(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭化水素燃料を含浸させた灯心が差し込まれた灯心管を有し、当該灯心の所定長さ部分が当該灯心管の上端から突出しており、当該炭化水素燃料を燃焼させるキャンドルと、
前記キャンドルを垂直方向に昇降させる昇降装置と、
前記昇降装置により昇降する前記キャンドルの前記灯心管を垂直方向に案内する中空の灯心管ガイドを有し、当該キャンドルが内部に配置されるランプ本体と、
前記灯心に点火する点火手段と、
前記ランプ本体において観測側の正面部に開口され、前記灯心管ガイドの上端から露出する前記灯心の長さに応じて外形が変化する前記炭化水素燃料の炎を目視するための観測用窓と、
前記ランプ本体内において、前記観測用窓から視て前記炭化水素燃料の炎の背後に位置して設けられた目視測定用の目盛板と、
前記ランプ本体において前記観測用窓及び前記目盛板から外れた側面部に開口された撮影用窓と、
前記撮影用窓を通して前記灯心の長さに応じて外形が変化する前記炭化水素燃料の炎を、連続的に撮影し、かつ得られるカラー画像を出力するカメラと、
前記カラー画像を解析して、被測定試料としての炭化水素燃料の煙点を決定する画像解析装置と、
前記画像解析装置から出力される炎の画像、及び、煙点に関するデータを表示する表示装置と、を備え、
前記表示装置は、前記観測側の前記観測用窓が開口する面とほぼ同一の面において、前記観測用窓を避けた位置に設けられることを特徴とする煙点測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、煙点測定装置に関し、特に炭化水素燃料の煙点を測定する煙点測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
灯油、航空タービン燃料油などの炭化水素燃料の燃焼性を示す指標の１つである煙点は、ＪＩＳ  Ｋ  ２５３７に規定された試験器を用いて炭化水素燃料を燃焼させたときに、煙を生じない炎の最大高さをミリメートル（ｍｍ）単位で表したものである。
【０００３】
ＪＩＳ  Ｋ  ２５３７に規定された煙点の測定手順の概要は以下のとおりである。
（１）被測定試料としての炭化水素燃料を含浸させた灯心を、キャンドルの灯心管に差し込む。
（２）キャンドル内に被測定試料を２０ミリリットル（ｍｌ）貯留する。
（３）キャンドルに灯心管をねじ込む。
（４）灯心の燃焼端を灯心管の上端から６ｍｍの位置で切りそろえる。
（５）キャンドルをランプ内に下側から挿入し、キャンドルから突出している灯心の燃焼端に点火する。
（６）ランプ本体に対して上下方向にキャンドルを移動させることにより、炎の高さが１０ｍｍになるように、ランプの灯心管ガイドの上端から灯心が露出する長さを調節して、５分間被測定試料を燃やす。
（７）炎の先端から煙が出るまでキャンドルを上げた後、炎の状態の変化を目視で観測しながらゆっくりとキャンドルを下げる。
（８）炎が規定の形状になったときの炎の高さを目視で読み取り、測定煙点として記録する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の方法では、測定者によって認識される炎の形状と煙点は主観による部分が大きく、異なる測定者間で異なる結果が得られるなど、測定精度の面で問題があった。
【０００５】
本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであって、目視測定と画像解析による自動測定の両方を実行することが可能であり、炭化水素燃料の煙点を精度良く計測することができる煙点測定装置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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係る煙点測定装置は、炭化水素燃料を含浸させた灯心が差し込まれた灯心管を有し、当該灯心の所定長さ部分が当該灯心管の上端から突出しており、当該炭化水素燃料を燃焼させるキャンドルと、前記キャンドルを垂直方向に昇降させる昇降装置と、前記昇降装置により昇降する前記キャンドルの前記灯心管を垂直方向に案内する中空の灯心管ガイドを有し、当該キャンドルが内部に配置されるランプ本体と、前記灯心に点火する点火手段と、前記ランプ本体において観測側の正面部に開口され、前記灯心管ガイドの上端から露出する前記灯心の長さに応じて外形が変化する前記炭化水素燃料の炎を目視するための観測用窓と、前記ランプ本体内において、前記観測用窓から視て前記炭化水素燃料の炎の背後に位置して設けられた目視測定用の目盛板と、前記ランプ本体において前記観測用窓及び前記目盛板から外れた側面部に開口された撮影用窓と、前記撮影用窓を通して前記灯心の長さに応じて外形が変化する前記炭化水素燃料の炎を、連続的に撮影し、かつ得られるカラー画像を出力するカメラと、前記カラー画像を解析して、被測定試料としての炭化水素燃料の煙点を決定する画像解析装置と、前記画像解析装置から出力される炎の画像、及び、煙点に関するデータを表示する表示装置と、を備え、前記表示装置は、前記観測側の前記観測用窓が開口する面とほぼ同一の面において、前記観測用窓を避けた位置に設けられる構成である。
【０００７】
この構成により、本発明に係る煙点測定装置は、目視測定と画像解析による自動測定の両方を実行することが可能であり、炭化水素燃料の煙点を精度良く計測することができる。また、この構成により、本発明に係る煙点測定装置は、測定者が大きく移動することなく、目視測定と自動測定の両方を実行することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、目視測定と画像解析による自動測定の両方を実行することが可能であり、炭化水素燃料の煙点を精度良く計測することができる煙点測定装置を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態としての煙点測定装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態としての煙点測定装置が備えるランプの構成を示す断面図である。
【図３】本発明の実施形態としての煙点測定装置の構成を示す平面ブロック図である。
【図４】本発明の実施形態としての煙点測定装置が備えるカメラにより生成される撮影画像のサイズと炎の高さとの関係を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係る煙点測定装置の実施形態について、図面を用いて説明する。
【００１３】
図１に示すように、煙点測定装置１は、キャンドル１１が内部に配置されるランプ本体１２、昇降装置１３、カメラ１４、表示装置１５、操作装置１６、及び画像解析装置として機能する制御装置１７を主に備える。キャンドル１１及びランプ本体１２は、ＪＩＳ  Ｋ  ２５３７に規定された形状及び寸法を有している。
【００１４】
キャンドル１１は、図２に示すように、炭化水素燃料を含浸させた灯心１１ａが差し込まれた灯心管１１ｂを有し、灯心１１ａの所定長さ部分が灯心管１１ｂの上端から突出しており、炭化水素燃料を燃焼させるようになっている。
【００１５】
ランプ本体１２は、図２，３に示すように、観測用窓１２ａ、煙筒１２ｂ、目盛板１２ｃ、通気室１２ｄ、通気口１２ｅ、キャンドル保持器１２ｆ、撮影用窓１２ｇ、灯心管ガイド１８、及びヒータ１９を備える。
【００１６】
目盛板１２ｃは、灯心管ガイド１８の上端位置を零点としており、目視による測定で用いられる。目盛板１２ｃは、ランプ本体１２内において、観測用窓１２ａから視て炭化水素燃料の炎の背後に位置して設けられる。ヒータ１９は、灯心に点火する点火手段として機能する。
【００１７】
観測用窓１２ａは、灯心管ガイド１８の上端から露出する灯心１１ａの長さに応じて外形が変化する炭化水素燃料の炎を目視するための窓であり、ランプ本体１２において測定者が位置する観測側の正面部に開口されている。
【００１８】
撮影用窓１２ｇは、炭化水素燃料の炎から放射される光をカメラ１４が受光するための窓であり、ランプ本体１２において観測用窓１２ａ及び目盛板１２ｃから外れた側面部に開口されている。
【００１９】
昇降装置１３は、キャンドル１１を垂直方向に昇降させるものである。昇降装置１３は、後述する制御装置１７により駆動される制御モータ１３ａと、上部及び下部を回転可能に支持され、制御モータ１３ａにより回転されるねじ軸１３ｂと、ねじ軸１３ｂに螺合するナットランナ１３ｃと、ナットランナ１３ｃを固定している昇降テーブル１３ｄと、を有する。さらに、昇降装置１３は、昇降テーブル１３ｄをねじ軸１３ｂと共に垂直方向に案内するガイドポスト１３ｅと、昇降テーブル１３ｄから一体に張り出して設けられ、張出端においてキャンドル１１を載置し、かつ保持するブラケット１３ｆと、を有する。
【００２０】
具体的には、昇降装置１３は、被測定試料としての炭化水素燃料の煙点の測定前にキャンドル１１をキャンドル保持器１２ｆの下方から上昇させて、キャンドル１１の灯心１１ａをランプ本体１２の内部に配置させる。
【００２１】
また、昇降装置１３は、煙点の測定時には、炎の状態に応じてキャンドル１１をランプ本体１２内で昇降させる。キャンドル１１の灯心１１ａの上昇に従って、炎の高さ（以下、「炎高」ともいう）は上昇する。また、昇降装置１３は、煙点の測定後には、キャンドル１１をランプ本体１２内から下降させて、キャンドル保持器１２ｆからキャンドル１１を抜き出す。
【００２２】
灯心管ガイド１８は、中空であり、昇降装置１３により昇降するキャンドル１１の灯心管１１ｂを垂直方向に案内するようになっている。
【００２３】
カメラ１４は、灯心管ガイド１８の上端から露出する灯心１１ａの長さに応じて外形が変化する炭化水素燃料の炎を、撮影用窓１２ｇを通して連続的に撮影し、かつ得られる撮影画像を出力するようになっている。撮影画像は、白黒画像であってもカラー画像であってもよい。カメラ１４としては、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）などを用いたイメージセンサを備えており、撮影画像をディジタルデータとして出力することが可能なディジタルカメラ又はディジタルビデオカメラを用いるのが好ましい。
【００２４】
カメラ１４から出力されるディジタルデータは、カメラ１４の撮像素子上における各画素の階調情報を含んでいる。この階調情報には、白黒画像の階調値、又は、カラー画像の例えばＲＧＢの階調値が含まれる。ただし、カラー画像の階調情報は、ＲＧＢ階調値に限定されるものではなく、その他の色情報を表現するデータ形式（ＹＵＶ，ＹＣｒＣｂなど）であってもよい。
【００２５】
図４は、カメラ１４により生成される撮影画像のサイズと炎高との関係を説明するための図である。煙点測定装置１の組み立て・調整の際に、例えば以下の（１）〜（４）の手順でカメラ１４の位置調整を行う。
【００２６】
（１）図４（ａ）に示すように、キャンドル１１がランプ本体１２内に配置されていない状態で、調整用のスケール５０を設置する。このとき、スケール５０の０ｍｍを示す線を灯心管ガイド１８の上端位置に一致させる。
（２）撮影画像におけるスケール５０の０ｍｍの線を、垂直方向の０ピクセルの位置（基準位置）としたときに、撮影画像における垂直方向の５００ピクセルが、例えば炎の高さの５０．０ｍｍに相当するように（５００ピクセル＝５０．０ｍｍ）、図４（ｂ）に示すような撮影画像を表示装置１５で確認しながらカメラ１４の位置を調整する。
（３）５００ピクセル＝５０．０ｍｍの場合、１ピクセルは０．１ｍｍに相当する。よって、撮影画像における炎の高さのピクセル数が１２３ピクセルの場合、制御装置１７は炎の高さを１２．３ｍｍと計算することになる。
（４）カメラ１４の位置調整が終了したら、スケール５０を取り除く。
【００２７】
制御装置１７は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤなどを含むマイクロコンピュータで構成され、煙点測定装置１を構成する上記各部の動作を制御する。さらに、制御装置１７は、所定のプログラムを実行することにより、カメラ１４により撮影された撮影画像を解析して、被測定試料としての炭化水素燃料の煙点を決定するようになっている。
【００２８】
表示装置１５は、観測側でかつ観測用窓１２ａを避けた位置に設けられる。表示装置１５は、例えばＬＣＤやＣＲＴなどの表示機器で構成され、制御装置１７からの制御信号に応じて各種表示内容を表示するようになっている。この表示内容には、画像解析装置としての制御装置１７から出力される炎の画像、及び、煙点に関するデータなどが含まれる。さらに、表示装置１５は、測定条件などを設定するためのソフトキー、プルダウンメニュー、テキストボックスなどの操作対象を表示するものであってもよい。
【００２９】
また、表示装置１５は、制御装置１７による自動測定と、目盛板１２ｃを用いた目視測定のどちらを行うかを選択するためのメニュー画面を表示するようになっている。さらに、表示装置１５は、操作装置１６により目視測定が選択された場合には、昇降装置１３によるキャンドル１１の昇降量を操作装置１６により手動で制御するためのコントローラを表示するものであってもよい。
【００３０】
操作装置１６は、キーボード、タッチパネル、又はマウスのような入力デバイスを含んで構成される。あるいは、操作装置１６は、ソフトキー、プルダウンメニュー、テキストボックスなどの操作対象が表示装置１５に表示される構成であってもよい。
【００３１】
以上説明したように、本実施形態の煙点測定装置１は、必要に応じてＪＩＳ  Ｋ  ２５３７に規定された目視測定と画像解析による自動測定の両方を実行することが可能であり、炭化水素燃料の煙点を精度良く計測することができる。
【００３２】
また、本実施形態の煙点測定装置１は、表示装置１５と観測用窓１２ａとが共に観測側に配置されることにより、測定者が大きく移動することなく、目視測定と自動測定の両方を実行することができる。
【符号の説明】
【００３３】
１  煙点測定装置
１１  キャンドル
１１ａ  灯心
１１ｂ  灯心管
１２  ランプ本体
１２ａ  観測用窓
１２ｃ  目盛板
１２ｇ  撮影用窓
１３  昇降装置
１４  カメラ
１５  表示装置
１６  操作装置
１７  制御装置（画像解析装置）
１８  灯心管ガイド
１９  ヒータ（点火手段）
【図１】
0006626316.tif 000002
【図２】
0006626316.tif 000003
【図３】
0006626316.tif 000004
【図４】
0006626316.tif 000005