JPH07128214A - コークス粒度測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コークス粒の重なりによる測定誤差をほぼ完
全に除去し、より正確な粒度測定を行う方法を提供す
る。 【構成】 コークス粒の流下空間を隔てて光源と撮像カ
メラを相対向して配置し、前記撮像カメラ側に、同撮像
カメラの光軸に対して傾斜した方向から、前記コークス
粒に重なり識別用平行スリット光を照射するスリット光
源を設け、前記撮像カメラによって撮像されたコークス
粒の画像におけるスリット光の連続性によりコークス粒
毎の重なりを判別し、重なっていると判別されたコーク
ス粒は粒度測定の対象から除外して、重なっていないコ
ークス粒に対して粒度測定を行うコークス粒度測定方
法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、製銑用高炉に装入され
るコークスの粒度を自動的に測定する方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来のコークス粒の測定は、コークス炉
から排出されるコークスを時間経過を追って約１０時間
かけてサンプリングを行い、その後、まとめて粒度区分
毎の重量割合から算出される平均粒度を求めていたた
め、その結果が得られるまで相当の時間を要していた。

【０００３】高炉に装入されるコークス粒度の測定法と
して、１９９０年鉄鋼協会講演大会要旨に、画像処理技
術を用いるコークスの平均粒度を測定する方法が開示さ
れ、画像処理によるコークスのような、表面に凹凸のあ
る粒子の測定は、外乱を受け難く、データ処理が比較的
単純化されるために非常に有効であることが開示されて
いる。

【０００４】しかし、この粒度の測定に画像処理技術を
適用したにしても、輸送コンベア上を搬送されるコーク
スを直接撮像するものであるので、輸送されるコークス
の平面情報が得られるのみであって、立体的な状態は得
られない。また、コンベア上のコークス粒の重なりは避
けられず、全体としての撮像はできないので、測定粒度
の精度には自ずから限界がある。

【０００５】この問題を解決するために、本出願人は先
に、特願平５−７５５０号において、コークスを移送す
るベルトコンベアの移送速度を所定内に制御してコーク
スの重なりを防止するとともに、ベルトから落下するコ
ークス粒画像を処理して粒の外接長方形の最短軸長から
粒径を算出する方法を提案した。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】これらの方法は、機械
的にコークス粒の重なりを抑制した上で、コークス粒を
計測しようとするもので、コークスの重なりについては
７０〜９０％の防止を実現できているが、なおコークス
粒径、形状、落下速度などの条件によって様々に変化す
る各コークスの落下条件の中では、１０〜３０％の重な
ったコークス粒群を１つのコークスとして粒径を計測す
ることは原理的に避けられず、全体として大きめの平均
粒径計測結果を出力するという問題をかかえている。

【０００７】本発明が解決すべき課題は、コークス粒の
重なりによる測定誤差をほぼ完全に除去し、より正確な
粒度測定を行う方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明のコークス粒度測定方法は、コークス粒の流
下空間を隔てて光源と撮像カメラを相対向して配置し、
前記撮像カメラ側に、同撮像カメラの光軸に対して傾斜
した方向から、前記コークス粒に重なり識別用平行スリ
ット光を照射するスリット光源を設け、前記撮像カメラ
によって撮像されたコークス粒の画像におけるスリット
光の連続性によりコークス粒毎の重なりを判別し、重な
っていると判別されたコークス粒は粒度測定の対象から
除外して、重なっていないコークス粒に対して粒度測定
を行うようにした。

【０００９】

【作用】本発明では、画像的に重なったコークス粒群を
計測しないことにより、平均粒径計測結果の精度を上げ
ようとするもので、コークスを撮像するカメラと同じ側
の斜め方向からスリット光を照射して、落下中のコーク
スに縞模様を形成する。重なったコークス群は、カメラ
撮像方向においてはカメラからの距離に違いがあるため
に縞模様が切断される。画像処理により、撮像された画
像中の縞の連続性を調べ、コークスが１つか重なってい
るかを判断し、重なっている場合には粒度の計測対象か
ら除外する。

【００１０】

【実施例】以下、本発明を実施例を参照しながら具体的
に説明する。

【００１１】図１は本発明を実施するためのシステムの
構成を示す概略図である。図１において、１は粒度測定
対象のコークスを搬送するベルトコンベア、２はベルト
コンベア１の先端から落下するコークス粒を撮像するた
めのＣＣＤカメラ等のカメラ、３は蛍光灯等の散乱光光
源、４は平行光線を放射するための光源、５はスリット
光を発生させるために光源４の前面に配置されたスリッ
トである。光源４は、図２に示すように点光源６と反射
鏡７によって構成することができる。この反射鏡７は放
物面鏡あるいは球面鏡でも良い。図３はスリット５の正
面図であり、スリット間隔ｘ_s は、測定するコークス粒
の粒径の範囲にもよるが、例えば１ｍｍとする。スリッ
ト幅ｄ_s は、０．３ｍｍ程度とする。コークスに投影さ
れるスリット間隔の投影長ｘはスリット光の照射方向と
ビデオカメラ２の光軸とのなす角をθとすると、ｘ＝ｘ
_s ／ｃｏｓθとなる。因みに、スリット幅の投影長ｄは
ｄ＝ｄ_s ／ｃｏｓθである。

【００１２】なお、本実施例では平行スリット光を発生
するのに点光源６と反射鏡７及びスリット５を用いた
が、主走査方向を水平方向、副走査方向を垂直方向とす
るレーザー光によっても実現することができる。

【００１３】図１に戻って、１０はビデオカメラ２から
のビデオ信号を処理するビデオ装置、１１はビデオ出力
に基づいて画像処理を行う画像処理装置、１２は演算処
理を行うホストコンピュータ、１３はモニタ、１４は演
算結果を出力するプリンタである。

【００１４】次にシステムの動作について、図６のフロ
ーチャートを参照しながら説明する。

【００１５】 ベルトコンベア１によってコークスを
移送し、コンベア端においてコークスを落下させる。こ
のとき、コークス粒がなるべく重ならないように、切り
出し及びコークス落下時にベルトコンベアＰの速度を制
御して、落下させる。（特願平５−７５５０号参照） 光源３からコークス粒に対して散乱光を投光し、カ
メラ３によってコークス画像を撮像する。この画像で
は、図４に示すように、背景が白、コークス部が黒とし
て撮像される。この画像を細分区画してディジタル化
し、黒は０、白は１として入力する。

【００１６】 ここまでは、コークスが重なっていて
もわからない。そこでスリット光源４をコークス粒に照
射した画像を（１）とすると、コークス粒表面では、図
５に示すように、線状の縞模様が観察される。この縞模
様は、コークスに重なりがある場合には、縞が切断され
て観測される。

【００１７】この重なり検出方法としては、原画像を０
〜２５５（８ビット）のディジタル階調画像データとし
て入力する。例えば、５１２×５１２の細分区画の集合
とし、１細分区画は画像の明暗に応じて０〜２５５の整
数を持つ。このデータの背景は白（２５５）、粒子は黒
（０）、スリット光は灰色（１２８）となるように光強
度を調整しておく。

【００１８】まず２５５（白：背景）を０、その他を１
として２値化する。すると、コークス粒度が１として抽
出される。その連結成分毎に番号をつけていく（２値化
Ａ）。

【００１９】次に、１２８−α＜Ｉ（ｉ，ｊ）＜１２８
＋α（α＝１〜５程度） となるｉ行，ｊ列目の細分区
画を１、その他を０とすると、縞のみが抽出される。縞
は縦縞でも横縞でもよい（スリット形状による）が、縞
の間隔ｘは予めわかっているので、各縞の間隔を測定
し、それが０でなくてかつｘに比べ著しく小さい場合を
重なりとみなし、「２値化Ａ」画像のラベルの中で、重
なりの発生している縞の位置に該当するものを０とし
て、重なっている粒子を計測しないようにする。

【００２０】このようにして得られた画像は、図７
（ａ）に示すように、撮影したコークスの画像の外接長
方形ａ₀ を求め、この外接長方形ａ₀ の重心Ｇを求め、
この重心Ｇを中心にコークス画像を回転させて、図７
（ｂ）に示すように外接長方形の短辺が最小になる長方
形ａ₁ を求めてその最短軸長ｂを得る。これに補正値を
加えて粒径とする。さらに、体積すなわち重量の測定に
際しては、図８に示すように、縞毎にラベルを付与し、
ラベルを付与された画素を集計し、画素数と単位画素面
積から粒子表面積Ｓを求め、この面積Ｓを等円面とした
ｒ値を求め、このｒ値から等価球として一般球体式によ
り求めた値をコークス粒の体積とする。

【００２１】以上のようにして、撮像した画像において
重なったコークス粒を粒径測定の対象から除外して正確
な粒径を測定することが可能となる。

【００２２】実験結果によると、重なりによる誤計測率
が従来方法では１０〜３０％であったものが、本発明の
方法を採用することにより５％以下に低減できる。

【００２３】

【発明の効果】上述したように、本発明によれば、コー
クス粒の重なりによる測定誤差をほぼ完全に除去し、精
度の高い粒度測定を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明を実施するためのシステムの構成を示
す概略図である。

【図２】 スリット光を発生させるための光源の構成例
を示す概略図である。

【図３】 スリットの正面図である。

【図４】 ２値化したコークス粒の画像の例を示す説明
図である。

【図５】 重なったコークス粒におけるスリット光の処
理状態を示す説明図である。

【図６】 本発明による処理のフローチャートである。

【図７】 画像処理によりコークス粒を測定する方法の
説明図である。

【図８】 画像処理による体積測定の方法の説明図であ
る。

【符号の説明】

１ ベルトコンベア、２ カメラ、３ 散乱光光源、４
スリット光光源、５スリット、６ 点光源、７ 放物
面鏡、１０ ビデオ装置、１１ 画像処理装置、１２
ホストコンピュータ、１３ モニタ、１４ プリンタ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コークス粒の流下空間を隔てて光源と撮
   像カメラを相対向して配置し、前記撮像カメラ側に、同
   撮像カメラの光軸に対して傾斜した方向から、前記コー
   クス粒に重なり識別用平行スリット光を照射するスリッ
   ト光源を設け、前記撮像カメラによって撮像されたコー
   クス粒の画像におけるスリット光の連続性によりコーク
   ス粒毎の重なりを判別し、重なっていると判別されたコ
   ークス粒は粒度測定の対象から除外して、重なっていな
   いコークス粒に対して粒度測定を行うことを特徴とする
   コークス粒度測定方法。