JPS636322A - 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げ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図に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Ｏ３はボイラ炉壁であり、
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０
４を火炎検出器０２で視界０５全もって検出している。

第４図は従来の火炎検出器の構成全示している。

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
端ハレンズ１ｏに接している。

レンズ１０の後方にはイメージセンサ４が配置すれてい
て、その出力に信号処理部５に人力されている。符号６
ＨＣＲＴ画面表示装蓋で、上記信号処理部５の出力を人
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ろ。

符号１０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ｌａ、イメージファイバ３、レン
ズＪｏｆ介して、イメージセンサ４に人力される。

イメージファイバ３は多数の元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：４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、−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けれ
ば火炎ＯＮ　　、少なければ火炎ＯＦＦとしているため
、以下に例記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（ブラックスカートノ、輝度が低下するポイントが多
くなり、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り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家バーナが形成する
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ブラックスカート端部の形
状を検出し、予め検出された着火時のブラックスカート
端部の形状と、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。このブラックスカートは、燃料の１
などによりその大きさは変わるが、形状はほぼ相似形を
なしている。

従って、イメージセンサが、バーナの火炎域と見る位置
を変えない限り、着火時のブランクスカートの形状、す
なわち、その端部の形状に大きな変化はない。

一方、燃料がストップした状態では、邑該バーナでブラ
ックスカートが形成されることにない。

もし、イメージセンサの視野に他のバーナのブラックス
カートが映ったとしても、その形状は大福に異なる。

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、
その形状もブラックスカートとに異なるものになる。

従って、本発明方法ハ、そのブランクスカートの、特に
その端部の形状を検出し、予め検出しておいたものと比
較して、着火およ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癩する手段の全体構成を示して
いる。

第１図において、符号ｌａ、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、５０は信号処理部内の等
輝度分布線の傾斜角検出部、５Ｃ′Ｉ′ｉ信号処理部円
の平均輝度レベル検出部、５ｄ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１ａ、イメージファイバ３、レンズｌ
ｏｉ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、一画面あたり例えば５０　
Ｘ　５０＝２５００のポイント（画素）に分割された輝
度レベル信号をペースとして、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（ａ）に石炭焚きボイラでの典形的な画像ｅ示ｔ
。符号１１はイメージセンサ４の出力として得られた全
睨野の画像である。１２Ｈ被検出バーナの未燃燃料部（
ブラックスカート）で、１３は他バーナのブラックスカ
ートである。本画像例の場合バーナ１５の物理的位＃は
画面左側に位置する。

被検出バーナの火炎職別において、他ノ；−すのブラッ
クスカート１３である火炎情報は誤識別の要因となる。

そこで被検出ノく−ナ域１４を設定し、第２図（Ｃ）に
示すように他ノ（−す域を除外し、本画像を以後の処理
の基本データとする。

（２）　　ブラックスカート端部形゛伏の傾斜角検出部
５０第２図（Ｃ）の被検出バーナ域の画像データに対し
て、ブラックスカート】２の端部形状１６を求め、その
最小二乗直線１７全下記の（１）式から求める。

最小二乗直線１７の傾斜角θは被検出ノ（−す０８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、 θ　　くθくθｍａ　Ｘ １ｎ の範囲の値となる。但しθ□、。、ｏｍａｘ　値は実験
によって求める。

α＝　　　　　　　　　　畢−・ｔｌｌα：直線の傾き
、 Ｘ　１／ｙ工：ブラックスカート１２の端部ｉＮ等分し
たときのｘ、ｙ　　座標、 ”　＋　Ｙ　　”　ｘ、〜ＸＮ　　の平均、ｙ１〜ｙＮ
　　の平均、（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画像データの各ポイン
ト（画素）の輝度Ｌ／−＜ルの平均を次式にて求める。

Ｂよ　：各ポイントの輝度レベル Ｎ　：被検出バーナ域のポイント（画素）数平均輝度レ
ベルＡＶｅが規準値（Ａ、ｎよ−以上であるか否かによ
って火炎の０Ｎ１０ＦＦを判断する。

（４）　　火炎ＯＮ　、　ＯＦＦ判定ロジック５ｄ上記
等輝度分布線の傾斜角θと平均輝度レベルＡＶｅ　ｋ組
み合せて、第２図（ａに示したロジックにて火炎ＯＮ　
、　ＯＦＦ　ｉ判定す゛る。

すなわち、傾斜角θがθ。、。とθ１ｎａＸ　　との間
にあるという条件と平均輝度レベルＡＶｅが規準値’ｍ
ｉｎ　以上にあるという条件とが同時に成立したときの
み、火炎ＯＮ　　と判定され、それ以外には火炎ＯＦＦ
と判定される。

上記判定ロジックの採用によって、被検出）＜−ナＯＦ
Ｆ時、他バーナ火炎によって平均輝度レベルば高く、Ａ
ｖｅ　＞　Ａｍｉ。となろが、等輝度分布線の傾斜角θ
が満足しないため、火炎ＯＦＦと正しく判定できる。

発明の効果 本発明てよれば、バーナの未燃燃料部で形成されるブラ
ックスカートの端部形状を予め検出しておいた着火時の
端部形状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けら
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、誤認識の可能性全大幅に減らすこ
とができる。

また、本発明の好適な実施例によれば、火炎○Ｎ　、　
ＯＦＦ　！ｖ最終的な判定尾等輝度分布憬の傾斜角θと
平均輝度レベル”／ｅとの論理組合せを使用したことに
より判定の精度音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全例示した
図、第２図は本発明方法の画像処理の一例？示した説明
図、第３図（ζ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。 ］　ａ、　ｌ　ｊ）　ｅ　＊レンズ、２ｍ＠ライトガイ
ド、３・・イメージファイバ、４ψ・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・・平均暉度
レベル検出部、５ｄ・・判定ロジン、り、６・・ＣＲＴ
画面表示装置、７・・信号ライン、１．０・・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ブラック
   スカート端部の形状を検出し、予め検出された着火時の
   ブラックスカート端部の形状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。