JPH11258141A - 粒度分布測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】低解像度のエリアセンサカメラを複数台その測
定視野を下方に向かうに従い拡大させて上下方向に近接
配置することにより、自由落下する粒子群の粒度分布を
高精度に測定し得ると共に、測定装置自体を安価に形成
し得る粒度分布測定装置を提供する。 【解決手段】搬送手段によって搬送され該搬送手段の終
端側から自由落下する粒子群の各粒子の粒度分布を測定
する粒度分布測定装置において、粒子群の落下方向と直
交する方向で上下方向に近接して配置されかつ下方に向
かうに従い測定視野が拡大する複数台の低解像度のエリ
アセンサカメラと、該エリアセンサカメラで撮影された
画像を静止画像として取り込む画像取込手段と、該画像
取込手段で取り込まれた複数の静止画像に基づいて粒度
分布を求める制御手段と、該制御手段で求められた粒度
分布を出力し得る外部出力装置とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、粉体工業分野にお
いて使用され各種粒子群の粒子の粒度分布を測定する粒
度分布測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の粒度分布測定装置は、例
えば図４に示すように、ベルトコンベア３で搬送されく
る粒子群２を、その終端側３ａから下方に矢印イの如く
自由落下させ、この自由落下する粒子群２に、照明電源
４に接続されたハロゲンランプ５から光を照射し、この
光の粒子群２の透過状態をハロゲンランプ５と対向して
設けられたエリアセンサカメラ６（もしくはラインセン
サカメラ）で撮影する。

【０００３】そして、このエリアセンサカメラ６で撮影
した画像を画像取込装置７で静止画像として取り込み、
この静止画像を画像モニター８に表示させると共に、パ
ソコン等の制御装置９に画像データとして出力する。制
御装置９は、入力された画像データに基づいて粒子群２
の各粒子２ａの個数や粒径等を演算すると共に、この演
算結果から粒度分布を算出し、この粒度分布を粒度分布
モニター１０やプリンタ１１等の外部出力装置に出力す
るように構成されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この粒
度分布測定装置２１にあっては、エリアセンサカメラ６
が一台配置されているのみであるため、このエリアセン
サカメラ６の測定視野の面積と画素数によって、測定レ
ンジと解像度が決定されてしまう。したがって、測定レ
ンジを拡げると解像度が低下して粒子群２内の微小な粒
子２ａを捕らえることができず、結局、測定レンジを犠
牲して、比較的狭い測定レンジで粒子群２の各粒子２ａ
の粒度分布を測定している。

【０００５】また、ベルトコンベア３の終端側３ａから
自由落下する粒子群２は、落下と共に空気の対流、抵抗
等を受け、特に軽い粒子の場合に落下と共に横方向に拡
散して、この粒子群２がエリアセンサカメラ６の近傍上
方で例えば図４の矢印ロ及び矢印ハの如く拡散すると、
この拡散により粒子群２がエリアセンサカメラ６の測定
視野から外れてしまうことになる。これらのことから、
上記の粒度分布測定装置２１においては、粒子群２の自
由落下方向の極めて狭い範囲（測定視野）のみを撮影し
て粒度分布を測定しているのが実状であり、粒子群の自
由落下に対応した適切な撮影を行うことができず、粒子
群２の高精度な粒度分布測定が困難であるという問題点
があった。

【０００６】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、請求項１記載の発明の目的は、エリアセンサ
カメラを複数台上下方向に近接して配置すると共に、そ
の測定視野を下方に向かうに従い拡大させることによっ
て自由落下する粒子群の粒度分布を高精度に測定し得る
粒度分布測定装置を提供することにある。また、請求項
２または３記載の発明の目的は、低解像度のエリアセン
サカメラを複数台その測定視野を下方に向かうに従い拡
大させて上下方向に近接配置することにより、自由落下
する粒子群の粒度分布を高精度に測定し得ると共に、測
定装置自体を安価に形成し得る粒度分布測定装置を提供
することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成すべ
く、本発明のうち請求項１記載の発明は、搬送手段によ
って搬送され搬送手段の終端側から自由落下する粒子群
の各粒子の粒度分布を測定する粒度分布測定装置におい
て、粒子群の落下方向と直交する方向で上下方向に近接
して複数台のエリアセンサカメラを配置すると共に、エ
リアセンサカメラによる粒子群の測定視野を下方に向か
うに従い拡大させたことを特徴とする。

【０００８】このように構成することにより、搬送手段
で搬送されその終端側から下方に自由落下する粒子群
は、複数台のエリアセンサカメラで撮影され、この時、
上下方向に配置された各エリアセンサカメラの測定視野
は、下方に向かうに従い拡がる如く設定されており、各
測定視野において粒子群が撮影される。複数台のエリア
センサカメラは、上方の測定視野が狭く下方の測定視野
が広く、すなわち自由落下する粒子群の拡散が少ない上
方側の測定視野が狭く、拡散し易い下方側の測定視野が
広く設定されているため、測定視野と焦点深度が自由落
下する粒子群に応じて拡大し、粒子群の拡散状態を複数
台のエリアセンサカメラで撮影することができて、各粒
子による粒度分布を高精度に測定することができる。

【０００９】また、請求項２記載の発明は、搬送手段に
よって搬送され搬送手段の終端側から自由落下する粒子
群の各粒子の粒度分布を測定する粒度分布測定装置にお
いて、粒子群の落下方向と直交する方向で上下方向に近
接して配置されかつ下方に向かうに従い測定視野が拡大
する複数台の低解像度のエリアセンサカメラと、エリア
センサカメラで撮影された画像を静止画像として取り込
む画像取込手段と、画像取込手段で取り込まれた複数の
静止画像に基づいて粒度分布を求める制御手段と、制御
手段で求められた粒度分布を出力し得る外部出力装置と
を具備することを特徴とする。

【００１０】このように構成することにより、搬送手段
で搬送されその終端側から下方に自由落下する粒子群
は、上下方向に配置された複数台のエリアセンサカメラ
で撮影され、この撮影された画像が画像取込装置によっ
て静止画像として取り込まれ、制御手段に出力される。
制御手段は、この静止画像を例えば二値化して、撮影し
た粒子群内の各粒子の、測定視野内の個数、粒径及び重
量等を演算し重量比等によって粒度分布を算出して求
め、例えばプリンタや粒度分布モニター等の外部出力装
置に出力する。

【００１１】画像取込装置に取り込まれる静止画像は、
測定視野の狭い上方側のエリアセンサカメラによる静止
画像と、広い測定視野と焦点深度が拡大された下方側の
エリアセンサカメラによる静止画像、すなわち粒子群の
落下方向に沿った複数箇所の静止画像となり、この取り
込んだ複数の静止画像に基づいて粒度分布が求められ
る。そのため、自由落下する粒子群の測定箇所をより多
くし得て、高精度な粒度分布測定が可能になり、また、
複数のエリアセンサカメラは、その測定視野が予め設定
されることから、低解像度のエリアセンサカメラを使用
することができて、粒度分布測定装置自体を安価に形成
し得る。

【００１２】また、請求項３記載の発明は、画像取込手
段が、複数台のエリアセンサカメラの静止画像の取り込
みをその測定視野の大きさに応じた回数行い、各エリア
センサカメラによって得られる画像データ量を略平均化
させることを特徴とする。このように構成することによ
り、測定視野が狭い上方側のエリアセンサカメラによる
静止画像の取込回数を多くし、測定視野が広い下方側の
エリアセンサカメラによる静止画像の取込回数を少なく
する。これにより、複数台のエリアセンサカメラで得ら
れる画像データ量が略平均化され、粒子群の拡散状態に
応じた効率的な画像データが得られて、粒度分布のより
高精度な測定が可能になる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の一例
を図面に基づいて詳細に説明する。図１〜図３は、本発
明に係わる粒度分布測定装置の一実施例を示し、図１が
その概略構成図、図２が測定方法の一例を示す説明図、
図３が画像データの処理方法の一例を示す説明図であ
る。なお、図１において図４と同一部位には同一符号を
付し、その詳細な説明は省略する。

【００１４】図１において、粒度分布測定装置１は、照
明電源４に接続されたハロゲンランプ５に対向して、上
下方向に近接して配置された低解像度ＣＣＤカメラから
なる２台のエリアセンサカメラ１３、１４を有してい
る。この各エリアセンサカメラ１３、１４は、後述する
如くエリアセンサカメラ１３の測定視野（測定レンジ）
が狭く、エリアセンサカメラ１４の測定視野が広くなる
如く設定されている。そして、この各エリアセンサカメ
ラ１３、１４で撮影された画像は、カメラコントローラ
等の画像取込装置７に取り込まれ、静止画像として制御
装置９に出力されると共に、静止画像を画像モニター８
に表示させる。

【００１５】制御装置９は、図示しないＣＰＵ、ＲＡ
Ｍ、ＲＯＭ等を有し、画像取込装置７から入力される各
エリアセンサカメラ１３、１４に対応した２種類の静止
画像を、例えば二値化して静止画像中（測定レンジ内）
における各粒子の個数、面積、粒径及び重量を演算し、
各静止画像の重量比等によって粒度分布をそれぞれ算出
する。そして、この各粒度分布から、後述する如く粒子
群２の粒度分布を算出して、例えば粒度分布モニター１
０に表示させると共に、プリンタ１１や図示しない外部
記憶装置等からなる外部出力装置に出力する。

【００１６】次に、前記エリアセンサカメラ１３、１４
による撮影方法の一例と、撮影した画像データに基づく
粒度分布の算出方法の一例を図２及び図３に基づいて説
明する。先ず、エリアセンサカメラ１３、１４は、その
上方側に位置するエリアセンサカメラ１３の測定視野が
狭い視野１に設定され、下方側に位置するエリアセンサ
カメラ１４の測定視野が、視野１の粒度速度ｖに対して
その速度が５倍となる広い視野２に設定されている。

【００１７】したがって、下方側に位置するエリアセン
サカメラ１４の視野２は、上方側に位置するエリアセン
サカメラ１３による視野１に対して、縦方向及び横方向
共に５倍の視野になる如く設定されることになる。そし
て、このように測定視野が設定された２台のエリアセン
サカメラ１３、１４によって、ベルトコンベア３の終端
側３ａの自由落下開始点から自由落下する粒子群２がそ
れぞれ撮影される。

【００１８】この時、ベルトコンベア３の終端側３ａに
おいて粒子群２がベルトコンベア３の幅方向に均一に拡
がっているとすれば、視野２で計測される粒子数は視野
１で計測される粒子数に対して５倍になることから、画
像取込装置７で、エリアセンサカメラ１３による視野１
での取り込みを５回行い、エリアセンサカメラ１４によ
る視野２での取り込みを１回行う。これにより、両エリ
アセンサカメラ１３、１４の視野１、２における画像デ
ータを平均的に取り込む、すなわち両エリアセンサカメ
ラ１３、１４で得られる画像データの量を略同じ量とす
る（平均化する）ことができる。

【００１９】このようにして画像取込装置７に取り込ま
れた静止画像は、画像データとして制御装置９に出力さ
れ、制御装置９内で前述した如く各粒子の粒径等が演算
される。制御装置９はこの演算されたデータに基づい
て、各視野１、２の粒度分布を算出し、この各粒度分布
を合成することによって、粒子群２の粒度分布を算出す
る。

【００２０】この各粒度分布の合成は、例えばエリアセ
ンサカメラ１３で撮影された視野１の画像データに基づ
く粒度分布が図３（ａ）で、エリアセンサカメラ１４で
撮影された視野２の画像データに基づく粒度分布が図３
（ｂ）の場合、粒径の重なる粒径幅部分（粒径Ａ部分）
のデータ（度数）のみを抽出し、この粒径Ａのデータを
合成することによって、図３（ｃ）に示す粒度分布を算
出する。この粒度分布が粒子群２の粒度分布となり、こ
れが、粒度分布モニター１０に表示されると共に、プリ
ンタ１１に印字される。なお、図３（ａ）、（ｂ）の粒
径Ａにおける度数の差Ｓは、測定上の誤差を表してい
る。

【００２１】このように、上記実施例の粒度分布測定装
置１にあっては、粒子群２が自由落下する方向に沿って
２台のエリアセンサカメラ１３、１４を近接して配置す
ると共に、両エリアセンサカメラ１３、１４の測定視野
１、２を異ならせているため、粒子群２の測定視野が落
下方向に沿って拡がり、エリアセンサカメラ１３、１４
による測定箇所数を従来に比較して大幅に増やすことが
でき、自由落下する粒子群２の粒度分布を高精度に測定
することができる。

【００２２】特に、上方側のエリアセンサカメラ１３の
測定視野１を狭くし、下方側のエリアセンサカメラ１４
の測定視野２を視野１の５倍となるように広く設定して
いるため、ベルトコンベア３の終端側３ａの自由落下開
始点の直下の、まだ空気の対流や抵抗等によって拡散さ
れていない部分の粒子群２をエリアセンサカメラ１３で
撮影し、所定位置まで自由落下した粒子群２を、測定視
野と共に焦点深度が拡大しているエリアセンサカメラ１
４によって撮影することができる。その結果、２台のエ
リアセンサカメラ１３、１４で粒子群２の自由落下の拡
散に対応した撮影が可能になり、粒子群２の粒度分布測
定をより高精度に行うことが可能になる。

【００２３】また、エリアセンサカメラ１３による視野
１の撮影画像の取り込みを５回行い、エリアセンサカメ
ラ１４による視野２の撮影画像の取り込みを１回行うた
め、各視野１、２から得られる画像データ量を略平均化
することができると共に、測定回数をより増やすことが
できて、粒子群２のより高精度な粒度分布測定が可能に
なる。

【００２４】さらに、２台設けられるエリアセンサカメ
ラ１３、１４は、予め設定された測定視野１、２を所定
の解像度で撮影すれば良いため、各エリアセンサカメラ
１３、１４として、予め設定された測定視野１、２で所
定の解像度が得られる一般的な画素数（例えば２５万画
素）の低解像度のエリアセンサカメラ１３、１４を使用
することができ、例えば１００万画素程度の超高解像度
のエリアセンサカメラを使用する必要がなくなる。その
結果、低解像度のエリアセンサカメラ１３、１４を２台
使用しても、一台の超高解像度のエリアセンサカメラを
使用する場合に比較して、そのコストを十分の一以下に
することができて、安価で高精度な粒度分布測定装置１
を得ることができる。

【００２５】なお、上記実施例においては、エリアセン
サカメラ１３、１４を上下方向に２台配置する場合につ
いて説明したが、本発明はこれに限定されるものでもな
く、例えば上下方向に３台以上のエリアセンサカメラを
配置し、各エリアセンサカメラの測定視野が下方に向か
うに従い拡がるように設定しても良い。また、上記実施
例においては、エリアセンサカメラ１４による視野２
が、エリアセンサカメラ１３による視野１の５倍になる
場合を例にして説明したが、この倍数に限定されるもの
でもなく、所定倍数になるように設定することができ
る。

【００２６】さらに、上記実施例においては、各エリア
センサカメラ１３、１４による粒度分布の粒径が重なる
部分（粒径Ａ部分）のデータを合成することによって、
粒子群２の全体の粒度分布を算出したが、例えば全ての
粒径データに基づいて全体の粒度分布を算出したり、一
定間隔の所定の粒径幅に関する粒径データに基づいて全
体の粒度分布を算出しても良い。また、上記実施例にお
いては、光源としてハロゲンランプを使用したが、例え
ばストロボランプ、キセノンランプ、蛍光灯等、適宜の
光源を使用することもできるし、画像取込装置７を制御
装置９とは別体で設けることなく、制御装置９内に一体
的に配設することもできる。

【００２７】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１記載の発
明によれば、搬送手段の終端側から自由落下する粒子群
のうち、拡散が少ない上方側の粒子群を測定視野の狭い
上方のエリアセンサカメラで撮影し、拡散し易い下方側
の粒子群を測定視野が広い下方のエリアセンサカメラで
撮影することができ、粒子群の自由落下に対応した撮影
が可能になり、この撮影した画像データに基づいて粒子
群の粒度分布を高精度に測定することができる。

【００２８】また、請求項２記載の発明によれば、画像
取込装置に取り込まれる静止画像は、測定視野の狭い上
方側のエリアセンサカメラによる静止画像と、測定視野
の広い下方側のエリアセンサカメラによる静止画像から
なる複数箇所の静止画像となり、この静止画像に基づい
て粒度分布が求められるため、粒子群の落下方向に沿っ
た静止画像によって、粒子群の粒度分布を高精度に測定
することができると共に、低解像度のエリアセンサカメ
ラを使用することができて、安価な粒度分布測定装置を
得ることができる。

【００２９】また、請求項３記載の発明によれば、請求
項２記載の発明の効果に加え、測定視野が狭い上方側の
エリアセンサカメラによる静止画像の取込回数を多く
し、測定視野が広い下方側のエリアセンサカメラによる
静止画像の取込回数を少なくするため、各エリアセンサ
カメラで得られる画像データ量が略平均化され、粒子群
の拡散状態に応じた効率的な画像データが得られて、粒
度分布をより高精度に測定することができる等の効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる粒度分布測定装置の一実施例を
示す概略構成図

【図２】同その測定方法の一例を示す説明図

【図３】同画像データの処理方法の一例を示す説明図

【図４】従来の粒度分布測定装置を示す概略構成図

【符号の説明】

１ 粒度分布測定装置 ２ 粒子群 ２ａ 粒子 ３ ベルトコンベア ３ａ 終端側 ４ 照明電源 ５ ハロゲンランプ ７ 画像取込装置 ８ 画像モニター ９ 制御装置 １０ 粒度分布モニター １１ プリンタ １３、１４ エリアセンサカメラ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】搬送手段によって搬送され該搬送手段の終
   端側から自由落下する粒子群の各粒子の粒度分布を測定
   する粒度分布測定装置において、 前記粒子群の落下方向と直交する方向で上下方向に近接
   して複数台のエリアセンサカメラを配置すると共に、該
   エリアセンサカメラによる粒子群の測定視野を下方に向
   かうに従い拡大させたことを特徴とする粒度分布測定装
   置。
2. 【請求項２】搬送手段によって搬送され該搬送手段の終
   端側から自由落下する粒子群の各粒子の粒度分布を測定
   する粒度分布測定装置において、 前記粒子群の落下方向と直交する方向で上下方向に近接
   して配置されかつ下方に向かうに従い測定視野が拡大す
   る複数台の低解像度のエリアセンサカメラと、該エリア
   センサカメラで撮影された画像を静止画像として取り込
   む画像取込手段と、該画像取込手段で取り込まれた複数
   の静止画像に基づいて粒度分布を求める制御手段と、該
   制御手段で求められた粒度分布を出力し得る外部出力装
   置とを具備することを特徴とする粒度分布測定装置。
3. 【請求項３】前記画像取込手段は、複数台のエリアセン
   サカメラの静止画像の取り込みをその測定視野の大きさ
   に応じた回数行い、各エリアセンサカメラによって得ら
   れる画像データ量を略平均化させることを特徴とする請
   求項２記載の粒度分布測定装置。