JPS6047530B2 - flow measuring device - Google Patents

flow measuring device

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Publication number
JPS6047530B2
JPS6047530B2 JP3387081A JP3387081A JPS6047530B2 JP S6047530 B2 JPS6047530 B2 JP S6047530B2 JP 3387081 A JP3387081 A JP 3387081A JP 3387081 A JP3387081 A JP 3387081A JP S6047530 B2 JPS6047530 B2 JP S6047530B2
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JP
Japan
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fluid
particle
flow rate
volume
area
Prior art date
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Expired
Application number
JP3387081A
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Japanese (ja)
Other versions
JPS57148214A (en
Inventor
英博 渡辺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
FUJI DENKI ERUMESU KK
Original Assignee
FUJI DENKI ERUMESU KK
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Publication date
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Publication of JPS6047530B2 publication Critical patent/JPS6047530B2/en
Expired legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F3/00Measuring the volume flow of fluids or fluent solid material wherein the fluid passes through the meter in successive and more or less isolated quantities, the meter being driven by the flow

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、滴下する金属またはガラス熔融流体等の流
量測定装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a device for measuring the flow rate of dripping metal or glass melt fluid.

この種の流体は、人間が目で見る限りにおいては連続し
て見えるものであるが、高速度カメラ等を用いて撮影す
ると個々に分離して落下する、すなわち滴下するもので
あることが知られている。
This type of fluid appears continuous to the human eye, but when photographed using a high-speed camera, it is known that it separates into individual pieces and falls, or drops. ing.

第1図は、この様子を示す状態図であつて、流体はほぼ
球形の粒子a−eとなつて、図の矢印方向に滴下する。
ところで、このように滴下する金属またはガラス熔融流
体は、一般に高温であるために、その流量測定は困難を
極めており、わずかに人の手作業により、例えば柄杓等
を用いて流体を一定時間採取することによつて、その流
量を測定するという原始的な手法に頼つている程度であ
つた。
FIG. 1 is a state diagram showing this state, in which the fluid becomes approximately spherical particles ae and drips in the direction of the arrow in the figure.
By the way, since the metal or glass molten fluid that drips in this way is generally at a high temperature, it is extremely difficult to measure the flow rate, and it is difficult to measure the flow rate, and it is necessary to collect the fluid for a certain period of time using a ladle or the like, for example, by manual labor. In particular, they relied on primitive techniques to measure the flow rate.

しかしながら、このような方法では、高温流体に迫害つ
て採取しなければならないため非常に危険であるととも
に、測定精度も充分でないという欠点があつた。この発
明は、このような点に鑑みなされたもので、人手を煩わ
せることなく、しかも精度よくこの種の流体流量を測定
することを目的とするものである。この発明の特徴は、
滴下する流体粒子を球体とみなし、その断面積から体積
を求めることによつて流量を測定する点にある。
However, this method has disadvantages in that it is extremely dangerous because it requires close contact with a high-temperature fluid and the measurement accuracy is not sufficient. The present invention has been made in view of these points, and an object of the present invention is to measure this type of fluid flow rate with high precision without requiring manual labor. The features of this invention are:
The trick is to measure the flow rate by regarding the dropping fluid particles as spheres and finding the volume from their cross-sectional area.

すなわち、滴下する流体粒子を側面から観測してその断
面積Sを求め、その断面積Sから体積Vに換算し、その
換算値に所定の定数を乗じることにより流量を測定する
ものである。この場合、流体粒子の断面積を求めるに当
たり、シャッタ付の工業用テレビジョンカメラ(以下、
ITVカメラまたはビデオセンサという)を用いて滴下
する流体粒子像を静止画像として捕捉し、その画像信号
を適宜処理することによつて面積Sを算出する。つまり
、流体粒子の面積Sがわかれば、球体とみなされる流体
粒子の体積Vは簡単な換算、すなわち、V■−5/5=
に−5/Sの換算によ3、/πり容易に求めることがで
きる。
That is, the flow rate is measured by observing a dripping fluid particle from the side, determining its cross-sectional area S, converting the cross-sectional area S into a volume V, and multiplying the converted value by a predetermined constant. In this case, when calculating the cross-sectional area of a fluid particle, an industrial television camera with a shutter (hereinafter referred to as
An image of the dropping fluid particles is captured as a still image using an ITV camera or a video sensor, and the area S is calculated by appropriately processing the image signal. In other words, if the area S of the fluid particle is known, the volume V of the fluid particle, which is considered to be a sphere, can be calculated by simple conversion, that is, V■-5/5=
3,/π can be easily obtained by converting -5/S.

そして、1画面中の各流体粒子の体積を積算した値に、
別途求めた換算係数を乗じることにより、単位時間あた
りの流量を求めるものである。なお、この換算係数は実
験等により適宜決めることができる。以下、この発明の
実施例を図面を参照して説明する。
Then, the value obtained by integrating the volumes of each fluid particle in one screen is
The flow rate per unit time is determined by multiplying by a conversion coefficient determined separately. Note that this conversion factor can be determined as appropriate through experiments and the like. Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第2図は、この発明の実施例を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of the invention.

同図には、滴下する流体粒子を撮像するITVカメラユ
ニットITと、該ユニットITから得られた画像信号を
所定のレベル信号と比較することにより2値信号に変換
して、1画面中の粒子数nおよび各粒子の面積Sを算出
する画像処理・判定部VIと、該画像処理・判定部VI
で算出された各面積を体積に変換するとともに、1画面
あたりの各粒子の体積を積算する操作を複数の画面につ
いて行なつてその算術平均を算出する演算処理m恒Pと
、該演算処理部DPの処理結果を記録するデータ記録部
RE等が示されている。ITVカメラユニットITには
、滴下する流体粒子を静止画像化して撮影するためのメ
カニカルシャッタ内蔵のビデオセンサ1が設けられてお
り、たとえば11100叱2程度のシャッタ速度で1秒
間に4回の撮影を行なう。
The same figure shows an ITV camera unit IT that images dripping fluid particles, and an image signal obtained from the unit IT that is converted into a binary signal by comparing it with a predetermined level signal, and the particles in one screen are an image processing/judgment unit VI that calculates the number n and the area S of each particle; and the image processing/judgment unit VI
an arithmetic processing unit P that converts each area calculated in step 1 into a volume, performs an operation of integrating the volume of each particle per screen on multiple screens, and calculates the arithmetic mean; and the arithmetic processing unit. A data recording unit RE and the like are shown for recording the processing results of the DP. The ITV camera unit IT is equipped with a video sensor 1 with a built-in mechanical shutter for capturing still images of dripping fluid particles. For example, the video sensor 1 can capture images four times per second at a shutter speed of about 11,100 to 2. Let's do it.

シャッタ速度は、流体粒子像を静止画像化するために要
する速度により、また、撮影回数は演算処理MDPの処
理速度等によつて適宜決められる。画像処理・判定部V
Iの面積計算部2は、ITVカメラ1によつて静止画像
化された画像信号を例えば黒、白2値の画素信号に変換
し、黒で表わされる画素数を計数することによつて、流
体粒子の面積Sを算出する。算出された面積データは、
スイッチSWlを適宜操作するこ.とによリブ咄ンピー
デイスク等の記憶装置3に記憶される。なお、この画像
処理・判定部VIには、静止画像の1画面中の流体粒子
の個数、各粒子の巾および各粒子間の間隔等を計数する
機能をも有している。したがつて、例えば第1図で示し
5たように、画面の端部にかかる粒子a1一定の大きさ
未満の粒子Cまたは滴下する列からはずれる粒子d″は
測定の対象外とし、2個の粒子が重なつたものbについ
ては正常とみなして採用する等の選択を容易に行なうこ
とができる。演算処理部っDPの体積換算部4は、画像
処理・判定部VIによ**つて算出された各流体粒子の
面積値Sを体積値に換算すべくS!百の値を計算し、1
画面合計部5は、各流体粒子のSJ′S値を合計して1
画面分の合計値ΣSiJ酊を算出する。さらに、N画面
合計部6にて予め設定された画面数N(Nは正の整数)
毎に合計して、その平均値ΣSJ百を求め、図示しない
メモリに一時記憶させる。記憶された平均値ΣSJ′S
は、一定時間毎に複数データをまとめてプリンタ7によ
リプリントアウトされると)ともに、ディジタル●アナ
ログ変換部6′にてアナログ信号に変換され、インク式
記録部8で記録される。また、フロッピーディスク3に
記憶された面積Sのデータは、体積換算部4にて体積値
に換算され、測定動作が行われていない期間中に、・ス
イッチSW2を操作することによりプリンタ7からプリ
ントアウトさせることができる。こうしてN画面合計部
6において得られた1画面当たりの平均体積積算値に、
例えば実験等により求あられたた所定の定数を乗じるこ
とによつて所定時間当”たりの流体流量を求めることが
できる。なお、第2図には示されていないが、演算処理
部DPにおいて処理されるべきデータ、または処理され
た結果のデータ等を記憶する記憶装置は適宜有している
ものとする。
The shutter speed is appropriately determined depending on the speed required to convert the fluid particle image into a still image, and the number of times of photographing is appropriately determined depending on the processing speed of the calculation processing MDP. Image processing/determination section V
The area calculation unit 2 of I converts the image signal converted into a still image by the ITV camera 1 into a binary pixel signal of black and white, for example, and counts the number of pixels represented by black to calculate the area of the fluid. Calculate the area S of the particle. The calculated area data is
Operate switch SWl as appropriate. It is stored in a storage device 3 such as a hard disk. The image processing/determination section VI also has a function of counting the number of fluid particles in one screen of a still image, the width of each particle, the interval between each particle, and the like. Therefore, as shown in FIG. 1, for example, particles a1 hanging at the edge of the screen, particles C smaller than a certain size, or particles d'' falling out of the dropping line are excluded from measurement, and two It is possible to easily make a selection such as assuming that the particle b in which the particles overlap is normal and adopting it.The volume conversion unit 4 of the arithmetic processing unit DP performs the calculation using the image processing/judgment unit VI. In order to convert the area value S of each fluid particle into a volume value, calculate the value of S!
The screen summation unit 5 sums up the SJ'S values of each fluid particle and calculates 1.
The total value ΣSiJ drunkenness for the screen is calculated. Furthermore, the number of screens N (N is a positive integer) preset in the N screen totaling section 6
The average value ΣSJ100 is calculated and temporarily stored in a memory (not shown). Stored average value ΣSJ′S
When a plurality of pieces of data are collectively reprinted by the printer 7 at regular time intervals), they are both converted into analog signals by the digital/analog converter 6' and recorded by the ink recording unit 8. The area S data stored on the floppy disk 3 is converted into a volume value by the volume conversion unit 4, and printed out from the printer 7 by operating switch SW2 during a period when no measurement operation is being performed. You can let it go out. In this way, the average volume integrated value per screen obtained in the N screen totaling section 6 is
For example, the fluid flow rate per predetermined time can be determined by multiplying by a predetermined constant found through experiments.Although not shown in FIG. It is assumed that the computer has an appropriate storage device for storing data to be processed or data resulting from processing.

ここで、例えばITVカメラ1によつて、第1図のよう
な静止画像が得られたものとすると、面積計算部2では
、所定の処理を行なつてこの静止画像中の流体粒子B,
dおよびeの各面積を算出する。
Here, if a still image as shown in FIG. 1 is obtained by, for example, the ITV camera 1, the area calculation unit 2 performs a predetermined process to calculate the fluid particles B,
Calculate each area of d and e.

なお、上述したように、粒子aは画面の端部にかかつて
いるため、粒子cは小さすぎるため、また粒子d″は列
からはずれているために、それぞれ測定対象から外され
る。各流体粒子の面積をそれぞれSll,Sl2および
Sl3とすると、体積換算部4では、これらをそれぞれ
体積鄭,,V〔,S,2!?およびSl3V?に換算し
、さらに1画面合計部5にて、これらの合計値、すなわ
ちS1、J派+S,2!?;+Sl3JS;−が算出さ
れる。
As mentioned above, particle a hangs over the edge of the screen, particle c is too small, and particle d'' is out of line, so they are excluded from the measurement target.Each fluid Letting the areas of the particles be Sll, Sl2, and Sl3, respectively, the volume conversion unit 4 converts these into volumes Zheng,,V[,S,2!?, and Sl3V?, respectively, and the one-screen summation unit 5 calculates The total value of these, ie, S1, J faction+S, 2!?;+Sl3JS;- is calculated.

N画面合計部6では、この操作をN(Nは正の整数で任
意に設定される)画面分について行ない、その合計値、
すなわちSNll百;)を計算する。
The N screen totaling unit 6 performs this operation for N (N is a positive integer and is arbitrarily set) screens, and calculates the total value,
That is, calculate SNll110;).

この値は、1画面中の平均体積積算値に比例するもので
あるから、これに所定の比例定数を乗じることによつて
単位時間当たりの流量を求めることができる。なお、測
定ずべき流量は、一般に時間とともに変動するが、流体
粒子の滴下速度、撮影時間および撮影時間間隔等の関係
によつては、常に流量が大となる山の部分のみ、または
流量が小となる谷の部分のみを抽出して平均をとる意味
がなくなる可能性があるので、このような場合には、上
記の算術平均にかえて移動平均をとるようにすることが
望ましい。
Since this value is proportional to the average volume integrated value in one screen, the flow rate per unit time can be determined by multiplying this value by a predetermined proportionality constant. Note that the flow rate that should be measured generally changes over time, but depending on the relationship such as the dropping speed of fluid particles, the imaging time, and the imaging time interval, it may be possible to measure only the peaks where the flow rate is always high or the flow rate is low. There is a possibility that there is no point in extracting only the valley portion where , and taking the average, so in such a case, it is desirable to take a moving average instead of the arithmetic average described above.

また、演算処理部からの出力をディジタル・アナログ変
換部6″にてアナログ信号に変換した信号層をフィード
バックすることにより、流量制御を行なうことも可能で
ある。
Further, it is also possible to control the flow rate by feeding back a signal layer obtained by converting the output from the arithmetic processing section into an analog signal by the digital/analog conversion section 6''.

以上のように、この発明によれば、滴下する流体粒子を
ビデオセンサにて撮影して静止画像化し、静止化された
画像信号を適宜ディジタル処理することによつて流体の
流量を測定するようにしたから、人手を煩わせることも
なく非接触状態でしかも高精度に測定を行なうことがで
きるものである。
As described above, according to the present invention, the dripping fluid particles are photographed with a video sensor to form a still image, and the flow rate of the fluid is measured by appropriately digitally processing the still image signal. Therefore, measurements can be carried out in a non-contact manner and with high precision without requiring any manual labor.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、滴下する流体の様子を説明するための状態図
、第2図は、この発明の実施例を示すブロック図である
。 符号説明、IT・・・・・・ITVカメラユニット、■
I・・・・・・画像処理・判定部、DP・・・・・・演
算処理部、RE・・・・・・データ記録部、SWl,S
W2・・・・・スイッチ、1・・・・・・ITVカメラ
、2・・・・・・面積計算部、3・・・・・記憶装・置
、4・・・・・・体積換算部、5・・・・・・1画面合
計部、6一・・・N画面合計部、6″・・・・ディジタ
ル・アナログ変換部、7・・・・・・プリンタ、8・・
・・・・記録計。
FIG. 1 is a state diagram for explaining the state of dripping fluid, and FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of the present invention. Code explanation, IT...ITV camera unit, ■
I... Image processing/judgment section, DP... Calculation processing section, RE... Data recording section, SWl, S
W2...Switch, 1...ITV camera, 2...Area calculation section, 3...Storage device/device, 4...Volume conversion section , 5...1 screen total section, 61...N screen total section, 6''...digital/analog conversion section, 7...printer, 8...
...Recorder.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 連続的に滴下する流体粒子像を静止画像として捕捉
すべく所定の速度で撮影するテレビジョンカメラと、該
カメラにより得られた画像信号から各流体粒子の画像と
しての面積を算出する手段と、算出された面積から各粒
子の体積を計算するとともに、1画面当たりの各粒子の
体積を積算する操作を複数の画面について行なつてその
平均を算出する手段とを有してなり、該平均値に所定の
換算係数を乗することによつて前記流体の流量を測定す
ることを特徴とする流量測定装置。
1. A television camera that captures images of continuously dripping fluid particles at a predetermined speed to capture them as still images, and means for calculating the area of each fluid particle as an image from the image signal obtained by the camera; means for calculating the volume of each particle from the calculated area, and calculating the average by performing an operation of integrating the volume of each particle per screen for a plurality of screens, and calculating the average value. A flow rate measuring device, characterized in that the flow rate of the fluid is measured by multiplying by a predetermined conversion coefficient.
JP3387081A 1981-03-11 1981-03-11 flow measuring device Expired JPS6047530B2 (en)

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JPS57148214A JPS57148214A (en) 1982-09-13
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JPS62191717A (en) * 1986-02-18 1987-08-22 Japan Tec:Kk Apparatus for measuring flow amount
US7075035B2 (en) * 2004-11-02 2006-07-11 Shanklin Corporation Hot wire control apparatus and method

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