the storage unit 20, and controls the operation of each of the above-mentioned units that constitute the smoke point measuring device 1. Further, by executing a predetermined program, the control device 17 configures the gradation information acquisition unit 21, the tip position determination unit 22, and the display control unit 27 as software, and obtains a captured image captured by the camera 14. Is to be analyzed.
階調情報取得部２１は、カメラ１４によって撮影された撮影画像について、ピクセルごとに例えばＲＧＢの各値（階調値）のような階調情報を取得するようになっている。図５にカメラ１４により撮影された撮影画像の一例を示す。なお、図５においては、ｘ軸負方向が炎の高さ方向になっている。 The gradation information acquisition unit 21 acquires gradation information such as RGB values (gradation values) for each pixel of a captured image captured by the camera 14. FIG. 5 shows an example of an image captured by the camera 14. In FIG. 5, the negative direction of the x-axis is the height direction of the flame.
先端位置決定部２２は、階調情報取得部２１により取得された階調情報に基づいて、所定の閾値以上の階調値を有するピクセルを、撮影画像において炎の領域を構成する複数のピクセルとして特定する。例えばＲＧＢの場合、所定の閾値以上の階調値とは、Ｒ値が４以上、かつ、Ｇ値が２以上、かつ、Ｂ値が０以上となる階調値である。 The tip position determination unit 22 determines, based on the gradation information acquired by the gradation information acquisition unit 21, pixels having a gradation value equal to or greater than a predetermined threshold value as a plurality of pixels constituting a flame region in a captured image. Identify. For example, in the case of RGB, a tone value equal to or greater than a predetermined threshold value is a tone value at which the R value is 4 or more, the G value is 2 or more, and the B value is 0 or more.
また、先端位置決定部２２は、炎の領域を構成する複数のピクセルのうち、図５における最も左側のピクセル、すなわち、炎の先端位置に相当する撮影画像のピクセル位置（以下、「先端ピクセル位置」ともいう）を決定するようになっている。 In addition, the tip position determination unit 22 determines the pixel position of the leftmost pixel in FIG. 5, that is, the pixel position of the captured image corresponding to the tip position of the flame (hereinafter, “tip pixel position” ").
また、先端位置決定部２２は、先端ピクセル位置と、灯心管ガイド１８の上端位置に相当する撮影画像のピクセル位置（以下、「炎の下端位置」ともいう）との炎の高さ方向（ｘ軸方向）における位置の差と、撮影画像の１ピクセルと炎高の関係（例えば、１ピクセル＝０．１ｍｍ）とに基づいて、実際の炎の高さを算出するようになっている。ここで、炎の下端位置は、図３を用いて説明したカメラ１４の位置調整時に決定されている。 In addition, the tip position determining unit 22 determines the tip pixel position and the pixel position of the captured image corresponding to the upper end position of the lamp tube guide 18 (hereinafter, also referred to as the “lower end position of the flame”) in the flame height direction (x The actual flame height is calculated based on the position difference in the axial direction) and the relationship between one pixel of the captured image and the flame height (for example, 1 pixel = 0.1 mm). Here, the lower end position of the flame is determined during the position adjustment of the camera 14 described with reference to FIG.
表示制御部２７は、図６に示すように、炎の先端位置を示すカーソルの画像（以下、単に「カーソル画像」ともいう）４１と、カーソル画像４１が示す炎の先端位置の高さを測定するための目盛の画像（以下、単に「目盛画像」ともいう）４２と、をカメラ１４により撮影された撮影画像４３に合成するようになっている。カーソル画像４１は、白黒画像であってもカラー画像であってもよい。同様に、目盛画像４２も、白黒画像であってもカラー画像であってもよい。 As shown in FIG. 6, the display control unit 27 measures a cursor image 41 (hereinafter, also simply referred to as a “cursor image”) indicating the tip position of the flame and the height of the tip position of the flame indicated by the cursor image 41. A scale image (hereinafter, also simply referred to as a “scale image”) 42 for performing the operation is combined with a photographed image 43 photographed by the camera 14. The cursor image 41 may be a monochrome image or a color image. Similarly, the scale image 42 may be a black-and-white image or a color image.
ここで、炎の先端位置の情報として、先端位置決定部２２で決定された先端ピクセル位置の情報が、表示制御部２７に入力される。 Here, information on the tip pixel position determined by the tip position determination unit 22 is input to the display control unit 27 as information on the tip position of the flame.
また、表示制御部２７は、カーソル画像４１及び目盛画像４２が合成された合成撮影画像４４を表示装置１５に表示させる制御を行うようになっている。 Further, the display control unit 27 controls the display device 15 to display a combined photographed image 44 in which the cursor image 41 and the scale image 42 are combined.
目盛画像４２は、灯心管ガイド１８の上端位置を零点として、撮影画像４３における炎の領域の右側又は左側に配置される。カーソル画像４１は、少なくとも目盛画像４２を横切るように配置されればよいが、図６に示すように、撮影画像４３における炎の領域の幅方向全体をカバーするように配置されていることが望ましい。なお、図６は、灯油の煙点（２５．８ｍｍ）の撮影画像を示している。 The scale image 42 is arranged on the right or left side of the flame region in the captured image 43 with the upper end position of the lamp tube guide 18 as a zero point. The cursor image 41 may be arranged so as to cross at least the scale image 42, but is desirably arranged so as to cover the entire width of the flame region in the photographed image 43 as shown in FIG. . FIG. 6 shows a photographed image of a smoke point (25.8 mm) of kerosene.
さらに、表示制御部２７は、カーソル画像４１及び目盛画像４２が合成された合成撮影画像４４を適宜記憶部２０に記憶させるようになっている。 Further, the display control unit 27 causes the storage unit 20 to appropriately store the combined photographed image 44 in which the cursor image 41 and the scale image 42 are combined.
以下、図６のグラフと図７のフローチャートを参照しながら、本実施形態の煙点測定装置１を用いた煙点測定方法について説明する。なお、下記の処理は、カメラ１４から撮影画像が出力されるたびに実行されるものとする。 Hereinafter, the smoke point measuring method using the smoke point measuring device 1 of the present embodiment will be described with reference to the graph of FIG. 6 and the flowchart of FIG. Note that the following process is executed each time a captured image is output from the camera 14.
まず、表示制御部２７は、炎の先端位置の高さを測定するための目盛画像４２を、カメラ１４により撮影された撮影画像４３に合成して表示装置１５に表示させる（ステップＳ１）。 First, the display control unit 27 combines the scale image 42 for measuring the height of the tip position of the flame with the photographed image 43 photographed by the camera 14 and causes the display device 15 to display the scale image 42 (step S1).
次に、階調情報取得部２１は、カメラ１４によって撮影された撮影画像について、ピクセルごとに階調情報を取得する（ステップＳ２）。 Next, the gradation information acquisition unit 21 acquires gradation information for each pixel of the image captured by the camera 14 (Step S2).
次に、先端位置決定部２２は、炎の領域を構成する複数のピクセルから、先端ピクセル位置を決定する（ステップＳ３）。 Next, the tip position determination unit 22 determines a tip pixel position from a plurality of pixels constituting the flame region (Step S3).
次に、表示制御部２７は、ステップＳ１で目盛画像４２が合成された撮影画像において、ステップＳ３で決定された先端ピクセル位置を含む水平方向（炎の幅方向）に、炎の先端位置を示すカーソル画像４１を合成して表示装置１５に表示させる（ステップＳ４）。 Next, the display control unit 27 indicates the tip position of the flame in the horizontal direction (the flame width direction) including the tip pixel position determined in step S3 in the captured image in which the scale image 42 is combined in step S1. The cursor image 41 is synthesized and displayed on the display device 15 (step S4).
次に、表示制御部２７は、ステップＳ４で得られた合成撮影画像４４を記憶部２０に記憶させる（ステップＳ５）。 Next, the display control unit 27 causes the storage unit 20 to store the composite photographed image 44 obtained in Step S4 (Step S5).
以上説明したように、本実施形態の煙点測定装置１は、画像解析によって炎の先端位置を精度良く自動的に計測して画像表示することができる。 As described above, the smoke point measuring device 1 according to the present embodiment can automatically measure the tip position of the flame with high accuracy by image analysis and display the image.
また、本実施形態の煙点測定装置１は、画像解析によって撮影画像のピクセルごとに階調情報を取得することにより、炎の先端位置に相当するピクセル位置を精度良く自動的に決定することができる。 In addition, the smoke point measuring apparatus 1 of the present embodiment can automatically determine the pixel position corresponding to the tip position of the flame accurately by acquiring gradation information for each pixel of the captured image by image analysis. it can.
１ 煙点測定装置
１１ キャンドル
１１ａ 灯心
１１ｂ 灯心管
１２ ランプ本体
１３ 昇降装置
１４ カメラ
１５ 表示装置
１７ 制御装置（画像処理装置）
１８ 灯心管ガイド
２０ 記憶部
２１ 階調情報取得部
２２ 先端位置決定部
２７ 表示制御部
４１ カーソル画像
４２ 目盛画像
４３ 撮影画像
４４ 合成撮影画像
Reference Signs List 1 smoke point measuring device 11 candle 11a wick 11b wick tube 12 lamp body 13 lifting device 14 camera 15 display device 17 control device (image processing device)
Reference Signs List 18 wick tube guide 20 storage unit 21 gradation information acquisition unit 22 tip position determination unit 27 display control unit 41 cursor image 42 scale image 43 photographed image 44 composite photographed image
Claims (3)
前記炭化水素燃料を含浸させた灯心が差し込まれた灯心管を有し、当該灯心の所定長さ部分が当該灯心管の上端から突出しており、当該炭化水素燃料を燃焼させるキャンドルと、
前記キャンドルを垂直方向に昇降させる昇降装置と、
前記昇降装置により昇降する前記キャンドルの前記灯心管を垂直方向に案内する中空の灯心管ガイドを有し、当該キャンドルが内部に配置されるランプ本体と、
前記灯心管ガイドの上端から露出する前記灯心の長さに応じて外形が変化する前記炭化水素燃料の炎を、連続的に撮影して得られるカラー画像を出力するカメラと、
前記カラー画像を解析して前記カラー画像の階調情報を取得し、前記階調情報に基づいて被測定試料としての炭化水素燃料の炎の先端位置を決定する画像処理装置と、
前記ランプ本体内において、前記炭化水素燃料の炎の背後に設置された目視測定用の目盛板と、を備え、
前記画像処理装置は、
前記炭化水素燃料の炎の先端位置を示すカーソルの画像と、当該カーソルの画像が示す前記炭化水素燃料の炎の先端位置の高さを測定するための、前記灯心管ガイドの上端位置を零点とする目盛の画像と、を前記カラー画像に合成して表示する制御を行う表示制御部を含み、
前記目盛板による目視測定と、前記画像処理装置による自動測定との両方で、前記炭化水素燃料の炎の先端位置の高さの測定を実行できることを特徴とする煙点測定装置。 Measure the smoke point of hydrocarbon fuel using the fact that the region where the red component is strong is large at the tip of the flame near the smoke point, and the region where the red component is strong is small at the tip of the flame far from the smoke point A smoke point measuring device,
A candle that has a wick tube into which the wick impregnated with the hydrocarbon fuel is inserted, a predetermined length portion of the wick projects from an upper end of the wick tube, and a candle that burns the hydrocarbon fuel;
An elevating device for vertically elevating the candle,
A lamp body having a hollow wick tube guide that vertically guides the wick tube of the candle that is raised and lowered by the lifting device, and the candle is disposed therein;
A camera that outputs a color image obtained by continuously photographing the flame of the hydrocarbon fuel whose outer shape changes according to the length of the wick exposed from the upper end of the wick tube guide,
An image processing apparatus that analyzes the color image to obtain gradation information of the color image, and determines a tip position of a flame of the hydrocarbon fuel as the sample to be measured based on the gradation information ,
A scale plate for visual measurement installed behind the flame of the hydrocarbon fuel in the lamp body,
The image processing device,
An image of a cursor indicating the leading end position of the flame of the hydrocarbon fuel, and for measuring the height of the leading end position of the flame of the hydrocarbon fuel indicated by the image of the cursor, the upper end position of the wick tube guide is defined as a zero point. Including a display control unit that performs control to synthesize and display the color image with the scale image to be displayed,
A smoke point measuring device, wherein the height of the front end position of the flame of the hydrocarbon fuel can be measured both by visual measurement using the scale plate and automatic measurement by the image processing device.
前記カラー画像のピクセルごとに階調情報を取得する階調情報取得部と、
前記階調情報取得部により取得された階調情報に基づいて、炎の先端位置に相当するピクセル位置を決定する先端位置決定部と、を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の煙点測定装置。 The image processing device,
A gradation information acquisition unit that acquires gradation information for each pixel of the color image,
The smoke according to claim 1, further comprising: a tip position determining unit that determines a pixel position corresponding to a tip position of the flame based on the tone information acquired by the tone information acquiring unit. Point measuring device.
前記炭化水素燃料を含浸させた灯心が差し込まれた灯心管を有し、当該灯心の所定長さ部分が当該灯心管の上端から突出しており、当該炭化水素燃料を燃焼させるキャンドルと、
前記キャンドルを垂直方向に昇降させる昇降装置と、
前記昇降装置により昇降する前記キャンドルの前記灯心管を垂直方向に案内する中空の灯心管ガイドを有し、当該キャンドルが内部に配置されるランプ本体と、
前記灯心管ガイドの上端から露出する前記灯心の長さに応じて外形が変化する前記炭化水素燃料の炎を、連続的に撮影して得られるカラー画像を出力するカメラと、
前記カラー画像を解析して前記カラー画像の階調情報を取得し、前記階調情報に基づいて被測定試料としての炭化水素燃料の炎の先端位置を決定する画像処理装置と、
前記ランプ本体内において、前記炭化水素燃料の炎の背後に設置された目視測定用の目盛板と、を備える煙点測定装置を用いる煙点測定方法であって、
前記炭化水素燃料の炎の先端位置を示すカーソルの画像と、当該カーソルの画像が示す前記炭化水素燃料の炎の先端位置の高さを測定するための、前記灯心管ガイドの上端位置を零点とする目盛の画像と、を前記カラー画像に合成して表示する制御を行う表示制御ステップを含み、
前記目盛板による目視測定と、前記画像処理装置による自動測定との両方で、前記炭化水素燃料の炎の先端位置の高さの測定を実行することを特徴とする煙点測定方法。 Measure the smoke point of hydrocarbon fuel using the fact that the region where the red component is strong is large at the tip of the flame near the smoke point, and the region where the red component is strong is small at the tip of the flame far from the smoke point A smoke point measurement method,
A candle that has a wick tube into which the wick impregnated with the hydrocarbon fuel is inserted, a predetermined length portion of the wick projects from an upper end of the wick tube, and a candle that burns the hydrocarbon fuel;
An elevating device for vertically elevating the candle,
A lamp body having a hollow wick tube guide that vertically guides the wick tube of the candle that is raised and lowered by the lifting device, and the candle is disposed therein;
A camera that outputs a color image obtained by continuously photographing the flame of the hydrocarbon fuel whose outer shape changes according to the length of the wick exposed from the upper end of the wick tube guide,
An image processing apparatus that analyzes the color image to obtain gradation information of the color image, and determines a tip position of a flame of the hydrocarbon fuel as the sample to be measured based on the gradation information ,
In the lamp body, a scale plate for visual measurement installed behind the flame of the hydrocarbon fuel, a smoke point measuring method using a smoke point measuring device,
An image of a cursor indicating the leading end position of the flame of the hydrocarbon fuel, and for measuring the height of the leading end position of the flame of the hydrocarbon fuel indicated by the image of the cursor, the upper end position of the wick tube guide is defined as a zero point. And a display control step of performing control to combine and display the color image with the scale image,
A visual measurement by the scale plate, the both of the automatic measurement by the image processing apparatus, smoke point measuring method characterized by performing the height measurement of the tip position of the hydrocarbon fuel flames.
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