JPH0456245B2 - - Google Patents
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- JPH0456245B2 JPH0456245B2 JP2252788A JP2252788A JPH0456245B2 JP H0456245 B2 JPH0456245 B2 JP H0456245B2 JP 2252788 A JP2252788 A JP 2252788A JP 2252788 A JP2252788 A JP 2252788A JP H0456245 B2 JPH0456245 B2 JP H0456245B2
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 36
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 18
- 238000012634 optical imaging Methods 0.000 claims description 9
- 238000011002 quantification Methods 0.000 claims 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 1
- 238000004445 quantitative analysis Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Measuring Volume Flow (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
この発明は、一般的には滴下する液滴の大きさ
を遠隔で測定する方法に関し、特に、人が直接近
づくことができない例えば放射線環境下での液体
の漏洩を連続的に遠隔検出してその漏洩量を精度
よく測定するために好ましくは使用できる滴下液
滴の定量方法に関するものである。
を遠隔で測定する方法に関し、特に、人が直接近
づくことができない例えば放射線環境下での液体
の漏洩を連続的に遠隔検出してその漏洩量を精度
よく測定するために好ましくは使用できる滴下液
滴の定量方法に関するものである。
［従来の技術］
滴下液滴を遠隔的に検出する方法として、本願と
同じ出願人により特願昭61−165111号で提案され
た方法がある。この方法は第５図に示したよう
に、平行光源１からの平行光RSを滴下液滴２に
１つの平面内で入射させる。滴下液滴２の形状は
真球で近似できるので、入射光の一部は液滴表面
で反射された反射光となると共に、一部は液滴内
面に透過し屈折したのち再度液滴表面から射出さ
れる透過屈折光となつて散乱する。この反射光と
透過屈折光を、平行光RSと同じ平面内で平行光
の進行方向に対して角度θ（散乱角）だけ回転し
た方向からみると、第６図のように液滴２内に２
つの輝点、すなわち反射光による輝点Ａと透過屈
折光による輝点Ｂをみることができる。上記先願
発明においては、実際の液滴２内の輝点を観察す
る代わりに、散乱角θ方向に伝播される光をレン
ズ等の光学結像系３を介して一次元光センサ４上
に結像させ（第７図）、この像における２つの輝
点ａ，ｂを一次元光センサ４からの信号として得
ることができる（第８図）。第８図の輝点ａのピ
ークと輝点ｂのピークとの間の距離r1＋r2および
光学結像系３の倍率によつて実際の液滴２の径
2R（第６図）を算出することができる。この液滴
径からさらに液滴の体積を算出し、これに滴下数
を掛けることにより滴下量を求めることができ
る。
同じ出願人により特願昭61−165111号で提案され
た方法がある。この方法は第５図に示したよう
に、平行光源１からの平行光RSを滴下液滴２に
１つの平面内で入射させる。滴下液滴２の形状は
真球で近似できるので、入射光の一部は液滴表面
で反射された反射光となると共に、一部は液滴内
面に透過し屈折したのち再度液滴表面から射出さ
れる透過屈折光となつて散乱する。この反射光と
透過屈折光を、平行光RSと同じ平面内で平行光
の進行方向に対して角度θ（散乱角）だけ回転し
た方向からみると、第６図のように液滴２内に２
つの輝点、すなわち反射光による輝点Ａと透過屈
折光による輝点Ｂをみることができる。上記先願
発明においては、実際の液滴２内の輝点を観察す
る代わりに、散乱角θ方向に伝播される光をレン
ズ等の光学結像系３を介して一次元光センサ４上
に結像させ（第７図）、この像における２つの輝
点ａ，ｂを一次元光センサ４からの信号として得
ることができる（第８図）。第８図の輝点ａのピ
ークと輝点ｂのピークとの間の距離r1＋r2および
光学結像系３の倍率によつて実際の液滴２の径
2R（第６図）を算出することができる。この液滴
径からさらに液滴の体積を算出し、これに滴下数
を掛けることにより滴下量を求めることができ
る。
［発明が解決しようとする課題］
上記の先願発明の方法においては、滴下液滴の
形状が真球であると仮定して、液滴径や体積の計
算を行つている。しかしながら、実際の液滴の落
下時の形状は、表面張力による振動によつて変化
するため、第９図に示すように液滴が落下するに
つれて液滴径も変化する。したがつて、滴下液滴
を検出する位置（高さ）によつては液滴径の測定
に誤差を生じることがあつた。
形状が真球であると仮定して、液滴径や体積の計
算を行つている。しかしながら、実際の液滴の落
下時の形状は、表面張力による振動によつて変化
するため、第９図に示すように液滴が落下するに
つれて液滴径も変化する。したがつて、滴下液滴
を検出する位置（高さ）によつては液滴径の測定
に誤差を生じることがあつた。
そこでこの発明は、滴下液滴を検出する位置
（高さ）によつて液滴径の測定に誤差を生じるの
を防止し、正確に滴下液滴径を測定でき、以て漏
洩量を精度よく定量できる方法を提供することを
目的としてなされたものである。
（高さ）によつて液滴径の測定に誤差を生じるの
を防止し、正確に滴下液滴径を測定でき、以て漏
洩量を精度よく定量できる方法を提供することを
目的としてなされたものである。
［課題を解決するための手段］
すなわちこの発明による滴下液滴の定量方法
は、滴下液滴に対して平行光を入射し、所定の散
乱角でこの液滴から散乱された反射光と透過屈折
光とからなる散乱光を光学結像系により一次元光
センサ上に結像させ、反射光と透過屈折光とによ
り像中に形成される２つの輝点間の距離と光学結
像系の倍率からこの液滴の径を検出し、この液滴
径から滴下量を算出する上述の先願発明の滴下液
滴定量方法を改良したものであつて、前記一次元
光センサに代えて二次元光センサを用いるととも
に、一つの液滴が所定距離落下する間の各落下位
置に対応した上記２つの輝点間距離から各落下距
離に対応した液滴径を順次検出し、この液滴径の
平均値から滴下量を算出することを特徴とするも
のである。
は、滴下液滴に対して平行光を入射し、所定の散
乱角でこの液滴から散乱された反射光と透過屈折
光とからなる散乱光を光学結像系により一次元光
センサ上に結像させ、反射光と透過屈折光とによ
り像中に形成される２つの輝点間の距離と光学結
像系の倍率からこの液滴の径を検出し、この液滴
径から滴下量を算出する上述の先願発明の滴下液
滴定量方法を改良したものであつて、前記一次元
光センサに代えて二次元光センサを用いるととも
に、一つの液滴が所定距離落下する間の各落下位
置に対応した上記２つの輝点間距離から各落下距
離に対応した液滴径を順次検出し、この液滴径の
平均値から滴下量を算出することを特徴とするも
のである。
また、この発明においては、二次元光センサの
代わりに、個々の受光素子が水平方向に配列され
た一次元光センサを液滴落下方向に複数個配列し
てなる光センサを使用することもでき、さらに
は、個々のセンサ受光部形状がセンサ素子列方向
と直交する液滴落下方向に長い長方形をした一次
元光センサを使用することもできる。
代わりに、個々の受光素子が水平方向に配列され
た一次元光センサを液滴落下方向に複数個配列し
てなる光センサを使用することもでき、さらに
は、個々のセンサ受光部形状がセンサ素子列方向
と直交する液滴落下方向に長い長方形をした一次
元光センサを使用することもできる。
［作用］
この発明のごとき光センサを用いることによつ
て、振動によつて液滴径が変化しながら液滴が落
下する間の所定落下距離にわつたつて、液滴径の
変化に伴う２つの輝点間距離の変化を輝点の軌跡
として順次検知することができる。
て、振動によつて液滴径が変化しながら液滴が落
下する間の所定落下距離にわつたつて、液滴径の
変化に伴う２つの輝点間距離の変化を輝点の軌跡
として順次検知することができる。
このようにして検出された２つの輝点間距離か
ら、各落下距離に対する液滴径を求め、この液滴
径の平均値をもとにして液滴滴下量を算出するこ
とによつて、従来の一次元光センサによつて１つ
の落下位置において検出された１つの液滴径（真
球と仮定）をもとにして算出する液滴滴下量より
も、測定精度が向上する。
ら、各落下距離に対する液滴径を求め、この液滴
径の平均値をもとにして液滴滴下量を算出するこ
とによつて、従来の一次元光センサによつて１つ
の落下位置において検出された１つの液滴径（真
球と仮定）をもとにして算出する液滴滴下量より
も、測定精度が向上する。
［実施例］
以下に実施例を示す図面を参照してこの発明を
説明する。
説明する。
第１図は、二次元光センサを用いた実施例を示
すものであり、滴下液滴１２の落下方向、平行光
源１１、光学結像系１４及び二次元光センサ１３
の配置などは、基本的に第５図の先願発明と同じ
である。但し、平行光源１１は、先願発明におけ
るようなスリツト状の光束断面形状である必要は
なく、むしろ断面形状は二次元光センサ１３の視
野をカバーするように矩形であるほうが望まし
い。
すものであり、滴下液滴１２の落下方向、平行光
源１１、光学結像系１４及び二次元光センサ１３
の配置などは、基本的に第５図の先願発明と同じ
である。但し、平行光源１１は、先願発明におけ
るようなスリツト状の光束断面形状である必要は
なく、むしろ断面形状は二次元光センサ１３の視
野をカバーするように矩形であるほうが望まし
い。
この発明で用いる二次元光センサとしては、一
般的には、電荷蓄積型のCCDエリアセンサとし
て知られている素子を組み込んだCCDテレビカ
メラを用いることができる。
般的には、電荷蓄積型のCCDエリアセンサとし
て知られている素子を組み込んだCCDテレビカ
メラを用いることができる。
第１図において滴下液滴１２が視野を上から下
へ通過すると、第２図に示したように二次元光セ
ンサの各受光素子上に散乱光（反射光および透過
屈折光）の強度に対応した電荷が蓄積される。こ
れを各列すなわち水平方向ごとに読み出して、２
つの輝点（第７図のａ，ｂ）に対応したピーク位
置を求める。
へ通過すると、第２図に示したように二次元光セ
ンサの各受光素子上に散乱光（反射光および透過
屈折光）の強度に対応した電荷が蓄積される。こ
れを各列すなわち水平方向ごとに読み出して、２
つの輝点（第７図のａ，ｂ）に対応したピーク位
置を求める。
滴下液滴１つについて、各列（水平方向）で２
つの輝点ピーク位置が求まるので、これを列ごと
に順次プロツトする（上下方向にずらしながらプ
ロツトする）と、ちようど第２図に示したような
カーブの輝点ａの軌跡Laおよび輝点ｂの軌跡Lb
が得られることになる。
つの輝点ピーク位置が求まるので、これを列ごと
に順次プロツトする（上下方向にずらしながらプ
ロツトする）と、ちようど第２図に示したような
カーブの輝点ａの軌跡Laおよび輝点ｂの軌跡Lb
が得られることになる。
得られたカーブに適当な回帰式をあてはめるこ
とによつて、輝点間の距離さらに液滴径の平均値
を求めれば、液滴の振動による影響を除外した値
を得ることができる。
とによつて、輝点間の距離さらに液滴径の平均値
を求めれば、液滴の振動による影響を除外した値
を得ることができる。
また、回帰式をあてはめる代わりに、カーブで
得られた最大値と最小値から輝点間距離の平均値
を求め、この平均値から液滴径を得ることもでき
る。この方法は、輝点の軌跡を上下方向に密に計
測してある場合には、回帰式をあてはめるよりも
短時間で処理でき、精度的にも満足できる値が得
られる。
得られた最大値と最小値から輝点間距離の平均値
を求め、この平均値から液滴径を得ることもでき
る。この方法は、輝点の軌跡を上下方向に密に計
測してある場合には、回帰式をあてはめるよりも
短時間で処理でき、精度的にも満足できる値が得
られる。
第２図からわかるように、液滴の振動に伴つて
変化する液滴径の平均値を求めるには、液滴の振
動の１周期分、少なくとも山から谷の1/2周期分
以上が計測できる位置に、平行光源１１と二次元
光センサ１３と光学結像系１４とを配置すればよ
い。
変化する液滴径の平均値を求めるには、液滴の振
動の１周期分、少なくとも山から谷の1/2周期分
以上が計測できる位置に、平行光源１１と二次元
光センサ１３と光学結像系１４とを配置すればよ
い。
この発明においては、上記の二次元光センサに
代えて、第３図に示したような、個々の受光素子
が水平方向に配列された一次元光センサを液滴落
下方向に複数個配列してなる光センサ２４を使用
することもできる。この場合には、第２図に示し
た二次元光センサ１４使用の場合と同様の計測デ
ータが得られるので、二次元光センサ使用の場合
と同様にして液滴径の平均値を求めればよい。
代えて、第３図に示したような、個々の受光素子
が水平方向に配列された一次元光センサを液滴落
下方向に複数個配列してなる光センサ２４を使用
することもできる。この場合には、第２図に示し
た二次元光センサ１４使用の場合と同様の計測デ
ータが得られるので、二次元光センサ使用の場合
と同様にして液滴径の平均値を求めればよい。
さらにこの発明においては、光センサとして、
第４図に示したような、個々のセンサ受光部形状
がセンサ素子列方向と直交する液滴落下方向に長
い長方形をした一次元光センサ３４を使用するこ
ともできる。この場合には、輝点位置が変動しな
がら上から下へ移動するのを積分した形でピーク
波形が得られることになる。このときの積分範囲
は、個々のセンサ素子列と直交する水平方向の長
さに対応している。従つて、液滴の振動の１周期
分又は1/2周期分を測定するためには、光センサ
のセンサ受光部の形状を長方形とする必要があ
る。第４図に示した一次元光センサ３４の場合に
は、液滴の振動によつて輝点のピーク幅は広がつ
ているので、各々のピークの中央を求めることに
より２つの輝点のピーク位置として液滴径の計算
を行うことができる。
第４図に示したような、個々のセンサ受光部形状
がセンサ素子列方向と直交する液滴落下方向に長
い長方形をした一次元光センサ３４を使用するこ
ともできる。この場合には、輝点位置が変動しな
がら上から下へ移動するのを積分した形でピーク
波形が得られることになる。このときの積分範囲
は、個々のセンサ素子列と直交する水平方向の長
さに対応している。従つて、液滴の振動の１周期
分又は1/2周期分を測定するためには、光センサ
のセンサ受光部の形状を長方形とする必要があ
る。第４図に示した一次元光センサ３４の場合に
は、液滴の振動によつて輝点のピーク幅は広がつ
ているので、各々のピークの中央を求めることに
より２つの輝点のピーク位置として液滴径の計算
を行うことができる。
［発明の効果］
以上の説明からわかるようにこの発明において
は、表面張力により振動しながら滴下するために
形状が必ずしも真球でない液滴の径を、所定の落
下距離にわたつて順次検出し、この液滴径の平均
値から滴下量を算出するようにしたから、１つの
検出位置で検出した液滴径から、液滴を真球とみ
なして算出する先願発明の方法に比較して、精度
良く滴下量を測定、定量することが可能になつ
た。
は、表面張力により振動しながら滴下するために
形状が必ずしも真球でない液滴の径を、所定の落
下距離にわたつて順次検出し、この液滴径の平均
値から滴下量を算出するようにしたから、１つの
検出位置で検出した液滴径から、液滴を真球とみ
なして算出する先願発明の方法に比較して、精度
良く滴下量を測定、定量することが可能になつ
た。
第１図はこの発明の方法を実施するための基本
的な装置構成を示す説明図；第２図は第１図にお
ける二次元光センサ上に結像させた輝点の軌跡を
示す説明図；第３図はこの発明の別な実施例にお
ける光センサ上に結像させた輝点の軌跡を示す説
明図；第４図はこの発明の更に別な実施例におけ
る光センサ上に結像させた輝点の軌跡を示す説明
図；第５図は従来の方法における基本的な装置構
成を示す説明図；第６図は実際の液滴と２つの輝
点を示す説明図、第７図は光学結像系により得ら
れる液滴と２つの輝点の像を示す説明図；第８図
は第７図の像から一次元光センサにより得られる
信号のグラフ；第９図は落下液滴の形状変化を示
す説明図である。 １１……平行光源、１２……液滴、１３……光
学結像系、１４……二次元光センサ、２４，３４
……光センサ、La，Lb……輝点の軌跡。
的な装置構成を示す説明図；第２図は第１図にお
ける二次元光センサ上に結像させた輝点の軌跡を
示す説明図；第３図はこの発明の別な実施例にお
ける光センサ上に結像させた輝点の軌跡を示す説
明図；第４図はこの発明の更に別な実施例におけ
る光センサ上に結像させた輝点の軌跡を示す説明
図；第５図は従来の方法における基本的な装置構
成を示す説明図；第６図は実際の液滴と２つの輝
点を示す説明図、第７図は光学結像系により得ら
れる液滴と２つの輝点の像を示す説明図；第８図
は第７図の像から一次元光センサにより得られる
信号のグラフ；第９図は落下液滴の形状変化を示
す説明図である。 １１……平行光源、１２……液滴、１３……光
学結像系、１４……二次元光センサ、２４，３４
……光センサ、La，Lb……輝点の軌跡。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 滴下液滴に対して平行光を入射し、所定の散
乱角でこの液滴から散乱された反射光と透過屈折
光とからなる散乱光を光学結像系により一次元光
センサ上に結像させ、反射光と透過屈折光とによ
り像中に形成される２つの輝点間の距離と光学結
像系の倍率からこの液滴の径を検出し、この液滴
径から滴下量を算出する滴下液滴の定量方法にお
いて、前記一次元光センサに代えて二次元光セン
サを用いるとともに、一つの液滴が所定距離落下
する間の各落下位置に対応した上記２つの輝点間
距離から各落下距離に対応した液滴径を順次検出
し、この液滴径の平均値から滴下量を算出するこ
とを特徴とする滴下液滴の光学的定量方法。 ２ 前記二次元光センサの代わりに、個々の受光
素子が水平方向に配列された一次元光センサを液
滴落下方向に複数個配列してなる光センサを使用
することを特徴とする請求項１記載の定量方法。 ３ 前記二次元光センサの代わりに、個々のセン
サ受光部形状がセンサ素子列方向と直交する液滴
落下方向に長い長方形をした一次元光センサを使
用することを特徴とする請求項１記載の定量方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2252788A JPH01197613A (ja) | 1988-02-02 | 1988-02-02 | 滴下液滴の光学的定量方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2252788A JPH01197613A (ja) | 1988-02-02 | 1988-02-02 | 滴下液滴の光学的定量方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01197613A JPH01197613A (ja) | 1989-08-09 |
| JPH0456245B2 true JPH0456245B2 (ja) | 1992-09-07 |
Family
ID=12085265
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2252788A Granted JPH01197613A (ja) | 1988-02-02 | 1988-02-02 | 滴下液滴の光学的定量方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01197613A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5583939B2 (ja) * | 2009-09-17 | 2014-09-03 | テルモ株式会社 | 点滴検出装置、輸液ポンプとその制御方法 |
| JP6947505B2 (ja) * | 2015-01-13 | 2021-10-13 | 株式会社村田製作所 | 滴下量測定装置、滴下量コントローラおよび点滴装置 |
| CN108025135B (zh) * | 2015-09-09 | 2021-07-23 | 株式会社村田制作所 | 滴下检测装置 |
-
1988
- 1988-02-02 JP JP2252788A patent/JPH01197613A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01197613A (ja) | 1989-08-09 |
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