JPS63123918A - バ−ナ着火識別方法 - Google Patents

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、複数のバーナが取り付けられた火炉において
、バーナの着火、失火を識別する方法に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

第３図はコーナファイアリングボイラに従来より提供さ
れている火炎検出器の取付状況例を示したものである。

第３図において、参照符号０３はボイラ炉壁であシ、こ
の炉壁０３の各コーナにはバーナ０１および火炎検出器
０２が設けられていて、それぞれバーナ０１の火炎０４
を火炎検出器０２で視界０５をもって検出している。

第４図は従来の火炎検出器の構成を示している。第４図
において、符号１ａはライトガイド２の先端に設けたレ
ンズ、３はイメージファイバで、ライトガイド２内に納
められていて、−端は上記レンズ１ａに接し、他端はレ
ンズ１ｂに接している。レンズ１ｂの後方にはイメージ
センサ４が配置されていて、その出力は信号処理部５に
入力されている。符号６ばＣＲＴ画面表示装置で、上記
信号処理部５の出力を入力している。符号７はインター
ロック用信号ラインで、警報器等に接続される。符号１
０は炉壁で、レンズ１ａが炉内を望んで設けである。

炉内の火炎は、レンズ１ａ、イメージファイバ３、レン
ズ１ｂを介して、イメージセンサ４に入力される。

、イメージファイバ３は多数の光ファイバの束で形成さ
れていて、レンズ１ｂがとらえた一画面を例えば５０Ｘ
５０＝２５００のポイント（画素）で分割し、分割され
たそれぞれのポイント（画素）の輝度を、例えば１０段
階の輝度レベル信号としてイメージセンサ４から出力す
る。得られた輝度レベル信号のすべてについて、規定値
以上か否かを信号処理部５で判断し、規定値以上を示す
ポイントの数をカウントして一定数以上であれば、火炎
ＯＮと識別し、一定数以下であれば火炎ＯＦＦと識別し
ている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来のバーナ着火識別方法では、炉内の分割されたそれ
ぞれのポイント毎で輝度に対応した輝度レベル信号を検
出し、そのレベルが規定値以上であるポイントが多げれ
ば火炎ＯＮ、少なければ火炎ＯＦＦとしているため、以
下に倒起する場合のように誤った識別を行うことがある
。

（１）被検出バーナ火炎がＯＮでも、不完全燃焼が発生
すると、検出視野前面を未燃燃料がさえぎるため（ブラ
ックスカート）、輝度が低下するポイントが多くなシ、
火炎ＯＦＦの誤信号を出力する場合が多い。

（２）被検出バーナがＯＦＦの時は、火炎検出器の出力
はＯＦＦでなければならない。しかし他バーナ火炎が火
炎検出器の視野内に混入しているため、この時の視野内
の平均輝度はかなシ高いため各ポイントの輝度も高く、
火炎検出器は火炎ＯＮの誤信号を出力する場合が多い。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によるバーナ着火識別方法は、複数本のバーナが
取り付けられた火炉内の着火識別対象バーナが形成する
火炎域をイメージセンサによシ複数に分割して捕え、同
分割した各区画毎の輝度よシその視野における輝度分布
を検出し、予め検出された着火時の輝度分布と比較して
着火と失火とを区別することを特徴としている。

〔作　用〕

バーナが燃焼している場合、バーナ噴出口の近傍では燃
料の未燃分が多く、いわゆる、ブラックスカートが形成
されることになる。すなわち、バーナ噴出口の近傍では
不完全燃焼のために輝度レベルが低いが、バーナ噴出口
よシ一定距離はなれた点で完全燃焼するので、その領域
では輝度レベルが高くなる。

従って、イメージセンサが、バーナの火炎域を見る位置
を変えない限シ、着火時の輝度の分布には大きな変化は
ない。

一方、燃料がストップした状態では、当該バーナでブラ
ックスカートが形成されることはない。この時、イメー
ジセンナの視野に他のバーナの火炎が映ったとしても、
その輝度分布は大幅に異なるので判別できる。

また、燃料が供給された状態で失火した時には、未燃燃
料が筒状にイメージセンサの視野に広がるため、その輝
度分布も着火時とは異なるものになる。

従って、本発明の方法は、その輝度分布を検出し、予め
検出しておいたものと比較して、着火及び失火を識別す
るようにしている。

〔実施例〕

第１図は本発明方法を実施する手段の全体構成を示して
いる。

第１図において、符号１ａ、ｌｂはレンズ、２はライト
ガイド、３はイメージファイバ、４はイメージセンサで
あり、ここまでの各構成機器の機能ならびに作用は従来
例と同じである。

符号５は信号処理部、５ａは信号処理部内の被検出バー
ナ域設定部、５ｂは信号処理部内の輝度レベルの分布検
出部、５Ｃは信号処理部内の平均輝度レベル検出部、５
ｄは火炎ＯＮ、ＯＦＦ判定ロジックである。６はＣＲＴ
画面表示装置、７はインターロック用信号ライン、１０
は炉壁である。

次に、信号処理部５の具体的作用につき詳述する。炉内
の火炎はレンズｌａ”ｉイメージファイバ３、レンズ１
ｂを経由してイメージセンサ４に入力される。イメージ
センサ４の出力として得た、一画面あたシ例えば５０Ｘ
５０＝２５００のポイント（画素）に分割された輝度レ
ベル信号をベースとして、次に示す画像処理を行い、正
確な火炎有無の識別を行う。

（１）被検出バーナ域設定部５ａ 第２図ｆａ）に重油又はガス焚きボイラでの異形的な画
像を示す。符号１１はイメージセンサ４の出力として得
られた全視野の画像である。１２ａは被検出バーナの未
燃燃料部（ブラックスカート）で、１２ｂは被検出バー
ナの完全燃焼部で１３は他バーナの火炎である。

本画像例の場合バーナ１５の物理的位置は画面左側に位
置する。

被検出バーナの火炎識別において、他バーナの火炎１−
３である火炎情報は誤識別の要因となる。そこで被検出
バーナ域１４を設定し、第２図ｆｃ）に示すように他バ
ーナ域を除外し、本画像を以後の処理の基本データとす
る。

（２）輝度レベルの分布検出部５６ 第２図（Ｃ）の被検出バーナ域の画像データに対して、
第２図＋ｂ＞に示すように未燃燃料部１２ａと完全燃焼
部１２ｂに分割し、それぞれの領域に対する平均輝度レ
ベルαａ１αｂを次式によって求める。

ｎ＋＝未燃燃料部１２ａ内の画素数 Ｂｉ：１２ａ内の各画素の輝度レベル ｎ２：完全燃焼部１２’ｂ内の画素数 Ｂｊ　：　１２１）内の各画素の輝度レベル被検出バー
ナＯＮ時、すなわちバーナ１５から供給された燃料が確
実に燃焼した場合α　ｂ　−α　ａ　〉　α　ｍｉｎ の輝度の分布状態となる。但しαｍｉｎの値は実験によ
って求める。

（３）平均輝度レベル検出部５Ｃ 第２図（Ｃ）の被検出バーナ域の全画像データの輝度レ
ベルの平均を次式によって求める。

Ｂｋ：各画素の輝度レベル Ｎ　：被検出バーナ域の画素数 平均輝度レベルＡｖｅが規準値（Ａ　ｍｉｎ　）以上で
あるか否かによって火災の０Ｎ１０ＦＦで判定する。

（４）火災ＯＮ、ＯＦＦ判定ロジック５ｑ上記、αａ１
αｂによる輝度レベルの分布状態の判定と平均輝度レベ
ルＡｖｅによる判定とを組合せて第２図（（１）に示し
たロジックにて火炎ＯＮ、ＯＦＦを判定する。

上記判定ロジックの採用によって、被検出バーナＯＦＦ
時、他バーナ火炎によって平均輝度レベルは高（Ａｖｅ
＞Ａｍ１ｎとなるが、輝度レベルの分布状態はαｂ−α
ａ〉αｍｉｎを満足しないため、火炎ＯＦＦと正しく判
断できる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、バーナの未燃燃料部で形成される低輝
度域と完全燃焼部で形成する高輝度域の輝度レベル差、
すなわち輝度レベルの分布状態を予め検出しておいた着
火時の輝度レベルの分布と比較することで着火と失火と
を識別できるようにしたことによって、火炉に複数のバ
ーナが取付げられていても、他のバーナによる火炎情報
の影響を受けることなく被検出バーナの着火を確実に検
出することができる。

本発明の好適な実施例によれば、イメージセンサからの
全視野画像から被検出バーナ域を設定し、他バーナ域を
除外することにより、誤認識の可能性を大幅に減らすこ
とができる。

また、本発明の好適な実施例によれば。火炎ＯＮ、ＯＦ
Ｆの最終的な判定に輝度レベルの分布判定と平均輝度レ
ベルＡｖｅとの論理組合せを使用したことにより判定の
精度を大きく向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を実施する装置の構成を例示した
図、第２図は本発明方法の画像処理の一例を示した説明
図、第３図はボイラの一般的な火炎検出器の取付状況を
示した図、第４図は従来のバーナ着火の識別を行う装置
の構成例を示した図である。 ｌａ、ｌｂ・・・レンズ、２・・・ライトガイド、３・
・・イメージファイバ、４・・・イメージセンサ、５・
・・信号処理部、５ａ・・・被検出バーナ域設定部、５
ｂ・・・等輝度分布線の傾斜角検出部、５ｃ・・・平約
輝度レベル検出部、５ｄ・・・判定ロジック、６・・・
ＣＲＴ画面表示装置、７・・・信号ライン、１゜・・・
炉壁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数本のバーナが取り付けられた火炉内の着火識別対象
   バーナが形成する火炎域をイメージセンサにより複数に
   分割して捕え、同分割した各区画毎の輝度より輝度の分
   布を検出し、予め検出された着火時の輝度の分布と比較
   して着火と失火とを区別することを特徴とするバーナ着
   火識別方法。