KR100271441B1 - Surveillance camera - Google Patents
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Abstract
본 발명은 벽면에 의하여 막혀진 밀폐공간등의 내부를 상기 벽면에 형성한 트인구멍부를 통하여 감시하는 감시용 카메라에 관한 것으로, 넓은 범위의 광학적 시야를 얻을 수 있음과 아울러 상기 광학적 시야의 전 범위에 걸쳐서 임의의 점을 중심으로 하여 상을 확대, 축소할 수 있도록 하기 위하여, 광각렌즈계와, 상기 광각렌즈계에서 얻어진 광학상을 확대, 축소하는 줌렌즈계와, 상기 광각렌즈계 및 상기 줌렌즈계에서 얻어진 광학상을 촬상하는 촬상소자로 이루어져 있으며, 상기 줌렌즈계 및 상기 촬상소자가 이동이 자유롭도록 설치되며, 상기 광각렌즈계에서 얻어진 광학상의 임의의 부분을 관찰할 수 있도록 상기 줌렌즈계 및 상기 촬상소자를 이동시키는 이동수단을 형성하여 된 감시용 카메라.The present invention relates to a surveillance camera that monitors the inside of a sealed space blocked by a wall through an open hole formed on the wall, and provides a wide range of optical field of view. A wide-angle lens system, a zoom lens system for enlarging and reducing an optical image obtained by the wide-angle lens system, and an optical image obtained from the wide-angle lens system and the zoom lens system so that an image can be enlarged and reduced around an arbitrary point over the lens. And an image pickup device for imaging a light source, wherein the zoom lens system and the image pickup device are installed to be free to move, and move the zoom lens system and the image pickup device so that any part of the optical image obtained by the wide angle lens system can be observed. Surveillance cameras formed by means.
Description
제1도는 본 발명에 관한 감시용 카메라의 일구성예를 나타낸 설명적 단면도.1 is an explanatory cross-sectional view showing an example of the configuration of a surveillance camera according to the present invention.
제2도는 제1도의 요부 확대도.2 is an enlarged view illustrating main parts of FIG. 1.
제3도는 제1도에 나타낸 트인구멍부와 광각렌즈계의 위치관계를 나타낸 설명도.FIG. 3 is an explanatory diagram showing the positional relationship between the open hole portion and the wide-angle lens system shown in FIG.
제4도는 종래의 노구 감시용 카매라의 일구성예를 나타낸 설명적 단면도.4 is an explanatory cross-sectional view showing one configuration example of a conventional furnace monitoring camera.
제5도는 종래의 노구 감시용 카메라의 타구성예를 나타낸 설명적 단면도.5 is an explanatory cross-sectional view showing another configuration example of a conventional furnace monitoring camera.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 감시용 카메라 2 : 노구1: Surveillance Camera 2: Nogu
3 : 벽면 4 : 트인구멍부3: Wall surface 4: Open hole part
8 : 광각렌즈계 10 : 줌렌즈계8: wide-angle lens system 10: zoom lens system
11 : 촬상수단 12 : 이동수단11: imaging means 12: moving means
본 발명은, 벽면에 형성한 트인구멍부를 통하여, 상기 벽면에 의하여 막혀진 밀폐공간등의 내부를 감시하는 감시용 카메라에 관한 것으로, 특히 철광석에서 선철을 제조하는 용광로(blast furnace)의 노구(爐口)에 있어서의 원료의 입도, 분포, 가스흐름의 상황등을 감시하는 감시용 카메라에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surveillance camera that monitors the interior of a closed space blocked by the wall through an open hole formed in a wall, and in particular, a furnace of a blast furnace for producing pig iron from iron ore. The present invention relates to a surveillance camera for monitoring the particle size, distribution, and gas flow of raw materials.
종래, 철광석에서 선철을 제조하는 용광로의 노구에 있어서의 원료의 입도, 분포, 가스류의 상황등을 감시하는 노구 감시용 카메라가 알려져 있다. 일반적으로 철광석에서 선철을 제조하는 용광로는, 하부에 목부가 잘록한 주입대야(pouring basin)부를 구비하고, 이 주입대야부의 상측에 원통형의 높은 노가 설치되며, 노의 정상은 벽면이 주변부에서 중심을 향하여 오므라들고 그 중심부가 해방된 노구부로 되어 있다. 이 노구부는 그 상측에 설치된 가스회수부에 접속되어 있다. 상기 용광로에서는, 상기 노구부에서 코크스와 함께 장입된 철광석이 상기 노내를 하강하는 동안에 하부의 주입대야부에서 발생하는 고온의 환원성 가스의 작용을 받아서 환원용융되어 광재(鑛滓)와 선철로 분리된다.Background Art Conventionally, a furnace monitoring camera for monitoring the particle size, distribution, and gas flow conditions of raw materials in a furnace of a furnace for manufacturing pig iron from iron ore is known. In general, a blast furnace for manufacturing pig iron from iron ore has a pouring basin with a narrow neck at the bottom, and a cylindrical high furnace is installed above the injection basin, and the top of the furnace faces the center from the periphery of the furnace. It has been retracted and its center has become a liberated old man. This furnace part is connected to the gas recovery part provided in the upper side. In the furnace, the iron ore charged with the coke in the furnace section is reduced and melted and separated into slag and pig iron by the action of a high-temperature reducing gas generated in the lower injection basin while descending the furnace. .
상기 구성의 용광로에서는 원료가 되는 철광석 및 연료가 되는 코크스가 노구부에, 중앙부가 가장 낮게 되는 절구형상의 오목부를 형성하도록 또 노구내의 소정위치에 소정의 입도로 된 것이 배치되도록 계획된 소정의 적층 패턴을 따라서 장입된다. 상기 적층패턴은 각각의 용광로의 상황에 따라 선철의 제조에 적합한 패턴이 선택된다.In the smelting furnace of the above-described structure, the predetermined stacking is arranged such that iron ore as a raw material and coke as a fuel are formed in the furnace port in a recess-shaped recess in which the center part is the lowest. It is loaded along the pattern. The lamination pattern is selected a pattern suitable for the production of pig iron according to the situation of each furnace.
상기 적층패턴을 형성하기 위해서, 상기 철광석 및 코크스는 이미 설정된 장입패턴에 따라 노구부의 상측에 설치된 선회가능한 슈트 또는 상하로 이동하는 벨등의 장입장치에 의해서 노내로 장입된다. 그런때, 장입된 철광석 및 코크스는 상기 절구형상의 오목부로 된 중앙 저부를 향하여 이동하고 또 상기 환원성가스가 상기 철광석 및 코크스 주위에서 상측으로 치솟아 오르는 블로바이(blow-by)현상이 발생하기 때문에 상기 적층패턴을 계획한대로 유지하는 것이 어렵다.In order to form the lamination pattern, the iron ore and the coke are charged into the furnace by a charging device such as a swingable chute or a bell moving upwards or downwards installed above the furnace port part in accordance with a charging pattern already set. At that time, since the charged iron ore and coke move toward the central bottom of the mortar-shaped concave and the blow-by phenomenon of the reducing gas soaring upward around the iron ore and coke occurs. It is difficult to maintain the stacked pattern as planned.
상기 노구 감시용 카메라는 상기 노구내의 철광석 및 코크스의 입도나 분포상황, 상기 환원성가스의 블로바이를 감시하기 위해서 설치된 것이다.The furnace monitoring camera is installed to monitor the particle size or distribution of iron ore and coke in the furnace, and the blow-by of the reducing gas.
상기 노구 감시용 카메라에 의하면, 상기 노구내의 철광석 및 코크스의 입도나 분포상황에 적합하지 않은 변화가 발생한다거나, 예기치 않은 위치에서 상기 환원성가스의 블로바이가 발생하였을 때에 그 위치를 정확하게 파악할 수 있고, 그 위치에 상기 장입장치로 철광석 및 코크스를 장입함으로써 상기 적층패턴의 유지가 용이하게 된다.According to the furnace monitoring camera, when a change occurs that is not suitable for the particle size or distribution of iron ore and coke in the furnace or a blow-by of the reducing gas occurs at an unexpected position, the position can be accurately determined. By holding iron ore and coke into the charging device at the position, the lamination pattern can be easily maintained.
제4도에 나타낸 바와같은 종래의 노구 감시용 카메라(31)는 용광로의 노구(2)의 주벽(3)에 형성된 트인구멍부(4)름 통하여 노구내의 적층패턴(5)의 상태를 감시하는 것으로, 트인구멍부(4)의 후방에 설치된 렌즈계(32)와 촬상소자(33)로 이루어져 있다.The conventional furnace equipment monitoring camera 31 as shown in FIG. 4 monitors the state of the laminated pattern 5 in the furnace hole through the opening part 4 formed in the circumferential wall 3 of the furnace hole 2 of the furnace. In this case, the lens system 32 and the imaging device 33 are provided at the rear of the opening hole 4.
상기 노구 감시용 카메라(31)는 가능한 한 넓은 시야를 얻기 위해서 트인구멍부(4)의 후방으로 상당한 거리를 두고서 설치할 필요가 있는데, 이와같이 하여도 여전히 적층패턴(5)의 충분한 범위의 시야를 얻을 수 없었다. 게다가, 상기 노구 감시용 카메라(31)에서는 렌즈계(32)의 광로를 크게 확보할 수 있도록 트인구멍부(4)를 크게 하면, 노구(2)내에서 상기 환원성가스의 가스흐름에 말려 올라가는 철광석 및 코크스의 분진에 의해서 상기 트인 구멍부(4)외 후방에 부착된 차폐유리(shielding glass)의 표면 또는 렌즈계(32)의 표면이 쉽게 더러워져서 노구(2)내를 항상 감시하는 것이 어렵다.The furnace monitoring camera 31 needs to be installed at a considerable distance to the rear of the opening hole 4 in order to obtain the widest possible field of view. Even in this way, the field of view of the laminated pattern 5 can still be obtained. Could not. In addition, in the furnace port monitoring camera 31, when the open-hole portion 4 is enlarged to secure a large optical path of the lens system 32, iron ore which is rolled up by the gas flow of the reducing gas in the furnace port 2 and Because of the coke dust, the surface of the shielding glass or the surface of the lens system 32 attached to the rear outside the open hole 4 is easily soiled, so that it is difficult to always monitor the inside of the furnace 2.
상기 문제점을 해결하기 위해서, 본 출원인은 제5도에 나타낸 바와같은 노구 감시용 카메라(41)를 이미 제안하였다(일븐국 특허공개 평5-88094호 공보참조). 상기 공보에 기재된 노구 감시용 카메라(41)는 노구(2)의 주벽(3)에 형성된 작은 구멍으로 된 트인구멍부(4)를 통하여 노구(2)내의 적층패턴(5)의 상태를 감시하는 것으로, 트인구멍부(4)의 후방에 설치된 단초점(短焦点)의 광각(廣角)렌즈계(42)와 촬상소자(43)로 이루어져 있다. 트인구멍부(4)는 광각렌즈계(42)의 광측상의 전방초점위치에 형성되어 있다.In order to solve the above problem, the present applicant has already proposed a road-gut monitoring camera 41 as shown in FIG. 5 (see, for example, Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 5-88094). The furnace-monitoring camera 41 described in the above publication monitors the state of the laminated pattern 5 in the furnace-gut 2 through an open hole portion 4 formed of a small hole formed in the main wall 3 of the furnace-guar 2. It consists of the short-focal wide-angle lens system 42 and the imaging element 43 provided in the back of the opening hole part 4. As shown in FIG. The open hole 4 is formed at the front focus position on the light side of the wide-angle lens system 42.
상기 노구 감시용 카메라(41)에 의하면, 광각렌즈계(42)에 의해서 적층패턴(5)의 거의 모든 범위의 시야를 얻을 수 있다. 또, 광각렌즈계(42)는 초점거리가 짧기 때문에 트인구멍부(4)의 후방에 접근하여 설치할 수 있고,장치 전체를 소형화할 수 있다.According to the said furnace opening monitoring camera 41, the wide angle lens system 42 can obtain the visual field of almost all the ranges of the laminated pattern 5. Further, since the wide-angle lens system 42 has a short focal length, the wide-angle lens system 42 can be installed close to the rear of the open hole 4, and the whole device can be miniaturized.
또한, 트인구멍부(4)는 광각렌즈계(42)에 의해서 구성되는 합성렌즈를 통과하는 광이 집속하는 전방초점위치에 형성되어 있기 때문에, 작은 구멍이라 하더라도 충분히 광각렌즈계(42)의 광로를 확보할 수 있고, 게다가 작은 구멍으로 함으로써 노구(2)내에서 발생하는 분진이 노구 감시용 카메라(41)내로 침입하기 어렵게 되고, 광각렌즈계(42)가 쉽게 더러워지지 않기 때문에 노구(2)내를 항시 감시할 수 있다. 또, 보수관리가 용이하게 된다.In addition, since the open-hole portion 4 is formed at the front focusing position where the light passing through the composite lens constituted by the wide-angle lens system 42 focuses, the optical path of the wide-angle lens system 42 is sufficiently secured even with a small hole. In addition, since a small hole makes it difficult for dust generated in the furnace port 2 to invade into the furnace port monitoring camera 41, the wide-angle lens system 42 is not easily polluted at all times. Can be monitored. In addition, maintenance is easy.
또한, 노구 감시용 카메라(41)는 주벽(3)의 상측에 설치한 조명수단(44)으로 그 시야를 조명하는 것도 가능하게 되어 있다.Moreover, it is also possible to illuminate the visual field with the lighting means 44 provided in the upper part of the circumferential wall 3 for the furnace-guar-surveilling camera 41. FIG.
그러나, 적층패턴(5)을 적정한 상태로 유지하고 또 더욱 바람직한 상태로 하도록 상기 철광석 및 코크스의 장입패턴을 해석하기 위해서는, 적층패턴(5)의 광범위한 감시와 함께 부분적으로 철광석 및 코크스의 입도나 분포상황, 상기 환원성가스의 블로바이 상황을 상세하게 파악할 필요가 있다. 여기서, 제5도에 가상선으로 나타낸 바와같이, 상기 노구 감시용 카메라(41)의 광각렌즈계(42)와 동일한 광축상의 후방에, 이 광각렌즈계(42)와 일체적으로 작동하는 줌렌즈계(45)를 형성하여. 광각렌즈계(42)에서 얻어지는 상(像)을 확대하여 관찰할 수 있도록 한 것을 생각할 수 있다.However, in order to analyze the charging pattern of the iron ore and coke in order to keep the laminated pattern 5 in an appropriate state and to a more preferable state, the particle size or distribution of the iron ore and coke is partially accompanied by extensive monitoring of the laminated pattern 5. It is necessary to grasp the situation and the blow-by situation of the reducing gas in detail. Here, as shown by the virtual line in FIG. 5, the zoom lens system 45 which operates integrally with this wide-angle lens system 42, behind the same optical axis as the wide-angle lens system 42 of the said road-guar monitoring camera 41 here. By forming). It is conceivable to enlarge and observe the image obtained by the wide-angle lens system 42.
그러나. 상기 노구 감시용 카메라(41)에 상기 줌 렌즈계(45)를 형성하더라도, 트인구멍부(4), 광각렌즈계(42), 줌 렌즈계(45)의 광축이 일치되어 있었던 것에서는, 줌 렌즈계(45)에 의해서 이 광축을 중심으로 하는 상을 확대,축소하는 것에 지나지 않기 때문에, 광각렌즈계(42)에서 얻어지는 상의 임의의 위치를 중심으로 하여 확대, 축소할 수 없었다. 즉, 광각렌즈계(42)에서 얻어지는 상의 시야 주변부를 확대할 수 없었다.But. Even when the zoom lens system 45 is formed in the furnace port monitoring camera 41, in the case where the optical axes of the opening hole 4, the wide-angle lens system 42, and the zoom lens system 45 coincide with each other, the zoom lens system 45 ), It is only to enlarge and reduce the image centering on the optical axis, and thus it was not possible to enlarge and reduce the image at any position of the image obtained by the wide-angle lens system 42. That is, the peripheral part of the field of view of the image obtained by the wide-angle lens system 42 could not be enlarged.
따라서, 적층패턴(5)의 중심부만을 감시할 수 있는 것 뿐이어서, 중심부이외의 철광석 및 코크스의 입도나 분포상황, 상기 환원성가스의 불로바이 상황을 상세하게 파악할 수 없었다.Therefore, only the center portion of the laminated pattern 5 can be monitored, and the particle size and distribution of iron ore and coke other than the center portion, and the blowdown situation of the reducing gas could not be grasped in detail.
본 발명은, 상기 문제점에 감안하여 넓은 범위의 광학적 시야를 얻을 수 있음과 아울러, 이 광학적 시야의 전 범위에 걸쳐서 임의의 점을 중심으로 하여 상을 확대, 축소할 수 있는 감시용 카메라를 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, the present invention provides a surveillance camera capable of obtaining a wide range of optical fields of view and of enlarging and reducing an image around an arbitrary point over the entire range of the optical field of view. For the purpose of
또, 본 발명은 철광석에서 선철을 제조하는 용광로의 노구내에 장입되는 철광석 및 코크스의 적층패턴의 유지 및 장입패턴의 해석을 용이하게 할 수 있는 감시용 카메라를 제공하는 것을 목적으로 한다.It is another object of the present invention to provide a surveillance camera that can easily maintain a lamination pattern of iron ore and coke deposited in an furnace of a furnace for manufacturing pig iron from iron ore and analyze the charging pattern.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해서, 벽면에 형성된 트인구멍부를 통하여, 이 벽면의 반대측의 상태를 감시하는 감시용 카메라로서, 광각렌즈계와, 상기 광각렌즈계에서 얻어진 광학상을 확대, 축소하는 줌렌즈계와, 상기 광각렌즈계 및 상기 줌렌즈계에서 얻어진 광학상을 촬상하는 촬상소자로 이루어져 있으며, 상기 줌렌즈계 및 상기 촬상소자가 이동이 자유롭도록 설치되며, 상기 광각렌즈계에서 얻어진 광학상의 임의의 부분을 관찰할 수 있도록 상기 줌렌즈계 및 상기 촬상소자를 이동시키는 이동수단을 형성하여 된 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a surveillance camera for monitoring a state on the opposite side of the wall surface through an open hole formed in the wall surface, the wide angle lens system and a zoom lens system for enlarging and reducing the optical image obtained from the wide angle lens system. And an image pickup device for picking up the optical image obtained from the wide angle lens system and the zoom lens system, wherein the zoom lens system and the image pickup device are provided so as to be free to move, and to observe any part of the optical image obtained from the wide angle lens system. And moving means for moving the zoom lens system and the image pickup device so that the zoom lens system can move.
상기 본 발명에 의하면, 통상 상기 광각렌즈계에서 얻어진 벽면의 반대측의 광학상(光學像)전체가 상기 촬상소자를 통하여 감시되고 있다. 그리고, 상기 광각렌즈계에서 얻어진 광학상에서 특히 상세하게 촬상하고 싶은 부분이 있으면, 상기 이동수단으로 상기 줌렌즈계 및 상기 촬상소자를 이동시켜 그 부분을 상기 줌렌즈계로 확대한 광학상을 얻음으로써, 이 부분의 상세한 상황을 파악할 수 있다.According to the present invention, the whole optical image on the opposite side to the wall surface obtained by the wide-angle lens system is normally monitored through the imaging device. If there is a part to be imaged in particular in the optical image obtained in the wide-angle lens system, the zoom lens system and the image pickup device are moved by the moving means to obtain an optical image in which the portion is enlarged by the zoom lens system. Identify detailed situations.
상기 이동수단은, 상기 줌렌즈계의 광축을 상기 광각렌즈계의 광축 주위의 임의의 방향으로 지향하도록 상기 줌렌즈계 및 상기 촬상소자를 이동시키도록 되어 있기 때문에, 상기 촬상하고 싶은 부분의 상황을 용이하게 파악할 수 있다. 상기 이동수단은, 상기 줌렌즈계 및 촬상소자를 상기 광각렌즈계의 광축과 평행하게 종횡으로 이동시켜 상기 광각렌즈계의 광축 주위의 임의의 방향으로 지향시키는 것도 가능하나. 상긴 줌렌즈계 및 상기 촬상소자를 임의의 방향으로 요동시킴으로써 간단한 장치구성에 의하여 상기 광각렌즈계의 광축 부위의 임의의 방향으로 지향시킬 수 있다.The moving means moves the zoom lens system and the image pickup device so as to direct the optical axis of the zoom lens system in an arbitrary direction around the optical axis of the wide-angle lens system, so that the situation of the portion to be captured can be easily grasped. Can be. The moving means may move the zoom lens system and the image pickup device vertically and horizontally in parallel with the optical axis of the wide angle lens system to direct the zoom lens system and the image pickup device in any direction around the optical axis of the wide angle lens system. By oscillating the long zoom lens system and the image pickup device in any direction, the device can be directed in any direction of the optical axis portion of the wide-angle lens system by a simple device configuration.
본 발명의 감시용 카메라는, 상기 트인구멍부가 상기 광각렌즈계의 전방초점에서 이 전방초점의 더 전방으로 상기 트인구멍부의 최소폭에 상당하는 길이를 더한 범위에 위치함으로써 명료한 화상이 얻어진다. 이 때, 상기 트인구멍부와 상기 광각렌즈계와의 거리가, 상기 광각랜즈계의 전방초점거리보다 짧으면 시야가 좁아진다. 또 상기 트인구멍부와 상기 광각렌즈계와의 거리가, 상기 광각렌즈계의 전방초점거리에 상기 트인구멍부의 최소폭을 더한 거리보다 길면 화상이 흐려지게 된다. 또한. 상기 광각렌즈계의 전방초점거리는 상기 광각렌즈계의 광축상에 후술하는 차폐유리등이 있을 때에는, 광학적 거리보정으로서 상기 유리의 두께와 굴절율을 곱한 수를 더한 거리가 된다.In the monitoring camera of the present invention, a clear image is obtained when the open-hole portion is located in a range where the length corresponding to the minimum width of the open-hole portion is further forward from the front focus of the wide-angle lens system to the front focus. At this time, if the distance between the open hole portion and the wide-angle lens system is shorter than the front focal length of the wide-angle lens system, the field of view becomes narrow. If the distance between the open-hole portion and the wide-angle lens system is longer than the distance of the front focal length of the wide-angle lens system plus the minimum width of the open-hole portion, the image is blurred. Also. The front focal length of the wide-angle lens system is a distance obtained by adding the product of the thickness and the refractive index of the glass as optical distance correction when there is a shielding glass or the like described later on the optical axis of the wide-angle lens system.
상기 트인구멍부가 상기한 바와같이 위치할 때에는, 상기 광각렌즈계의 입사광이 상기 트인구멍부 또는 그 바로 앞에 집속하기 때문에, 상기 트인구멍부는 상기 광각렌즈계의 입사광의 광로를 확보할 수 있는 크기의 작은 구멍으로 하면 충분하므로, 블필요하게 크게할 필요는 없다. 상기 트인구멍부를 상기 작은 구멍으로 함으로써, 상기 감시용 카메라의 내부로 외부에서 침입하는 분진을 저감시킬 수 있고, 특히 상기 감시용 카메라를 후술하는 용광로등과 같이 심하게 분진이 발생하는 부분의 감시에 사용할 경우에 유효하다.When the open-hole portion is positioned as described above, since the incident light of the wide-angle lens system focuses on or in front of the open-hole portion, the open-hole portion is a small hole having a size that can secure the optical path of the incident light of the wide-angle lens system. Since it is enough, it is not necessary to enlarge it unnecessarily. By making the said opening part into the said small hole, the dust invading into the inside of the said monitoring camera from outside can be reduced, and it is especially used for the monitoring of the part which severely generate | occur | produces such as the furnace mentioned later. Is available in some cases.
상기 작은 구멍은 상기 광각렌즈계에 대한 조리개로서도 작용하기 때문에 얻어지는 화상이 명확하게 된다. 상기 조리개로서의 작용을 얻기 위해서, 상기 트인구멍부로서의 작은 구멍의 위치는, 상기 광각렌즈의 수차가 작을 때에는 상기 광각렌즈로 부터의 거리가 상기 전방초점거리보다 약간 길게 되도록 하고, 상기 광각렌즈의 수차가 클 때에는 상기 광각렌즈로 부터의 거리가 상기 전방초점거리에 상기 트인구멍부의 최소폭(상기 작은 구멍의 직경)을 더한 길이보다 약간 짧게되도록 한다.Since the small hole also acts as an aperture for the wide-angle lens system, the obtained image becomes clear. In order to obtain the function as the aperture, the position of the small hole as the open hole portion is such that when the aberration of the wide-angle lens is small, the distance from the wide-angle lens is slightly longer than the front focal length, and the aberration of the wide-angle lens is When is large, the distance from the wide-angle lens is slightly shorter than the length of the front focal length plus the minimum width (diameter of the small hole) of the open hole portion.
상기 줌렌즈계는 크로즈업 렌즈를 구비하는 것이 바람직하다. 상기 줌렌즈계로 상기 광각렌즈계의 후방초점에 핀트를 맞춰서 선명한 상을 얻도록 하려면, 상기 줌렌즈계의 전방에 상기 줌렌즈계의 촬상지근거리(撮像至近距離)를 확보하여야 하기 때문에 장치 전체가 길어지게 된다. 여기서, 상기 줌렌즈계의 전방에 단초점의 크로즈업 렌즈를 구비함으로써, 입사광은 크로즈업 렌즈에 의해서 평행광선화되어 상기 줌렌즈계에 입사되게 된다. 따라서, 상기 촬상지근거리를 단축함으로써 장치 전체를 소형화할 수 있다.The zoom lens system preferably includes a close-up lens. In order to obtain a clear image by focusing on the rear focus of the wide-angle lens system with the zoom lens system, the entire apparatus is lengthened because the imaging near-field distance of the zoom lens system must be secured in front of the zoom lens system. Here, by providing a short-focus close-up lens in front of the zoom lens system, incident light is parallelized by the close-up lens to be incident on the zoom lens system. Therefore, the whole apparatus can be miniaturized by shortening the imaging close distance.
본 발명의 감시용 카메라는, 상기 벽면의 반대측을 조명하는 조명수단을 형성함으로써 어두운 곳의 감시를 용이하게 할 수 있다.The monitoring camera of the present invention can facilitate monitoring in a dark place by forming an illuminating means for illuminating the opposite side of the wall surface.
본 발명의 감시용 카메라는, 일측 단부로 상기 트인구멍부를 에워쌈과 동시에, 타측 단부에 상기 광각렌즈계, 줌렌즈계 및 촬상소자를 수용하는 외측케이스가 그 광각렌즈계측에서 단부내로 끼워져서 부착되는 원통형상의 부착수단을 형성함으로써, 상기 광각렌즈계, 줌렌즈계 및 촬상소자가 일괄하여 외측케이스에 수용되므로 보수, 관리등의 취급이 용이하게 된다. 상기 외측케이스 및 부착수단을 설치할 때에는, 상기 분진등에 의한 오염을 방지하기 위해서, 상기 외측케이스의 상기 부착수단측의 단부 또는 상기 부착수단의 상기 외측케이스측의 단부에 상기 광각렌즈계, 상기 줌렌즈계 및 촬상소자를 외부로부터 격리하는 차폐유리를 형성하는 것이 바람직하다.The surveillance camera of the present invention has a cylindrical shape in which an outer case for accommodating the open-hole portion at one end and accommodating the wide-angle lens system, the zoom lens system and the imaging device at the other end is fitted into the end portion at the wide-angle lens system. By forming the image attachment means, the wide-angle lens system, the zoom lens system, and the image pickup device are collectively housed in the outer case, thereby facilitating handling, maintenance, and the like. When the outer case and the attachment means are provided, the wide-angle lens system, the zoom lens system, and the end portion of the outer case or the end portion of the outer case side of the attachment means in order to prevent contamination by the dust or the like. It is preferable to form a shielding glass that isolates the image pickup device from the outside.
본 발명의 감시용 카메라에서는, 상기 광각렌즈계는 시야각이 60~80°의 범위에 있는 것, 상기 줌렌즈계는 줌비(zoom ratio)가 4~15의 범위에 있는 것이 이용된다.In the surveillance camera of the present invention, the wide-angle lens system has a viewing angle in the range of 60 to 80 °, and the zoom lens system has a zoom ratio in the range of 4 to 15.
또, 본 발명의 감시용 카메라는, 철광석에서 선철을 제조하는 용광로의 노구의 주벽에 형성한 트인구멍부를 통하여. 상기 노구내를 관찰하는 용도에 적합하다. 본 발명의 감시용 카메라로 상기 용광로의 노구를 감시할 때에는, 상기 광각렌즈계에 의해서 노구내 전체의 광학상이 얻어지며, 이 광학상에서 적층패턴이 적정하게 되지 않은 부분이나, 상기 환원성가스의 블로바이가 발생한 부분이 관찰되면, 상기 이동수단으로 상기 줌렌즈계 및 상기 촬상소자를 이동시킴으로써, 상기 줌렌즈계의 광축이 상세하게 관찰하고 싶은 부분으로 지향된다. 그리고, 상기 줌렌즈계에 의해서 그 부분의 확대된 광학상이 얻어지기 때문에 상기 부분을 상세하게 관찰할 수 있으며, 노구내의 철광석 및 코크스의 입도나 분포등의 적층패턴의 상황, 상기 환원성의 블로바이의 상황등을 상세하게 파악할 수 있다.Moreover, the monitoring camera of this invention is provided through the open hole part formed in the circumferential wall of the furnace port of the furnace for manufacturing pig iron from iron ore. It is suitable for the use of observing the inside of the furnace. When monitoring the furnace port of the furnace with the monitoring camera of the present invention, the optical image of the whole inside of the furnace is obtained by the wide-angle lens system. In this optical image, the portion where the lamination pattern is not appropriate or the blow-by of the reducing gas is When the generated part is observed, the optical axis of the zoom lens system is directed to the part to be observed in detail by moving the zoom lens system and the imaging device to the moving means. Since the enlarged optical image of the portion is obtained by the zoom lens system, the portion can be observed in detail, and the lamination pattern such as the particle size or distribution of iron ore and coke in the furnace, and the reducing blow-by I can grasp the situation in detail.
본 발명의 감시용 카메라를 상기 용광로의 노구내를 감시하는데 이용할 경우에는, 상기 부착수단내로 블활성가스를 유입시키고, 적어도 그 일부를 상기 트인구멍부에서 유출시키는 블활성가스 유통수단을 형성하는 것이 바람직하다. 용광로의 노구내는 가스흐름에 말려 올라가는 철광석이나 코크스통의 분진으로 가득차 있으며, 이 분진이 상기 트인구멍부를 통하며 감시용카메라의 내부로 침입하여 차폐유리등에 부착되면, 노구내를 감시하는데 방해가 된다. 상기 분진의 감시용 카메라내로의 침입은, 상기한 바와같이 상기 트인구멍부를 작은 구멍으로 함으로써 저감되지만, 상기 분진에 포함되어 있는 매우 미세한 작은 입자는 상기 작은 구멍을 통하여 감시용 카메라 내로 침입하기 때문에 상기 차폐유리등이 오염된다. 그래서. 상기 트인구멍부에서 불활성가스를 유출시킴으로써 상기 미세한 작은 입자의 감시용 카메라내로의 침입을 방지할 수 있다.In the case where the monitoring camera of the present invention is used for monitoring the inside of the furnace pit of the furnace, it is desirable to form a bleed gas distribution means for introducing a bleed gas into the attachment means and allowing at least a portion thereof to flow out of the open hole. desirable. The furnace premises are filled with dust from iron ore or coke barrels that are rolled up in the gas stream, and when these dusts penetrate the inside of the open hole and enter the inside of the surveillance camera and are attached to the shielded glass, it is obstructed to monitor the inside of the furnace. . The intrusion into the monitoring camera of the dust is reduced by making the open hole into a small hole as described above, but very fine small particles contained in the dust enter the monitoring camera through the small hole. Shielded glass is contaminated. so. By letting out an inert gas from the open hole part, it is possible to prevent the fine small particles from entering the monitoring camera.
상기 부착수단내에 불활성가스를 유통시킬 때에는, 상기 부착수단에 이부착수단 내부를 트인구멍부측과 외측케이스측으로 구분하는 격벽을 형성하고, 이 격벽에 상기 광각렌즈계 및 줌렌즈계의 광로를 형성하고, 상기 불활성가스 유통수단이 상기 격벽에 의해서 구분된 트인구멍부측의 구획으로 고압의 블활성가스를 유입시키고 상기 트인구멍부에서 유출시킴과 동시에, 외측 케이스측의 구획으로는 저압의 불활성가스를 유통시키도록 함으로써, 상기 고압의 불할성가스에 의해서 상기 미세한 작은 입자의 감시용 카메라내로의 침입을 방지하여 상기 격벽에 형성된 광로의 오염을 방지할 수 있다. 또, 상기 외측케이스측의 구획을 열적 완충대로 하여, 상기 분진의 열에 의한 상기 차폐유리 및 상기 격벽에 형성된 광로의 헤이즈(haze)를 방지할 수 있다. 또한, 상기 격벽이 파손되었을 때에도, 상기 저압의 불활성가스에 의해서 상기 분진의 상기 감시용 카메라 내부로의 침입을 방지할 수 있다.When flowing inert gas into the attachment means, a partition wall is formed on the attachment means to divide the inside of the attachment means into an open-hole portion side and an outer case side, and an optical path of the wide-angle lens system and the zoom lens system is formed on the partition wall. The inert gas distribution means introduces a high pressure bleed gas into the compartment on the side of the open hole divided by the partition wall and flows it out of the open hole, and distributes the low pressure inert gas to the compartment on the outer case side. As a result, the high pressure inert gas can be prevented from intruding into the monitoring camera by the fine small particles, thereby preventing contamination of the optical path formed in the partition wall. In addition, the partition on the outer case side can be used as a thermal buffer to prevent haze of the optical path formed on the shielding glass and the partition wall due to the heat of the dust. In addition, even when the partition wall is broken, intrusion of the dust into the monitoring camera can be prevented by the low pressure inert gas.
또, 본 발명의 감시용 카메라는, 상기 트인구멍부를 개폐가 자유롭도록 차폐하는 차폐수단을 형성함으로써, 상기 격벽이 파손되었을 때에 상기 차폐수단으로 차단하여 상기 분진의 장치내로의 침입에 의한 카메라의 파손을 방지할 수 있다. 또, 상기 차폐수단에 상기 광각렌즈계 및 줌렌즈계의 광로를 형성함으로써, 노내의 관찰을 방해하는 일일이 상기 분진의 장치내로의 침입을 방지할 수 있다.Moreover, the monitoring camera of this invention forms the shielding means which shields the said open hole part freely to open and close, and when the said partition is damaged, it is interrupted by the said shielding means, and the camera damages by the invasion of the said dust in the apparatus. Can be prevented. In addition, by forming optical paths of the wide-angle lens system and the zoom lens system on the shielding means, it is possible to prevent intrusion of dust into the apparatus.
이하, 본 발명의 감시용 카메라를 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the surveillance camera of this invention is demonstrated in detail based on attached drawing.
제1도는 본 발명의 감시용 카메라를 용광로의 노구 감시용으로서 이용하는 경우의 일구성예를 나타낸 설명적 단면도이고, 제2도는 제1도의 요부확대도, 제3도는 제1도에 나타낸 트인구멍부와 광각렌즈계의 위치관계를 나타낸 설명도이다.FIG. 1 is an explanatory cross-sectional view showing an example of the configuration when the surveillance camera of the present invention is used for furnace furnace monitoring of a furnace, and FIG. 2 is an enlarged view of the main portion shown in FIG. 1, and FIG. Is an explanatory diagram showing the positional relationship between and a wide-angle lens system.
이어서, 제1도에 나타낸 본 발명의 감시용 카메라에 대하여 설명한다.Next, the monitoring camera of this invention shown in FIG. 1 is demonstrated.
제1도에 나타낸 바와같이, 본 실시예의 노구 감시용 카메라(1)는 용광로의 노구(2)의 주벽(3)에 형성된 트인구멍부(4)를 통하여 노구(2)내의 적층패턴(5)의 상태를 감시하는 것으로. 상기 주벽(3)에 부착수단으로서의 원통형상의 부착부(6)를 설치하여, 이 부착부(6)의 일측 단부로 트인구멍부(4)를 에워쌈과 동시에, 타측 단부에는 광각렌즈계(8)가 고정된 외측케이스로서의 외통관(7)이 단부내에 끼워져서 부착되어 있다. 즉, 광각렌즈계(8)는 주벽(3)에 대면하여 고정된 상태가 된다.As shown in FIG. 1, the furnace-monitoring camera 1 of this embodiment has the laminated pattern 5 in the furnace-hole 2 through the opening part 4 formed in the circumferential wall 3 of the furnace-hole 2 of the furnace. By monitoring the condition of. Cylindrical attachment portion 6 is provided on the circumferential wall 3 as an attachment means to enclose the open hole portion 4 at one end of the attachment portion 6, and at the other end, a wide-angle lens system 8 is provided. An outer tube 7, serving as a fixed outer case, is fitted in the end. That is, the wide-angle lens system 8 is fixed to face the circumferential wall 3.
또, 광각렌즈계(8)가 고정되는 외통관(7)내에 경통관(鏡簡管)(9)이 수용되어 있다. 상기 경통관(9)에는 제2도에 나타낸 바와같이, 줌렌즈계(10) 및 촬상소자(11)가 형성되어 있으며, 줌렌즈계(10)의 전방에 크로즈업 렌즈(29)가 형성되어 있다.Moreover, the barrel tube 9 is accommodated in the outer tube 7 to which the wide-angle lens system 8 is fixed. As shown in FIG. 2, a zoom lens system 10 and an imaging device 11 are formed in the barrel tube 9, and a close-up lens 29 is formed in front of the zoom lens system 10. As shown in FIG.
노구 감시용 카메라(1)에서의 줌렌즈계(10)는, 통상의 상태에서는 광각렌즈계(8)와 동일한 광축이 되도록 형성되어 있으며, 촬상소자(11)는 광각렌즈계(8)에서 얻어지는 광학상을 줌렌즈계(10)를 통하여 촬상하도록 되어 있다. 경통관(9)은 줌렌즈계(10)를 촬상소자(11)와 함께 이동시킬 수 있도록 되어 있으며, 광각렌즈계(8)에서 얻어진 광학상의 임의의 부분을 촬상할 수 있도록 정통관(9)을 이동시키는 이동수단으로서 요동장치(12)가 설치되어 있다.The zoom lens system 10 in the furnace port monitoring camera 1 is formed so as to have the same optical axis as the wide angle lens system 8 in a normal state, and the imaging device 11 captures an optical image obtained by the wide angle lens system 8. The imaging is performed through the zoom lens system 10. The barrel tube 9 is configured to move the zoom lens system 10 together with the image pickup device 11, and moves the tube tube 9 so that any portion of the optical image obtained by the wide-angle lens system 8 can be picked up. A swinging device 12 is provided as a moving means to make it move.
요동장치(12)는 제2도에 가상선으로 나타낸 바와같이, 경통관(9)을 임의의 방향으로 요동시켜(pan tilt). 줌렌즈계(10)의 광축을 상기 광각렌즈계(8)의 광축 주위의 임의의 방향으로 지향시킨다. 또한, 제2도에 나타낸 경통관(9)은 그 기부(基都)를 지지점으로 하여 요동되도록 도시되어 있으나, 상기 요동은 줌렌즈계(10)의 광축을 상기 광각렌즈계(8)의 광축 주위의 임의의 방향으로 지향할 수 있으면 되므로 제2도에 나타낸 방식에 한정되는 것은 아니다.The swinging device 12 pan tilts the barrel tube 9 in an arbitrary direction, as shown by an imaginary line in FIG. The optical axis of the zoom lens system 10 is directed in any direction around the optical axis of the wide-angle lens system 8. In addition, the barrel tube 9 shown in FIG. 2 is shown to oscillate with its base as a support point, but the oscillation shows the optical axis of the zoom lens system 10 around the optical axis of the wide-angle lens system 8. It should not be limited to the manner shown in FIG. 2, as long as it can be directed in any direction.
노구 감시용 카메라(l)는 제1도에 나타낸 바와같이 화상표시장치(13) 및 제어장치(14)에 접속되어 있으며, 제어장치(14)는 요동장치(12)에 접속되어 있다. 광각렌즈계(8) 및 줌렌즈계(10)에서 얻어진 광학상은 촬상소자 (11)에 의해서 전기신호로 변환되어 화상표시장치(13)에 표시된다. 그리고, 요동장치(12)는 화상표시장치(13)의 화면을 통하여 적층패턴(5)을 감시하면서 제어장치(14)를 조작함으로써 작동할 수 있도록 되어 있다.The furnace port monitoring camera 1 is connected to the image display device 13 and the control device 14 as shown in FIG. 1, and the control device 14 is connected to the swinging device 12. As shown in FIG. The optical images obtained by the wide-angle lens system 8 and the zoom lens system 10 are converted into electrical signals by the imaging element 11 and displayed on the image display device 13. The swinging device 12 is operable by operating the control device 14 while monitoring the stacking pattern 5 through the screen of the image display device 13.
또한, 노구 감시용 카메라(1)는 주벽(3)의 상측에 설치된 조명수단(15)에 의하여 그 시야를 조명하는 것도 가능하게 되어 있다.Moreover, the furnace port monitoring camera 1 can also illuminate the visual field by the lighting means 15 provided above the circumference wall 3.
이어서, 노구감시용 카메라(1)의 상세한 구성에 대하여 설명한다.Next, the detailed structure of the furnace-surveillance camera 1 is demonstrated.
제2도에 나타낸 바와같이, 부착부(6)에는 노구(2)내의 분위기와 외통관(7)내부를 차단하도록 격벽(21)이 형성되어 있으며, 광각렌즈계(8) 및 줌렌즈계(10)의 광로로서 격벽(21)의 중앙에 두께 0.8cm의 차폐유리(21a)가 형성되어 있다. 또, 외통관(7)의 부착부(6)측의 선단에는 두께 1.Ocm의 차폐유리(22)가 구비되어 있다. 또한, 차폐유리(22)는 부착부(6)측의 외통관(7)에 근접하는 위치에 구비되어 있어도 된다.As shown in FIG. 2, the attachment portion 6 is formed with a partition wall 21 so as to block the atmosphere in the furnace port 2 and the inside of the outer tube 7, and the wide-angle lens system 8 and the zoom lens system 10 are formed. As a light path, a shielding glass 21a having a thickness of 0.8 cm is formed at the center of the partition wall 21. In addition, a shielding glass 22 having a thickness of 1.0 cm is provided at the tip of the attachment portion 6 side of the outer tube 7. In addition, the shielding glass 22 may be provided in the position which adjoins the outer cylinder pipe 7 of the attachment part 6 side.
상기 차폐유리(22) 후방에는 광각렌즈계(8)가 고정되어 있다.A wide-angle lens system 8 is fixed behind the shielding glass 22.
트인구멍부(4)는, 제3도에 나타낸 바와같이, 상기 광각렌즈계(8)의 전방초점(F1)에서 이 전방초점(F1)의 더 전방으로 상기 트인구멍부(4)의 최소 폭(r)에 상당하는 길이를 더한 범위에 위치하고 있으며, 상기 전방초점(F1)에 집속되는 상기 광각렌즈계(8)의 입사광의 광로를 확보할 수 있는 크기의 작은 구멍으로 형성되어 있다. 이 때, 트인구멍부(4)와 중심과 광각렌즈계(8)와의 거리(ℓ)는, 트인구멍부(4)의 최소폭{트인구멍(4)이 작은 구멍으로 구성될 때에는 그 직경}을 r로 하고, 광각렌즈계(5)의 전방초점(F1)까지의 전방초점거리를 f1로 할 때, 다음 식으로 나타내는 바와같은 범위에 있다.Minimum open hole section 4, first, as shown in FIG. 3, a front focus at the front focus (F 1) of said wide-angle lens system (8) (F 1), the open hole portion (4) the more forward of the located in the range plus the length corresponding to the width (r), is formed in a small hole in which can secure the optical path of incident light in the wide-angle lens system 8 to be focused on the front focus (F 1) size. At this time, the distance (l) between the opening hole portion 4 and the center and the wide-angle lens system 8 is determined by the minimum width of the opening hole portion 4 (the diameter thereof when the opening hole portion 4 is composed of small holes). When r is set and the front focusing distance to the front focusing F 1 of the wide-angle lens system 5 is f 1 , it is in the range as shown by the following equation.
f1≤ ℓ ≤ f1+rf 1 ≤ ℓ ≤ f 1 + r
또한, 상기 광각렌즈계(8)의 광축상에는 상기 차폐유리(21a,22)가 존재하기 때문에, 상기 전방초점거리(f1)는 차폐유리(21a,22)의 두께(각각 0.8cm, 1.Ocm)와 굴절율을 곱한 수를 더하여 광학적으로 보정되는 것이 바람직하다.In addition, since the shielding glasses 21a and 22 exist on the optical axis of the wide-angle lens system 8, the front focal length f 1 is equal to the thickness of the shielding glass 21a and 22 (0.8 cm and 1.0 cm, respectively). ) Is preferably optically corrected by adding the product of the refractive index.
본 실시예에서는, 광각렌즈계(8)는 구경 150mm로 전방초점거리 9cm, 후방초점거리 9cm가 되도록 조합된 렌즈계가 외통관(7)에 고정되어 있으며, 트인구멍부(4)는 제3도에 나타낸 거리(t)가 광각렌즈계(8)의 전방초점거리(f1)와 설치하도록, 즉 ℓ=9cm가 되도록 형성되어 있다. 또한, 광각렌즈계(8)는 수차를 제거하기 위하여 실제로는 다수개의 렌즈로 구성하는 것이 보통이나, 여기서는 설명을 위하여 2개의 렌즈(8a,8b)로 광각렌즈(8)를 표현하고 있다.In this embodiment, the wide-angle lens system 8 has a diameter of 150 mm and a lens system combined with a front focal length of 9 cm and a rear focal length of 9 cm is fixed to the outer tube 7, and the open-hole portion 4 is shown in FIG. 3. The distance t shown is formed so as to be provided with the front focal length f 1 of the wide-angle lens system 8, that is, l = 9 cm. In addition, the wide-angle lens system 8 is generally composed of a plurality of lenses in order to remove aberration, but for the sake of explanation, the wide-angle lens system 8 is represented by the two lenses 8a and 8b.
또, 트인구멍부(4)를 통하여 노구(2)내를 들여다 보는 광각렌즈계(8)의 시야각(視野角)은 약 80°로 되어 있다.In addition, the viewing angle of the wide-angle lens system 8 which looks into the furnace port 2 through the opening hole 4 is about 80 degrees.
광각렌즈계(8)의 후방 28cm에는 줌렌즈계(10)가 형성되어 있으며, 줌렌즈계(10)의 후방초점(F1)에 촬상소자(11)가 형성되어 있다. 줌렌즈계(10)는 초점거리를 0.8∼8cm로 가변할 수 있고, 줌비 8, 최대 시야각(화면각) 43.6°, 촬상지근거리 1.2m이다. 상기 촬상지근거리는 피사체가 줌렌즈계(10)의 후방초점(F2)에 결상할 수 있는 가장 가까운 거리이고, 이러한 상태에서는 경통관(9)의 길이를 상기 촬상지근거리 이상으로 하지 않으면 선명한 상을 얻을 수 없다. 그래서, 상기 장치에서는 줌렌즈계(10)의 전방에 초점거리 18.8cm의 클로즈업 렌즈(29)를 형성함으로써, 줌렌즈계(10)의 촬상지근거리를 단축하도록 되어 있다.A zoom lens system 10 is formed 28 cm behind the wide-angle lens system 8, and an imaging device 11 is formed in the rear focus F 1 of the zoom lens system 10. The zoom lens system 10 can vary the focal length from 0.8 to 8 cm, has a zoom ratio of 8, a maximum viewing angle (screen angle) of 43.6 °, and an imaging distance of 1.2 m. The imaging distance is the closest distance at which the subject can form an image on the rear focus F 2 of the zoom lens system 10, and in this state, a clear image is obtained when the length of the barrel tube 9 is not greater than or equal to the imaging distance. Can not get Therefore, in the above apparatus, the close-up lens 29 having a focal length of 18.8 cm is formed in front of the zoom lens system 10, thereby shortening the imaging close distance of the zoom lens system 10. FIG.
클로즈업 렌즈(29)에 의하면, 그 전방초점(F3)으로 부터의 광선이 평행광선화되어 줌렌즈계(10)로 입사되기 때문에, 제2도에 광로를 나타낸 바와 같이, 피사체가 줌렌즈계(10)의 촬상지근거리보다 가깝게 있다 하더라도, 마치 먼곳에 있는 것 같이 보이게 할 수 있다. 따라서, 촬상지근거리 1.2m의 줌렌즈계(10)를 보다 짧은 촬상지근거리의 줌렌즈계로서 기능하게 할 수 있어 외측케이스(7) 전체를 단소화(短小化)할 수 있다.According to the close-up lens 29, since the light rays from the front focus F 3 are parallelized and incident on the zoom lens system 10, as shown in FIG. Even if it is closer than the imaging distance of), it can make it look as if it is far away. Therefore, the zoom lens system 10 having an imaging distance of 1.2 m can function as a zoom lens system having a shorter imaging distance, so that the entire outer case 7 can be shortened.
노구 감시용 카메라(1)에서는 외부에 설치된 고압의 질소가스원(23)에서 도관(24)을 통하여 공급되는 질소가스를 도관(24)중간에 설치된 밸브(25)로 감압하여 트인구멍부(4)와 격벽(21)사이의 구획으로 유입시키고, 트인구멍부(4)에서 유출시키도록 되어 있으며, 상기 트인구멍부(4)에서 유출되는 질소가스에 의해서 노구(2)내의 분위기의 침입을 막고, 상기 환원성가스의 가스흐름에 말려 올라가는 철광석 및 코크스의 분진에 의하여 노구 감시용 카메라(1)의 내부, 특히 차폐유리(21a)가 더러워지지 않도록 하고 있다. 또한, 상기 밸브(25)의 바로 앞에서 도관(24)을 분기시키고, 밸브(26)로 트인구멍(4)과 격벽(21)사이의 구획으로 유통되는 질소가스보다 저압이면서 외기(대기압)보다도 고압이 되도록 감압하여, 격벽(21)과 차폐유리(22)사이의 구획으로 저압질소가스를 유통시킴으로써, 이 구획이 트인구멍부(4)와 격벽(21)사이의 구획과 외통관(7)사이에 열적 완충대를 형성하기 때문에, 차폐 유리(21a)의 헤이즈가 방지된다. 또, 차폐유리(21a)가 파손되었을 때에도 상기 분진의 침입을 방지할 수 있다. 또한, 상기 저압질소가스는 배기관(27)에서 방출된다.In the furnace port monitoring camera 1, the nitrogen gas supplied through the conduit 24 from the high-pressure nitrogen gas source 23 installed outside is decompressed to a valve 25 provided in the middle of the conduit 24 to open the opening portion 4. And flows into the compartment between the partition wall 21 and the outlet hole 4, and prevents the invasion of the atmosphere in the furnace port 2 by the nitrogen gas flowing out of the open hole part 4. In addition, the inside of the furnace monitoring camera 1, in particular, the shielding glass 21a, is not polluted by the dust of iron ore and coke which is rolled up by the gas flow of the reducing gas. In addition, the conduit 24 is branched in front of the valve 25, and the pressure is lower than that of the nitrogen gas circulated to the partition between the opening 4 and the partition 21 through the valve 26, and higher pressure than the outside air (atmospheric pressure). The pressure is reduced so that the low pressure nitrogen gas flows through the partition between the partition 21 and the shielding glass 22, so that the partition between the opening 4 and the partition 21 between the partition 21 and the outer tube 7 is opened. Since a thermal buffer zone is formed in the plate, haze of the shielding glass 21a is prevented. In addition, even when the shielding glass 21a is broken, intrusion of the dust can be prevented. In addition, the low pressure nitrogen gas is discharged from the exhaust pipe (27).
노구 감시용 카메라(1)에서는, 차폐유리(21a)가 파손되더라도 차폐유리(22)에 의해서 장치내부가 보호되도록 되어 있는데, 차폐유리(21a)가 파손되었을 경우에는 배기관(27)의 압력이 상승하기 때문에, 이것을 검지하여 부착부(6)와 주벽(3)사이에 도시하지 않은 실린더에 의해서 미끄럼운동이 자유롭도록 설치되어 있는 셔터(98)를 구동하여 트인구멍부(4)를 폐쇄함으로써 장치내부의 안전을 확보할 수 있도록 되어 있다. 셔터(28)는, 통상의 위치에서는 트인구멍부(4)와 겹치는 부분에 구멍부가 형성되어 있어 광각렌즈계(8) 및 줌렌즈계(10)의 장로를 확보함과 아울러, 상기 질소가스를 유출할 수 있도록 되어 있다.In the furnace port monitoring camera 1, even if the shielding glass 21a is damaged, the inside of the apparatus is protected by the shielding glass 22. When the shielding glass 21a is damaged, the pressure in the exhaust pipe 27 rises. Therefore, the inside of the apparatus is detected by closing the opening hole 4 by driving the shutter 98 which is installed so as to be freely slid by a cylinder (not shown) between the attachment portion 6 and the circumferential wall 3. It is designed to ensure the safety of the. The shutter 28 has a hole portion formed at a portion overlapping the open hole portion 4 at a normal position to secure elders of the wide-angle lens system 8 and the zoom lens system 10, and to discharge the nitrogen gas. It is supposed to be.
이어서, 노구 감시용 카메라(1)의 작동에 대하여 설명한다.Next, operation | movement of the furnace opening surveillance camera 1 is demonstrated.
노구 감시용 카메라(1)에서는 통상 광각렌즈계(8)로 트인구멍부(4)을 통하여 노구(2)내를 들여다보는 약 80°의 범위가 시야가 되며, 광각렌즈계(8)로 부터 전방 lOm의 노구(2)내의 반원 이상의 범위가 관찰된다. 상기 범위의 직경은In the furnace aperture monitoring camera 1, a field of view of about 80 ° that looks into the furnace sphere 2 through the hole 4 that is normally opened by the wide-angle lens system 8 becomes the field of view, and it is 10m forward from the wide-angle lens system 8. The range of more than a semicircle in the furnace sphere 2 is observed. The diameter of the above range
(10tan40°) × 2=16.8(m)(10tan40 °) × 2 = 16.8 (m)
가 되기 때문에, 이하 약 16.8m의 물체를 관찰하는 것으로서 설명한다. 상기 물체는 광각렌즈계(8)로 부터 상당히 먼 거리를 두고 있기 때문에, 광각렌즈계(8)의 후방초점위치(F1)(광각렌즈계(8)의 후방 약 9cm)에 거꾸로 된 실상(A)을 결상한다.The following description will be given as observing an object of about 16.8 m. Since the object is placed at a considerable distance from the wide-angle lens system 8, the image A inverted at the rear focusing position F 1 of the wide-angle lens system 8 (about 9 cm behind the wide-angle lens system 8). Make an image.
실상(A)의 크기는 상기 물체와의 거리와 광각렌즈계(8)의 후방초점거리의 비에서The size of the actual image A is the ratio of the distance to the object and the rear focal length of the wide-angle lens system 8.
16.8(m)×9(cm)/10(m)=15.1(cm)16.8 (m) × 9 (cm) / 10 (m) = 15.1 (cm)
가 된다.Becomes
노구 감시용 카메라(1)에서의 줌렌즈계(10)는 통상 43.6°의 시야각을 가지며 광각렌즈계(8)와 동일한 광축을 갖도록 되어 있기 때문에, 상기 실상(A)은 후술하는 클로즈업 렌즈(29)를 통하여 줌렌즈계(10)에 의해서 관찰된다. 이 때, 줌렌즈계(10)는 광각렌즈계(8)로 부터 후방 28cm에 위치하고 있으며, 상기 실상(A)은 줌렌즈계(10)의 촬상지근거리내에 있다. 그러나, 실상(A)이 클로즈업 렌즈(29)의 전방초점(F3)의 위치에 결상되도록 클로즈업 렌즈(29)를 배치함으로써, 실상(A)으로 부터의 광축이 클로즈업 렌즈(29)에 의해서 평행광선화되어 줌렌즈계(10)로 입사되기 때문에, 실상(A)이 마치 줌렌즈계(10)의 촬상지근거리 밖에 있는 것처럼 관찰된다. 이 결과, 줌렌즈계(10)에 의해서 얻어지는 상기 실상(A)의 선명한 상(像)(도시생략)이 촬상 소자(11)의 위치에 결상되고, 노구(2)내의 직경 16.8m 범위의 전경이 화상 표시장치(13)의 화면 전체에 표시된다.Since the zoom lens system 10 in the furnace port monitoring camera 1 has a viewing angle of 43.6 ° and has the same optical axis as the wide angle lens system 8, the actual image A is a close-up lens 29 to be described later. It is observed by the zoom lens system 10 through. At this time, the zoom lens system 10 is located 28cm rear from the wide-angle lens system 8, and the actual image A is within the imaging near distance of the zoom lens system 10. FIG. However, by arranging the close-up lens 29 so that the image A is imaged at the position of the front focus F 3 of the close-up lens 29, the optical axis from the image A is parallel by the close-up lens 29. Since the light beam is incident on the zoom lens system 10, the actual image A is observed as if it is outside the imaging close distance of the zoom lens system 10. As a result, a clear image (not shown) of the real image A obtained by the zoom lens system 10 is formed at the position of the imaging device 11, and the foreground of the diameter 16.8m in the furnace 2 is The whole screen of the image display apparatus 13 is displayed.
이 때, 화상표시장치(13)는 표시요소를 510개 구비하고 있기 때문에, 표시요소 1개당 표시되는 실제의 길이는At this time, since the image display device 13 includes 510 display elements, the actual length displayed per display element is
16.8(m)/510=33(mm)16.8 (m) / 510 = 33 (mm)
가 된다. 통상, 상기 표시요소를 가지는 화상표시장치(13)를 통하여 인간의 눈이 물체를 인식할 수 있는 범위는 상기 표시요소 2개분으로 되어 있기 때문에, 노구(2)내의 약 66mm이상의 크기의 물체를 lOm 떨어진 화면상으로 식별할 수 있다.Becomes In general, since the human eye can recognize objects through the image display device 13 having the display elements, the display elements are divided into two display elements, so that objects having a size of about 66 mm or more in the furnace 2 are 10 mm. It can be identified on a remote screen.
이어서, 상기한 바와같이 관찰되는 노구(2)내의 임의의 부분을 확대하여 관찰하려고 할 때에는. 우선 요동장치(12)로 줌렌즈계(10) 및 촬상소자(11)를 경통관(9)과 함께 상기한 바와같이 요동시켜 임의의 방향으로 지향시키고, 이어서 줌랜즈계(10)의 시야각을 변동시킨다.Next, when trying to enlarge and observe the arbitrary part in the furnace ball 2 observed as mentioned above. First, the zoom lens system 10 and the imaging device 11 are oscillated together with the barrel tube 9 as described above by the swinging device 12 to be directed in an arbitrary direction, and then the viewing angle of the zoom lens system 10 is varied. Let's do it.
예를들면, 줌렌즈계(10)의 시야각을 4.6°로 하면 줌비가 10이 되므로, 광각렌즈계(8)로 트인구멍부(4)을 통하여 노구(2)내를 들여다 보는 약 80°의 상기 범위의 임의의 부분에 있어서는, 상기 거꾸로 된 실상(A)의 크기 15.1cm의 약 1/10에 상당하는 1.51cm분이 확대되어 화상표시장치(13)의 화면 전체에 표시된다. 이것은 노구(2)내의 직경 1.68m의 범위이고, 트인구멍부(4)를 통하여 노구(2)내를 들여다 보는 약 8°범위의 시야에 상당한다.For example, when the viewing angle of the zoom lens system 10 is 4.6 °, the zoom ratio is 10. Therefore, the above-mentioned range of about 80 ° that looks into the furnace port 2 through the hole 4 that is open to the wide-angle lens system 8. In any of the portions, 1.51 cm corresponding to about 1/10 of the size 15.1 cm of the inverted real image A is enlarged and displayed on the entire screen of the image display device 13. This is in the range of 1.68 m in diameter in the furnace port 2, and corresponds to a field of view of about 8 degrees that looks into the furnace port 2 through the open hole 4.
이 때, 표시요소 1개당 표시되는 실제의 길이는At this time, the actual length displayed per display element is
1.68(m)/510=3.3(mm)1.68 (m) /510=3.3 (mm)
가 되기 때문에, 노구(2)내의 약 7mm 크기의 물체를 lOm 떨어진 화면상으로 식별할 수 있게 된다.In this way, an object of about 7 mm in size in the furnace 2 can be identified on the screen 10 mm away.
즉, 트인구멍부(4) 및 광각렌즈계(8)의 광축과 일치하도록 광축이 고정된 줌렌즈계에서는 거꾸로 된 실상(A)의 상기 광축 범위의 중심부를 1/100 확대할 수 있는 데 지나지 않으나, 본 실시예의 줌렌즈계(10)에서는 상기한 바와같이 줌렌즈계(10) 및 촬상소자(11)를 경통관(9)과 함께 요동시켜 임의의 방향으로 지향시킬 수 있도록 하였기 때문에, 상기 광축 주위의 나머지 99/100의 주변부에 대해서도 확대할 수 있다.That is, in the zoom lens system in which the optical axis is fixed to coincide with the optical axes of the open-hole portion 4 and the wide-angle lens system 8, the center of the optical axis range of the inverted real image A can be enlarged by 1/100, In the zoom lens system 10 of the present embodiment, the zoom lens system 10 and the image pickup device 11 are allowed to swing together with the barrel tube 9 so as to be directed in an arbitrary direction, as described above. It can also be enlarged to the periphery of 99/100.
줌렌즈계(10) 및 촬상소자(11)를 요동시키는 각도는 촬상소자(11)에서 상기 15.1cm의 거꾸로 된 실상(A)을 보는 각도라면 되며, 본 실시예에서는 촬상소자(11)와 상기 거꾸로 된 실상과의 거리가 약 21cm이기 때문에,The angle for oscillating the zoom lens system 10 and the image pickup device 11 may be an angle of viewing the inverted image A of 15.1 cm from the image pickup device 11, and in this embodiment, the image is reversed from the image pickup device 11. Because the distance to the actual picture was about 21 cm,
(tan-17.5/21)×2=39.5(tan -1 7.5 / 21) × 2 = 39.5
가 된다. 이와같이 함으로써, 줌렌즈계(10) 및 촬상소자(11)는 줌렌즈계(10)의 광축이 촬상소자(11)에서 상기 15.1cm의 거꾸로 된 실상(A)을 보는 원추체내에서 임의의 방향으로 지향되도록 요동된다.Becomes By doing so, the zoom lens system 10 and the image pickup device 11 are directed such that the optical axis of the zoom lens system 10 is directed in an arbitrary direction in the cone to see the inverted image A of 15.1 cm in the image pickup device 11. Swings.
요동장치(12)로 줌렌즈계(10) 및 촬상소자(11)를 임의의 방향으로 요동시킬 때에는, 경통관(9)에 2신호를 검출하는 검출기를 부착하고, 광각렌즈계(8)의 광축에 수직인 면에 설정된 상기 광축을 원점으로 하는 x-y직교좌표계상의 임의의 점의 좌표(x,y)를 신호로서 인출함으로써, 줌렌즈계(10) 및 촬상소자(11)를 좌표(x,y)로 지향하는 요동방향 및 요동각도를 설정한다.When oscillating the zoom lens system 10 and the imaging device 11 in an arbitrary direction with the swinging device 12, a detector for detecting two signals is attached to the barrel tube 9, and the optical axis of the wide-angle lens system 8 is attached. By extracting as a signal the coordinates (x, y) of any point on the xy Cartesian coordinate system whose origin is the optical axis set on the vertical plane, the zoom lens system 10 and the image pickup device 11 are coordinates (x, y). Set the desired swing direction and swing angle.
또는 상기 광축을 기준으로 하는 원형좌표계에 의하여 광축에서의 각도와 반경거리를 신호로서 인출함으로써, 줌렌즈계(10) 및 촬상소자(11)를 지향하는 요동방향 및 요동각도를 설정하도록 하여도 된다.Alternatively, the rotational direction and the swinging angle for the zoom lens system 10 and the image pickup device 11 may be set by extracting the angle and the radial distance from the optical axis as signals using a circular coordinate system based on the optical axis.
또, 요동장치(12)로 줌렌즈계(10) 및 촬상소자(11)를 요동시키면, 화상표시장치(13)의 화면상에서는 노구(2)내의 어느 부분을 관찰하고 있는지 알 수 없기 때문에, 상기 검출기에서 인출되는 신호를 용광로 조업에서 일반적으로 사용되는 표현, 예를들면 열풍본관(熱風本管)을 기준점 0로 하여 원주 방향으로 나타내는 각도, 용광로 중심으로 부터의 거리등으로 변환하여 줌비와 함께 화면상에 슈퍼임포즈(superimpose)하여 나타내도록 하여도 된다.In addition, when the zoom lens system 10 and the image pickup device 11 are swung by the swinging device 12, it is impossible to know which part of the furnace port 2 is observed on the screen of the image display device 13, so that the detector The signal drawn from is converted into an expression commonly used in the operation of the furnace, for example, a hot air main pipe (기준 風 本 管) as the reference point 0, an angle in the circumferential direction, and a distance from the center of the furnace. It may be superimposed on the display.
상기 변환된 값은, 용광로의 높이 기준점에서의 촬상소자(11)의 높이, 그 부착각도에서 장입물의 기준표면위치의 높이, 장입물의 안식각, 용광로의 반경을 기본으로 하여 상기 2개의 신호에서 산출된다. 또, 이 때의 상기 거꾸로 된 실상(A)은 광각렌즈(8)에 의해서 얻어지는 상으로서 광학적 수차를 갖는다. 상기 광학적 수차는 실상의 중심부에서는 작으나 주변부에서는 20%에 이르기 때문에, 노내위치와 상의 위치는 광학적 수차를 보정함으로써 산출된다.The converted value is calculated from the two signals based on the height of the imaging device 11 at the height reference point of the furnace, the height of the reference surface position of the charge at the attachment angle, the angle of repose of the charge, and the radius of the furnace. . The inverted real image A at this time has an optical aberration as an image obtained by the wide-angle lens 8. Since the optical aberration is small at the center of the image but reaches 20% at the periphery, the furnace position and the image position are calculated by correcting the optical aberration.
상기 실시예에서는 요동장치(12)에 의한 줌렌즈계(10) 및 촬상소자(11)의 요동을 줌렌즈계(10)의 광축이 광각렌즈계(8)의 광축 주위의 임의의 방향으로 지향되도록 하고 있으나, 줌렌즈계(10)의 광축이 광각렌즈계(8)의 광축과 평행하게 되도록 하고, 줌렌즈계(10) 및 촬상소자(11)를 종횡으로 이동시켜서, 상기 x-y직교좌표계상의 임의의 점(x,y)을 지향하도록 하여도 된다.In the above embodiment, the oscillation of the zoom lens system 10 and the imaging device 11 by the oscillation device 12 is directed such that the optical axis of the zoom lens system 10 is directed in an arbitrary direction around the optical axis of the wide-angle lens system 8. The optical axis of the zoom lens system 10 is parallel to the optical axis of the wide-angle lens system 8, and the zoom lens system 10 and the image pickup device 11 are vertically and horizontally moved so that any point (x, y) may be directed.
본 실시예에서는 0.8-8cm와 10배 줌렌즈를 사용하고. 그 성능을 최대한으로 활용하기 위해서 초점거리가 짧은 클로즈업 렌즈(29)를 사용하고 있으나, 클로즈업 렌즈(29)로서 초점거리33.3cm의 렌즈를 사용하여 줌렌즈계(10)의 줌비를 6배정도로 하여도 된다. 어쨌든, 본 발명에서는 대구경의 광각렌즈계로 거꾸로 된 큰 광학상을 얻고, 이 광학상과 고배율의 줌렌즈계의 조합에 의하여 대상물의 최대배율을 결정한다. 또, 상기 광학상과 줌렌즈계의 상대적 위치관계에서 적절한 초점거리를 갖는 클로즈업 렌즈가 선택된다.In this embodiment, 0.8-8cm and 10x zoom lens are used. In order to take full advantage of its performance, a close-up lens 29 having a short focal length is used, but even if the zoom ratio of the zoom lens system 10 is 6 times using a lens having a focal length of 33.3 cm as the close-up lens 29 do. In any case, in the present invention, a large optical image inverted by a large-diameter wide-angle lens system is obtained, and the maximum magnification of the object is determined by the combination of the optical image and the high magnification zoom lens system. In addition, a close-up lens having an appropriate focal length is selected in the relative positional relationship between the optical image and the zoom lens system.
또한, 본 실시예의 노구 감시용 카메라(1)는, 노구(2)내를 감시하는 용도 이외에, 광각렌즈계(8)에 의해서 얻어진 광학상의 임의의 부분을 줌렌즈계(10)로 관찰하는 각종 용도로서 응용할 수 있다. 예를들면, 보일러, 쓰레기 소각로, 가열로등과 같은 화실(火室)의 내부를 작은 구멍을 통하여 기기본채에 고정된 광각렌즈계와 줌렌즈계의 조합에 의하여 광시야(廣視野)로 또 그 전시야의 임의의 점을 국부적으로 확대할 수 있다. 또한, 밀폐된 공간뿐만 아니라 일반적인 풍경내의 이상사태를 상기한 바와같은 동일한 수단으로 벽에 작은 구멍을 형성하여 광시야로 또 그 전시야의 임의의 점을 국부적으로 확대하여 감시할 수 있다.In addition to the use for monitoring the inside of the furnace port 2, the furnace port monitoring camera 1 of the present embodiment is used for various purposes of observing any part of the optical image obtained by the wide-angle lens system 8 with the zoom lens system 10. It can be applied. For example, the inside of a firebox such as a boiler, a garbage incinerator, a heating furnace, etc. is displayed in a wide field of view by a combination of a wide-angle lens system and a zoom lens system that are fixed to the main body of the equipment through small holes. Any point in the field can be enlarged locally. In addition, anomalies in the general landscape as well as the confined space can be formed by forming a small hole in the wall by the same means as described above to locally monitor the wide field of view and any point of the display field.
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| KR100721771B1 (en) | 2006-09-19 | 2007-05-25 | 주식회사 영국전자 | Lighting device for low heating furnace |
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1994
- 1994-07-30 KR KR1019940018946A patent/KR100271441B1/en not_active IP Right Cessation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100721771B1 (en) | 2006-09-19 | 2007-05-25 | 주식회사 영국전자 | Lighting device for low heating furnace |
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| KR960006641A (en) | 1996-02-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
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Payment date: 20110812 Year of fee payment: 12 |
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| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20120814 Year of fee payment: 13 |
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| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |