JPS61139746A - 噴霧形状判定装置 - Google Patents

噴霧形状判定装置

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Publication number
JPS61139746A
JPS61139746A JP26185284A JP26185284A JPS61139746A JP S61139746 A JPS61139746 A JP S61139746A JP 26185284 A JP26185284 A JP 26185284A JP 26185284 A JP26185284 A JP 26185284A JP S61139746 A JPS61139746 A JP S61139746A
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JP
Japan
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spray
image
data
screen
light
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Application number
JP26185284A
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English (en)
Inventor
Toshio Ida
井田 利夫
Mitsushige Nakayama
中山 満茂
Nobuo Mizukami
水上 信男
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.)
Bosch Corp
Original Assignee
Diesel Kiki Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS61139746A publication Critical patent/JPS61139746A/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/02Investigating particle size or size distribution
    • G01N15/0205Investigating particle size or size distribution by optical means
    • G01N15/0227Investigating particle size or size distribution by optical means using imaging; using holography

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は内燃機関燃料噴射弁等から噴射された燃料油等
の噴霧の形状を基準噴霧形状と比較して判定する噴霧形
状判定装置に関する。
(従来技術) 燃料噴射弁からの噴霧の形状はたとえば特開昭59−2
5075号公報、特開昭59−26037号公報に示さ
れている如く、光源からの光を噴霧流の進行方向と交差
する平行光線からなる膜状の光スクリーンに変換し、光
スクリーンに対し燃料を噴射して、光スクリーンをイメ
ージセンサにより撮像することKよシ検知することが知
られている。しかし上記従来の方法によるときは噴霧流
の断面状は検知できるが全体偉を検知することができな
い問題があった。
また、第8回液体の微粒化に関する講演会講演論文集、
第97頁〜102頁に示されている噴霧粒子濃度の画像
解析法が知られている。この画像解析法は光の減衰を測
定することにより噴霧の濃度解析を行なうものであるが
、噴霧全体についての解析をするので解析に時間が掛る
問題がある。
(発明の目的) 本発明は上記にかんがみな嘔れたもので、上記の問題を
解消して、噴霧の形状および濃度が判定できかつ判定の
ための時間が短くてすむ噴霧形状判定装置を提供するこ
とを目的とする。
(発明の構成) 本発明は第1図に示す如く、所定間隔に配された所定ス
リット幅の平行光線Rを被判定噴霧2に照射する手段1
を有している。被判定噴霧2はたとえばディーゼル機関
に燃料を噴射する燃料噴射弁3からの噴霧燃料である。
被判定噴霧2をはさんで前記平行光線Rを照射する手段
1に対向してスクリーン4が設けてあり、スクリーン4
上の投影像をイメージセンサ5によって撮像する。前記
平行光線Rによる照射に二って、スクリーン4上には被
判定噴霧形状および前記スリット幅に対応し、かつ間隔
がスリット平行光線Rの間隔である縞模様状の像が投影
される。
この投影像は被判定噴霧形状におよび被判定噴霧の濃淡
に対応しておシ、この投影像はイメージセンサ5によシ
撮儂されることになる。スクリーン4上の投影像部分に
対するイメージセンサ5の出力データは記憶手段6に記
憶する。一方、基準噴霧をスクリーン4上に投影したと
きの投影像部分に対するイメージセンサ5の出力データ
は予め記憶手段7に記憶させてあって、記憶手段7の記
憶データと記憶手段6の対応する記憶データとは比較手
段8によシ比較する。この比較の結果、両者の差が所定
範囲内であるかが判定手段9によシ判定される。
したがって、被判定噴霧の形状、濃淡が、基準噴霧のそ
れと比較器れ、所定範囲内にあるか否かが判定される。
(発明の具体例) 本発明を実施例により説明する。
第2図は本発明の一実施例を示すブロック図である。
11は光源であシ、たとえば白色光を発生する。
光源11からの光は拡散レンズ12を通し、−列に配設
したシリンダレンズ131  e13x  e・・・。
13、を介して、シリンダレンズ13ty13g+13
3 、・・・、13iKそれぞれ対向したスリット14
1.14雪 、・”*14Bを有する板体14に照射す
る。板体14から所定距離はなれた位置に対向してスク
リーンを形成する透明板15が配設してあって、板体1
4と透明板15との間で燃料の噴霧がなされるように燃
料噴射弁16が配設してらシ、透明板15にはスリット
141y14ze・・・、14sからの光によシ燃料の
噴霧形状に対応した像が投影されるようにしである。
なシ、第2図において17は燃料噴射弁16から噴射て
れた燃料の噴霧の輪郭の一例を示している。
透明板L5に投影された偉はテレビカメ218で撮像す
る。テレビカメラ18からの合成映像信号はインタフェ
ース回路19に供給する。
インタフェース回路19は合成映像信号を〜0変換器(
以下ADCと記す)20に供給し、ADC20によシデ
ジタルデータに変換する。ここで透明板15に投影式れ
た映像は噴霧の濃淡に対応した映像であって、テレビカ
メ218はカラー用である必要はなく、合成映像信号に
は色度信号は存在していない。したがってADC20の
出力は上記濃淡を所定ビットたとえば8ピツトのデジタ
ルデータに変換することになる。
インク7工−ス回路19に訃いては、たとえば第3図に
示す如く垂直同期信号分離回路191、垂直同期信号分
離回路191の出力を2分周する分局器193、水平同
期信号分離回路193、分周器193の出力でリセット
されかつ水平同期信号分離回路193の出力を計数する
カウンタ194゜カウンタ194の計数値がマルチプレ
クサ1911を介して供給される設定器19.〜19・
の出力に一致したとき位置信号工を出力する比較器19
1oを備えている。
一方、テレビカメラ18からの合成映像信号はモニタテ
レビジョン受像機21に供給して透明板15に投影され
た儂を表示名せる。
インタフェース回路19からの位置信号Iは割込み信号
として、ADC20からの出力データは被読取情報とし
てマイクロコンピュータ22に供給しである。
マイクロコンピュータ22はCPU221.プログラム
を記憶てせたROM12z、燃料噴射弁16に対応する
基準の燃料噴射弁からの基準噴霧に対し透明板l上に表
われる濃淡のデータを、スリット14s〜14gに対応
して記憶嘔せたROM22s、データを記憶させるRA
M 224 、インク7工−ス回路19からの位置信号
工およびADC20からの出力データが供給される入力
ポート22sおよび比較、演算結果をたとえばCRTか
らなる光示装置23に供給する出力ボート226を備え
ている。
上記本発明の一実施例において、燃料噴射弁16からの
燃料噴射に同期して光源11が駆動される。
光源11からの光は拡散レンズ12によシ拡散されシリ
ンダレンズ13s〜13sを介して、板体14に照射さ
れ、スリット141〜14.から平行光線が噴霧17に
照射される。この照射によって透明板15には、たとえ
ば噴霧形状が第4図において一点鎖線に示す如き輪郭を
有する場合、スリンt’141  *・”+146に対
応す位置A I −A 11間。
A3〜人4間、A、〜A6間、A丁〜AI間、A・〜人
io間に噴霧17の濃度に対応した儂が第4図において
斜線で示した如く縞模様状に現われる。
第4図に示した縞模様状の像のそれぞれは第5図に示す
如く噴霧17の中心においては光の透過率は最小゛・で
ちゃ、中心から離れるにともなって光の透過率は増大す
るため、両端においては明かるくなっている。
透明板15の像はテレビカメラ18によシ撮像されてい
るため、モニタテレビジョン受俊機21には第4図に示
した縞模様状の画儂が嵌われるこ′とになる。
テレビカメラ18からの合成映像信号は噴霧17の形状
・と濃淡に対応してお)、インタフェース回路19に供
給される。インタフェース回路19において、合成映像
信号中の水平同期信号は水平同期信号分離回路193に
よって分離されてカウンタ194によシ計数される。一
方、合成映像信号中の垂直同期信号は垂直同期分離回路
191によって分離され、分局器19zによって2分周
されて、分周器192の出力によりカウンタ194はリ
セットてれる。この結果、カウンタ194で1フイ一ル
ド期間毎の水平同期信号が計数されることになる。カウ
ンタ194の計数値は比較器1910によって設定器1
9sの設定値と一致しているかが比較され、一致が検出
てれたときは比較器191゜から位置信号工が出力とれ
る。同時に位置信号工によりマルチプレクサ1911が
切替えられて設定器19sに代って設定器196が選択
され、カウンタ194の計数値は設定器196の設定値
と比較でれ、一致が検出されたときは位置信号工が出力
される。以下同様に作用してカウンタ194の計数値が
設定器19?  e 19g  、 19@の設定値に
一致する毎に位置信号Iが出力されることになる。ここ
で設定器195p19@y・・・、19gの設定値は垂
直同期信号を基準として計数した、第4図の位置Ale
人3  m All  + A?  + Allにおけ
る水平同期信号の数に対応して設定しである。この結果
、インタフェース回路19からは、第4図の位置Al 
 s A3  e As  # A?  p Asに対
応した水平同期信号に同期して位置信号Iが出力される
ことになる。なお、上記にンいて設定器19.〜19−
を設けてたとえば奇数フィールドの場合に対応すべく説
明したが、偶数フィールドに対応する設定器が設けられ
ている。これらは奇数フィールドの場合と同様であるの
で説明は省略する(以下同様)。
一方、合成映像信号はADC20にも供給式れておシ、
合成映像信号はデシタルデータに変換されている。この
デジタルデータは透明板15に投影された像の各画素の
濃淡に対応している。
つぎにROM 22.のプログラムにしたがって第6図
によシ作用を説明する。
位置信号工がインタフェース回路19かう供給式れると
、CPU22sは割シ込み信号として処理し、ADC2
0からのデジタルデータを読み込み、RAM223ステ
ツプaはたとえば第7図に示す如く最初の位置信号Iが
供給されるのを待ち(ステップal)、最初の位置信号
工が供給されるとADC20の出力デジタルデータを所
定数、屓次読み込んで記憶する(ステップa2)。ここ
で読み込まれるデジタルデータの数は第4図の位置人1
〜Aztでの間におけるデジタルデータ数に設定しであ
る。以下同様に第2回目の位置信号1〜第5回目の位置
信号Iに対しても同様に、第2回目の位置信号I〜第5
回目の位置信号Iの発生時から所定数、ADC20の出
力データを順次読み込んで記憶する(ステップa37a
to)a この結果、ステップaの終了によってRAM 224に
は第4図の位置Al 〜A2  t AS ””A4 
 t As〜A6 、A7〜ム#  e Al 〜A1
Gの範囲の各画素の情報が濃淡に対応したデータとして
記憶てれた状態となっている。
一方、ROM22gにはRAM 22 aの上記各画素
の情報に対応して、燃料噴射弁16に対して基準となる
噴霧に対応する各画素の濃淡の情報が予め記憶されてお
シ、ステップaに引き続いて、ROM22aに記憶され
たデータと対応する画素のRAM224に記憶てれたデ
ータとが比較され(ステップb)、その差が所定範囲内
であるかがチェックされる(ステップC)。ステップC
において差が所定範囲内であるときは、各画素に対応し
てRAM 224に記憶された全データにわたって比較
が順次行なわれる(ステップd)。ステップCにおいて
差が所定範囲外であると検知されたときは燃料噴射弁1
6の噴霧は良好てないと判断しその旨表示装置23に表
示され(ステップ・)て終了する(ステップn)。
ステップdによ)全画素に対応してチェックの結果、ス
テラ″7’aにおげろ比較結果の差が所定範囲内である
ときは燃料噴射弁16の噴霧は良好であると判断しその
旨表示装置23に表示される(ステップf)。
ステラftにつづいて、第4図の位置Al〜人雪。
Al  ””A4  t  As  ゞA6  t  
A?  A−$  Al ”’ALO円の予め設定した
1走査01〜θ2に訃げるRAM224内の記憶デジタ
ルデータを順次読み出しくステップg)、そのデータが
所定スレショールドレベル以下となった最初のデジタル
データを検知しくステップh)、この最初のデジタルデ
ータの記憶番地から1走査θl〜θλ間における透明板
15上の位置に変換する(ステップi)。ステラf1に
おいて変換された位置は第4図におけるPx(”t。
yx )の位置である。ついでステラ711gから読み
出したデジタルデータが所定スレショールドレベル以下
である最後のデジタルデータを検知しくステップj)、
この最後のデジタルデータの記憶番地から1走査01〜
θ鵞間における透明板15上の位置に変換する(ステッ
プk)。ステップkにおいて変換された位置は第4図に
おけるPx(Xz+72 )の位置である。一方、燃料
噴射弁16の噴孔の位置は燃料噴射弁16の設定位置に
対応して予めROM22gに記憶されている。この噴孔
の位置Po (xo、 t yo、 )とPI  (X
i  y3’l )xPs(”2sY2)とによりZP
t p、p、が演算され(ステップL)、演算角度が表
示装置23に表示てれ(ステップm)%測定は終了する
(ステップn)。ステップtにおいて演算した角度は燃
料噴射弁16の噴霧の拡がシ角の目安となる。
また、以上説明した本発明の一実施例においては、第4
図にj?げろAl〜ム2 t A 3〜A 4 p A
 5〜’La  t 人7〜AIB  l AS 〜A
IOの範囲の情報を読み取って処理する場合を例示した
が、透明板5上の全画像を読み込み、RAM 224に
フレームメモリエリアを設けて記憶し、ROM22sの
データと比較するとき前記範囲AI ””i t Al
〜A4gAI〜A 6  e A 7〜Aa  # A
S〜人!・のデータと比較するようにすることもできる
。この場合はインタフェース回路19は簡単化されるが
RAM 224の記憶容量が増大することになる。
な訃、上記本発明の一実施例において被判定噴・霧のス
クリーン15上に訃げる6像の1画素に対し、基準噴霧
の対応する1画素と比較する場合を例示したが、RAM
 22 a内に記憶された各画素に対するデジタルデー
タを例えば隣接する複数画素について平均し、基準噴霧
の対応するデジタルデータと比較するようにすることも
てきる。
つぎに本発明の他の実施例について説明する。
第8図は本発明の他の実施例を示すブロック図である。
本発明の他の実施例において本発明の一実施例と同一の
構成要素には同一の符号を付して示し、その説明は省略
する。
本発明の他の実施例に訃いてはスクリーン15上の像を
、第9図(、)に示す如く複数個の光電変換素子を一列
に配置してなるラインセンナをシリンダレンズ131〜
135と同数の列、本例では5SIJ配列してイメージ
センサを構成し、第9図(b)に示す如く適当なレンズ
31で各2インセンサ301〜30sの受光面に噴霧像
を結像させるように構成しである。したがって各ライン
センサ30.〜30sはシリンダレンズ131〜135
の配置と相似形に配置されている。またスリット141
〜14sのそれぞれに各別に対向してラインセンサ30
、〜30sを配置して照明側とラインセンナ側とが1対
1であれば結像用のレンズ31を省略してスクリーン1
5上にラインセンサ30.〜305を配置することも可
能である。
ラインセンサ301〜30sの出力はインク7工−ス回
路32に供給してあり、同時に燃料の噴射指示時と同期
したトリガ信号発生回路33からのトリガパルスがイン
タフェース回路32に供給しである。ここでトリガ信号
発生回路33内には遅延回路を備えてお9、トリガ/4
ルスのインタフェース回・路32への供給時を燃料噴射
開始時に対して調整可能にしである。インタフェース回
路32においてはラインセンナ301〜30gの各光電
変換素子の出力をトリガ信号発生回路33からのトリガ
パルスによって1時にサンプリングし、サンプリング出
力をホールドした信号をデジタルデータに変換する。
インタフェース回路32にかいてデジタルデータに変換
されたラインセンサ3Qts・” 30 sの各光電素
子の出力はマイクロコンピュータ22Aに読み込ませる
マイクロコンピュータ22.は本発明の一実施例におけ
る入力ポート226に代って入出力ポート227を有し
ている。
いま仮に各ラインセンサ3o1.・・”e305は25
6個の光電変換素子からなるものとすれば、インタフェ
ース回路32は、第10図に示す如くトリガ信号発生回
路33からのトリガパルスによ)前記光電変換素子の出
力を一時にサンプリングしホールドする256X5個の
サンプルアンドホールド回路321 と、ラインセンサ
301 、・・・305のそれぞれの光電変換素子の出
力をホールドした信号を入力とするマルチプレクサ32
2・・・。
326と、マルチプレクサ32z 、・・・326の出
力を受けその出力中から1の出力を選択するマルチプレ
クサ327と、マルチプレクサ327の出力をデジタル
データに変換するADC32sとを備えておシ、入出力
ポート227からの8ビツトの選択データがマルチプレ
クサ322 、・・・32・に供給され、同3ビツトの
選択データがマルチプレクサ327に供給され、変換開
始信号がADC32gに供給されている。ADC32y
からの変換デジタルデータ、変換終了信号、トリガ信号
発生回路33からのトリガパルスは入出力ポート22γ
に供給されている。
上記の如く構成された本発明の他の実施例において燃料
噴射弁16からの燃料噴射に同期して光源11が駆動さ
れ、本発明の一実施例と同様に第4図に示した縞模様状
の像が現われる。
第4図に示した縞模様状の像のそれぞれはレンズ31に
よシラインセンサ301〜30s上に結像される。一方
、燃料噴射弁16からの燃料噴射と同期してトリガ信号
発生回路33からトリガ/4ルスが出力される。トリガ
/4ルスはサンプルアンドホールド回路321にサンプ
リングノ−ルスとして供給され、ラインセンナ301〜
305の各光電変換素子の出力は同時にサンプリングさ
れ、サンプリング値はホールドされる。
一方、マイクロコンピュータ22.の動作は本質的に第
6図に示す場合と・同様である。しかし、ラインセンサ
301〜305を用いているため、データの読み取シが
第7図に示した本発明の一実施例の場合と異なっている
。本発明の他の実施例の場合における読み取シをROM
22mのグロダラムにしたがって第11図によシ説明す
る。
トリガ信号発生回路33からのトリガ/4ルスが出力さ
れるのを待つ(ステップ&11)。トリfパルスが発生
すればステツ″j″&11に引き続いて、所定のレジス
タRの内容がクリアされる(ステップa XZ)。
ステップa12に引き続いてレジスタ凡の内容に1+1
”され(ステップass)、ついでサンプルアンドホー
ルド回路321のホールド信号を変換したデジタルデー
タが読み込まれる(ステップa1a)。
ラインセンナ301の最初の光電変換素子から、順次ラ
インセンナ30sの最後の光電変換素子までに61”〜
@256X5”に至る一連の番号を付したとき、ステラ
7”a14にて読み込まれるデータはD番目の光電変換
素子の信号をホールドしてデジタルデータに変換された
データである。ステラ7’a14によって読み込まれた
デジタルデータはRAM 22 sの所定記憶エリアに
記憶される。
ステップ14につづいて所定回数、本発明の他の実施例
では’256X5”回データを読み込むまでステツ7’
a13〜ステップatSが繰)返される。
’256X5”回データを読み込んだかはレジスタ只の
内容値が@256X5”になったかによシ判定される。
ステップ&i4の読み込みについて詳細に説明する。ま
ず、トリガ信号発生回路33からのトリガ/4ルスはサ
ンプルアンドホールド回路321へ供給されると・とも
にマイクロコンピュータ22ムに読み込まれる。トリガ
/4ルスを読み込むとマイクロコンピュータ22Aから
マルチプレクサ322〜326に入力選択データが供給
され、ついでマルチブレフサ32フに入力選択データが
供給される。この入力選択データによシマルチプレクサ
32!〜326にて@1”、’256+1”、 512
+l”。
1768+1’、1024+1”番目の入力が選択出力
され、マルチプレクサ327によって@1″番目の出力
が選択され、ADC32sに供給される。この入力はマ
イク°ログロセサ22ムからの変換開始信号(AIDS
)によシデジタルデータへの変換開始がなされ、変換終
了により変換終了信号(ADF)がマイクロプロセサ2
2□に供給され、変換終了信号が供給されたときADC
32gにて変換された@1”番目のデジタルデータがマ
イクロコンピュータ22Aに読み込まれる。
同様にステップa14が実行される毎にマルチプレクサ
322〜32@にて1α”、” 256+α”。
@512+α”、’762+α” @1024+α”(
2≦α≦256)番目の出力中からマルチプレクサ32
7によシ1つの出力が選択されて、デジタルデータに変
換され、ヤイクログロセf22Aに読み込まれることに
なる。
ステップateに訃いて所定数のデータを読み込んだと
判定されたときは、ステップaimに続いて、第6図の
ステップbから順次ステップnに示したと同様のステッ
プが実行てれ、基準データとの比較によ多燃料噴射ノズ
ルの良否が判断畜れ、1つのラインセンナたとえば30
3の各光電変換素子の記憶データを走査し、その中から
最初に所定スレショールドレベル以下となった光電変換
素子位t(Px  )、 所定スレショホールドレベル
以下であった最後の光電変換素子位置(P2)から噴霧
の拡がシ角に対応する目安の角度が演算される。
これらは本発明の一実施例の場合と同様である。
上記した本発明の他の実施例においてはラインセンサ3
01〜30.の各光電変換素子の出力を二度にサンプリ
ングし、ホールドするために、噴霧の状態の変化が早い
場合においても適用できる。
(発明の効果) 以上説明した如く本発明によれば噴霧に所定間隔で所定
幅の平行光線を照射し、この照射による噴霧の儂をイメ
ージセンサによ〕撮偉し、偉部分のみO情報と基準の対
応する情報と比較するよりにしたため、比較に要する時
間は短縮され、被判定噴霧の形状、濃度の分布も含めて
基準の噴霧との対比のうえで所定範囲内にあるか否かが
判定できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の構成を示すブロック図。 第2図は本発明の一実施例を示すブロック図。 第3図は本発明の一実施例におけるインタ7工−ヌ回路
の一例を示すブロック図。 第4図および第5図は本発明の一実施例における透明板
上の像の説明図および噴霧位置と光の透過率との関係を
示す特性図。 第6図および第7図は本発明の一実施例の作用の説明に
供するフローチャート。 第8図は本発明の他の実施例を示すブロック図。 第9図は本発明の他の実施例におけるイメージセンサを
示す模式図。 第10図は本発明の他の実施例にかげるインタフェース
回路の一例を示すブロック図。 第11図は本発明の他の実施例の作用の説明に供するフ
ローチャート。 1・・・平行光線を照射する手段、2・・・噴霧、4・
・・スクリーン、5・・・イメージセンサ、6および7
・・・記憶手段、8・・・比較手段、9・・・判定手段

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 所定間隔に配された所定スリツト幅の平行光線を被判定
    噴霧に照射する手段と、前記平行光線の照射による前記
    被判定噴霧の像が投影されるスクリーンと、前記スクリ
    ーン上の投影像を撮像するイメージセンサと、前記スク
    リーン上の投影像部分に対する前記イメージセンサの出
    力データを記憶する第1の記憶手段と、前記第1の記憶
    手段に記憶されたデータに対応した基準噴霧のデータを
    記憶した第2の記憶手段と、前記第2の記憶手段に記憶
    したデータと前記第1の記憶手段に記憶した対応するデ
    ータとの比較を行なう比較手段と、前記比較手段の比較
    結果が所定範囲内であるかを判定する判定手段とを備え
    たことを特徴とする噴霧形状判定装置。
JP26185284A 1984-12-13 1984-12-13 噴霧形状判定装置 Pending JPS61139746A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP26185284A JPS61139746A (ja) 1984-12-13 1984-12-13 噴霧形状判定装置

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