JPH03257347A

JPH03257347A - 粒度分布測定装置

Info

Publication number: JPH03257347A
Application number: JP2054925A
Authority: JP
Inventors: Atsuhisa Takekoshi; 竹腰　篤尚; Takahito Furukawa; 古川　高人; Tsuneo Suyama; 陶山　恒夫; Masayasu Shimizu; 清水　正安
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1990-03-08
Filing date: 1990-03-08
Publication date: 1991-11-15

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、各種粒子材料の粒度分布の抜取り検査に適用
し得る粒度分布測定装置、特に分離・分散性の良好でな
い粒子材料に対しその造粒過程において計測可能な粒度
分布測定装置に関する。

［従来の技術］一般に粒度分布の計測は篩分析法で行われている。篩分
析法による粒度分布（篩目毎の重量分布）の計測は、被
計測物を一定量採取して、粒度毎の篩目を用いて、篩下
の各粒度毎の重量を秤量する方法である。

しかし、粒度分布を細く計測するには、粒度毎の篩や、
秤量が必要となるため、設備が大型化する。また、被計
測物を一定量採取するために、粒度分布計測は間欠計測
となる。

そこで、上記の問題点を解決する方法として、例えば特
開昭６３−２７９１３８号に示されるような光学式計測
法がある。

（１〉（２）この計１ｆｌｌｌ法は、コンベヤーにより搬送される被
計測対象をコンベヤーより落下する途中においてリニア
センサカメラで撮像し、得られた粒子像（平面像）を画
面毎に展開処理し粒度分布を光学的に計測するものであ
る。

［発明が解決しようとする課題］しかし、上記装置のように、計測対象を画像としてとら
え、画像処理技術にて粒度分布を測定する場合、特に被
計測対象が不揃いで、かつ、粒度が広範囲に分布してい
るような場合、大径粒子の中、もしくは裏に小径粒子が
隠れてしまい、正確な計測ができない。このため計測領
域において粒子が重ならないように、完全に分離する必
要がある。

一次元イメージセンサで画像を得る方法は、波計４１１
ｊ物とセンサ間での相対的な移動を基に画像を得るもの
で、上記装置の場合、センサを固定し、自然落下させた
被計測物を撮像する。

このような方法は、落下物体を画像としてとらえる場合
には、被計測物の飛び出し速度の・変動による画像のひ
ずみが生ずる。このひずみが計測に無視できない場合、
−次元イメージセンサを使用すると、正確な粒度計測は
できない。

また、コンベヤー上で計測することも考えられるが、こ
の場合は小さい粒子が大きい粒子の下に隠れるため粒度
分布計測はできない。

本発明では、粒径が不揃いの粒子材料で、かつ湿ってい
るなどして分散が難しい粒子材料であっても、高精度か
つオンラインで粒度の分布計測が可能な粒度分布測定装
置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］上記の目的を達成するために、本発明に係る粒度分布測
定装置は、被計測対象の粒子材料を円周状に落下せしめ
る旋回シュートを設け、該シュートの下方に縮分器を設
置してサンプルを抽出するようにし、そのサンプルを落
下中に２次元イメージセンサによりバックライト下で撮
像し、これにより得られた２次元画像を画像処理装置で
処理し粒度分布を１測するようにしたものである。

（３）（４）また、本装置を造粒ラインに設置する場合には、旋回シ
ュートの前工程において、傾斜状態で回転する造粒用の
造粒用回転板を設け、さらに１次サンプルを抽出するた
めにサンプル抽出口を有するシュートと、１次縮分器を
この順に設置する。

［作　用］被１１ｄｌ１１対象の粒子材料を旋回シュートに投入す
ることにより、粒子材料は円周状にばらまかれて落下す
る。この落下粒子材料を縮分器で受け、その一部を切り
出すとサンプルはほぼ同一の垂直面内で分離・分散して
落下する。したがって、分離・分散性の良い粒子材料は
もちろんのこと、分離・分散性の悪い粒子材料であって
も分離・分散が容易にできる。そしてこの落下中の最終
サンプルを２次元イメージセンサによりバックライト下
で撮像すれば、枝針側対象の落下速度に影響を受けない
正確な画像を得ることができる。その粒子像を通常の画
像処理手段で解析すれば粒度分布を高精度で測定するこ
とができる。ここでバックライト方式としたのは、前方
照明では輝度むらにより粒径の欠損が生じ処理が複雑に
なるためで処理時間の短縮のためである。

例えば新塊戊鉱プロセス（Ｈｉｂｒｌｄ　Ｐｅ１ｌｅｔ
ｊｚｅｄＳｉｎｔｅｒ）で製造されるグリーンボールの
場合、水分が多く、付着性が大きい。このような粒子材
料にあっては、本装置を造粒ラインに設置するのが適当
であり、その場合、造粒用回転板上で造粒し、その一部
を１次サンプルとしてシュートのサンプル抽出口より１
次縮分器に投入して抽出するようにする。その後はこの
１次サンプルを上記の測定装置に導き、最終サンプルを
抽出してその粒度分布を−ｐｊ定する。

なお、グリーンボールは本出願人が開発した粒径１０＋
ｎ＋ａ前後の焼結装入材料である。

［実施例コ第１図は本発明による粒度分布測定装置の一実施例を示
す概略構成図である。

この実施例は、集合コンベヤー１の近傍に、造粒用回転
板２．サンプル抽出口３を設けたシュート４，１次縮分
器５．コンベヤー６、ホッパー７（５〉〈６）付き旋回シュート８，２次縮分器９．ビデオカメラ１０
．フラッシュによるバックライト１１．及び画像処理装
置１２を順に設置したものである。

つまり、本装置はグリーンボールの造粒ラインの一部と
して構成されている。

グリーンボールの粉体原料は配合割合、水分値を調整し
たうえで適当な傾斜角度、回転数で回転している造粒用
回転板２上に投下され、直径１０ｍｍ位の粒子（グリー
ンボール）に形成される。造粒されたグリーンボールは
造粒用回転板２より固定のシュート４上に転がり出てそ
の大半は下方の集合コンベヤー１上に落下し搬送される
が、一部はシュート４に設けたサンプル抽出口３に入り
サンプルを抽出する。この抽出サンプルは次に１次縮分
器５に投入され、１次縮分器５内に設けた邪魔板５ａに
より振り分けられ、一方の排出口５ｂより１次サンプル
１４を取り出すとともに、残りの抽出サンプルは他方の
排出口５Ｃより排出され集合コンベヤー１上に戻される
。

次に、抽出された１次サンプル１４はコンベヤー６で搬
送され、ホッパー７に投入される。このホッパー７の底
部にはモータ１５及び歯車装置１６により回転する旋回
シュート８が設けられているので、１次サンプルは旋回
シュート８より円周状にばらまかれて落下する。そして
旋回シュート８の下方には１次縮分器５と同様の２次縮
分器９が設けられており、内部の邪魔板９ａにより円周
状に落下する１次サンプルの一部を２次（最終）サンプ
ル１６として一方の排出口９ｂより抽出することができ
る。１次サンプルの残部は他方の排出口９ｂより集合コ
ンベヤー１上に戻される。

２次縮分器９の排出口９ｂより抽出された最終サンプル
１６はほぼ同一の垂直面内で分離・分散して落下するた
め、小粒が大粒の影に隠れることはない。この最終サン
プル１６の落下中に後方よりバックライト１１によるフ
ラッシュ照明を当て２次元イメージセンサのビデオカメ
ラ１０で落下中の最終サンプルの各粒子像（平面像）を
撮像する。

第２図はこのようにして撮像した最終サンプル（７）（８）の粒子像画面の一例である。後方照明のため各粒子１７
の像は鮮明に写っており、粒径の欠損が生じない。画面
１８の大きさ（撮像視野）は水平１０５ｍｍ、垂直１０
０■としている。

また、粒子の落下速度は０〜５ｍ／ｓｅｅの範囲でバラ
ツキがあるため、ビデオカメラ１０のシャッターチャン
スを、第３図に示すようにウィンドウ１９の領域内の粒
子の占める割合（明暗度）が設定値以上になったときＯ
Ｎするように決めている。

ビデオカメラ１０による最終サンプルの粒子像は画像処
理装置１２に人力され、ここで２値化処理を行い、その
２値化画像より粒子の直径を計測する。計算は次の２通
りを同時計測する（第４図参照）。

１）等面積相当径（第４図（ａ）参照）Ｄ　　−２Ｘ（
Ｓ÷π）１１２２）ＸＹ平均径（第４図（ｂ）参照）水平の投影長Ｘと垂直の投影長Ｙの平均値を計算する。

Ｄ２−　（Ｘ＋Ｙ）÷２また、粒子の重なりは皆無とできないことから、ごく一
部ではあるが、このような重なりがあるものについては
第５図に示すように細め処理を行っている。同図（ａ）
のように重なりがある１つの２値化画素２０を、同図（
ｂ）のように２つの画素２０ａ、２０ｂに分離する細め
処理を行っている。分解能は約０．２＋ａｍである。

以上により、３０画面／７分間で画像処理を行い、グリ
ーンボールの粒度分布を計測している。

その計測結果の一例を第６図に示す。この例では粒度の
平均値は４．９２である。

また、粒度分布データはＣＰＵ　（図示せず）に送り、
原料の水分値、造粒用回転板２の角度や回転数等の制御
のために利用することができる。また第１図の実施例に
おいて、粒子材料の一部を直接旋回シュート８に導きサ
ンプリングすることもできる。

［発明の効果］（９）（１０）以上のように本発明によれば、粒径が不揃いの粒子材料
でかつ湿っているなどして分散が難しい粒子材料であっ
ても旋回ンユートにより円周状に投下し、これを縮分器
で受は止め、その一部を垂直に落下せしめることにより
、サンプルの分散が容易にできる。また、このサンプル
の落下中に後方から照明を当て２次元イメージセンサで
撮像すれば、サンプルの落下速度変動に影響されない鮮
明な粒子像が得られ、その平面像を画像処理装置で処理
することにより、粒度分布を正確かつ高速に測定できる
という効果が得られる。また、本装置は造粒ラインに直
接組み込むことも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による粒度分布測定装置の一実施例を示
す概略構成図、第２図はサンプル画像の一例を示す図、
第３図はビデオカメラのシャッタチャンスを決める際の
ウィンドウ状態の一例を示す図、第４図（ａ）、（ｂ）
は粒径計算のための説明図、第５図（ａ）、（ｂ）は粒
子の重なりの場合の細め処理の説明図、第６図は測定結
果の一例を示す粒度分布図である。１・・・集合コンベヤー２・・・造粒用回転板３・・・サンプル抽出口４・・・シュート５・・・１次縮分器６・・・コンベヤー７・・・ホッパー８・・・旋回シュート９・・・２次縮分器１０・・・２次元イメージセンサ（ビデオカメラ）１１
・・・後方照明装置（バックライト）１２・・・画像処
理装置

Claims

【特許請求の範囲】

（１）被計測対象の粒子材料を円周状に落下せしめる旋
回シュートと、該シュートの下方に設置された縮分器と
、該縮分器より落下するサンプルを落下中に撮像する２
次元イメージセンサと、該イメージセンサに対向して配
置された後方照明装置と、前記イメージセンサにより得
られた２次元画像の画像処理装置とを具備する粒度分布
測定装置。
（２）前記旋回シュートの前工程において、傾斜状態で
回転する造粒用回転板と、これに続くシュート上のサン
プル抽出口を介して１次サンプルを抽出する１次縮分器
とを配置した請求項１記載の粒度分布測定装置。
（３）落下中の被計測物が計測撮像エリア内に占める割
合を演算して、所定の面積以上になったタイミングで処
理画像として取り込む自動シャッター機能を有した請求
項１または２記載の粒度分布測定装置。