JP6851234B2 - Imaging device for particle size distribution measurement - Google Patents
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Description
本発明は、材料の粒度分布測定に用いられる画像撮影装置に関する。 The present invention relates to an imaging apparatus used for measuring the particle size distribution of a material.
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、流下する材料を撮影し、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。
In the process of manufacturing concrete in the construction of dams and the like, batcher plants and CSG (Cemented Sand and Gravel) mixing plants are used.
In these plants, it is necessary to understand the particle size distribution of materials for quality control of concrete. Therefore, it has been proposed to photograph the flowing material and measure the particle size distribution of the material based on the photographed result.
粒度分布測定用の画像撮影装置としては、上流側から下流側に向けて材料が流下する整流板と、整流板の下流側に設けられたスクリーンと、スクリーンの表側に設けられた撮影部と、を備えているものがある(例えば、特許文献1参照)。
前記した画像撮影装置では、整流板の表面に複数の突起が形成されている。このようにすると、整流板の表面を流下する材料が突起に接触して拡散される。これにより、整流板から流下する材料が整流されるため、粒度分布測定の精度を高めることができる。
The image capturing device for measuring the particle size distribution includes a rectifying plate in which the material flows from the upstream side to the downstream side, a screen provided on the downstream side of the rectifying plate, and an imaging unit provided on the front side of the screen. (See, for example, Patent Document 1).
In the image capturing apparatus described above, a plurality of protrusions are formed on the surface of the straightening vane. In this way, the material flowing down the surface of the straightening vane comes into contact with the protrusions and is diffused. As a result, the material flowing down from the rectifying plate is rectified, so that the accuracy of particle size distribution measurement can be improved.
前記した画像撮影装置において、材料の粘性が大きい場合や材料の表面に粘度等が付着している場合には、材料が突起に付着して塊になり、材料が整流板の表面を流れ難くなる場合がある。 In the above-mentioned imaging apparatus, when the material has a high viscosity or the viscosity or the like adheres to the surface of the material, the material adheres to the protrusions and becomes a lump, which makes it difficult for the material to flow on the surface of the straightening vane. In some cases.
本発明は、前記した問題を解決し、ピンを有する整流板に対して材料をスムーズに流下させ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。 An object of the present invention is to provide an image capturing apparatus capable of solving the above-mentioned problems and allowing a material to smoothly flow down a straightening vane having a pin.
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整流板を備えている。また、前記画像撮影装置は、前記整流板の下流側に設けられ、前記整流板に対して裏側にオフセットされているスクリーンと、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、を備えている。前記整流板の表面には、回転ピンが立設され、前記回転ピンは、前記整流板に対して軸回りに回転自在に取り付けられている。 In order to solve the above problems, the present invention is an imaging device for measuring particle size distribution, and includes a straightening vane in which a material flows down from an upstream side to a downstream side. Further, the image capturing device includes a screen provided on the downstream side of the straightening vane and offset to the back side with respect to the straightening vane, and a photographing unit for photographing a material passing through the space on the front side of the screen. It has. A rotating pin is erected on the surface of the straightening vane, and the rotating pin is rotatably attached to the straightening vane about the axis.
本発明の画像撮影装置では、材料が整流板に対して流下したときに、材料が回転ピンに接触することで、材料が拡散して整流される。そして、整流された材料がスクリーンの表側で撮影部に撮影されるため、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。 In the imaging apparatus of the present invention, when the material flows down to the straightening vane, the material comes into contact with the rotating pin, so that the material is diffused and rectified. Then, since the rectified material is photographed by the photographing unit on the front side of the screen, the accuracy of the particle size distribution measurement performed based on the image of the material can be improved.
また、本発明の画像撮影装置では、回転ピンの上側に材料が付着しても、回転ピンの回転に伴って、材料が回転ピンの下側に移動するので、材料が回転ピンから剥がれ易くなり、その結果、回転ピンに材料の塊が付着し難くなる。これにより、本発明の画像撮影装置では、回転ピンを有する整流板に対して材料をスムーズに流下させて、材料を整流させることができる。 Further, in the imaging apparatus of the present invention, even if the material adheres to the upper side of the rotating pin, the material moves to the lower side of the rotating pin as the rotating pin rotates, so that the material easily peels off from the rotating pin. As a result, it becomes difficult for a lump of material to adhere to the rotating pin. Thereby, in the image capturing apparatus of the present invention, the material can be smoothly flowed down to the straightening vane having the rotating pin, and the material can be straightened.
前記した粒度分布測定用の画像撮影装置において、前記整流板の表面に複数の前記回転ピンを立設した場合には、整流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。 In the image capturing apparatus for measuring the particle size distribution, when a plurality of the rotating pins are erected on the surface of the straightening vane, the material flowing down the surface of the straightening vane can be effectively diffused.
前記した粒度分布測定用の画像撮影装置において、前記回転ピンを軸回りに回転させる駆動装置を設けることが好ましい。この構成では、回転ピンの上側に付着した材料を回転ピンの下側に確実に移動させることができる。また、回転ピンに付着した材料は回転ピンの回転による遠心力によって回転ピンから剥がれ易くなる。 In the image capturing device for measuring the particle size distribution described above, it is preferable to provide a driving device for rotating the rotating pin about an axis. In this configuration, the material attached to the upper side of the rotating pin can be reliably moved to the lower side of the rotating pin. Further, the material attached to the rotating pin is easily peeled off from the rotating pin due to the centrifugal force generated by the rotation of the rotating pin.
本発明の粒度分布測定用の画像撮影装置では、回転ピンが回転することで、回転ピンに材料の塊が付着し難くなる。これにより、回転ピンを有する整流板に材料をスムーズに流下させて、材料を整流させることができる。 In the image capturing apparatus for measuring the particle size distribution of the present invention, the rotation of the rotating pin makes it difficult for a mass of material to adhere to the rotating pin. As a result, the material can be smoothly flowed down to the straightening vane having the rotating pin, and the material can be straightened.
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。
なお、各実施形態の説明において、同一の構成要素に関しては同一の符号を付し、重複した説明は省略するものとする。
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。
Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.
In the description of each embodiment, the same components will be designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.
In the present embodiment, a case where the imaging apparatus of the present invention is applied to a particle size distribution measuring system for measuring a particle size distribution of a material in a concrete manufacturing process will be described.
[第一実施形態]
第一実施形態の粒度分布測定システム1は、図1に示すように、材料3を撮影する画像撮影装置2Aと、画像撮影装置2A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、を備えている。また、粒度分布測定システム1は、画像撮影装置2Aに材料3を搬送するベルトコンベア10と、画像撮影装置2Aを通過した材料3が収容されるホッパ80と、を備えている。
[First Embodiment]
As shown in FIG. 1, the particle size distribution measurement system 1 of the first embodiment has a particle size distribution of the material 3 based on an
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を後記する整流部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。
The
The
画像撮影装置2Aは、ベルトコンベア10の下流側に設けられた整流部20と、整流部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の前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。
The image capturing
整流部20は、図2に示すように、前後二枚の整流板21,22と、左右二枚の側壁23,23とを備えている。両整流板21,22および両側壁23,23によって角筒状のダクトとなるように形成されている。
As shown in FIG. 2, the straightening
前後の整流板21,22は、図1に示すように、前後の平面の法線が水平方向に配置されている。前後の整流板21,22は、前後方向に間隔を空けて平行に配置されている。前側の整流板21の後面21aと、後側の整流板22の前面22a(特許請求の範囲における「表面」)とは、前後方向に間隔を空けて対峙している。
As shown in FIG. 1, the front and
後側の整流板22の上端部は、後方に向けて傾斜している(図2参照)。また、前側の整流板21の上端部は、後側の整流板22の上縁部よりも上方に突出している。
左右の側壁23,23は、図2に示すように、前後の整流板21,22の側縁部に取り付けられている。両側壁23,23の上縁部は、両整流板21,22の上縁部よりも下方に配置されている。
The upper end of the
As shown in FIG. 2, the left and
整流部20の上側開口部20aは、図1に示すように、無端ベルト12の下流側の端部の下方に配置されている。無端ベルト12から排出された材料3は、整流部20の上側開口部20aに流入する。
後側の整流板22の上端部は後方に向けて傾斜しており、上側開口部20aの上側において前後の整流板21,22の間隔が広がっているため、材料3は上側開口部20aに入り易い。
また、前側の整流板21は、上側開口部20aよりも上方に突出しているため、無端ベルト12から排出された材料3が前側の整流板21の前方に飛び出すのを防ぐことができる。
As shown in FIG. 1, the upper opening 20a of the rectifying
Since the upper end portion of the rear
Further, since the
整流部20内に流入した材料3は、前側の整流板21の後面21aおよび後側の整流板22の前面22aに沿って流下する。そして、整流部20の下側開口部20bから鉛直下向きに直線状の軌道(軌線)で流下する。
The material 3 that has flowed into the straightening
第一実施形態の整流部20では、図2に示すように、前側の整流板21の後面21aおよび後側の整流板22の前面22aに三本の回転ピン25が立設されている。
回転ピン25は、軸断面が円形の部材である。回転ピン25の軸方向は、図1に示すように、前側の整流板21の後面21aおよび後側の整流板22の前面22aに対して垂直に配置されている。すなわち、回転ピン25は、前後方向に水平に延びている。
In the straightening
The
回転ピン25の前端部25aは、前側の整流板21に形成された取付穴21bに挿通され、前側の整流板21の前面21cに設けられた軸受に軸支されている。
回転ピン25の後端部25bは、後側の整流板22に形成された取付穴22bに挿通され、後側の整流板22の後面22c側に突出している。
回転ピン25の前端部25aおよび後端部25bは、前後の整流板21,22に対して軸回りに回転自在に取り付けられている。
The
The
The
第一実施形態では、図2に示すように、整流部20の上部に一本の回転ピン25を配置し、整流部20の下部に二本の回転ピン25,25を配置している。
上側の回転ピン25は、整流部20の左右方向の中央部に配置され、下側の二本の回転ピン25,25は、上側の回転ピン25の左右両側に配置されている。
In the first embodiment, as shown in FIG. 2, one rotating
The upper
第一実施形態の画像撮影装置2Aでは、図1に示すように、回転ピン25を軸回りに回転させるための駆動装置26が設けられている。
第一実施形態の駆動装置26は、電動モータであり、後側の整流板22の後面22cに取り付けられている。また、三本の回転ピン25にそれぞれ駆動装置26が設けられている。したがって、後側の整流板22の後面22cには、三台の駆動装置26が三本の回転ピン25の位置に合わせて配置されている。
駆動装置26の出力軸には、回転ピン25の後端部25bが連結されている。これにより、駆動装置26の出力軸の回転に連動して、回転ピン25が軸回りに回転する。
As shown in FIG. 1, the
The
The
スクリーン30は、図1に示すように、整流部20の下流側に設けられた平板である(図2参照)。このスクリーン30は、両整流板21,22に対して平行に配置されている。さらに、スクリーン30は、後側の整流板22に対して後側(特許請求の範囲における「裏側」)にオフセットされている。
なお、スクリーン30は、整流部20の下側開口部20bから流下した材料3が、スクリーン30の前面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。
As shown in FIG. 1, the
The
照明部40は、スクリーン30の前面30aを照らす光源(ライト)であり、後側の整流板22とスクリーン30との間に形成された隙間から前面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の前側の空間を通過する材料3の後側に配置されている。
The
ホッパ80は、スクリーン30の前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80の上側の開口部は、スクリーン30の下方に配置されている。
The
撮影部50は、スクリーン30の前側(特許請求の範囲における「表側」)の空間を通過する材料3を前側から撮影し、撮影結果を後記する算出部60に出力するカメラである。撮影部50は、鉛直下向きに流下する材料3を水平方向から撮影するように設定されている。すなわち、撮影部50の撮像素子の撮像面は、鉛直方向に平行な平面に配置されている。なお、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。
The photographing
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る。算出部60は、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。
The
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。
撮影部50では、スクリーン30の前面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。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。
Here, a method of calculating the particle size distribution by the
The photographing
第一実施形態の画像撮影装置2Aでは、スクリーン30の前側の空間を通過する材料3の後側で、スクリーン30の前面30aが照明部40によって照らされている。そのため、スクリーン30の前面30aのみが明るくなり、材料3は黒い影として撮影される。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。
In the
また、整流部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の前面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、スクリーン30の汚れが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。
Further, since the material 3 that has passed through the rectifying
また、整流部20から流下した材料3は、撮影部50の撮像素子の撮像面に平行して鉛直下向きに流下しており、撮像面から撮影領域内の各材料3までの距離が一定になるため、画像上で材料3の大きさを正確に測定することができる。
Further, the material 3 flowing down from the rectifying
以上のような粒度分布測定システム1の画像撮影装置2Aでは、図1に示すように、整流部20に流入した材料3は、前後の整流板21,22に沿って鉛直下向きに流下する。また、材料3は三本の回転ピン25に接触して効果的に拡散される。これにより、各材料3は重なり合うことなく、整流された状態で流下する。
そして、整流された材料3がスクリーン30の前側で撮影部50に撮影されるため、材料3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。
In the
Then, since the rectified material 3 is photographed by the photographing
また、整流部20に材料3を流入させるときには、駆動装置26によって回転ピン25を軸回りに回転させておく。このようにすると、回転ピン25の上側に材料3が付着した場合でも、材料3は回転ピン25の回転に伴って回転ピン25の下側に移動するので、材料3が回転ピン25から剥がれ落ちる。また、回転ピン25に付着した材料3は回転ピン25の回転による遠心力によって回転ピン25から剥がれ落ちる。これにより、回転ピン25に付着した材料3を確実に落下させることができる。
したがって、画像撮影装置2Aでは、回転ピン25に材料3の塊が付着し難いため、回転ピン25を有する整流部20に材料3をスムーズに流下させて、材料3を整流させることができる。
Further, when the material 3 is made to flow into the rectifying
Therefore, in the
なお、整流部20に材料3を流入させるときに、回転ピン25を常に回転させておいてもよいが、間欠的に回転ピン25を回転させてもよい。さらに、回転ピン25に材料3が付着したときに回転ピン25を回転させてもよい。
When the material 3 is made to flow into the rectifying
以上、本発明の第一実施形態について説明したが、本発明は前記第一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、第一実施形態では、三本の回転ピン25が設けられているが、回転ピンの本数や配置は限定されるものではない。また、回転ピン25の太さや軸断面の形状も限定されるものではない。回転ピン25の構成は、材料3の大きさや粘性等に応じて適宜に設定される。
Although the first embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the first embodiment and can be appropriately modified without departing from the spirit of the first embodiment.
For example, in the first embodiment, three rotating
また、第一実施形態の画像撮影装置2Aでは、前後の整流板21,22が鉛直に配置されているが、前後の整流板21,22の上部が下部に対して後方に配置されるように傾斜させ、材料3が後側の整流板22の前面22aを滑り落ちるように構成してもよい。
Further, in the
また、第一実施形態の画像撮影装置2Aでは、前後二枚の整流板21,22が設けられているが、後側の整流板22のみを設け、材料3が後側の整流板22の前面22aに沿って流下するように構成してもよい。
Further, in the
また、第一実施形態の画像撮影装置2Aでは、後側の整流板22の後面22cに駆動装置26が取り付けられているが、前側の整流板21の前面21cに駆動装置26を取り付けてもよい。この場合には、駆動装置26の出力軸を回転ピン25の前端部25aに連結する。
Further, in the
また、第一実施形態の駆動装置26は、電動モータであるが、駆動装置26の構成は限定されるものではない。また、一台の駆動装置26と複数の回転ピン25とをベルト機構などの駆動伝達機構によって連結することで、一台の駆動装置26によって複数の回転ピン25を回転させてもよい。
Further, although the
[第二実施形態]
次に、第二実施形態の画像撮影装置2Bについて説明する。
第二実施形態の画像撮影装置2Bは、図3に示すように、前記第一実施形態の画像撮影装置2A(図1参照)と略同様な構成であり、駆動装置26を備えていない点が異なっている。
[Second Embodiment]
Next, the image capturing apparatus 2B of the second embodiment will be described.
As shown in FIG. 3, the image capturing device 2B of the second embodiment has substantially the same configuration as the
第二実施形態の画像撮影装置2Bの整流部20では、回転ピン25の前端部25aは、前側の整流板21に形成された取付穴21bに挿通され、前側の整流板21の前面21cに設けられた軸受に軸支されている。
また、回転ピン25の後端部25bは、後側の整流板22に形成された取付穴22bに挿通され、後側の整流板22の後面22cに設けられた軸受に軸支されている。
回転ピン25の前端部25aおよび後端部25bは、前後の整流板21,22に対して軸回りに回転自在に取り付けられている。
In the straightening
Further, the
The
第二実施形態の整流部20において、回転ピン25の上側に材料3が付着した場合には、材料3の重さや、材料3が回転ピン25に衝突したときの衝撃によって、回転ピン25が軸回りに回転し、回転ピン25の下側から材料3が剥がれ落ちる。
In the rectifying
第二実施形態の画像撮影装置2Bのように、回転ピン25を自由回転させる構成では、整流部20の構成を簡素化することができる。
In the configuration in which the
以上、本発明の第二実施形態について説明したが、本発明は前記第二実施形態に限定されることなく、前記第一実施形態と同様に、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、第二実施形態の整流部20において、回転ピン25の外周面に羽根を設け、流下する材料3が羽根に接触することで、回転ピン25が回転するように構成してもよい。
Although the second embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the second embodiment, and can be appropriately modified without departing from the spirit of the first embodiment. Is.
For example, in the rectifying
1 粒度分布測定システム
2A 画像撮影装置(第一実施形態)
2B 画像撮影装置(第二実施形態)
3 材料
10 ベルトコンベア
20 整流部
20a 上側開口部
20b 下側開口部
21 前側の整流板
22 後側の整流板
23 側壁
25 回転ピン
26 駆動装置
30 スクリーン
40 照明部
50 撮影部
60 算出部
80 ホッパ
1 Particle size
2B imaging device (second embodiment)
3
Claims (3)
前記整流板の下流側に設けられ、前記整流板に対して裏側にオフセットされているスクリーンと、
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、
前記整流板の表面には、回転ピンが立設され、
前記回転ピンは、前記整流板に対して軸回りに回転自在に取り付けら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。 A straightening vane where the material flows down from the upstream side to the downstream side,
A screen provided on the downstream side of the straightening vane and offset to the back side with respect to the straightening vane.
A photographing unit for photographing a material passing through the space on the front side of the screen is provided.
A rotating pin is erected on the surface of the straightening vane.
An image capturing apparatus for measuring a particle size distribution, wherein the rotating pin is rotatably attached to the straightening vane about an axis.
前記整流板の表面には、複数の前記回転ピンが立設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。 The image capturing apparatus for measuring a particle size distribution according to claim 1.
An image capturing apparatus for measuring a particle size distribution, characterized in that a plurality of the rotating pins are erected on the surface of the straightening vane.
前記回転ピンを軸回りに回転させる駆動装置が設けら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。 The image capturing apparatus for measuring a particle size distribution according to claim 1 or 2.
An image capturing device for measuring a particle size distribution, characterized in that a driving device for rotating the rotating pin about an axis is provided.
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