(57)【要約】      （修正有）【課題】耐火物の精緻な温度異常判定を実現する耐火物異常判定システムを提供する。【解決手段】基準熱画像データから、現在の熱画像データを減算すると、ΔＴデータが得られる。ΔＴデータを構成する温度差分データの最頻値ΔＴｍを算出して、最頻値ΔＴｍを基にオフセット値Ｔｏを算出する。温度データ判定閾値からオフセット値Ｔｏを減算して、オフセット補正済温度データ判定閾値を算出する。現在の熱画像データとオフセット補正済温度データ判定閾値を比較することで、異常温度検出を行う。【選択図】図３
2018205235.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐火物の基準状態における温度を撮影した温度データよりなる基準熱画像データから、前記耐火物の現時点における温度を撮影した温度データよりなる現時点熱画像データの、対応する座標の温度データを減算することで、温度差分データの集合体であるΔＴデータを算出する、第一加算部と、
前記ΔＴデータの最頻値を算出する最頻値算出部と、
前記最頻値に基づいてオフセット値を算出するオフセット算出部と、
を具備する、耐火物異常判定システム。
【請求項２】
さらに、
予め設定した温度データ判定閾値から、前記オフセット値を減算することで、オフセット補正済温度データ判定閾値を出力する第二加算部と
前記現時点熱画像データと前記オフセット補正済温度データ判定閾値とを比較する第一比較部と
を具備する、請求項１に記載の耐火物異常判定システム。
【請求項３】
さらに、
前記現時点熱画像データを構成する前記温度データに、前記オフセット値を加算することで、オフセット補正済現時点熱画像データを出力する第三加算部と
前記オフセット補正済現時点熱画像データと予め設定した温度データ判定閾値とを比較する第二比較部と
を具備する、請求項１に記載の耐火物異常判定システム。
【請求項４】
さらに、
予め設定した温度差分データ判定閾値に、前記オフセット値を加算することで、オフセット補正済温度差分データ判定閾値を出力する第四加算部と
前記ΔＴデータと前記オフセット補正済温度差分データ判定閾値とを比較する第三比較部と
を具備する、請求項１に記載の耐火物異常判定システム。
【請求項５】
さらに、
前記ΔＴデータを構成する前記温度差分データから、前記オフセット値を減算することで、オフセット補正済ΔＴデータを出力する第五加算部と
前記オフセット補正済ΔＴデータと予め設定した温度差分データ判定閾値とを比較する第四比較部と
を具備する、請求項１に記載の耐火物異常判定システム。
【請求項６】
耐火物の初期状態における温度を撮影した温度データよりなる基準熱画像データから、前記耐火物の現時点における温度を撮影した温度データよりなる現時点熱画像データの、対応する座標の温度データを減算することで、温度差分データの集合体であるΔＴデータを算出する、第一加算ステップと、
前記ΔＴデータの最頻値を算出する最頻値算出ステップと、
前記最頻値に基づいてオフセット値を算出するオフセット算出ステップと、
を有する、耐火物異常判定方法。
【請求項７】
さらに、
予め設定した温度データ判定閾値から、前記オフセット値を減算することで、オフセット補正済温度データ判定閾値を出力する第二加算ステップと
前記現時点熱画像データと前記オフセット補正済温度データ判定閾値とを比較する第一比較ステップと
を有する、請求項６に記載の耐火物異常判定方法。
【請求項８】
さらに、
前記現時点熱画像データを構成する前記温度データに、前記オフセット値を加算することで、オフセット補正済現時点熱画像データを出力する第三加算ステップと
前記オフセット補正済現時点熱画像データと予め設定した温度データ判定閾値とを比較する第二比較ステップと
を有する、請求項６に記載の耐火物異常判定方法。
【請求項９】
さらに、
予め設定した温度差分データ判定閾値に、前記オフセット値を加算することで、オフセット補正済温度差分データ判定閾値を出力する第四加算ステップと
前記ΔＴデータと前記オフセット補正済温度差分データ判定閾値とを比較する第三比較ステップと
を有する、請求項６に記載の耐火物異常判定方法。
【請求項１０】
さらに、
前記ΔＴデータを構成する前記温度差分データに対し、前記オフセット値を減算することで、オフセット補正済ΔＴデータを出力する第五加算ステップと
前記オフセット補正済ΔＴデータと予め設定した温度差分データ判定閾値とを比較する第四比較ステップと
を有する、請求項６に記載の耐火物異常判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐火物異常判定システム及び耐火物異常判定方法に関する。
より詳細には、移動する耐火物の表面温度を赤外線カメラで撮影して、耐火物の温度異常状態の監視等を行うためのシステムと、その方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
製鉄所等の金属精錬施設にて使用される、溶融した鉄等の溶融金属を収容する収容容器は、外側を鉄製の鉄皮、内側を耐火煉瓦で構成されている。収容容器には、レールに吊り下げられる取鍋や、鉄道車両の形態を有する混銑車（トピードカー：Torpedo Car、略してＴＰＣとも呼ばれる）がある。また、金属精錬施設には収容容器以外にも猛烈な高温に晒される設備が多々ある。これ以降、これらの設備を指す上位概念として耐火物と総称する。また、これ以降、説明を簡単にするため、金属精錬施設の一例として製鉄所を、溶融金属の一例として溶融した鉄を例に説明する。
【０００３】
レールに吊り下げられた取鍋は、溶鉱炉から溶融した鉄を収容して、別の精錬工程へ運ぶ役割を担う。
取鍋の内側の耐火煉瓦は、繰り返しの使用に伴い、溶融した鉄によって少しずつ削られ、劣化する。すると、耐火煉瓦で構成される内鍋の厚みが徐々に薄くなる。
内鍋を構成する耐火煉瓦の劣化が進行すると、耐火煉瓦が部分的になくなり、溶融した鉄が鉄皮に触れ、鉄である鉄皮も溶融して穴が空いてしまう。
このような事故を防ぐため、出願人は、製鉄所等の金属精錬施設に取鍋の表面温度を監視するシステムを納入している。
遠隔地から取鍋の表面温度を赤外線カメラで撮影し、取鍋の表面温度を所定の閾値と比較する。そして、危険な箇所が見つかったら、取鍋の使用を中止して、耐火煉瓦の修復作業を行う。
【０００４】
特許文献１には、本願発明の従来技術に相当する、熱画像撮影システムの技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５２２６３３７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
耐火煉瓦の修復作業は、取鍋が常温にまで下がるのを待った上で、人手によって耐火煉瓦の交換を行う。このため、作業工程に係る時間が長く、手間が煩雑になる。製鉄所の事業者にとって、耐火煉瓦の修復作業はなるべくなら頻繁にやりたくはない作業であり、したがって修復作業が必要になるまでのギリギリのタイミングで、耐火煉瓦の修復作業を行うことになる。
出願人がこれまで製鉄所等に納入して稼働している取鍋監視システムは、安全を見越して取鍋の危険な温度状態を早期に検出する仕様になっている。しかし、製鉄所等の事業者から上述のような要望を受けて、より精緻に取鍋の表面温度の状態を監視する必要が生じている。つまり、単純に閾値をギリギリの温度にするのではなく、別の観点から、取鍋の安全性と可用性を両立させる、取鍋の監視システムを実現することが求められている。
取鍋の温度状態は測定時点より前の条件により変化する。例えば、測定前に高温物が充たされていた時間によって温度に差が生じる。条件の違いを考慮せずに判定を行うと、誤って警報を発する、あるいは、異常時に警報を発しないなどの望ましくない問題が発生する。
【０００７】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、耐火物の精緻な温度異常判定を実現する耐火物異常判定システム及び耐火物異常判定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の耐火物異常判定システムは、耐火物の基準状態における温度を撮影した温度データよりなる基準熱画像データから、耐火物の現時点における温度を撮影した現時点温度データよりなる熱画像データの、対応する座標の温度データを減算することで、温度差分データの集合体であるΔＴデータを算出する、第一加算部と、ΔＴデータの最頻値を算出する最頻値算出部と、最頻値に基づいてオフセット値を算出するオフセット算出部とを具備する。
本発明の耐火物異常判定システムは、さらに、予め設定した温度データ判定閾値から、オフセット値を減算することで、オフセット補正済温度データ判定閾値を出力する第二加算部と、現時点熱画像データと前記オフセット補正済温度データ判定閾値とを比較する第一比較部とを具備する。
あるいは、本発明の耐火物異常判定システムは、さらに、現時点熱画像データを構成する温度データに、オフセット値を加算することで、オフセット補正済現時点熱画像データを出力する第三加算部と、オフセット補正済現時点熱画像データと予め設定した温度データ判定閾値とを比較する第二比較部とを具備する。
あるいは、本発明の耐火物異常判定システムは、さらに、予め設定した温度差分データ判定閾値に、オフセット値を加算することで、オフセット補正済温度差分データ判定閾値を出力する第四加算部と、ΔＴデータと前記オフセット補正済温度差分データ判定閾値とを比較する第三比較部とを具備する。
あるいは、本発明の耐火物異常判定システムは、さらに、ΔＴデータを構成する温度差分データから、オフセット値を減算することで、オフセット補正済ΔＴデータを出力する第五加算部と、オフセット補正済ΔＴデータと予め設定した温度差分データ判定閾値とを比較する第四比較部とを具備する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の耐火物異常判定システム及び耐火物異常判定方法によれば、外部からの動的な条件設定が不要で、耐火物の使用状況に左右されない、耐火物の精緻な温度異常判定を実現することが可能となる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態の例である、耐火物異常判定システムの概略図である。
【図２】制御コンピュータのハードウェア構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第一の実施形態に係る制御コンピュータのソフトウェア機能を示すブロック図である。
【図４】最頻値算出部の内部処理を説明する、ΔＴデータを構成する温度差分データを所定の温度幅で分類した状態を示す棒グラフである。
【図５】第一加算部の演算処理を説明する模式図である。
【図６】本発明の第二の実施形態における制御コンピュータのソフトウェア機能を示すブロック図である。
【図７】第三加算部の演算処理を説明する模式図である。
【図８】本発明の第三の実施形態における制御コンピュータのソフトウェア機能を示すブロック図である。
【図９】本発明の第四の実施形態における制御コンピュータのソフトウェア機能を示すブロック図である。
【図１０】第五加算部の演算処理を説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［耐火物異常判定システム：全体構成］
図１は、本発明の実施形態の例である、耐火物異常判定システムの概略図である。
耐火物異常判定システム１０１は、熱画像撮影システムを利用して実現するシステムである。熱画像を撮影し、得られた温度データから温度異常状態の検出を行う。
製鉄業を営む甲製鉄所では、レール１０２にぶら下げられた取鍋１０３に、溶融した鉄を充填して運ぶ。
取鍋１０３の運搬経路上には、やや離れた位置に、取鍋１０３を撮影するための第一カメラ１０４、第二カメラ１０５、第三カメラ１０６及び第四カメラ１０７が設置されている。
第一カメラ１０４、第二カメラ１０５、第三カメラ１０６及び第四カメラ１０７は、赤外線カメラ（熱画像撮影装置）である。赤外線カメラにとって、取鍋１０３は被写体であり、赤外線を放射する耐火物である。
これら第一カメラ１０４、第二カメラ１０５、第三カメラ１０６及び第四カメラ１０７は、ＬＡＮ１０８によって遠隔地にある制御コンピュータ１０９に接続されている。
【００１２】
周知のように、鉄の融点は１５３５℃と、極めて高い。このため、取鍋１０３は断熱効果を有する耐火煉瓦を内側に配し、外側を鋼鉄で構成している。しかし、溶融した鉄の熱によって耐火煉瓦の内鍋は徐々に溶かされ、削れていく。すると、溶融した鉄は鋼鉄の外鍋に接触してしまう。こうなると、溶融した鉄と同じ材質の外鍋は短時間で溶かされて、最悪の場合、取鍋１０３から溶融した鉄が漏れ出てしまう。
【００１３】
耐火煉瓦の内鍋の削れ具合は、取鍋１０３の表面温度から推測することができる。
内鍋が溶融した鉄によって徐々に溶かされていくと、内鍋の肉厚は薄くなっていく。すると、溶融した鉄の熱が外鍋に伝達し易くなる。したがって、取鍋１０３の表面温度を監視すれば、取鍋１０３の異常状態の早期発見に寄与する。
【００１４】
ところで、レール１０２上を移動する取鍋１０３は、レール１０２上を往復移動する。溶融した鉄が満たされた取鍋１０３は、その状態で所定の場所まで運搬され、溶融した鉄が取鍋１０３から所定の容器に注ぎ込まれる。そして、再度溶融した鉄を取りに戻るべく、空になった取鍋１０３は逆方向に移動する。このため、取鍋１０３の表面温度の測定は、溶融した鉄を満たした状態での測定でなければならない。
図１では、左側から右側への進行方向（実線矢印で示す）が、溶融した鉄を満たした状態での移動方向に該当する。
【００１５】
制御コンピュータ１０９は、ＬＡＮ１０８上の第一カメラ１０４が取鍋１０３を捉えた後、第二カメラ１０５が取鍋１０３を捉えたことを検出すると、第一カメラ１０４、第二カメラ１０５、第三カメラ１０６及び第四カメラ１０７から、温度データの集合体である熱画像データのダウンロードを行う。この制御コンピュータ１０９は工業用途に調製されたコンピュータであり、実質的にはパソコンと殆ど変わらない。
【００１６】
［制御コンピュータ１０９：ハードウェア構成］
図２は、制御コンピュータ１０９のハードウェア構成を示すブロック図である。
制御コンピュータ１０９は、ＣＰＵ２０１、ＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３、不揮発性ストレージ２０４、表示部２０５、そして操作部２０６がバス２０７に接続されている。
制御コンピュータ１０９はバス２０７に接続されたＮＩＣ（Network Interface Card）２０８を通じて、ＬＡＮ１０８上の第一カメラ１０４、第二カメラ１０５、第三カメラ１０６及び第四カメラ１０７から、熱画像データのダウンロードを行う。
【００１７】
不揮発性ストレージ２０４には、パソコンを制御コンピュータ１０９として稼働させるためのＯＳと、アプリケーションプログラムと、後述する種々のデータファイルが格納されている。
【００１８】
［第一の実施形態：制御コンピュータ１０９：ソフトウェア機能］
これより、本発明の第一の実施形態に係る制御コンピュータ１０９のソフトウェア機能を説明する。なお、本発明は制御コンピュータ１０９のソフトウェア機能が主体であり、これより説明する複数の実施形態において、ハードウェア構成は共通である。本明細書ではソフトウェア機能のバリエーションとして第一、第二、第三、そして第四の実施形態を説明する。
図３は、本発明の第一の実施形態に係る制御コンピュータ１０９のソフトウェア機能を示すブロック図である。なお、図３では説明の都合上、第一カメラ１０４、第二カメラ１０５、第三カメラ１０６及び第四カメラ１０７を赤外線カメラ３０１と総称する。
赤外線カメラ３０１から出力される、被写体である取鍋１０３等の耐火物を撮影した熱画像データは、座標微調整処理部３０２によって周知のトリミング処理が施されたのち、一旦、第一フレームバッファ３０３に記憶される。このトリミング処理では、熱画像データから耐火物以外の背景部分が削除される。
【００１９】
一方、不揮発性ストレージ２０４には、耐火物をメンテナンスした直後や、あるいは耐火物をメンテナンスしてから慣らし運転等を経た時点で耐火物を撮影した、基準熱画像データ３０４がデータファイルとして記憶されている。第一加算部３０５は、基準熱画像データ３０４から、第一フレームバッファ３０３から読み出した現在の熱画像データを減算する。そして、第一加算部３０５は、基準熱画像データ３０４から現在の熱画像データを差し引いた、各々の温度データの差分データ（以下、「ΔＴデータ」という）を出力する。
ΔＴデータは、一旦、第二フレームバッファ３０６に記憶される。
【００２０】
第二フレームバッファ３０６に記憶されたΔＴデータは、最頻値算出部３０７に読み込まれる。
最頻値算出部３０７は、ΔＴデータを構成する温度差分データを所定の温度幅で分類する。そして、各々の温度幅に属する温度差分データの数を数えて、スカラ値でありΔＴデータの最頻値であるΔＴｍを算出する。
ここで、最頻値算出部３０７の動作について、補足説明を加える。
図４は、最頻値算出部３０７の内部処理を説明する、ΔＴデータを構成する温度差分データを所定の温度幅で分類した状態を示す棒グラフである。縦軸は温度差分データの要素数（ドット数）であり、横軸は温度である。
【００２１】
ΔＴデータを構成する温度差分データは、ΔＴデータの位置、すなわち耐火物の位置によってばらつきがある。また、耐火物は繰り返し使用に伴って劣化が進行し、耐火物をメンテナンスした直後から徐々に全体の温度が上昇する傾向にある。そこで、ΔＴデータを構成する温度差分データの最大値から最小値を減算し、予め定められた分割数で除算することで、温度幅を決定する。以下のような式になる。
最頻度温度幅Ｔｗ＝（温度差分データ最大値ＴＸ−温度差分データ最小値ＴＮ）／分割数ｎ
そして、この最頻度温度幅Ｔｗで温度差分データを分類する。図４は、最頻度温度幅Ｔｗで温度差分データを分類した一例である。この棒グラフの中で、最も要素数が多いグループの温度Ｖ４０１を、ΔＴデータの最頻値ΔＴｍとする。
【００２２】
図３に戻って、ブロック図の説明を続ける。
最頻値算出部３０７が出力した最頻値ΔＴｍは、オフセット算出部３０８に入力される。
オフセット算出部３０８は、オフセット算出係数３０９を読み込み、スカラ値であるオフセット値Ｔｏを算出する。
最頻値ΔＴｍは、ΔＴデータを構成する温度差分データのうち、最も多い要素を示している。したがって、例えば耐火物が取鍋１０３の場合、連続して使用することで取鍋１０３の全体の温度が基準状態より上昇すると、最頻値ΔＴｍは０から徐々に負の値へシフトする。すなわち、温度のオフセットが生じる。
【００２３】
最頻値ΔＴｍをそのままオフセット値として採用して、第二フレームバッファ３０６に記憶されているΔＴデータから減算しても、相応に補正されたΔＴデータを得ることができるであろう。しかし、最頻値ΔＴｍそのままでは、様々な誤差が含まれ、ΔＴデータの正確なオフセット値補正演算が実現できない。そこで、最頻値ΔＴｍを基に、オフセット値の演算を実行する。オフセット算出部３０８は、最頻値ΔＴｍからオフセット値Ｔｏを算出するための近似式を演算処理する。その際、不揮発性ストレージ２０４に記憶されているオフセット算出係数３０９から、各項の係数を参照する。例えば以下のような近似式である。
オフセット値Ｔｏ≒ａΔＴｍ３＋ｂΔＴｍ２＋ｃΔＴｍ＋ｄ
【００２４】
上記の式において、係数ａ、ｂ、ｃ及びｄは、例えば以下の要因に基づいて決定する。
＜１＞環境温度（昼夜、天候、季節）
環境温度は、耐火物から赤外線カメラに到達する赤外エネルギーの伝搬量に変化をもたらす。
＜２＞耐火物の使用回数（溶融金属のチャージ回数）
耐火物の使用回数は、耐火物内部の内鍋に貯蔵された溶融金属から発せられる高温の熱エネルギーが、耐火物外殻の鉄皮に伝搬する伝熱速度に影響する。
【００２５】
本発明の第一の実施形態に係る制御コンピュータ１０９では、熱画像データを構成する温度データとオフセット補正済温度データ判定閾値とを比較することで異常判定を行う。
第二加算部３１１は、不揮発ストレージ２０４に記憶されている温度データ判定閾値３１０から、オフセット値Ｔｏを減算し、オフセット補正済温度データ判定閾値Ｔｔｏを出力する。
第一比較部３１２は、第一フレームバッファ３０３に格納されている熱画像データＴ５０２を構成する温度データとオフセット補正済温度データ判定閾値Ｔｔｏを比較する。オフセット補正済温度データ判定閾値Ｔｔｏを超える温度データが異常な温度データであり、異常な温度データが存在する座標が異常個所を表す。
【００２６】
耐火物である取鍋１０３や混銑車は、使用の初期段階では冷えた状態である。冷えた状態の耐火物に溶融金属を投入すると、耐火物の温度は上昇する。耐火物は溶融金属を充填する第一の地点から溶融金属を供給する第二の地点へ運ぶので、その間、耐火物の温度は上昇し続ける。第二の地点で溶融金属を吐出した耐火物は第一の地点に戻る際の運搬の過程で冷却されるが、溶融金属を供給される前の状態までは温度が冷却しきれないまま、第一の地点で再び溶融金属が充填される。すなわち、耐火物は繰り返し使用に伴い、温度が上昇する。
【００２７】
発明者が本発明を想到する以前の耐火物異常判定システムは、第一フレームバッファ３０３に記憶された熱画像データＴ５０２を構成する温度データを、静的な温度データ判定閾値３１０と比較することで異常判定を行っていた。
しかし、前述のように耐火物は使用状況によって全体の温度が変動する。これは、温度のオフセット値として現れ、熱画像データに重畳される。オフセット算出部３０８は、このオフセット値を算出する。
温度データ判定閾値３１０にオフセット補正を施すことで、動的に調整されたオフセット補正済温度データ判定閾値Ｔｔｏを得ることができ、耐火物の全体温度変動を相殺した異常判定を行うことが可能となる。
【００２８】
オフセット算出部３０８におけるオフセット値の算出根拠には、最頻値算出部３０７における最頻値を用いている。この値は、異常箇所の温度差分データを排除する意義がある。このため、最頻値の算出に代えて平均値を用いることは、異常箇所の温度差分データが含まれてしまうので好ましくない。
【００２９】
図５は、第一加算部３０５の演算処理を説明する模式図である。なお、模式図中に描かれる楕円形のイメージは混銑車を示す。
予め不揮発性ストレージ２０４に記憶されている基準熱画像データＴ５０１から、第一フレームバッファ３０３に記憶されている現在の熱画像データＴ５０２を減算すると、ΔＴデータＤ５０３が得られる。この演算は、熱画像データを構成する個々の温度データについて、対応する座標の温度データ同士を減算することで、温度差分データの集合体であるΔＴデータＤ５０３を算出する。
【００３０】
図３にて説明した制御コンピュータ１０９の機能は、データの処理手順をも表している。すなわち、制御コンピュータ１０９は、
耐火物の初期状態における温度を撮影した温度データよりなる基準熱画像データから、前記耐火物の現時点における温度を撮影した温度データよりなる現時点熱画像データの、対応する座標の温度データを減算することで、温度差分データの集合体であるΔＴデータを算出する、第一加算ステップ（第一加算部３０５）と、
前記ΔＴデータの最頻値を算出する最頻値算出ステップ（最頻値算出部３０７）と、
前記最頻値に基づいてオフセット値を算出するオフセット算出ステップ（オフセット算出部３０８）と、
を有し、さらに、
予め設定した温度データ判定閾値から、前記オフセット値を減算することで、オフセット補正済温度データ判定閾値を出力する第二加算ステップ（第二加算部３１１）と
前記現時点熱画像データと前記オフセット補正済温度データ判定閾値とを比較する第一比較ステップ（第一比較部３１２）と
を有する、耐火物異常判定方法を実現する。
【００３１】
［第二の実施形態：制御コンピュータ１０９：ソフトウェア機能］
第一の実施形態とは異なる実施形態として、オフセット補正済熱画像データを構成するオフセット補正済温度データと温度データ判定閾値とを比較する形態をとることもできる。
図６は、本発明の第二の実施形態における制御コンピュータ１０９のソフトウェア機能を示すブロック図である。なお、図６を含め、これ以降の実施形態の説明において、同一の機能ブロックには同一の符号を付している。
赤外線カメラ３０１から出力される熱画像データから、オフセット値Ｔｏを算出するまでは図３に示す第一の実施形態と同一である。
【００３２】
第三加算部６０１は、第一フレームバッファ３０３に格納されている熱画像データＴ５０２を構成する温度データに、オフセット値Ｔｏを加算して、オフセット補正済温度データを出力する。オフセット補正済温度データはオフセット補正済熱画像データＴ７０１（図７参照）を構成する。
第二比較部６０２は、オフセット補正済熱画像データＴ７０１を構成するオフセット補正済温度データと、不揮発ストレージ２０４に記憶されている温度データ判定閾値３１０を比較する。温度データ判定閾値３１０を超える温度データが異常な温度データであり、異常な温度データが存在する座標が異常個所を表す。
温度データにオフセット補正を施すことで、動的に調整されたオフセット補正済温度データを得ることができ、耐火物の全体温度変動を相殺した異常判定を行うことが可能となる。
【００３３】
図７は、第三加算部６０１の演算処理を説明する模式図である。
第一フレームバッファ３０３に記憶されている熱画像データＴ５０２を構成する各々の温度データに、単一のスカラ値であるオフセット値Ｔｏを加算すると、オフセット補正済温度データから構成されるオフセット補正済熱画像データＴ７０１が得られる。
【００３４】
図６にて説明した制御コンピュータ１０９の機能は、データの処理手順をも表している。すなわち、制御コンピュータ１０９は、
耐火物の基準状態における温度を撮影した温度データよりなる基準熱画像データから、耐火物の現時点における温度を撮影した温度データよりなる現時点熱画像データの、対応する座標の温度データを減算することで、温度差分データの集合体であるΔＴデータを算出する、第一加算ステップ（第一加算部３０５）と、
ΔＴデータの最頻値を算出する最頻値算出ステップ（最頻値算出部３０７）と、
最頻値に基づいてオフセット値を算出するオフセット算出ステップ（オフセット算出部３０８）と、
を有し、さらに、
前記現時点熱画像データを構成する前記温度データに、前記オフセット値を加算することで、オフセット補正済現時点熱画像データを出力する第三加算ステップ（第三加算部６０１）と
前記オフセット補正済現時点熱画像データと予め設定した温度データ判定閾値とを比較する第二比較ステップ（第二比較部６０２）と
を有する、耐火物異常判定方法を実現する。
【００３５】
本発明の第二の実施形態に係る制御コンピュータ１０９では、オフセット補正済熱画像データを構成する補正済温度データと温度データ判定閾値とを比較することで異常判定を行う。
第三加算部６０１は、第一フレームバッファ３０３に記憶されている熱画像データＴ５０２に、オフセット値Ｔｏを加算し、オフセット補正済熱画像データＴ７０１を出力する。
第二比較部６０２は、オフセット補正済熱画像データＴ７０１を構成するオフセット補正済温度データと温度データ判定閾値３１０を比較する。温度データ判定閾値３１０を超える温度データが異常な温度データであり、異常な温度データが存在する座標が異常個所を表す。
【００３６】
［第三の実施形態：制御コンピュータ１０９：ソフトウェア機能］
また、第一及び第二の実施形態とは異なる実施形態として、ΔＴデータを構成する温度差分データとオフセット補正済温度差分データ判定閾値とを比較する形態をとることもできる。
図８は、本発明の第三の実施形態における制御コンピュータ１０９のソフトウェア機能を示すブロック図である。
赤外線カメラ３０１から出力される熱画像データから、オフセット値Ｔｏを算出するまでは図３に示す第一の実施形態と同一である。
【００３７】
第四加算部８０１は、不揮発ストレージ２０４に記憶されている温度差分データ判定閾値８０２に、オフセット値Ｔｏを加算して、オフセット補正済温度差分データ判定閾値Ｔｄｏを出力する。
第三比較部８０３は、第二フレームバッファに格納されているΔＴデータＤ５０３を構成する温度差分データと、オフセット補正済温度差分データ判定閾値Ｔｄｏを比較する。オフセット補正済温度差分データ判定閾値Ｔｄｏを超える温度差分データが異常な温度差分データであり、異常な温度差分データが存在する座標が異常個所を表す。
温度差分データ判定閾値８０２にオフセット補正を施すことで、動的に調整されたオフセット補正済温度差分データ判定閾値Ｔｄｏを得ることができ、耐火物の全体温度変動を相殺した異常判定を行うことが可能となる。
【００３８】
図８にて説明した制御コンピュータ１０９の機能は、データの処理手順をも表している。すなわち、制御コンピュータ１０９は、
耐火物の基準状態における温度を撮影した温度データよりなる基準熱画像データから、耐火物の現時点における温度を撮影した温度データよりなる現時点熱画像データの、対応する座標の温度データを減算することで、温度差分データの集合体であるΔＴデータを算出する、第一加算ステップ（第一加算部３０５）と、
ΔＴデータの最頻値を算出する最頻値算出ステップ（最頻値算出部３０７）と、
最頻値に基づいてオフセット値を算出するオフセット算出ステップ（オフセット算出部３０８）と、
を有し、さらに、
予め設定した温度差分データ判定閾値に、前記オフセット値を加算することで、オフセット補正済温度差分データ判定閾値を出力する第四加算ステップ（第四加算部８０１）と
前記ΔＴデータと前記オフセット補正済温度差分データ判定閾値とを比較する第三比較ステップ（第三比較部８０３）と
を有する、耐火物異常判定方法を実現する。
【００３９】
本発明の第三の実施形態に係る制御コンピュータ１０９では、ΔＴデータを構成する温度差分データとオフセット補正済温度差分データ判定閾値とを比較することで異常判定を行う。
第四加算部８０１は、温度差分データ判定閾値８０２から、オフセット値Ｔｏを減算し、オフセット補正済温度差分データ判定閾値Ｔｄｏを出力する。
第三比較部８０３は、ΔＴデータを構成する温度差分データとオフセット補正済温度差分データ判定閾値Ｔｄｏを比較する。オフセット補正済温度差分データ判定閾値Ｔｄｏを超える温度差分データが異常な温度差分データであり、異常な温度差分データが存在する座標が異常個所を表す。
【００４０】
［第四の実施形態：制御コンピュータ１０９：ソフトウェア機能］
さらに、第一、第二及び第三の実施形態とは異なる実施形態として、オフセット補正済ΔＴデータを構成するオフセット補正済温度差分データと温度差分データ判定閾値とを比較する形態をとることもできる。
図９は、本発明の第四の実施形態における制御コンピュータ１０９のソフトウェア機能を示すブロック図である。
赤外線カメラ３０１から出力される熱画像データから、オフセット値Ｔｏを算出するまでは図３と同一である。
【００４１】
第五加算部９０１は、第二フレームバッファ３０６に格納されているΔＴデータＤ５０３を構成する温度差分データから、オフセット値Ｔｏを減算して、オフセット補正済温度差分データを出力する。オフセット補正済温度差分データはオフセット補正済ΔＴデータＤ１００１を構成する。
第四比較部９０２は、オフセット補正済ΔＴデータＤ１００１（図１０参照）を構成するオフセット補正済温度差分データと、不揮発ストレージ２０４に記憶されている温度差分データ判定閾値Ｔｄを比較する。温度差分データ判定閾値８０２を超える温度差分データが異常な温度差分データであり、異常な温度差分データが存在する座標が異常個所を表す。
【００４２】
図１０は、第五加算部９０１の演算処理を説明する模式図である。
第二フレームバッファ３０６に記憶されているΔデータＤ５０３を構成する各々の温度データから、単一のスカラ値であるオフセット値Ｔｏを減算すると、オフセット補正済温度差分データから構成されるオフセット補正済ΔＴデータＤ１００１が得られる。
【００４３】
図９にて説明した制御コンピュータ１０９の機能は、データの処理手順をも表している。すなわち、制御コンピュータ１０９は、
耐火物の初期状態における温度を撮影した温度データよりなる基準熱画像データから、前記耐火物の現時点における温度を撮影した温度データよりなる現時点熱画像データの、対応する座標の温度データを減算することで、温度差分データの集合体であるΔＴデータを算出する、第一加算ステップ（第一加算部３０５）と、
前記ΔＴデータの最頻値を算出する最頻値算出ステップ（最頻値算出部３０７）と、
前記最頻値に基づいてオフセット値を算出するオフセット算出ステップ（オフセット算出部３０８）と、
を有し、さらに、
前記ΔＴデータを構成する前記温度差分データに対し、前記オフセット値を減算することで、オフセット補正済ΔＴデータを出力する第五加算ステップ（第五加算部９０１）と
前記オフセット補正済ΔＴデータと予め設定した温度差分データ判定閾値とを比較する第四比較ステップ（第四比較部９０２）と
を有する、耐火物異常判定方法を実現する。
【００４４】
本発明の第四の実施形態に係る制御コンピュータ１０９では、オフセット補正済ΔＴデータを構成するオフセット補正済温度差分データと温度差分データ判定閾値とを比較することで異常判定を行う。
第五加算部９０１は、ΔＴデータからオフセット値Ｔｏを減算し、オフセット補正済ΔＴデータを出力する。
第四比較部９０２は、オフセット補正済ΔＴデータを構成するオフセット補正済温度差分データと温度差分データ判定閾値８０２を比較する。温度差分データ判定閾値８０２を超えるオフセット補正済温度差分データが異常なオフセット補正済温度差分データであり、異常なオフセット補正済温度差分データが存在する座標が異常個所を表す。
【００４５】
本発明の実施形態においては、耐火物異常判定システム１０１を開示した。
基準熱画像データから、現在の熱画像データを減算すると、ΔＴデータが得られる。ΔＴデータを構成する温度差分データの最頻値ΔＴｍを算出して、最頻値ΔＴｍを基にオフセット値Ｔｏを算出する。
オフセット値Ｔｏを用いた補正を行うことで、耐火物の使用状況によって発生する、耐火物全体の温度の変動を考慮した異常温度判定が可能になる。すなわち、外部からの動的な条件設定が不要で、耐火物の使用状況に左右されない、耐火物の劣化判定が可能になる。
【００４６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、他の変形例、応用例を含む。
【符号の説明】
【００４７】
１０１…耐火物異常判定システム、１０２…レール、１０３…取鍋、１０４…第一カメラ、１０５…第二カメラ、１０６…第三カメラ、１０７…第四カメラ、１０８…ＬＡＮ、１０９…制御コンピュータ、２０１…ＣＰＵ、２０２…ＲＯＭ、２０３…ＲＡＭ、２０４…不揮発性ストレージ、２０５…表示部、２０６…操作部、２０７…バス、２０８…ＮＩＣ、３０１…赤外線カメラ、３０２…座標微調整処理部、３０３…第一フレームバッファ、３０４…基準熱画像データ、３０５…第一加算部、３０６…第二フレームバッファ、３０７…最頻値算出部、３０８…オフセット算出部、３０９…オフセット算出係数、３１０…温度データ判定閾値、３１１…第二加算部、３１２…第一比較部、６０１…第三加算部、６０２…第二比較部、８０１…第四加算部、８０２…温度差分データ判定閾値、８０３…第三比較部、９０１…第五加算部、９０２…第四比較部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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