JPS5926232B2 - 炉内燃焼監視装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は炉内の異常燃焼を自動的に検出する炉内燃焼
監視装置に関する。

従来、炉内の異常燃焼を監視する手段としてフレームデ
ィテクタでバーナー中心部および周辺部の赤外線、又は
紫外線の量を検出する方法があるが、この方法ではバー
ナー１本にフレームディテクタ１台を必要とするためバ
ーナー数が通常十数本ある一般的な炉では設備費が非常
に高価になる。

又夫々のバーナーで独立した監視をしているため炉全体
の総合的な燃焼状態を判断することができない。

この他に、テレビカメラを使用したものとしてテレビカ
メラで撮像された目的物の所定の領域における映像信号
の時間的なレベルの変化を検出して外部に警報を発する
侵入者警報装置または移動物体検出装置があるがこれは
以下の理由で使用できない。

これら従来の装置は目的物の所定の領域に対応した映像
信号の実時間軸に対する変化率を検出しその変化率が設
定値以上の場合に警報を発するようになっている。

一方炉内の燃焼状態を監視するテレビカメラの出力信号
には火炎のめらぎに対応してさまざまな周期の変化がみ
られるため単に実時間軸上の変化率を検出するだけでは
誤警報を発する場合がある。

また従来装置では映像信号の急激な変化は検出すること
ができるが秒オーダーで段階的に変化する場合は、その
変化率が小さいため検出できない場合がある。

この発明は以上の点に鑑みてなされたもので映像信号の
ゆらぎ、つまり映像信号レベルの変化の頻度に着目して
異常燃焼る検出するようにした炉内燃焼監視装置を提供
するものである。

以下この発明を第１図に示す一実施例にもとづいて説明
する。

第１図において１は標準方式テレビカメラで炉内の燃焼
状態を撮像するもの、２は標準方式テレビモニタで前記
テレビカメラ１で撮像された炉内の状態を表示するもの
、３はしきい値発生回路で前記テレビカメラ１の出力信
号からこの出力信号を２値化するためのしきい値を発生
するもの、４は二値化回路で前記テレビカメラ１の出力
信号を前記しきい値と比較して二値化するもの、５は信
号抽出回路で前記テレビカメラ１の出力信号から前記炉
内の所定部分に対応する映像信号を選択的に抽出するも
の、６はクロック信号発生回路で一定周期のクロック信
号を発生するもの７はゲート回路で前記二値化回路４の
出力信号により前記クロック信号をゲートするもの、８
は計数回路で、前記燃焼状態が正常な場合に前記映像信
号のゆらぎに対応する所定の時定数で前記ゲート回路７
の出力信号を計数するもの、９は基準値発生回路で前記
計数回路８の出力信号により、計数に対応した基準値を
発生するもの、１０は記憶回路で前記基準値を所定の時
間記憶するもの、１１は比較回路で前記計数回路８出力
信号を前記記憶回路に記憶された基準値と比較して一定
以上の差異を検出するもの、１２は警報回路で前記比較
回路１１出力信号により警報を発するものである０ 所で炉内をテレビカメラで監視する場合、燃焼状態によ
り以下の現象がみられる。

正常な燃焼時にも火炎のゆらぎはあるが、バーナー中心
部においては小さく、バーナー中心から離れるに従がい
大きくなる。

この火炎のゆらぎは、ある点に着目するとレベル的変化
としてとらえられるものであり、一方領域の広がりの面
からも変化が伴なっているものである。

バーナー中心部から離れるに従かい前記のレベルの変化
と領域の広がりの変化も大きくなる。

これに対し異常燃焼が生ずるとバーナー中心部でもゆら
ぎが大きくなり、黒煙を発生する。

黒煙が発生すると才すます映像信号のゆらぎも大きくな
る。

このような特徴をもっているので、この発明では、炉内
を監視するテレビカメラで撮像された映像信号のうちか
ら正常燃焼時に火炎の割合安定している部分を選択的に
抽出し、この部分の火炎の変化の度合に着目して異常燃
焼を検出するようにする。

次に動作を説明する。

テレビカメラ１から映像信号のゆらぎの度合を検出する
ため二値化回路３により前記映像信号を二値化する。

二値化回路３は電圧比較器で構成されて居り、設定され
たしきい値以上の電圧が印加された場合ｎ １ ｎ、、
それ以下の場合は“０″を出力するようになっている。

なお、このしきい値発生回路３により前記映像信号のレ
ベルに追従するようにしきい値を発生しこの信号を二値
化回路４へ供給し二値化を行うようにしている。

この様子を第２図に示す。

第２図において人はテレビカメラ１の出力信号、Ｂはし
きい値発生回路３の出力信号、Ｃは二値化回路２の出力
信号である。

第２図かられかるよう゛に、しきい値を映像信号のレベ
ルに追従するように設定すると二値化回路２の出力信号
は前記映像信号のレベルが比較的高く平担な部分では゛
ｔｉｔルベルが低く平担な部分では′０”′となる。

但し、平担な部分から急激な変化を伴なう部分り、Ｅで
は平担部と逆の出力信号となる。

正常燃焼時、炉の中心部に対応する映像信号のレベルは
比較的高く平担になっている。

これに対し異常燃焼の時は平担部分にレベルの急激な変
化が生じるのでこの部分では二値化回路２の出力は０′
′となる。

このように、炉中心部に対応する映像信号のレベルの変
化を正確に検出することができる。

次にこのようにして得られた二値化信号の内、正常燃焼
時、火炎のゆらぎの比較的小さな部分に対応する映像信
号を信号抽出回路５で選択的に抽出し炉周辺部の火炎の
ゆらぎの変化の大きい所を除去することにより異常燃焼
時の信号変化の度合を効率良く検出するようにしている
。

次に信号抽出回路５により選択的に抽出された前記二値
化信号の゛°１″レベルでゲート回路７を開にしてやる
この時間のみクロック信号発生回路６で発生された一定
周期をもつクロック信号を通過させる。

このクロック信号には正常燃焼時の火炎のゆらぎの残留
分に対応する成分も含まれているのでこれを取除くため
前記正常燃焼時の火炎の、ゆらぎに対応する所定の時定
数で積分するよう計数を行なって平均化を行う。

二値化回路２の出力信号”１″は映像信号の平担部分、
Ｏ”は映像信号の平担部からの変化部分に対応している
ので、計数回路８の出力信号は前記、信号抽出回路５に
よって抽出された所定の領域に対応する映像信号の平担
部の面積に対応することになる。

この計数回路８の出力には映像信号の全体的なレベルに
関する情報も含まれる。

そこで基準値発生回路９で前記計数回路８の出力信号に
前記映像信号のレベルに対応して定めである所定の係数
ａ（ａ＜１）を乗算しこれによって得られた値から一定
値△Ｅを減算して基準値を求め、これを記憶回路１０に
より所定の時間記憶しておき、前記計数回路８で計数さ
れた値を比較して、基準値より小さい時、警報回路１２
によって警報信号を発する。

このようすを第３図に示す。第３図においてＦは計数回
路８出力の計数値のゆらぎを表わしたもの、Ｇは前記ク
ロック信号の平均計数値、Ｈは基準値を表わしている。

第３図に示すように基準値は正常燃焼であるロードアッ
プ、ロードダウンによる全体的なレベルの変化にも追従
する。

なお図中Ｐの部分は異常燃焼により計数値が異常低下し
ていることを示す。

この部分で異常を検出し警報が発せられる。

以上のようにこの発明は計数回路８の出力信号が火炎の
所定の領域における映像信号の比較的レベルの高い平担
な部分の面積を表わすようにしかつ、基準値Ｇも映像信
号のレベルに対応して変化するようにしているので映像
信号のゆるやかな変化にも追従し異常燃焼時のみ警報を
発生することができる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に係る炉内燃焼監視装置の一実施例
を示す構成図、第２図、第３図は第１図における各部信
号を説明する図である。 １・・・・・・標準方式テレビカメラ、２・・・・・・
標準方式テレビモニタ、３・・・・・・しきい値発生回
路、４・・・・・・二値化回路、５・・・・・・信号抽
出回路、６・・・・・・クロック信号発生回路、７・・
・・・・ゲート回路、８・・・・・・計数回路、９・・
・・・・基準値発生回路、１０・・・・・・記憶回路、
１１・・・・・・比較回路、１２・・・・・・警報回路
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 炉内の燃焼状態を監視するテレビカメラ、このテレ
   ビカメラから出力される映像信号をこの映像信号のレベ
   ルに応じて浮動するしきい値で二値化する二値化回路、
   この二値化回路の出力信号から前記炉内の所定部分に対
   応する二値化信号を抽出する信号抽出回路、この信号抽
   出回路からの出力信号により一定周期をもつクロック信
   号の通過を制御するゲート回路、このゲート回路から出
   力されるクロック信号を前記炉内の燃焼状態が正常な場
   合に発生する前記映像信号のゆらぎに対応する所定の時
   定数で積分的に計数する計数回路、この計数回路の出力
   値から前記正常燃焼状態に対応する計数値の基準値を算
   出して前記計数回路の出力値と比較してこれらの間に所
   定値以上の差異が発生した場合この差異を検出して警報
   を発する警報回路を備えた炉内燃焼監視装置。 ２ 正常燃焼状態に対応する計数値の基準値を前記計数
   値に比例するように算出することを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の炉内燃焼監視装置。