KR101437105B1 - Test method for spray cone-angle of injector - Google Patents

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KR101437105B1
KR101437105B1 KR1020130115490A KR20130115490A KR101437105B1 KR 101437105 B1 KR101437105 B1 KR 101437105B1 KR 1020130115490 A KR1020130115490 A KR 1020130115490A KR 20130115490 A KR20130115490 A KR 20130115490A KR 101437105 B1 KR101437105 B1 KR 101437105B1
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박성욱
박준규
송진근
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한양대학교 산학협력단
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Abstract

Disclosed is an injector spray angle measurement method. The injector spray angle measurement method according to the present invention includes: an image processing step for processing a spray image; and a step for measuring a spray angle from information on a spray reach distance which is a distance to a point where the spray image processed through the image processing step reaches the farthest from an injector nozzle tip. According to the injector spray angle measurement method of the present invention, the spray angle can be measured from the information on the distance reached by the spray image and a spray behavior can be predicted. Accordingly, a measurement result can be more accurate and stable than in the related art even after a predetermined spray development as well as initial spray. Therefore, a research on engine efficiency improvement such as engine injection amount and injection time can be facilitated by actual injector spray behavior information.

Description

인젝터의 분무각 측정방법{Test method for spray cone-angle of injector}[0001] The present invention relates to a method for measuring a spray angle of an injector,

본 발명은, 인젝터의 분무각 측정방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 분무 이미지의 최대 도달 거리에 대한 정보로부터 연료분사용 인젝터의 분무각을 평가하는 인젝터의 분무각 측정방법에 관한 것이다.The present invention relates to a spray angle measurement method of an injector, and more particularly, to a spray angle measurement method of an injector for evaluating a spray angle of a fuel injector from information on a maximum reaching distance of a spray image.

일반적으로 내연기관에는 엔진 내부의 실린더로 연료를 주입시키기 위한 연료 분사노즐(또는 인젝터, injector, 이하 인젝터라 함.)이 마련된다. 인젝터는 막대 형의 구조물로 마련되어 엔진의 일측에 연결된다. 이러한 인젝터는, 내부에 필터(filter), 밸브(valve) 등의 장치 구성을 통해, 연료를 실린더 내부로 적절한 시기와 적절한 양을 주입하는 기능을 수행한다. 실제 현재 사용되는 대부분의 인젝터는 전자 제어 방식으로서,내부에 솔레노이드 밸브가 장착되어 있고, 이를 차량의 제어부나 ECU 등에서 송출하는 전기 신호에 따라 개방되고 폐쇄되도록 제어하는 방식을 채택하고 있다.Generally, an internal combustion engine is provided with a fuel injection nozzle (or an injector, hereinafter referred to as an injector) for injecting fuel into a cylinder inside the engine. The injector is provided as a rod-like structure and connected to one side of the engine. The injector injects the fuel into the cylinder at an appropriate time and in an appropriate amount through a device such as a filter and a valve. Actually, most of the injectors currently used are electronic control systems, and solenoid valves are installed therein. The solenoid valves are opened and closed according to electric signals transmitted from the control unit or ECU of the vehicle.

이러한 인젝터는, 실린더 내부로 연료를 분사할 때 분사각 또는 분무각(spray cone angle, 이하, 분무각이라 함.)의 측정이 반드시 요구된다. 여기서, 분무각이라 함은, 노즐로부터 연료 등의 액상의 물질이 분사될 때 분사된 액주가 형성하는 분무의 각도를 의미한다. 인젝터의 분무각이 엔진 연소실의 형상 또는 엔진의 속도에 적합하지 않으면 연료가 연소실 벽면에 충돌하여 과다하게 매연이 발생하거나, 실린더의 마모량이 증가되어 엔진의 내구력이 현저하게 감소될 수도 있다. 인젝터의 분무각은, 연료를 직접 실린더 내부로 주입시키는 디젤 엔진이나 최근 들어 연구가 활발한 직분사 방식의 가솔린 엔진 분야의 경우 더욱 중요성이 증대되고 있는 추세이다. Such an injector is required to measure the spray angle or the spray angle when spraying fuel into the cylinder. Here, the spray angle refers to the angle of the spray formed by the sprayed liquid when a liquid substance such as fuel is sprayed from the nozzle. If the spray angle of the injector does not match the shape of the engine combustion chamber or the speed of the engine, the fuel may collide against the wall surface of the combustion chamber to cause excessive smoke generation, or the amount of wear of the cylinder may increase and the durability of the engine may be significantly reduced. The spray angle of the injector is becoming more important in the field of diesel engine injecting fuel directly into the cylinder or gasoline engine of the direct injection type which has been studied recently.

보통 분무각은, 분무를 시각적으로 구현하는 분무 가시화 실험 등을 통하여 분무의 거시적인 거동을 분석하여 측정하는 것이 일반적이며, 이때 짧은 시간 간격으로 여러 장의 분무 이미지를 취득하여 각 시점에서의 분무각을 측정할 수 있다. 종래의 분무각 측정방법은, 촬영된 분무 이미지에서 노즐 팁으로부터 반경방향으로의 최외각 지점을 각각 찾고 두 지점과 노즐 팁(nozzle tip)이 이루는 각도를 분무각으로 정의하는 방법으로 측정한 바 있다. Usually, the spray angle is measured by analyzing the macroscopic behavior of the spray through a visualization experiment of visualizing the spray, etc. In this case, it is necessary to acquire a plurality of spray images at a short time interval, Can be measured. In the conventional spray angle measurement method, the outermost point in the radial direction from the nozzle tip is respectively found in the photographed spray image, and the angle between the two points and the nozzle tip is defined as the spray angle .

그러나, 이러한 종래의 분무각의 측정 방법은, 분사 초기에는 비교적 정확하게 분무각을 측정할 수 있지만, 분무가 일정 수준 이상으로 발달한 후에는 측정되는 분무각이 실제 분무각에 비해 오차가 상당히 증가되어 실제 인젝터의 분무 거동을 정확하게 반영하지 못하는 문제점이 있다. 이는, 고속 카메라 등을 이용하여 복수의 분무 이미지를 촬영하여 이로부터 이미지 프로세싱 과정에서 각각의 이미지마다 측정되는 최외각 지점이 각기 다르고 최외각 지점이 분산 범위가 크기 때문이다.However, the conventional spray angle measuring method can measure the spray angle relatively accurately at the initial stage of spraying, but after the spray develops to a certain level or more, the measured spray angle is significantly increased compared to the actual spray angle There is a problem that the spraying behavior of the actual injector can not be accurately reflected. This is because a plurality of spray images are photographed using a high-speed camera or the like, and thus the outermost points measured for each image in the image processing process are different from each other, and the outermost points are dispersed in a large range.

관련 선행기술로는 공개특허공보 제10-2002-0050640호(발명의 명칭: 연료 노즐 분무각 측정 장치, 공개일자: 2002년 06월 27일)가 있다.A related art is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-2002-0050640 (entitled: Fuel nozzle spray angle measuring device, published on Jun. 27, 2002).

본 발명의 목적은, 분사 초기뿐만 아니라 분무가 일정 수준 이상으로 발달한 후에도 종래보다 안정적이며 정확한 측정 결과를 얻을 수 있으며, 실제 인젝터의 분무 거동 정보를 통해 연료의 분사량이나 분사시기 등 엔진의 효율 향상에 대한 연구를 보다 용이하게 수행할 수 있는 인젝터의 분무각 측정방법을 제공한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to improve the efficiency of the engine such as the amount of fuel injected or the injection timing through the actual spraying behavior information of the actual injector even after the initial development of the spray, The present invention provides a method of measuring the spray angle of an injector,

상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 인젝터의 분무각 측정방법은, 분무 이미지를 처리하는 이미지 프로세싱 단계; 및 상기 이미지 프로세싱 단계를 거쳐 가공된 분무 이미지에서, 인젝터의 노즐 팁으로부터 가장 멀리 도달한 지점까지의 분무도달거리에 대한 정보로부터 분무각을 측정하는 단계를 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method for measuring a spray angle of an injector, including: an image processing step of processing a spray image; And measuring a spray angle from information on the spray reach distance from the nozzle tip of the injector to the point farthest from the spray image in the spray image processed through the image processing step.

상기 이미지 프로세싱 단계 이전에, 상기 인젝터의 노즐 팁으로부터 분사된 분무로부터 상기 분무 이미지를 촬영하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include photographing the spray image from a spray jetted from a nozzle tip of the injector prior to the image processing step.

상기 이미지 프로세싱 단계는, 상기 분무 이미지에서 상기 노즐 팁의 반사광 및 상기 분무와 무관한 부분을 제거하는 단계; 및 상기 분무 이미지를 흑백으로 변환하여 분무의 분포를 저장하는 단계를 포함할 수 있다.Wherein the image processing step comprises: removing the reflected light of the nozzle tip and the non-spray-related portion in the spray image; And converting the spray image to black and white to store the distribution of the spray.

상기 분무의 분포를 저장하는 단계는, 상기 분무가 취득된 부분은 화이트 픽셀로, 분무가 취득되지 못한 부분은 블랙 픽셀로 변환하여 저장할 수 있다.In the step of storing the distribution of the spray, the portion where the spray is obtained may be converted into a white pixel, and the portion where the spray is not obtained may be converted into a black pixel.

상기 분무각을 측정하는 단계는, 상기 분무도달거리를 계산하는 단계; 상기 분무도달거리에서 미리 설정된 비율에 해당하는 카운팅 기준거리를 계산한 다음 상기 노즐 팁으로부터 상기 카운팅 기준거리를 반경으로 하는 가상의 원호를 형성하고 상기 원호 이내에 존재하는 화이트 픽셀의 수를 카운팅하는 단계; 상기 카운팅 된 화이트 픽셀의 개수로부터 부채꼴의 넓이를 계산하는 단계; 및 상기 부채꼴의 넓이와 상기 원호가 형성하는 가상의 원 넓이 사이의 관계로부터 분무각을 계산하는 단계를 포함할 수 있다.Wherein the measuring the spray angle comprises: calculating the spray reach distance; Calculating a counting reference distance corresponding to a preset ratio in the spray reach distance, forming a virtual arc having a radius of the counting reference distance from the nozzle tip, and counting the number of white pixels existing within the arc; Calculating an area of the sector from the counted number of white pixels; And calculating a spray angle from a relationship between the width of the sector and the virtual circle width formed by the arc.

상기 분무도달거리는, 상기 노즐 팁으로부터 가장 멀리 위치하는 상기 화이트 픽셀까지의 길이일 수 있다.The spray reach may be a length from the nozzle tip to the white pixel located farthest from the nozzle tip.

상기 분무각은, 상기 부채꼴의 넓이 / 상기 원호가 형성하는 가상의 원 넓이 * 360°의 관계식으로부터 계산될 수 있다.The spray angle can be calculated from a relation of the width of the sector / imaginary circle width * 360 formed by the arc.

본 발명은, 분무된 이미지의 도달거리에 대한 정보로부터 분무각을 측정하는 측정기준을 제시하여, 분사 초기뿐만 아니라 분무가 일정 수준 이상으로 발달한 후에도 종래보다 안정적이며 정확한 측정 결과를 얻을 수 있으며, 실제 인젝터의 분무 거동 정보를 통해 연료의 분사량이나 분사시기 등 엔진의 효율 향상에 대한 연구를 보다 용이하게 수행할 수 있다.The present invention proposes a measurement standard for measuring the spray angle from information on the reach distance of the sprayed image, so that stable and accurate measurement results can be obtained even after the spray has developed to a certain level or more, It is possible to more easily study the efficiency improvement of the engine such as the fuel injection amount and injection timing through the actual sprayer behavior information of the injector.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인젝터의 분무각 측정방법의 구성을 설명하기 위한 개략적인 블록도이다.
도 2는 도 1에서 분무각 측정부의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 도 1의 고속 카메라를 이용하여 측정한 분무 이미지의 일례를 도시한 도면이다.
도 4는 도 3의 (c)에서 B 영역의 확대도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 인젝터의 분무각 측정방법의 순서도이다.
도 6은 도 5에서 분무 이미지 프로세싱 단계를 설명하는 순서도이다.
도 7은 도 5에서 분무각 측정 단계를 설명하는 순서도이다.
도 8은 종래의 분무각 측정결과와 본 발명의 일 실시예에 따른 인젝터의 분무각 측정방법을 통한 분무각의 측정 결과를 도시한 도면이다.
1 is a schematic block diagram for explaining a configuration of a spray angle measuring method of an injector according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 is a block diagram for explaining the configuration of the spray angle measuring unit in Fig. 1. Fig.
3 is a view showing an example of a spray image measured using the high-speed camera of FIG.
Fig. 4 is an enlarged view of the area B in Fig. 3 (c).
5 is a flowchart of a method of measuring the spray angle of an injector according to an embodiment of the present invention.
6 is a flow chart illustrating spray image processing steps in FIG.
7 is a flow chart for explaining the spray angle measurement step in FIG.
FIG. 8 is a view showing a measurement result of the spray angle obtained by the conventional spray angle measurement result and the spray angle measurement method of the injector according to the embodiment of the present invention.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.In order to fully understand the present invention, operational advantages of the present invention, and objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings and the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. In the following description, well-known functions or constructions are not described in order to avoid unnecessary obscuration of the present invention.

종래의 분무각 측정방법은, 분무의 중심으로부터 양쪽의 최외각 지점을 찾아 두 지점과 노즐 팁이 이루는 각도를 계산한다. 이때, 노즐 팁과 원주 방향으로 제일 멀리 떨어진 분무를 구성하는 픽셀을 연결하는 반경 방향의 라인을 설정하고, 이 라인간 이루는 각도를 계산하여 이를 분무각으로 저장한다.In the conventional spray angle measurement method, an angle formed between two points and a nozzle tip is calculated by finding both outermost points on both sides from the center of the spray. At this time, a radial line connecting the nozzle tip and the pixels constituting the farthest spray in the circumferential direction is set, and the angle formed by this line is calculated and stored as the spray angle.

이러한 종래의 분무각 측정방법은, 분사 초기에는 비교적 정확하게 분무각을 측정할 수 있지만, 분무가 일정 수준 이상으로 발달한 후에는 측정되는 분무각이 실제 분무각에 비해 오차가 상당히 증가되어 실제 인젝터의 분무 거동을 정확하게 반영하지 못하는 문제점이 있다.In the conventional spray angle measurement method, the spray angle can be measured relatively accurately at the initial stage of spraying. However, since the spray angle measured after the spray development exceeds a certain level is significantly increased compared to the actual spray angle, There is a problem that the spray behavior can not be accurately reflected.

본 발명의 실시예에 따른 인젝터의 분무각 측정방법은, 분무도달거리(R)에 대한정보로부터 도출되는 카운팅 기준거리(r)를 이용하여 인젝터(2)의 분무각을 측정하는 방법을 제안한다.The method of measuring the spray angle of the injector according to the embodiment of the present invention proposes a method of measuring the spray angle of the injector 2 using the counting reference distance r derived from the information on the spray reach distance R .

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인젝터의 분무각 측정방법의 구성을 설명하기 위한 개략적인 블록도이고, 도 2는 도 1에서 분무각 측정부의 구성을 설명하기 위한 블록도이고, 도 4는 도 3의 (c)에서 B 영역의 확대도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 인젝터의 분무각 측정방법의 순서도이고, 도 6은 도 5에서 분무 이미지 프로세싱 단계를 설명하는 순서도이고, 도 7은 도 5에서 분무각 측정 단계를 설명하는 순서도이며, 도 8은 종래의 분무각 측정결과와 본 발명의 일 실시예에 따른 인젝터의 분무각 측정방법을 통한 분무각의 측정 결과를 도시한 도면이다.FIG. 1 is a schematic block diagram for explaining a configuration of a spray angle measuring method of an injector according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram for explaining a configuration of a spray angle measuring unit in FIG. 1, FIG. 5 is a flow chart of a method of measuring the spray angle of an injector according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a flow chart illustrating a spray image processing step in FIG. 5 FIG. 7 is a flow chart for explaining the spray angle measuring step in FIG. 5, FIG. 8 is a graph showing the spray angle measurement result obtained by the conventional spray angle measurement method and the injector spray angle measuring method according to an embodiment of the present invention Fig.

본 발명의 실시예에 따른 인젝터의 분무각 측정방법은, 인젝터(2)의 노즐 팁(3)으로부터 분사된 분무로부터 상기 분무 이미지를 촬영하는 단계(S110)와, 분무 이미지를 처리하는 이미지 프로세싱 단계(S120)와, 상기 이미지 프로세싱 단계를 거쳐 가공된 분무 이미지가 인젝터(2)의 노즐 팁(3)으로부터 가장 멀리 도달한 지점까지의 분무도달거리(R)에 대한 정보로부터 분무각을 측정하는 단계(S130)를 포함할 수 있다.A method for measuring the spray angle of an injector according to an embodiment of the present invention includes a step S110 of photographing the spray image from a spray jetted from a nozzle tip 3 of the injector 2 (S110), an image processing step Measuring a spray angle from information on a spray arrival distance (R) from the nozzle tip (3) of the injector (2) to the point where the spray image processed through the image processing step reaches the farthest from the nozzle tip (3) (S130).

먼저, 도 5에 도시된 바와 같이, 인젝터(2)의 노즐 팁(3)으로부터 분사된 분무로부터 분무 이미지를 촬영하는 단계가 수행될 수 있다(S110). 분무 이미지는 도 1에 도시된 적어도 하나 이상의 촬영 수단에 의해 촬영될 수 있으며, 이때 사용되는 촬영 수단으로는 고속 카메라(4)가 사용될 수 있으며, 이밖에 분해능이 우수한 카메라 등이 사용될 수 있다.First, as shown in Fig. 5, a step of photographing a spray image from the spray jetted from the nozzle tip 3 of the injector 2 may be performed (S110). The spray image may be photographed by at least one photographing means shown in FIG. 1. The photographing means used at this time may be a high-speed camera 4, or a camera having excellent resolution may be used.

이러한 촬영 수단에 의해 촬영된 분무 이미지의 일례를 도 3의 (a)에서 도시하고 있다. 한편, 복수개에 의해 촬영되는 경우에는 복수의 분무 이미지가 촬영될 수 있다.An example of the spray image photographed by the photographing means is shown in Fig. 3 (a). On the other hand, when a plurality of images are shot, a plurality of spray images can be taken.

촬영 단계(S110)에서 촬영된 분무 이미지는 가공 전의 분무 패턴이므로, 분무 패턴과 분무각을 측정하기 위해서는 이미지 프로세싱 과정이 필요하다(S120). 이미지 프로세싱 단계(S120)는 도 1 및 도 2의 데이터 프로세서(10)가 수행할 수 있다. 이미지 프로세싱 단계(S120)는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 분무 이미지에서 상기 노즐 팁(3)의 반사광 및 상기 분무와 무관한 부분을 제거하는 단계(S121)와, 상기 분무 이미지를 흑백으로 변환하여 분무의 분포를 저장하는 단계(S122)를 포함할 수 있다.Since the spray image photographed in the photographing step S110 is a spray pattern before processing, an image processing process is required to measure the spray pattern and the spray angle (S120). The image processing step S120 may be performed by the data processor 10 of Figs. As shown in FIGS. 5 and 6, the image processing step S120 includes a step S121 of removing the reflected light of the nozzle tip 3 and the non-spray-related part in the atomized image, And storing the distribution of the spray (S122).

분무 이미지에서 상기 노즐 팁(3)의 반사광 및 상기 분무와 무관한 부분을 제거하는 단계가 수행될 수 있다(S121). 도 3에서 (a)의 분무 이미지는 (b)의 분무 이미지로 변환될 수 있다.In the spray image, the reflected light of the nozzle tip (3) A step of removing a part irrelevant to the spraying may be performed (S121). In Fig. 3, the spray image of (a) can be converted into the spray image of (b).

다음으로, 분무의 분포를 저장하는 단계가 수행될 수 있다(S122). 분무 분포를 저장하는 단계(S122)는, 상기 분무가 취득된 부분은 화이트 픽셀(1, white pixel)로, 분무가 취득되지 못한 부분은 블랙 픽셀(0, black pixel)로 변환하여 저장할 수 있다. 이때, 화이트 픽셀(1)은 백색으로 변환시키고, 블랙 픽셀(0) 부분은 흑색으로 변환시키게 된다. 변환되어 저장된 분무 이미지는 도 3의 (c)에 도시되어 있다. 한편, 이 단계에서, 변환되어 저장된 분무 분포와 실제 분무 이미지와 비교를 통하여 변환결과의 유효성을 검토하는 단계가 더 포함될 수도 있을 것이다.Next, a step of storing the distribution of the spray may be performed (S122). In the step S122 of storing the spray distribution, the part where the spray is obtained may be converted into a white pixel (1), and the part where the spray is not obtained may be converted into a black pixel (0, black pixel). At this time, the white pixel 1 is converted to white, and the black pixel (0) portion is converted to black. The converted spray image is shown in Fig. 3 (c). Meanwhile, at this stage, it may further include a step of examining the validity of the conversion result through comparison between the converted sprayed distribution and the actual sprayed image.

다음으로, 분무각을 측정하는 단계가 수행될 수 있다(S130). 본 발명의 실시예에 따른 인젝터(2)의 분무각을 측정하는 단계(S130)는, 상기 이미지 프로세싱 단계(S120)를 거쳐 가공된 분무 이미지가 인젝터(2)의 노즐 팁(3)으로부터 가장 멀리 도달한 지점까지의 분무도달거리(R)에 대한 정보를 이용하여 분무각을 측정하게 된다.Next, a step of measuring the spray angle may be performed (S130). The step S130 of measuring the spray angle of the injector 2 according to the embodiment of the present invention is performed such that the spray image processed through the image processing step S120 is farthest from the nozzle tip 3 of the injector 2 And the spray angle is measured using the information on the spray reach distance (R) to the point reached.

상기 분무각을 측정하는 단계(S130)는 분무각 측정부(20)에서 담당할 수 있다. 상기 분무각을 측정하는 단계(S130)는 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 분무도달거리(R)를 계산하는 단계가 수행되고(S131), 화이트 픽셀(1)의 수를 카운팅하는 단계가 수행된 다음(S132) 세번째로 화이트 픽셀(1)이 형성하는 부채꼴의 넓이(Area)를 계산하는 단계가 수행되며(S133), 마지막으로, 상기 부채꼴의 넓이와 상기 원호가 형성하는 가상의 원 넓이 사이의 관계로부터 분무각을 계산하는 단계(S134)를 포함할 수 있다.The step of measuring the spray angle (S130) may be carried out by the spray angle measuring unit 20. 7, the step of calculating the spraying distance R is performed (S131), and the step of counting the number of white pixels 1 is performed (S132). Third, a step of calculating the area of the sector formed by the white pixel (1) is performed (S133). Finally, a step between the width of the sector and the imaginary circle width (S134) of calculating a spray angle from the relationship between the spray angle and the spray angle.

첫번째로, 분무도달거리(R)를 계산하는 단계가 수행될 수 있다(S131). 여기서, 분무도달거리(R)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 노즐 팁(3)으로부터 가장 멀리 위치하는 상기 화이트 픽셀(1)까지의 길이를 말한다. First, a step of calculating the spray reach distance R may be performed (S131). Here, the spray reach distance R refers to the length from the nozzle tip 3 to the white pixel 1 located farthest from the nozzle tip 3, as shown in FIGS.

두번째로, 화이트 픽셀(1)의 수를 카운팅하는 단계가 수행될 수 있다(S132). 화이트 픽셀(1)의 수를 카운팅하는 단계(S132)는, 분무도달거리(R)에서 미리 설정된 비율에 해당하는 카운팅 기준거리(r)를 계산한 다음 상기 노즐 팁(3)으로부터 상기 카운팅 기준거리(r)를 반경으로 하는 가상의 원호를 형성하고 상기 원호 이내에 존재하는 화이트 픽셀(1)의 수를 카운팅하게 된다.Second, a step of counting the number of white pixels 1 may be performed (S132). The step S132 of counting the number of white pixels 1 is performed by calculating a counting reference distance r corresponding to a preset ratio in the spray reach distance R and then counting the counting reference distance r from the nozzle tip 3, (r) as a radius, and counts the number of white pixels (1) existing within the circular arc.

이를 보다 상세히 설명하면, 본 발명에 따른 카운팅 기준거리(r)는 분무도달거리(R)의 미리 설정된 비율(일례로, 도 4에서는 분무도달거리(R)의 1/3)에 해당되는 길이를 설정할 수 있고, 분무도달거리(R)가 계산되면 카운팅 기준거리(r) 또한 계산될 수 있다. 도 4를 참조하면, 도 4는 도 3에서 분무 이미지의 일 부분에 메쉬 처리하여 카운팅 기준거리(r) 내부에 위치한 화이트 픽셀(1) 수를 카운팅하는 과정을 설명하고 있다. 이때, 카운팅 기준거리(r)를 반경으로 하는 가상의 원호를 형성할 수 있는데, 가상의 원호 내에 배치된 화이트 픽셀(1)의 수를 카운팅할 수 있다. 이는 이미지 상에서 노즐 팁(3)으로부터 분무도달거리(R)의 1/3 이내에 위치한 액주로 분무각을 설정하는 것을 말한다.More specifically, the counting reference distance r according to the present invention is a length corresponding to a predetermined ratio (for example, 1/3 of the spray reach distance R in FIG. 4) of the spray reach distance R And the counting reference distance r can also be calculated when the spray reach distance R is calculated. Referring to FIG. 4, FIG. 4 illustrates a process of meshing a portion of the spray image in FIG. 3 to count the number of white pixels 1 located within the counting reference distance r. At this time, it is possible to form a virtual arc having the radius of the counting reference distance r, but the number of white pixels 1 arranged in the virtual arc can be counted. This refers to setting the spray angle to a liquid mainly located within 1/3 of the spray reach distance R from the nozzle tip 3 on the image.

다음으로, 부채꼴의 넓이(A)를 계산하는 단계가 수행될 수 있다. 부채꼴의 넓이(A)는, 상기 전 단계에서 가상의 원호 내에 카운팅된 화이트 픽셀(1)이 차지하는 면적을 의미한다. 즉, 전 단계에서 화이트 픽셀(1)로 카운팅된 부분의 형상은 반지름(r)이 분무도달거리(R)의 1/3인 원의 부채꼴로 가정할 수 있으며, 카운팅 된 화이트 픽셀(1)의 수를 계산할 수 있다.Next, a step of calculating the width A of the sector can be performed. The width A of the sector means the area occupied by the white pixel 1 counted in the virtual arc in the previous step. That is, the shape of the portion counted by the white pixel 1 in the previous step can be assumed to be a circular sector whose radius r is 1/3 of the spray reach distance R, The number can be calculated.

마지막으로, 상기 부채꼴의 넓이(A)와 상기 원호가 형성하는 가상의 원 넓이(

Figure 112013087986051-pat00001
) 사이의 관계로부터 분무각을 계산하는 단계가 수행될 수 있다. Finally, the width (A) of the sector and the imaginary circle width formed by the arc
Figure 112013087986051-pat00001
) May be performed from the relationship between the spray angle and the spray angle.

분무각은 하기의 [수학식 1]로부터 계산될 수 있다. [수학식 1]은 상기 부채꼴의 넓이(A)와, 상기 원호가 형성하는 가상의 원 넓이(

Figure 112013087986051-pat00002
) 의 관계로부터 도출될 수 있다.The spray angle can be calculated from the following equation (1). [Equation 1] is the sum of the width A of the sector and the imaginary circle width of the arc
Figure 112013087986051-pat00002
). ≪ / RTI >

[수학식 1][Equation 1]

부채꼴의 넓이(A) / 상기 원호가 형성하는 가상의 원 넓이(

Figure 112013087986051-pat00003
) * 360°The width of the sector (A) / the imaginary circle width formed by the arc (
Figure 112013087986051-pat00003
) * 360 °

이와 같은 단계를 거쳐, 분무된 이미지의 도달거리에 대한 정보로부터 분무각을 산출하는 기준을 이용하여 분무각을 측정할 수 있어, 분사 초기뿐만 아니라 분무가 일정 수준 이상으로 발달한 후에도 종래보다 정확한 측정 결과를 얻을 수 있다.The spray angle can be measured using the reference for calculating the spray angle from the information on the reach distance of the sprayed image through the steps described above. Thus, even after the spray is developed at a certain level or more, Results can be obtained.

또한, 정확한 분무각의 정보를 기초로 하여 연료의 분사량이나 분사시기 등 엔진의 효율 향상에 대한 연구를 보다 용이하게 수행할 수 있게 된다.Further, it is possible to more easily study the efficiency improvement of the engine such as the fuel injection amount and the injection timing based on the accurate spray angle information.

도 8은 종래의 분무각 측정결과와 본 발명의 일 실시예에 따른 인젝터의 분무각 측정방법을 통한 분무각의 측정 결과를 도시한 도면이다.FIG. 8 is a view showing a measurement result of the spray angle obtained by the conventional spray angle measurement result and the spray angle measurement method of the injector according to the embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 8을 참조하여 이러한 구성을 갖는 인젝터의 분무각 측정방법을 이용하여 측정결과를 설명하기로 한다. 본 발명의 실시예에 따른 인젝터의 분무각 측정방법은 상용화된 MATLAB 프로그램 등을 이용하여 구현될 수 있다. 상용 패키지를 이용할 때 측정실험을 보다 용이하고 간편하게 수행할 수 있음이다.The measurement results will be described with reference to Figs. 1 to 8 using the spray angle measuring method of the injector having such a configuration. The spray angle measurement method of the injector according to the embodiment of the present invention can be implemented using a commercially available MATLAB program or the like. It is easier and easier to carry out measurement experiments when using commercial packages.

인젝터에 주어진 압력은 100Mpa이고, 측정시간은 1.3ms로 측정실험을 수행하였으며, 실린더 내부 밀도 변화에 따라 분무각의 변화를 측정하였다.The pressure applied to the injector was 100 Mpa and the measurement time was 1.3 ms. The change of spray angle was measured according to the change of the internal density of the cylinder.

도 8에 도시된 바와 같이, 동일한 실험 조건에 대하여 종래의 측정방법과, 본 발명의 실시예에 따른 인젝터의 분무각 측정방법을 이용하여 측정한 결과, 분산 범위가 줄어들며, 보다 안정적이며 정확한 결과를 취득할 수 있음을 확인할 수 있다.As shown in FIG. 8, the conventional measurement method and the spray angle measurement method of the injector according to the embodiment of the present invention were used for the same experimental conditions. As a result, the dispersion range was reduced, and more stable and accurate results were obtained Can be obtained.

도 8의 (a)를 참조하면, 인젝터(2)로의 통전 후 시간이 지남에 따라 측정되는 분무각의 안정화되지 못하고 분산(편차)이 심한 것을 확인할 수 있으며, 이는 종래의 측정방법이 측정기준이 일정치 않아, 매 이미지마다 각기 다른 최외각 지점을 선택하여 계산되기 때문이다. 본 발명의 분무각 측정방법을 이용하는 경우에는 도 8의 (b)를 참조하면, 이러한 편차가 상당부분 줄어든 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 8A, it can be seen that the spray angle measured with passage of time to the injector 2 is not stabilized and the dispersion (deviation) is severe. This is because the conventional measurement method is a measurement standard This is because it is computed by selecting different outermost points for each image. In the case of using the spray angle measurement method of the present invention, it can be seen that this deviation is significantly reduced with reference to FIG. 8 (b).

이와 같은 방법을 이용하여 분무도달거리(R)에 대한 정보로부터 분무각을 측정할 수 있게 된다. 이를 통해, 분사 초기뿐만 아니라 분무가 일정 수준 이상으로 발달한 후에도 종래보다 안정적이며 정확한 측정 결과를 얻을 수 있는 장점이 있게 된다.By using this method, the spray angle can be measured from the information on the spray reach distance R. [ As a result, it is possible to obtain stable and accurate measurement results even after the spray is developed not only at the initial stage but also at a certain level or more.

더불어, 실제 인젝터(2)의 분무 거동 정보를 통해 연료의 분사량이나 분사시기 등 엔진의 효율 향상에 대한 연구를 보다 용이하게 수행할 수 있다.In addition, it is possible to more easily study the efficiency improvement of the engine such as the fuel injection amount and injection timing through the spray behavior information of the actual injector 2.

이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the scope of the present invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It will also be appreciated that many modifications and variations will be apparent to those skilled in the art without departing from the scope of the present invention.

Claims (7)

분무 이미지를 처리하는 이미지 프로세싱 단계; 및
상기 이미지 프로세싱 단계를 거쳐 가공된 분무 이미지에서, 인젝터의 노즐 팁으로부터 가장 멀리 도달한 지점까지의 분무도달거리에 대한 정보로부터 분무각을 측정하는 단계를 포함하고,
상기 이미지 프로세싱 단계는, 상기 분무 이미지에서 상기 노즐 팁의 반사광 및 상기 분무와 무관한 부분을 제거하는 단계; 및 상기 분무 이미지를 흑백으로 변환하여 분무의 분포를 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인젝터의 분무각 측정방법.
An image processing step of processing the spray image; And
Measuring a spray angle from information about a spray reach distance from a nozzle tip of the injector to a point farthest from the spray image in the spray image processed through the image processing step,
Wherein the image processing step comprises: removing the reflected light of the nozzle tip and the non-spray-related portion in the spray image; And converting the spray image to black and white to store the distribution of the spray.
제1항에 있어서,
상기 이미지 프로세싱 단계 이전에,
상기 인젝터의 노즐 팁으로부터 분사된 분무로부터 상기 분무 이미지를 촬영하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인젝터의 분무각 측정방법.
The method according to claim 1,
Prior to the image processing step,
Further comprising the step of photographing the spray image from a spray sprayed from a nozzle tip of the injector.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 분무의 분포를 저장하는 단계는, 상기 분무가 취득된 부분은 화이트 픽셀로, 분무가 취득되지 못한 부분은 블랙 픽셀로 변환하여 저장하는 것을 특징으로 하는 인젝터의 분무각 측정방법.
The method according to claim 1,
Wherein the step of storing the distribution of the spray converts the portion where the spray is acquired into the white pixel and the portion where the spray is not acquired is converted into the black pixel and stores it.
제4항에 있어서,
상기 분무각을 측정하는 단계는,
상기 분무도달거리를 계산하는 단계;
상기 분무도달거리에서 미리 설정된 비율에 해당하는 카운팅 기준거리를 계산한 다음 상기 노즐 팁으로부터 상기 카운팅 기준거리를 반경으로 하는 가상의 원호를 형성하고 상기 원호 이내에 존재하는 화이트 픽셀의 수를 카운팅하는 단계;
상기 카운팅 된 화이트 픽셀의 개수로부터 부채꼴의 넓이를 계산하는 단계; 및
상기 부채꼴의 넓이와 상기 원호가 형성하는 가상의 원 넓이 사이의 관계로부터 분무각을 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인젝터의 분무각 측정방법.
5. The method of claim 4,
Wherein the step of measuring the spray angle comprises:
Calculating the spray reach distance;
Calculating a counting reference distance corresponding to a preset ratio in the spray reach distance, forming a virtual arc having a radius of the counting reference distance from the nozzle tip, and counting the number of white pixels existing within the arc;
Calculating an area of the sector from the counted number of white pixels; And
And calculating a spray angle from the relationship between the width of the sector and the imaginary circle width formed by the arc.
제5항에 있어서,
상기 분무도달거리는, 상기 노즐 팁으로부터 가장 멀리 위치하는 상기 화이트 픽셀까지의 길이인 것을 특징으로 하는 인젝터의 분무각 측정방법.
6. The method of claim 5,
Wherein the spray reaching distance is a length from the nozzle tip to the white pixel located farthest from the nozzle tip.
제5항에 있어서,
상기 분무각은,
상기 부채꼴의 넓이 / 상기 원호가 형성하는 가상의 원 넓이 * 360°의 관계식으로부터 계산되는 것을 특징으로 하는 인젝터의 분무각 측정방법.
6. The method of claim 5,
The spray angle
Is calculated from a relation of the width of the sector / the imaginary circle width * 360 formed by the arc.
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