JPH04507455A - 炉ベッドのプロファイルを測定する方法及びその装置 - Google Patents

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】 炉ベッドのプロファイルを測定する方法及びその装置本発明は、ボイラの溶融ベ ッドのような炉ベッドのプロファイルを測定する方法及びその装置に関するもの である。第２に、本発明は、ベッドのプロファイルに関する情報を表示しかつこ の情報を利用して炉を管理する技術に関するものである。

クラフト紙回収ボイラに見られるような微粒子煙及び高温のガスにより不鮮明と なる高温の赤外線放出面又はベッドを監視することは、困難な作業である。即ち 、炉内の煙微粒子及びガス状の放射物による干渉は、かかる苛酷な環境状態で溶 融ベッドのよう、な高温の表面の視覚性を低下させる傾向がある。

アリッゾーン（Ａｒｉｅｓｓｏｈｎ）等への米国特許第４．５３９．５８８号は 、この目的の装置の一形態を開示している。特に、このアリッゾーンの装置は、 赤外線画像検出器又はビディコン管が取り付けられた閉回路のビデオカメラを備 えている。対物レンズが画像を得る。レンズとビディコンとの間に介在させる光 学フィルタは、全部ではなく、ある限定された放射領域の放射線を排除し、強力 に放出されかつ吸収される気体のような溶融ベッドの上を覆う気体成分による干 渉を回避し得るが選択させる。具体的な一例として、１．６５μｍ中心の０．３ μｍの帯域幅のスペクトルフィルタが、クラフト回収溶融炉ベッドの画像化に適 している。

ワンントン州、タコマのウェイハウザー・カンパニー　Ｑｅｙｅｒｈａｅｕｓｅ ｒ　Ｃｏｍｐａｎｙ）のセンサ及びシュミレータ製品部門からＴＩＰＳ（登録商 標）として公知の製品は、温度画像処理及び記憶装置にこのアリッゾーン等の特 許による製品を採用している。このＴＩＰ装置は、操作者が使用し得るように溶 融ベッドのデジタルカラー画像を発生させるものである。このＴＩＰＳ装置内に おいては、動く粒子が画像に及ぼす影響を部分的に解消しであるため、ベッドの 運転時の画像を得ることが可能となる。このＴＩＰＳ装置は、ベッドの温度傾向 をデジタル式及びグラフィックディスプレイ装置に表示しかつプロセス中の任意 の位置にて基準温度からの変化を探知し、又は、位置毎の温度差を観察するため に特に設計されたものである。また、ＴＩＰＳ装置は、温度変化の経歴を作り保 存することができる。

更に、このＴＩＰＳ装置は、比較目的のため、手操作による基準温度の調整を許 容するものである。

ＴＩＰＳ装置の機能は、アンダーソン（Ａｎｄｅｒｓｏｎ）等により、１９８９ 年４月に出版された論文「画像化技術を利用した回収ボイラ内部の監視（ｉｏｎ ｉｔｏｒｉｎｇ　ｏｆ　Ｒｅｃｏｖｅｒｙ　Ｂｏｉｌｅｒ　Ｉｎｔｅｒｉｏｒｓ 　Ｕｓｉｎｇ　Ｉｍａｇｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）　Ｊ　（ＣＰＰＡ−Ｔ ＡＰＰＩ@１９８９国 際化学回収会議）に更に詳細に記載されている。温度傾向の情報を得る目的にて 、ベッドの画像化の説明に加えて、この特別の論文は、溶融物を十分に還元する ためには、炉の滞在時間を十分に長くすることが必要であり、これは、炉の形状 いかんにより決まると記述している。又、この論文は、これら課題の双方は、炉 のプロファイルを探知し、ベッドがユーザの規定する範囲から逸脱したことを操 作者に警告することの出来るベッドの高さの監視装置により解決し得ることを記 述している。更に、この論文は、ウエイハウザーの（ＴＩＰＳ）装置は、制御の 目的にて、ベッドの高さ又は傾斜角度を利用することに関心のある人に対して制 御信号を提供するため、ベッドの高さを検出する機能を備えると記述している。

しかし、この論文は、こうした目的を達成する方法については何等の情報も与え なコーラ（Ｋｏｈｏｌａ）等への米国特許第４．７３７．８４４号には、一時的 にかつ空間的にデジタル化しかつフィルタされるビデオ信号を得るためにビデオ カメラを利用する装置が記載されている。このデジタル化したビデオ信号は、信 号副領域に分割され、同一の副領域に属する特徴要素は、ある信号レベルに対応 する連続的な画像領域に組み合わされる。次に、この組み合わせた副領域を処理 して、集積画像を提供し、この画像を平均化してランダムな外乱の影響を解消す る。この平均化された画像がディスプレイ装置に表示される。次に、この画像を 最適な状態の画像と比較することが出来る。次に、ベッドの有効燃焼及び火炎面 に対応する領域をヒストグラムを使用して画成し、その面積、該面積の重力点座 標及びその領域の点で記録した輪郭を識別する。更に、その領域内の空所の輪郭 を画成する。コーラ等の特許に記載された適用例においては、燃料ベッドの火炎 面、位置及び形状が測定される。

コーラ等への特許において、燃焼すべき材料は、略等しい厚さ及び幅のベッドと して示しである。このベッドは、火炎面が集中するボイラストーカの微粉炭機の 端部に供給される。このように、コーラ等の特許は、略均−な輪郭のベッドに関 して記述されており、その略全面に亘うて燃焼し、ベッドの輪郭が燃空比のよう な炉の運転パラメータにより変化する溶融ベッドボイラにおけるようなベッドを 対象とするものではない。　回収ボイラ及びその他の炉の内部を監視する装！が 存在するが、溶融ベッドのようなかかる炉の内部のベッドのプロファイルを測定 するための改良された装置が必要とされている。そして、その測定したプロファ イルを表示し、例えば、随意選択的に炉の運転の制御に利用することも出来る。

発明の概要 炉壁を備えることの出来る背景部分により囲繞される炉ベッドのプロファイルを 測定する方法及び装置が開示される。本発明に従って、該ベッド及び背景のデジ タル画像が発生される。次に、このデジタル画像を処理して、ベッドと背景との 遷移に対応する画像の遷移を測定し、これによりベッドのプロファイル及び境界 を測定する。処理した画像からベッドの少なくとも１つの特性がめられる。

求める特性は、ベッドのプロファイル、ベッドの高さ、ベッドの傾斜角度及びベ ッドの容積を含む群から選択される。次に、そのめた特性を表示し、又は、例え ば、炉の運転に影響を与えるパラメータの制御に利用することが出来る。

本発明の別の特徴によれば、所定の炉の仕様に依存して、ユーザが会話型式で人 力し、又はその他の方法で付与することの出来るベッドの基準特性が提供される 。測定したベッドの特性をこのベッドの基準特性と比較し、これら測定特性及び 基準特性が、例えば閾値量だけ相違するか否かを判断することが出来る。かかる 相違がある場合、インジケータを作動させ、炉の操作者に対してかかる状態が生 じたことを表示することが出来る。これと選択的に、又はかかる表示と組み合わ せて、炉のパラメータを自動的に制御し、測定したベッドの特性を調整し、ベッ ドの基準特性とより正確に適合するようにすることが可能である。しかし、多〈 従来の炉及びボイラは、炉の性能に影響を与えるパラメータを制御する調整機構 を備えている。例えば、これら炉にとって、燃料及び燃焼空気の供給が制御可能 であることは一般的なことである。例えば、空燃比を調整することにより、燃料 及び空気の供給量を制御して、ベッドの特性を変化させ、測定したベッドの特性 がベッドの基準特性とより正確に適合し又は対応するようにすることが可能であ る。所望に応じて、各種の測定したヘッドの特性及びベッドの基準特性を個々に 又は相互に組み合わせて利用することが可能である。

本発明の別の特徴として、ベッドの測定特性を記憶させ、かかるベッドの特性の 少なくとも部分的な経歴を明らかにすることが出来る。更に、日及び時間ごとに 、燃料効率、還元効率等のような炉の運転特性とベッドの特性の経歴とを相関さ せることが出来る。測定したベッドの特性の経歴を検討し、何れの特性が好適な 炉の特性に一致しているかを判断し、特定の炉に対して、好適な炉の性能を得る ための目標とすべきベッドの特性を把握することが可能となる。次に、かかる炉 の目標の特性を使用して炉の運転、炉の制御を行い、目標とする炉の特性に適合 する所定の炉の特性が得られるようにすることが可能となる。

本発明のより具体的な特徴として、ベッド及び背景の複数のデジタル画像を提供 することが出来る。これら画像を処理し、ベッドと背景との遷移に対応し、従っ て、ベッドの境界に対応する遷移をめることが出来る。これら画像の処理には、 多重段階の処理方法及び装置を採用することが可能である。この処理方法は、明 確化のための複数のデジタル画像から画像を選択的する段階と、その選択された 画像を一時的に平均化する段階と、その一時的な平均化の後、画像を微分化する 段階と、画像を平滑化する段階と、その後、画像の遷移の位置を探知する段階と を含むことが出来る。より具体的には、かかる遷移の位置を探知する段階は、略 連続的又は平滑な所定のベッドプロファイルを提供する遷移を選択することを含 む連続的な点検を実施する段階を含むことが出来る。更に、領域形成方法を利用 して、遷移をめることも可能である。連続的点検及び領域形成方法を個々に行い 、又は相互に組み合わせて行い、ベッドのプロファイルの遷移の位置を探知する ことが出来る。

仮に対象とする特性がベッドの容積である場合、ベッド及びプロファイルの二次 元的デジタル画像は、第１の方向から得られるベッドの画像からめる。次に、円 形又はベッドの形状に対するその他の近似法を利用してベッドの容積を計算する 。別の方法において、ベッド及びプロファイルのデジタル画像は、相互にある角 度を成すようにした第１及び第２の方向からめることが出来る。この場合、ベッ ドの容積は、楕円形、又はベッドの形状に対するその他の近似法を利用して計算 する。

画像化手段は、監視すべきベッドの領域に近接して配置され、ベッド及び背景の 監視部分の画像に対応する像信号を発生させる。例えば、上述のアリンゾーン等 の特許に記載されたようなビデクン管及び赤外線フィルタを備えるビデオカメラ のような任意の適当な画像化手段を使用して、所望の像を発生させる。この画像 は、上述のようにデジタル化され、かつ処理されてベッドと背景との間の遷移に 関する情報、従って、ベッドの境界又はプロファイルに関する情報を提供し得る 。

本発明は、上記の特徴を個々に及び相互に組み合わせるものである。

従って、本発明の一つの目的は、特に、炉ベッドの表面が微粒子煙及び高温ガス により不鮮明になる状態のとき、かかる炉ベッドの高温の赤外線輻射の放射面の プロファイルを測定する改良された装置を提供することである。

本発明の別の目的は、ベッドの特性、ベッドのプロファイル、ベッドの高さ、ベ ッドの傾斜角度及びベッドの容積のような炉の機能を監視するときに使用される 特性を測定することである。この情報は表示するのみとするか、又は操作者がめ た情報を観察するとき、操作者の入力に応答して自動的に又は対話型式で炉を制 御するために利用することが可能である。

本発明の更に別の目的として、炉の性能を評価するために測定される炉の特性と 比較する場合、及び随意選択的に炉の運転を制御する場合に、炉の目標の特性を 入力しかつ使用し得るようにすることである。

本発明の上記及びその他の目的、特徴及び利点は、以下の説明及び図面を参照す ることにより明らかになるであろう。

図面の簡単な説明 第１図は、化学回収ボイラ及び溶融ベッドと組み合わせた場合を示した炉ベッド のプロファイルを測定するための本発明の画像化装置の概略図、第２図は、炉壁 を通って伸長するポート内の画像化装置の位置を示す第１図の炉壁の一部の断面 図、 第３図は、炉内のベッドのそれぞれのベッドのプロファイルを示す図、第４図は 、本発明の装置及び方法により測定したベッドの所定のプロファイルを示す第３ 図のベッドの図、 第５図は、測定したプロファイルと目標のプロファイルとを重ね合わせた状態で 示す第３図のヘッドのプロファイルの図、第６図は、監視するベントのベッドプ ロファイルを測定するため、本発明に従って利用することの出来る一連の段階を 示すフローチャート、第７図は、測定したベッドのプロファイル及び該ベッドの プロファイルの特定の特性を概略図で示す、画像化装置によって監視するベッド の視界の概略図、第８図は、炉内のベッドの異なる視界を得るための２つの画像 化センサを備える炉の一部の平面図、 第９図は、第８図の１つの画像化センサからの画像を使用して得られる測定した ベッドのプロファイル及び該測定したベッドのプロファイルからベッドの容積を める円形近似法を示す概略図、 第１０図は、第８図の第１及び第２の画像化センサからの画像を使用して得られ る第１及び第２の測定したベッドのプロファイル、及びこれら測定したベッドの プロファイルからベッドの容積をめる楕円形の近似法を示す概略図、第１１図は 、本発明によるベッドのプロファイルを測定する副装置を示す、ボイラ装置の概 略図、 第１２図は、ベッドの容積特性をめかつ測定したベッドの容積に応答して炉を随 意選択的に制御するときに測定されるベッドのプロファイルの情報の使用状態を 示すフローチャート、 第１３図は、ベッドの高さ特性をめるときの測定したベッドのプロファイルの情 報を使用しかつその測定した高さ情報を随意選択的に炉の運転を制御するときに 使用する状態を示すフローチャート、第１４図は、ベッドの傾斜角度特性をめる ときに測定したプロファイルの情報を使用しかつその測定した傾斜角度特性を随 意選択的に炉の運転を制御するときに使用する状態を示すフローチャートである 。

好適な実施例の詳細な説明 本発明は、回収ボイラの溶融ベッドのプロファイルを監視する場合に関して説明 する。しかし、本発明の装置は、その他の型式のベッド、特に、微粒子煙及び高 温ガスにより不鮮明となる環境内で赤外線輻射を放射する型式のベッドのプロフ ァイルを画像化する場合にも適用可能であることに留意すべきである。又、一部 、炉の環境の性質に依存して、その他の画像化装置も適当であるが、便宜上、本 発明はアリッゾーン等の特許に記載された型式の画像化装置に関して説明する。

例えば、この目的上、発光ダイオード機構を利用してもよい。炉ベッドを監視し かつベッド及びベッドを囲繞する壁又はその他の背景に対応する画像信号を発生 させるその他の装置を使用することも可能である。

第１図を参照すると、赤外線ビデコン管構成要素（詳細には、図示せず）を備え る閉回路のテレビジョンカメラ１０がその内部を画像化すべきボイラ２０に隣接 して配置されている。カメラ１０の上に取り付けられたレンズ管組立体１１がボ イラ壁２２のポート又は開口２１を通ってボイラ２０に向けて伸長する。第２図 に図示するように、該レンズ管組立体１１は、典型的に、ボイラ壁２２の内面２ ４から距離ｄだけ離間されている。典型的に、該距離ｄは、約１．２７ｃｍ　（ １／２インチ）とし、燃焼しつつ炉内を移動する微粒子から骨組立体１１を保護 し得るようにする。レンズ組立体１１は、観察すべき対象物から遠隔的に再現さ れた画像をカメラ１０の赤外線ビデコンに伝送するために従来技術と同様に必要 とされる対物レンズ、集光レンズ及び集束レンズ（詳細には図示せず）を備えて いる。

カメラ１０は、スタンド２６の上に取り付けられており、該スタンド２６はボイ ラベッド３０の相当部分及び該ベッドの上に蓄積した溶融ベッド３１の相当部分 を観察するため、水平方向及び垂直方向の調！を許容する。典型的に、カメラの 視界がカメラは、ベッド及び該ベッドの後方の背景壁の一部を見ることが出来る ように方向決めされる。この背景は、炉の後壁が見えない場合、ベッドの上方の 気体及び微粒子物質を含むことも出来る。

光学フィルタ１２を第１図のカメラ装置内に含め、画像化すべき対象物からビデ コンに送られる光の波長を制限し、画像化すべき表面を覆う微粒子及び煙に起因 する干渉が最小限になるようにする。光学フィルタ゛イ２は、典型的に、画像化 すべき表面からの光の透過を更に狭い帯域に制限し、この狭い帯域は、画像化す べき表面を覆う高温のガスの主成分からの光の放射を回避する。こうした目的に 適した光学フィルタの選択は、アリッゾーン等への米国特許第４．５３９．５８ ８号に詳細に記載されている。空気供給源３２からろ過されたパージ空気が、冷 却のため、及び塵埃を骨組立体１１の端部から除去するために、管３４．３６を 介して画像化センサ構成要素に送られる。

典型的に、ビデコン管組立体１１は、第１図に図示した第２の空気ポート２１に おけるような炉への既存の空気供給ポート内に配置される。又、この型式の炉は 、典型的に類ベッド下方部分に向けて方向決めされた第１の空気ポートと、該第 ２の空気ポートの上方に配置された第３の空気ボートとを備えている。更に、炉 の周囲も回りのこれら幾多の高さ及び幾多の位置におけるポートに対する空気の 供給は、手操作で制御し、又は従来の方法によりプロセスコントローラ又はコン ピュータで制御することが出来る。このように、溶融ベッドの実質的に任意の箇 所に対する燃焼空気の供給を加減し、かかる位置の燃焼を調整することが可能と なる。更に、クラフトバルブ化プロセスから生じる黒液のような燃料は、従来の 方法により第１図に符号３８でその１つを示した複数のノズルを介して供給する ことが出来る。これらノズルは、典型的に、第１及び第３の空気供給ポート間に 配置される。又、燃料の供給は典型的にプロセスコンピュータ又はコントローラ により制御可能である。一般に、燃焼の空燃比、燃料速度、燃料ノズルの方向等 のようなパラメータを制御することにより、炉内の燃料の燃焼を制御し、炉の効 率、炉内の化学物質の還元及び炉の処理能力又は容積を最適なものにすることが 出来る。かかる炉に関する情報は、バブコック（Ｂａｂｃｏｃｋ）　％ウイルコ ックス（Ｙｉｌｃｏｘ）及びボータベルケン（Ｇｏｔａｖｅｒｋｅｎ）という３ つの主要な回収ボイラの製造メーカから燃焼技術として容易に入手することが可 能である。

ウエイハウザー・カンパニー　（Ｗｅｙｅｒｈａｅｕｓｅｒ　Ｃｏｍｐａｎｙ） のＴＩＰＳ装置の場合と同様に、画像センサからの画像信号は、線４０を介して 画像化装置４２に供給し、信号の処理を行うことが出来る。処理した信号は、例 えば、線４４を介してテレビジョンモニタ４６のようなディスプレイに供給し、 そのディスプレイ装置上に表示し、炉の操作者が観察可能であるようにすること が出来る。又、画像化副装置４２は、第１図に符号４８て別個に示したユーザイ ンターフェースを備えている。該インターフェースは、典型的に、炉又はボイラ 操作者が画像化装置に情報を入力するのを許容するキーボードを備えている。例 えば、炉の操作者は、所望のベッドの目標プロファイルを入力する。

以下に更に詳細に説明するように、画像化装置４２は、線４０を介して受け取っ た画像信号からベッド及び背景のデンタル画像を発生させる。このデジタル画像 は、以下に更に詳細に説明するように処理して、ベッドと背景との間の遷移に対 応する画像の遷移、従ってベッドの境界又はプロファイルに対応する画像の遷移 をめる。次に、その処理した画像からベッドの特性をめることが出来る。対象と するベッドの特性の例としては、ベッドのプロファイル自体、ベッドの高さ、ベ ッドの傾斜角度及びベッドの容積がある。画像化装置４２は、単にこの情報をモ ニタ４６に表示するだけでもよい。しかし、随意選択的には請求めたベッドの特 性を示す制御信号は、線５０を介して炉のプロセスコンピュータに伝達され、ベ ッド内の燃料の燃焼、従ってベッドの特徴に影響を及ぼす燃空比のようなパラメ ータを直接制御するために使用するようにしてもよい。更に、炉の操作者は、モ ニタ４６に表示され、又はその他の方法で操作者に表示される測定した特性を観 察して、キーボード４８を介して命令を入力することが出来る。これら命令の結 果、制御信号は線５０を介してプロセスコンピュータに送られ、炉の性能及びベ ッドの特性に影響を与えるパラメータを再度、制御することか可能となる。

第３図を参照すると、モニタ４６は、実際のベッドのプロファイル６０の二次元 的画像を表示する状態で示しである。このようにして、市販のＴＩＰＳ装置は、 ベッドのプロファイルのビデオ表示を行うことが出来る。又、第３図には、十字 線６２のような基準ポインタが示しである。基準十字線６２はユーザ人力４８を 使って、第２の空気ポートの１つのような炉内の固定の基準点上まで動かすこと ができる。このように、画像センサ１０が適所にあるとき、ベッドの監視状態は この基準点に対して固定される。任意の時点で、十字線が衝撃等によりこの基準 から移動するならば、装置のユーザは、その移動を直ちに把握し得る。そして、 カメラ１０をその最初の位置に再調整し、再度、十字線６２を炉内の最初の基準 点の上に重ねる。これと選択的な方法として、装置を新たな基準点に再較正する ようにしてもよい。

第４図には、本発明に従って測定された１２の線部分の最も良く適合させた状態 にあるベッドの測定されたプロファイル６６が示しである。即ち、以下により詳 細に説明するように、画像センサ１０により発生される画像はデジタル化されか つ処理されてベッドのプロファイルに対応する画像の遷移を測定し、このプロセ スの結果として、その測定されたベッドのプロファイル６６が形成され、測定し たベッドのプロファイル６６に対する遷移をめる。本例において請求めたベッド のプロファイル６６は操作者が観察し得るように表示される。画像の性質に起因 して、ビデオ画像からプロファイルを判断することは容易な作業ではない。即ち 、炉ベッドの画像は不明瞭であり、不鮮明又はベッドと背景との間の遷移の区分 が不明確である。ベッドのプロファイルを画成する遷移点をデジタル式にめるた め、この装置には、画像処理技術を利用し、これら環境状態下においてベッドと 背景との間に生じる緩やか又は穏やかな遷移をめるものである。

ベッドのプロファイルと背景との間の遷移の性質に起因して、符号６７で示すよ うに測定したプロファイルと実際のベッドのプロファイルとの適合状態は、不正 確である。しかし、こうした差は、以下に説明する画像処理技術を利用すれば最 小限に出来る。

第５図には、測定したベッドのプロファイル６６及びその中に含まれる更に別の プロファイル６８を重ね合わせたベッドのプロファイル６０が示しである。プロ ファイル６８は、装置のユーザが入力インターフェース４８（第１図）を使用し て入力することの出来るベッドの目標プロファイルに対応するものである。この 目標プロファイルは、ボイラの製造業者のような者が炉を観察する結果、所定の 炉に対して提供することが出来る。この目標プロファイルに加えて、又はこれに 代えて、その他のベッドの目標特性も入力することが可能である。例えば、本発 明の装置による画像から判断された対応する特性と比較するため、ベッドの目標 の最大及び最小高さ、容積及び傾斜角度のデータを入力することが出来る。

第６図を参照すると、背景とベッドとの間の遷移、従って、ベッドのプロファイ ルを測定するための好適な処理方法が示しである。開始ブロック７８から、ブロ ック８０に達し、これは、画像センサ１０により提供される信号から画像フレー ムをデンタル化することに対応するものである。このプロセスは、画像化装置４ ２（第１図）により、フレーム毎を基準として従来の方法で行われる。

次に、デジタル化した画像フレームを使用し、ブロック８２に示すようなベッド と背景との間の遷移に対応する画像の遷移をめる。より具体的には、この段階は 、典型的に、副ブロック８４．８６．８８．９０．９２で示すように、多段階の 画像処理方法である。

画像は、ブロック８４における特定の明確化選択方法に従い、その標準偏差に基 づいて選択される。第１に、多数の画像に対して濃淡の基準の標準偏差を計算し 、これと共に、これら値の平均値及び標準偏差値をめる（即ち、標準偏差の平均 値及び標準偏差）。次に、これら画像は、画像化装置４２により監視され、対象 とする画像の標準偏差が標本の平均値より１標準偏差だけ大きい場合、更なる処 理を選択する。これにより、比較的良好な画像を選択する応用可能な方法が得ら れる。良好な画像とは、画像の濃淡のコントラストの大きい画像である。画像の 濃淡は、ベットの境界又はプロファイルを不鮮明にする傾向があるベッド内を上 昇するフレアにより変化する。典型的に、ブロック８４のプロセスは、このよう にして更に処理するのに適した明確度を備える８つの画像が選択されるまで継続 する。勿論、必要に応じて更なる処理をするため、それ以上又はそれ以下の数の 画像を選択することが可能である。

ブロック８６にて、選択した画像の一時的な平均化が行われる。即ち、選択され た画像、この場合、８つの画像は、画素毎に平均化されて、不要でかつ移動する 雑音構成部分を除去する。具体的な方法において、各位置における画素要素の値 は、同一位置における画素要素の他の値と合計し、次に、その合計値を選択した 画像フレーム数で割り、一時的な平均値をめる。

その後、一時的に平均化した画像は、ブロック８８で示すように微分して局部的 な画素の濃淡の変化を識別する。具体的な微分方法において、これら局部的な画 素の濃淡の変化は、水平方向に向いた端縁に有利となる傾向の端縁検出畳み込み 法を利用して識別する。所望の畳み込み法は、各ボイラ型式ごとに経験的にめ、 特定のボイラ型式に適当な畳み込み法が得られるまで、畳み込み法を選択しかつ 改善を加えていく。即ち、得られたプロファイルを実際に観察されるプロファイ ルと比較し、反復的な試験中に満足すべき整合状態が得られるまで、その畳み込 み法を変更する。ゴータベルゲン型式のボイラに適した微分用の畳み込みマスク ＩＭＩは次の通りである。

この畳み込みマスクを画素に適用して微分画像をめる。

例えば、画素Ｘ８について新たな値を計算するためには、以下に説明する従来の 方法にて、上記の畳み込みマスクを画素Ｘ８を囲繞する画素に適用する。

新たなｘ８＝　Ｘ７　Ｘ８　ｘ９　Ｘ　Ｍ上記の式において、Ｍは、上記に定め るような畳み込みマスクを意味する。

微分は雑音を増幅し、局部的で不要な端縁の人工物を発生させるため、プロツり ９０にて平滑化又はぼかし法を採用し、小さい人工的欠点を隣接する画素で平均 化することにより、これらを効果的に除去する。１つの具体的な平滑方法はガウ スの核（Ｇａｕｓｓｉａｎ　ｋｅｒｎｅｌ）を有する平滑化畳み込み法を画素に 適用することである。

画像の平滑化の後、ブロック９２に示すように、遷移の位置を探知する。幾つか の方法を単独で又は相互に組み合わせて利用し、これら遷移の位置を探知する。

例えば、連続点検技術を適用し及び／又は領域形成方法を適用して、遷移の位置 を探知することが出来る。これら段階は、ブロック９２内のブロック９４で示し である。

これら微分の結果、端縁付近に位置する画素は輝度を増す。画像内の背壁が見え ない場合、ベッドの後方よりもより炉の端縁に類似する特徴を備える傾向となる 。これとは逆に、背壁がより見え易い場合、ベッドと背壁との間の遷移領域にて 端縁がより見易くなる。

プロファイルの第１の端縁点又は開始点は、画像の底部から開始して、比較的明 るい画素を探知することでめられる。１つの画素が（その垂直線内の他の画素に 対して）比較的明るい垂直方向の最上位置に探知された場合、この画素を開始点 として標識する。

次に、例えば、連続点検技術により連続性を確保する。この技術によれば、当該 各端縁要素毎に、左右の連続的な端縁要素に対する連続性が点検される。端縁の 存在の可能性を示す、連続的な画素（即ち、濃淡の等しい）がある場合、当該画 素は左側及び右側画素部分間の中間付近に付勢される。この連続性の点検方法は 、反復的に行われ、その結果、端縁要素の選択方法における誤差は補正される結 果となる。このように、連続性の点検方法は請求めたプロファイルに連続性を付 与し、この方法を交互に反復し、開始画素から、連続的なプロファイルに最も良 く適合した画素を探知する。

測定したプロファイルの外観を更に向上させるため、連続性点検又は実行段階の 後、その後の平滑又は領域形成方法を適用することが出来る。開始点からの領域 形成方法によれば、平均及び標準偏差を計算する。次いで、次の点を検査しかつ 評価して、その濃淡が領域の一部となるべきその前の点に対して十分に接近して いるか否かを判断する。接近している場合、その点はその領域内に含め、再度、 平均及び標準偏差を計算する。この方法は、１つの点がその領域に最早含まれな くなるまで継続する。次に、この終わりの点を識別し、ベッドのプロファイルの 端縁点に対応させる。典型的に、領域形成技術はベッドのプロファイルの上方又 は下方何れかの点にて開始し、次に、その領域は、非適合点が識別されるまて予 想されるベッドのプロファイル方向に向けて画素を付加することにより形成させ る。

連続性付与及び領域形成方法は、個々に行うことが可能であるが、集合的に行い 、ベッドのプロファイルを一層良くめ得るようにすることが望ましい。ベッドの プロファイルは、ブロック９２からめて、ブロック９６に達する。

第７図には、炉の操作者が観察し得るようにモニタ４６（第１図）上に表示する ことの出来る、測定したベッドのプロファイル６６が示しである。このプロファ イルから、第７図にｈで示すベッドの高さのようなベッドの多数の特徴をめるこ とが出来る。更に、以下に説明するように、このプロファイルからベッドの容積 を計算することが出来る。更に、ベッドのプロファイルに沿った幾多の位置にて 傾斜角度をめることも出来る。例えば、プロファイルの点（Ｘ　Ｉ、　Ｙ　ｒ　 ）及び（Ｘ　２、Ｙ２）を通るような直線を引（ことにより、左側の傾斜角度Ｓ １をめることが出来る。簡単な例として、点Ｐ１、Ｐ２との間及びＰ３、Ｐ４と の間には、プロファイルの点が全く存在しないと仮定する。この場合、デカルト （又は（Ｘ、Ｙ））座標系を視界又はモニタ４６のディスプレイ上に表示するこ とが出来る。

それぞれの点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３及びＰ４は、（その他の点と共に）ベッドのプロ ファイルに沿ってそれぞれのＸ及びＹ座標により識別することが出来る。次に、 従来の方法で傾斜角度をめることが出来る。例えば、Ｓｌにおける傾斜角度は次 のようにしてめられる。

同様に、傾斜角度Ｓ２は次のようにしてめられる。

５２＝（Ｙ４　Ｙ３） 第８図には、該図に示した２つの画像センサ１０．１０′を備えるボイラ２０の 平面図が示しである。第１の画像センサ１０は、点線１００で示した視界を有す る一方、第２の画像センサ１０′は一点鎖線１０２で示した視界を有する。この ように、画像センサ１０はその視界を三等分する線１０４に沿って方向決めされ る一方、画像センサ１０′　はその視界を三等分する線１０６に沿って方向決め される。これら線１０４．１０６は、角度Ｂにて交差する。２つの画像センサは 、以下に説明するようにベッドの容積の計算に関連して利用出来る。一般に、ボ イラの内部が煙及び微粒子により実質的に不透明である作業時、角度Ｂは鋭角な 角度から大きくして鈍角とし、実質的に２本の線１０４．１０６が相互に直交す るような角度に設定する。形成される画像の情報は、ベッドの容積をめるための 改良されかつより正確な基礎となる。

第９図を参照すると、単一の画像センサ１０が示してあり、このセンサ１０を上 述のように使用して、測定したベッドのプロファイル６６を形成する。ベッドの 輪郭の円形又はその他の近似を使用して、このプロファイルから溶融ベッドの容 積を推定し又は計算することが出来る。即ち、例えば、第９図に示した水平面１ １０内でベッドを横断するスライスは、′ｊ４９図に符号１１２で示した円形断 面を示すと推定することが出来る。断面１１２の推定径りは、水平面１１０の垂 直高さにてめたベッドのプロファイルの幅Ｗからめられる。このプロファイルを 積分することにより、即ち、そのプロファイルが相互に積み重ねた円形リングの ベッドを画成すると仮定することにより、ベッドの容積を計算することが可能で ある。

第１０図において、ベッドの容積を計算する別の方法が示しである。ここでは、 複数、この場合２つの画像センサが利用される。即ち、第１０図において、第１ 及び第２の画像センサ１０．１０′は相互に直交する方向に焦点法めされ得るよ うに図示する状態で配置されている。即ち、再度、第８図を参照すると、第８図 に示した線１０４．１０６を引くならば、角度Ｂは９０６となる。この場合、第 ９図に関して上述したように、カメラ１０から第１の方向に対するベッドの推定 幅Ｗがめられ、これは第１０図に軸線Ａで示しである。同様に、画像センサ１０ ′は、該図に示す方向からめたベッドの視界から測定したプロファイル６６′を 形成する。１１０、即ち、面１１０′に対応する面内にて、測定したプロファイ ル６６′から幅Ｗ′がめられる。ベッドのこの方向への推定断面は、第１０図に 軸線Ａ２として示しである。該ベッドの楕円形近似を利用し、即ち、Ａ１が楕円 形の軸線の第１の方向への長さに対応する一方、Ａ２が楕円形の軸線の第２の方 向への長さに対応すると仮定することにより、このベッドは楕円形の断面を有す ると推定することが可能である。ベッドをその高さの上方で積分し、楕円形のプ ロファイルであると仮定することにより、計算したベッドの容積をめられる。ベ ッドは、必ずしも対称ではないため、複数の画像センサを利用するベッドの容積 の近似により、ベッドの容積をより正確に計算することが可能となる。

第１１図を参照すると、ベッドのプロファイルセンサ４２として第１１図に示し たベッドのプロファイル画像化装置は、第１図のインターフェース４８を介して 操作者が入力した命令を通じて間接的に、又は直接的かつ自動的に炉を制御する 状態を示しである。何れの場合でも、命令信号は線５０を介して送られ、従来の センサインターフェース１２０を介してデータバス１２２に伝送され、従って、 炉の制御に使用される従来のプロセスコンピュータ１２４に送られる。このプロ セスコンピュータは、典型的に、バス１２２及び制御線１２６により（かつ図示 しない別のインターフェースを介して）弁コントローラ１３０に結合される。該 弁コントローラは、典型的に、供給源１３４から３８で示すような燃料ノズルま での燃料の流れを制御する複数の弁（その１つは、第１１図に符号１３２で表示 ）を制御する。同様に、各種の燃焼空気弁又はダンパ１３６が弁コントローラ１ ３０により制御され、供給源１３８（例えば、ファン又はブロア）から炉の各種 のポート（例えば、第１１図のポート１４０）への燃焼空気量を制御する。

従来の溶融ベッドボイラにおいて、燃焼空気量は、第１、第２及び場合により第 ３のポートとの間て制御し、垂直方向の空気量を均衡させることが出来る。更に 、各種のポートに対する空気の流れは、各高さで個々に制御し、水平方向の均衡 状態を実現し、炉の性能に依存して、各種のポートにより多く又はより少ない空 気が供給されるようにする。更に、空気量を制御し、装置内の全体的な均衡を図 ることが出来る。一般に、多数のパラメータが炉の性能に影響を及ぼす。特に、 炉の容積の減少は、典型的に、空燃比を増大させることにより実現される。更に 、ベッドの高さを低（するため、ベッドの上方部分に向けられる燃焼空気の床を 増大させることが出来る。これとは逆に、ベッドの高さを高くするためには、例 えば、第３のポートを介するベットの上方領域への空気の供給量を少なくするこ とが出来る。同様に、ベッドの傾斜角度は、ベッドのそれぞれの下方部分及び上 方、部分に供給される空気量を加減することにより変化させる。即ち、ベッドの 下方部分に対する空気の流れを減少させることにより、典型的にそのベッドの部 分ては燃焼は低下するため、ベッドの傾斜角度は、平坦となる傾向を生ずる。同 様に、測定したベッドのプロファイルから明らかであるように、ベッドが片側に 傾斜する傾向である場合、ベッドの各側に対する空気の供給量を変更し燃焼の調 整をすることにより、ベッドのプロファイルの調整が可能となる。

典型的に、熟練したボイラ操作者は測定したプロファイルを観察し、これに応じ て、炉の性能に影響するパラメータを調整し、炉の運転状態、従って実際のベッ ドの形態を変更することが出来る。一方、測定した炉のプロファイルは、時間に 応じて調整し、その調整後に測定したベッドのプロファイルを表示することによ り、操作者は、自己の採用した措置が成功したか否かを確認し得る。更に、測定 したベッドのプロファイルと共に、目標のベッドのプロファイルを表示すること により、操作者は、測定したプロファイルと目標プロファイルとの比較に関して 、直ちに視覚的なフィードバックが得られ、その結果、操作者は所望の結果との 差又は偏差を容易に知ることが出来る。同様に、高さ、容積及び傾斜角度のよう なベッドの目標の特性の比較結果を表示し、対応するベッドの測定特性と比較す ることが出来る。更に、画像化装置４２（第１図）は、目標のベッドの特性と測 定したベッドの特性との差が閾値を越える場合、インノケータ信号を発生させる ことが出来る。例えば、測定したベッドの高さが所定の量だけ、例えば、約２０ ％だけベッドの目標の高さを上層る場合、インジケータ信号を発生させる。イン ノケータ信号は、ＬＥＤディスプレイのような視覚的インジケータに送られる。

これと選択的に、或はこれと組み合わせて、インジケータ信号を警報装置のよう な音響的インジケータに供給するようにしてもよい。視覚的及び音響的インジケ ータを作動させ、操作者に対して炉内に望ましくない状態が存在することに関す る更なる情報を提供することが可能となる。

第１２図、第１３図及び第１４図には、測定したプロファイルの情報を処理する ため画像化装置４２内で使用されるフローチャートの一例が示しである。

第１２図を参照すると、このフローチャートは、炉の運転を制御するときのベッ ドの容積に関する情報を表示することに関するものである。このフローチャート は、ブロック５０にて開始し、ブロック１５２に達し、ここで目標の最大容積■ ｍａｘ及び目標の最小容積Ｖｍｉｎの値が設定される。即ち、ブロック１５２に て、装置が使用する目標の最大値及び最小値が設定される。ブロック１５４にて 、ベッドのプロファイルが第６図に関して上述したように測定される。この測定 したプロファイルはブロック１５６で表示され、この図に示すように、プロセス はブロック１５８で終了しく又は、処理を継続するためブロック１５４に戻る） ことが出来る。これと選択的に、ブロック１５６から達し、或はブロック１５４ からブロック１６０に直接に達することができる。ブロック１６０にて、例えば 、上述の円形又は楕円形の近似法を利用してベッドの容積を計算する。次に、そ の計算した容積Ｖｃをブロック１６２にてＶｍａｘ及びＶｍｉ　ｎの容積と比較 する。

ＶｃがＶｍａｘ以上の場合、或はＶｃがＶｍｉｎ以下の場合、計算した容積ＶＣ は、ブロック１５２にて設定した目標の容積値の範囲外であると判断される。そ の他の場合は、計算した容積は、目標の範囲内にあり、プロセスはブロック１６ ４に続く。ブロック１６４にて、試験が終了したか否かが判断され、終了の場合 は終了ブロック１６６に達する。試験が完了していない場合、再度、ブロック１ ６４からプロファイル測定ブロック１５４に達し、プロセスは継続される。　計 算した容積Ｖｃがブロック１６２における目標容積の範囲外である場合、ブロッ ク１７０に達し、その差が表示され及び／又はディスプレイされ、その後、終了 ブロック１７２に続く　（又は、ブロック１５４に戻り処理を継続する）。ブロ ック１７０に達することに代え、即ち、随意選択的に、ブロック１７０から決定 ブロック１７４に達するようにしてもよい。ブロック１７４にて、計算した容積 が目標の最大容積であるＶｍａｘ以上か否かを判断する。その答えが是である場 合、ブロック１７６に達する。ブロック１７６にて、燃焼空燃比を増大させ、例 えば、更なる空気を炉の第１のポートの高さに供給し、ベッドの寸法を縮小させ る。ブロック１７４にて、計算した容積ＶｃがＶｍａｘ以上でないと判断された 場合は、Ｖｃはプロセス中のこの時点でＶｍｉｎ以下に違いない。この場合、ブ ロック１７８に達し、例えば、第１のポートの高さで空燃比を減少させる。ブロ ック１７６．１７８から、再度、ブロック１５４に達し、ベッドのプロファイル の測定か続行される。勿論、ベッドの計算した容積の情報を利用するその他の技 術も採用可能であり、これらは当業者に明らかであろう。

第１３図には、測定したベッドのプロファイルから得られるようなベッドの高さ の特性を利用するフローチャートが示しである。ブロック１９０にて、プロセス が開始され、ブロック１９２まで継続し、この時点で、例えば、ユーザが第１図 のインターフェース４８を利用して目標の最大高さＨｍａｘ及び最小高さＨｍｉ ｎを設定する。ブロック１９２からブロック１９４に達し、上述のように、第６ 図のフローチャートに従ってベッドのプロファイルが測定される。ブロック１９ ４から、ブロック１９６に達し、プロファイルが表示され、プロセスはブロック １９８にて終了する（又は、ブロック１９４に戻って、更にベッドのプロファイ ルを測定する）。ブロック１９６から、又は随意選択的にブロック１９４から、 ブロック２００に達する。ブロック２００にて、測定したベッドのプロファイル からベッドの高さがめられる。高さＨｄｍは、第７図に示したプロファイルの点 のＹ値から測定することが出来る。ブロック２００から、ブロック２０２に達し 、この時点て測定した最大高さＨｄｍが目標の最大高さＨｍａｘ以上か又は目標 の最小高さＨｍｉｎ以下か否かが判断される。その答えが否である場合、プロ・ ンク２０４に達し、この時点で試験が終了したか否かが判断される。試験が終了 する場合、終了ブロック２０６に達する。否である場合、プロセスはプロファイ ル測定ブロック１９４に戻り、ベッドのプロファイルの次の測定が為される。

ブロック２０２において、測定した高さＨｄｍが目標の最大及び最小高さくＨｍ ａｘ及びＨｍｉｎ）の範囲外であると判断された場合、ブロック２０８に達し、 この時点で計算した高さＨｄｍが表示され、又はディスプレイされ、プロセスは ブロック２１０で終了する（又は、ブロック１９４に続き、更に処理する）。ブ ロック２０８に達することに代え、ブロック２０８からブロック２１１に達する ようにしてもよい。ブロック２１１にて、計算した高さＨｄｍが目標の最大高さ Ｈｍａｘ以上か否かが判断される。その答えが是である場合、空燃比を増大させ （例えば、ベッドの上方領域に対して）、かかる領域の燃料消費量を増大させ、 これによりベッドの高さを低くする。ブロック２１１にて、ＨｄｍがＨｍ’ａｘ 以上でないと判断された場合、Ｈｄｍはフローチャートのこの時点でＨｍｉｎ以 下であるに違いない。この場合、ブロック２１１からブロック２１４に達し、空 燃比を低下する（例えば、炉の上方領域にて）。その結果、ベッドの高さが増す 。

このようにして、空燃比を調整し、又は炉の操作者に公知の炉のその他の運転パ ラメータの調整により、ベッドの最大高さを調整し、目標の高さにより正確に適 合させることが可能である。ブロック２１２．２１４から、プロセスはブロック １９４に戻り、ベッドのプロファイルの測定が続行される。

第１４図のフローチャートには、ベッドの傾斜角度特性を利用する１つの方法が 示しである。第１４図によれば、開始ブロック２３０からブロック２３２に達し 、この時点で最大傾斜角度Ｓｍａｘ及び最小傾斜角度Ｓｍ１ｎが設定される。

Ｓｍａｘ及びＳｍ１ｎは、操作者がインターフェース４８を利用して設定するこ とが出来、これらは、典型的に、ボータベルケン型式のボイラにとって最大の関 心事である。ブロック２３２から、ブロック２３４に達し、例えば、上述のよう に、第６図に従ってベッドのプロファイルが測定される。ブロック２３４から、 プロファイルはブロック２３６にて表示され、プロセスは２３８にて終了すよう にすることが出来る（又は、ブロック２３４に続行させる）。ブロック２３６か ら、又は任意選択的にブロック２３４から、ブロック２３９に達するようにする ことが出来る。ブロック２３９にて、ベッドの各種の部分における傾斜角度を測 定する。例えば、第７図を参照すると、２つの傾斜角度の計算値、即ち、傾斜角 度Ｓ１、Ｓ２の計算値がブロック２３９に示しである。このようにして、この傾 斜角度は測定したベッドのプロファイルに沿った幾多の位置で計算することが出 来る。ブロック２３９から、ブロック２４０にて、計算した傾斜角度が最大の傾 斜角度Ｓｍａｘ以上か又は最小傾斜角度Ｓｍ１ｎ以下か否かが判断される。勿論 、Ｓｍａｘ及びＳｍ１ｎは、ベッドのプロファイルに沿った幾多の位置で異なる 値であるように変更することが出来る。ブロック２４２にて示すように、ブロッ ク２４０からミ幾多の傾斜角度を表示することが出来、この時点で試験が完了す るならば、ブロック２４４．２４６で試験を終了させる。試験がブロック２４４ にて完了しない場合、プロセスは測定したプロファイルブロック２３４にて続行 することが出来る。形成される傾斜角度を表示しかつブロック２４２．２４．４ 等を通って分岐することと選択的に、又はこれに加えて、ブロック２４０からブ ロック２５０及び／又はブロック２４７に達するようにしてもよい。ブロック２ ４７にて、計算した傾斜角度と目標の傾斜角度（例えば、Ｓｍａｘ及びＳｍｉ　 ｎ）間のこの関係が表示される。ブロック２４７から、終了ブロック２４９に達 し、又は、プロセスはブロック２３４又はブロック２５０に継続することが出来 る。ブロック２５０にて、傾斜角度Ｓ１、Ｓ２の値及びその他の位置について計 算したその他の任意の傾斜角度をその傾斜角度を測定した位置に対する目標値Ｓ ｍａ　ｘ及びＳｍｉ口と比較する。

更に、ブロック２４０又はブロック２５０にて、操作者に、視覚的ディスプレイ 又は音響的警報袋！により、そのときの傾斜角度が目標の傾斜角度から逸脱して いると注意することが出来る。ブロック２５０から、ブロック２５２に遣する。

ブロック２５２にて、炉のパラメータを調整し、測定した傾斜角度が目標の傾斜 角度ＳｍａｘＳＳｍｉｎに対してより正確に適合するようにする。一般に、ブロ ック２５２にて、空燃比は、Ｓｍ１ｎ以下の傾斜角度に関係するベッドの部分に 対して増大させ、これら点における傾斜角度を急峻なものにすることが出来る。

これと逆に、傾斜角度が過度に急峻な箇所では傾斜角変を減少させるために、空 燃比を小さくすることも出来る。同様に、従来のボイラにおいて、ボイラ内の幾 多の高さにおける空気供給量は、従来の方法で制御し、かかる制御を利用し、測 定したベッドのプロファイル又はその他のベッドの特性の結果に基づいてベッド の形状を調整することが可能となる。ブロック２５２がら、フローチャートはブ ロック２３４に戻り、ベッドのプロファイルを測定するプロセスを続行する。

幾つかの好適な実施例に関して本発明の詳細な説明しカリ図示したので、当業者 には、本発明はその原理から逸脱せずに構成及び細部の点で修正を加え得ること が明らかであろう。例えば、ベッドのプロファイルの遷移を判断する画像処理技 術は遷移を測定するという目標の応じて修正し、従って、実際のベッドのプロフ ァイルに対して測定したベッドのプロファイルを正確なものとすることが可能と なる。更に、計算し又は測定したベッドのプロファイル、ベッドの高さ、ベッド の傾斜角度、ベッドの容積のようなベッドの特性の使用に関するフローチャート は、対象とする特定の炉に適するよう修正しかつかがる炉の操作者が採用する方 法に曙合し得るように修正することも出来る。本発明は、請求の範囲内に記載し たかかる全ての変形例を包含するものである。

類ベッドのプロファイルを測定する方法及び装置は、ベッド及び背景のデジタル 画像を発生させる段階を含む。このデジタル画像は処理されて、ベッドと背景と の間の遷移、従ってベッドの境界に対応する画像の遷移をめる。処理した画像か らベッドのプロファイル、ベッドの藁さ、ベッドの傾斜角度及びベッドの容積の ようなベッドの特性をめる。画像は炉の性能を制御するために使用し得るように 表示することが出来る。更に、測定した画像の特性をベッドの基準特性と比較し 、その差を表示し、炉の運転の制御に利用し、又は基準特性及び測定したベッド の特性が閾値量だけ相違するとき、警報装置のようなインジケータを作動させる ために使用することが可能である。

国＠調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．炉壁を備える背景により囲繞される炉ベッドのプロファイルを測定する方法 にして、 炉及び背景のデジタル画像を発生させる段階と、前記デジタル画像を処理し、ベ ッドと背景との間の遷移、従って、ベッドの境界部分に対応する画像の遷移を測 定する段階と、処理した画像から少なくとも１つの測定したベッドの特性を測定 する段階とを備え、前記特性がベッドのプロファイル、ベッドの高さ、ベッドの 傾斜角度及びベッドの容積を含む群から選択されることを特徴とする方法。 ２．請求の範囲第１項に記載の方法にして、ベッドの基準特性を提供する段階と 、前記測定したベッドの特性をベッドの基準特性と比較する段階と、基準特性及 び測定したベッドの特性が閾値程度だけ相違するとき、インジケータを作動させ る段階とを備えることを特徴とする方法。 ３．請求の範囲第２項に記載の方法にして、炉の運転を制御し、ベッドの特性を 調整する段階を備えることを特徴とする方法。 ４．請求の範囲第３項に記載の方法にして、前記炉は、燃料及び燃焼空気の供給 量が制御可能な型式であり、炉に対する燃料及び空気供給量を制御し、測定した ベッドの特性がベッドの基準特性により正確に適合し得るように、ベッドの特性 を調整する段階を備えることを特徴とする方法。 ５．請求の範囲第１項に記載の方法にして、ベッドの基準特性を提供する段階と 、測定したベッドの特性をベッドの基準特性と比較する段階と、炉の運転を制御 し、ベッドの特性を調整する段階とを備えることを特徴とする方法。 ６．請求の範囲第５項に記載の方法にして、前記炉は、燃料及び燃焼空気の供給 量が制御可能な型式であり、炉に対する燃料及び空気供給量を制御し、測定した ベッドの特性かベッドの基準特性により正確に適合して得るように、ベッドの特 性を調整する段階を備えることを特徴とする方法。 ７．請求の範囲第１項に記載の方法にして、測定したベッドの特性を記憶させ、 ベッドの特性の少なくとも部分的な経歴を提供する段階と、燃料効率のような炉 の運転特性を記録する段階と、炉の特性の経歴を炉の記録した性能と相関させる 段階とを備えることを特徴とする方法。 ８．請求の範囲第７項に記載の方法にして、炉を制御し、炉の最適な性能に相関 する炉の記憶させた特性に対応するベッドの測定特性を提供する段階を備えるこ とを特徴とする方法。 ９．炉壁を備える背景により囲繞される炉ベッドのプロファイルを測定する方法 にして、 炉及び背景の複数のデジタル画像を発生させる段階と、前記画像を処理し、ベッ ドと背景との間の遷移、従って、ベッドの境界部分に対応する画像の遷移を測定 する段階と、明確化のため、複数のデジタル画像から画像を選択する段階と、選 択された画像を一時的に平均化する段階と、前記一時的に平均化した面像を微分 する段階と、前記微分後、画像を平滑化する段階と、徴分化した面像の遷移を探 知する段階であって、前記遷移をベッドと背景との間の遷移、従って、ベッドの 境界に対応させるようにする段階とを含む処理段階と、処理した画像から少なく とも１つの測定したベッドの特性を測定する段階とを備え、前記特性がベッドの プロファイル、ベッドの高さ、ベッドの傾斜角度及びベッドの容積を含む群から 選択されることを特徴とする方法。 １０．請求の範囲第９項に記載の方法にして、遷移の位置を探知する前記段階が ベッドの略連続的な又は平滑に測定した境界を形成する遷移を選択することによ り連続的な点検を行う段階を備えることを特徴とする方法。 １１．請求の範囲第１０項に記載の方法にして、遷移の位置を探知する前記段階 が領域形成方法を実施する段階を備えることを特徴とする方法。 １２．請求の範囲第９項に記載の方法にして、遷移の位置を探知する前記段階が 遷移の位置を探知するために領域形成方法を実施する段階を備えることを特徴と する方法。 １３．請求の範囲第９項に記載の方法にして、前記測定段階がベッドの容積を測 定する段階を備えることを特徴とする方法。 １４．請求の範囲第１３項に記載の方法にして、前記デジタル画像を発生させる 段階が第１の方向から得たベッドの二次元的画像に対応するデジタル画像フレー ムを発生させる段階を備え、前記ベッドの容積を計算する段階が、ベッドの形状 に対する円形近似を利用して、ベッドの容積を計算する段階を備えることを特徴 とする方法。 １５．請求の範囲第１３項に記載の方法にして、前記デジタル画像を発生させる 段階が第１の方向から得たベッド及び背景の二次元的画像に対応する第１のデジ タル画像フレームを発生させる段階と、第１の方向に対してある角度を成す第２ の方向から得たベッド及び背景の二次元的画像に対応する第２のデジタル画像フ レームを発生させる段階とを備え、前記ベッドの容積を計算する段階が、ベッド の形状に対する楕円近似を利用して、ベッドの容積を計算する段階を備えること を特徴とする方法。 １６．請求の範囲第９項に記載の方法にして、ベッドの基準特性を提供する段階 と、前記測定したベッドの特性をベッドの基準特性と比較する段階と、基準特性 及び測定したベッドの特性が閾値程度だけ相違するとき、インジケータを作動さ せる段階とを備えることを特徴とする方法。 １７．請求の範囲第１６項に記載の方法にして、炉の運転を制御し、ベッドの特 性を調整する段階を備えることを特徴とする方法。 １８．請求の範囲第９項に記載の方法にして、ベッドの基準特性を提供する段階 と、測定したベッドの特性をベッドの基準特性と比較する段階と、炉の運転を制 御し、ベッドの特性を調整する段階とを備えることを特徴とする方法。 １９，炉壁を備える背景により囲繞される炉ベッドのプロファイルを測定する装 置にして、 監視すべきベッドの領域に近接して配置され、ベッド及び背景の監視部分の画像 に対応する画像信号を発生させる画像化手段と、前記画像化手段に接続され、画 像信号を処理して画像と背景との間の遷移、従って、ベッドの境界に対応する画 像の遷移を測定する信号処理手段とを備え、前記信号処理手段が、処理した画像 から少なくとも１つのベッドの特性を測定する手段を備え、前記特性がベッドの プロファイル、ベッドの高さ、ベッドの傾斜毎度及びベッドの容積を含む群から 選択されることを特徴とする装置。 ２０．請求の範囲第１９項に記載の装置にして、ベッドの基準特性に対応するベ ッドの基準特性信号を信号処理手段に提供する手段を備え、前記信号処理手段が 、測定したベッドの特性をベッドの基準特性と比較すると共に、測定した特性及 びベッドの基準特性が閾値だけ異なるとき、インジケータ作動信号を発生させる 手段を備え、 更に、前記信号処理手段に結合され、インジケータ作動信号を受け取るインジケ ータを備え、前記インジケータか、該インジケータへのインジケータ作動信号に 応答し、測定したベッドの特性及びベッドの基準特性が閾値だけ異なることを表 示することを特徴とする装置。 ２１．請求の範囲第１９項に記載の装置にして、ベッドの基準特性レベルに対応 するベッドの基準特性信号を信号処理手段に提供する手段を備え、前記信号処理 手段が、測定したベッドの特性をベッドの基準特性と比較すると共に、測定した 特性及びベッドの基準特性が閾値だけ異なるとき、出力制御信号を発生させる手 段を備え、 更に、前記信号処理手段に結合され、出力制御信号を受け取るインジケータを備 え、前記インジケータが、該インジケータヘの出力制御信号に応答し、測定した ベッドの特性及びベッドのベッド基準特性が閾値だけ異なることを表示し、更に 、出力制御信号に応答し、炉の運転を制御し、測定される特性を調整し、基準特 性により正確に適合するようにする制御手段を備えることを特徴とする装置。 ２２．請求の範囲第１９項に記載の装置にして、信号処理手段に対してベッドの 基準特性レベルに対応するベッドの基準特性信号を提供する手段を備え、前記信 号処理手段が、測定したベッドの特性をベッドの基準特性と比較すると共に、測 定した特性及びベッドの基準特性が閾値だけ異なるとき、出力制御信号を発生さ せる手段を備え、 更に、出力制御信号に応答して、炉の運転を制御しかつ測定された特性を調整し 、基準特性により正確に適合するようにする制御手段を備えることを特徴とする 装置。 ２３．請求の範囲第１９項に記載の装置にして、前記画像化手段が、ベッド及び 背景の複数のデジタル面像を発生させる手段を備え、前記信号処理手段が、画像 の明確化を基に前記複数の画像から画像を選択する手段を備え、前記信号処理手 段が、前記選択された画像を一時的に平均化し、微分化しかつ平滑化する手段を 備え、前記信号処理手段が、徴分化した画像の遷移の位置を探知する手段を備え 、前記遷移がベッドと背景の間の遷移、従ってベッドの境界に対応するようにし たことを特徴とする装置。 ２４．請求の範囲第２３項に記載の装置にして、前記信号処理手段が、微分化し た画像の連続性を点検し、遷移の位置を探知する手段を備えることを特徴とする 装置。 ２５．請求の範囲第２４項に記載の装置にして、前記信号処理手段が、微分化し た画像に領域形成方法を適用し、遷移の位置を探知する手段を備えることを特徴 とする装置。 ２６．請求の範囲第２３項に記載の装置にして、前記信号処理手段が、徴分化し た画像に領域形成方法を適用し、遷移の位置を探知する手段を備えることを特徴 とする装置。 ２７．請求の範囲第１９項に記載の装置にして、前記画像化手段が、炉の外側に 配置されかつ炉壁に形成されたポートを通じて炉の一部を見得るように位置決め した画像センサを備え、前記画像センサが、炉の背景の内壁及び対象とする領域 内のベッドの画像に対応する画像信号を発生させ、ベッド及び背景が画像内の濃 淡領域として現れるようにし、 前記画像化装置が、画像センサに接続されかつ、画像信号からデジタル信号を発 生させるよう作動させるデジタイザを備え、前記デジタル信号が画像の二次元的 表現に対応し、 前記信号処理手段が画像デジタイザに接続され、デジタル信号を受け取ると共に 、デジタル信号を処理し、ベッドと背景との間の遷移、従ってベッドの背景に対 応する画像の遷移を測定し、 前記信号処理手段が、ベッドの形状に対して円形近似を利用して画像信号により 表現されるベッド部分の容積を求める手段を備えることを特徴とする装置。 ２８．請求の範囲第２７項に記載の装置にして、各々、炉の外側に配置されかつ 炉壁に形成されたそれぞれのポートを通じてベッドのそれぞれの部分を見得るよ うに位置決めした第１及び第２の画像センサを備え、前記第１の画像センサがベ ッドに向けて第１の方向に焦点決めされ、対象とする第１の領域内の炉のベッド 、及び背景の内壁に対応する画像信号を発生させ、前記第２の画像化センサが第 １の方向に対してある角度を成して第２の方向に向けて炉の上に焦点決めされ、 対象とする第２の領域内の炉のベッド、及び背景の内壁に対応する画像信号を発 生させ、前記ベッド及び背景が像の濃淡領域として現れるようにし、前記画像デ ジタイザが、画像センサの各々に接続された手段であって、第１の画像センサか らの画像信号の二次元的表現に対応する第１のデジタル信号、及び第２の画像セ ンサからの画像信号の二次元的表現に対応する第２のデジタル信号を発生させる 手段を備え、 前記信号処理手段が、画像デジタイザに接続され、第１及び第２のデジタル信号 を受け取り、前記信号処理手段が、ベッドの形状に対して楕円形近似を利用して 画像信号により表現されるベッドの部分の容積を求める手段を備えることを特徴 とする装置。