(57)【要約】【課題】炉内が高温であり炉壁が輻射光で発光している炉壁を、観察窓を通して炉外から連続観察が可能であり、かつコントラストのある炉壁画像を取得して炉壁の凹凸や亀裂を判別することができる高温炉壁撮像装置を提供する。【解決手段】炉内が高温であり炉壁１が輻射光で発光している炉壁を遠隔から撮像するために観察窓２の外側に設置される高温炉壁撮像装置１０。輻射光３より強くかつ必要最小限の視野角と同等の広がり角を持つパルスレーザ光４を炉壁の観察部分（十分小さい一部）に向けて照射するパルスレーザ装置１２と、パルスレーザ光４の照射部分を遠隔から必要最小限の視野角で撮影する撮影装置１４と、撮影装置と炉壁の間に位置しパルスレーザ光４の照射時間に同期して開く高速シャッター１６とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炉内が高温であり炉壁が輻射光で発光している炉壁を遠隔から撮像するために観察窓の外側に設置される高温炉壁撮像装置であって、
輻射光より強くかつ必要最小限の視野角と同等の広がり角を持つパルスレーザ光を炉壁の観察部分に向けて照射するパルスレーザ装置と、
前記パルスレーザ光の照射部分を遠隔から必要最小限の視野角で撮影する撮影装置と、
前記撮影装置と炉壁の間に位置し前記パルスレーザ光の照射時間に同期して開く高速シャッターとを備える、ことを特徴とする高温炉壁撮像装置。
【請求項２】
前記パルスレーザ装置と撮影装置の光軸は互いに平行、或いは炉壁位置近傍において交差する、ことを特徴とする請求項１に記載の高温炉壁撮像装置。
【請求項３】
前記観察窓の外側に設置され、前記パルスレーザ光のみが通過可能な大きさの照射孔と、前記照射部分のみを撮影可能な大きさの撮影孔とを有する熱遮蔽板と、
前記撮影孔と撮影装置の間を遮断しパルスレーザ光の波長のみを通す光学フィルタとを備える、ことを特徴とする請求項１に記載の高温炉壁撮像装置。
【請求項４】
前記照射孔と撮影孔を前記パルスレーザ光の照射時間に同期して開く耐熱シャッターをさらに備える、ことを特徴とする請求項２に記載の高温炉壁撮像装置。
【請求項５】
前記パルスレーザ装置によるパルスレーザ光の照射部分と撮影装置による撮影位置を炉壁の観察部分に沿って移動する撮像走査装置を備える、ことを特徴とする請求項１に記載の高温炉壁撮像装置。
【請求項６】
前記撮影装置による複数の撮影画像を記憶する記憶装置と、
複数の撮影画像を炉壁の観察部分に沿って貼り合わせる画像処理装置とを備える、ことを特徴とする請求項１又は５に記載の高温炉壁撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炉内が高温であり炉壁が輻射光で発光している炉壁を撮像する高温炉壁撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
製鉄用高炉に高温の熱風を供給する熱風炉は、地上より約５０ｍの高さと１０ｍ以上の内径を有しており、内壁温度は、運転時約１６００℃、休風時約１４００℃に達する。
【０００３】
このような熱風炉は、長期間（例えば約２０年）連続的に使用され、かつ大型設備のため建設期間も長期間（例えば約３年）かかる。そのため、１基でも使用不可能となれば長期間の高炉減産操業を引き起こすおそれがある。このため、従来から長期使用の熱風炉については、炉内診断の一貫として、休風時に炉内耐火物の損傷状況観察が行われてきた。
しかし熱風炉の炉内観察は、高炉の休風時という限られた時間内に行われるため、炉内温度は高く、かつ高温炉内での撮影となるため環境は苛酷であった。
【０００４】
このような過酷な環境下において熱風炉のような高温炉壁を観察する手段として、特許文献１、２が既に提案されている。
【０００５】
特許文献１の「熱風炉炉内観察装置」は、製鉄用熱風炉の炉内耐火物の損傷状況を嫁働状態に近以した条件下で観察することを目的とし、図５に示すように、撮像管または撮像素子５０の前に光電子倍増管５１を設け、該光電子倍増管５１の前にその分光感度に適した透過度をもつレンズを有した遠隔操作可能なズ−ム装置５３を取付け、該撮像装置全体を波長２μ以上の赤外線を反射する窓ガラス５５を有した冷却箱５６に内蔵したものである。
【０００６】
特許文献２の「炉壁観察装置」は、カーボン付着物が入り込んでいない開口クラックのみを検出することを目的とし、図６に示すように、照明装置６１を用いて炉壁面に対して光を照射し、反射光によって形成される炉壁を撮像装置６２によって観察する。また、高温の炉壁が発する自発光は赤色側に偏したスペクトル分布を有しているので、炉壁面に照射する光を青色の光とし、撮像装置で撮像するに際して青色側のみを透過するフィルタを介することにより、自発光の影響を抑えて反射光の情報を優先して撮像するものである。
【０００７】
【特許文献１】特開平５−３４０８０号公報、「熱風炉炉内観察装置」
【特許文献２】特開２００５−１４６１６４号公報、「炉壁観察装置」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述した熱風炉のように、炉内が高温（例えば約１４００℃）であり炉壁が輻射光で発光している場合、短時間であれば覗き孔を通して炉壁を目視観察することができる。しかし、特許文献１の装置では、炉内温度が均一であり炉壁の材料（例えば耐火レンガ）が同じ場合、どの位置からも同じ強さ、同じ波長の輻射光が発光しているため、炉壁に凹凸や亀裂があっても、まったくコントラストのない画像しか得られない問題点があった。
【０００９】
また、特許文献２の装置では、壁面に青色光を照射し、反射光を青色側のみを透過するフィルタを介して撮像するので、暗い炉内であればコントラストのある画像が得られるが、発光している炉内では、輻射光の明るさが勝り、コントラストのない画像しか得られなかった。
さらに、照明装置の照射範囲及び撮像装置の撮影範囲が広い（例えば立体角が３０度前後）ため、観察窓を通して高温炉壁から入射する輻射熱が過大であり、観察時間が極端に制限される（例えば５分間以内）問題点があった。
【００１０】
本発明は、上述した問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、炉内が高温であり炉壁が輻射光で発光している炉壁を、観察窓を通して炉外から連続観察が可能であり、かつコントラストのある炉壁画像を取得して炉壁の凹凸や亀裂を判別することができる高温炉壁撮像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によれば、炉内が高温であり炉壁が輻射光で発光している炉壁を遠隔から撮像するために観察窓の外側に設置される高温炉壁撮像装置であって、
輻射光より強くかつ必要最小限の視野角と同等の広がり角を持つパルスレーザ光を炉壁の観察部分に向けて照射するパルスレーザ装置と、
前記パルスレーザ光の照射部分を遠隔から必要最小限の視野角で撮影する撮影装置と、
前記撮影装置と炉壁の間に位置し前記パルスレーザ光の照射時間に同期して開く高速シャッターとを備える、ことを特徴とする高温炉壁撮像装置が提供される。
【００１２】
本発明の好ましい実施形態によれば、前記パルスレーザ装置と撮影装置の光軸は互いに平行、或いは炉壁位置近傍において交差する。
【００１３】
また、前記観察窓の外側に設置され、前記パルスレーザ光のみが通過可能な大きさの照射孔と、前記照射部分のみを撮影可能な大きさの撮影孔とを有する熱遮蔽板と、
前記撮影孔と撮影装置の間を遮断しパルスレーザ光の波長のみを通す光学フィルタとを備える。
【００１４】
また、前記照射孔と撮影孔を前記パルスレーザ光の照射時間に同期して開く耐熱シャッターをさらに備える、ことが好ましい。
【００１５】
また、前記パルスレーザ装置によるパルスレーザ光の照射部分と撮影装置による撮影位置を炉壁の観察部分に沿って移動する撮像走査装置を備える。
【００１６】
また、前記撮影装置による複数の撮影画像を記憶する記憶装置と、
複数の撮影画像を炉壁の観察部分に沿って貼り合わせる画像処理装置とを備える。
【発明の効果】
【００１７】
上述した本発明の構成によれば、炉壁の観察部分に向けて炉壁からの輻射光より強くかつ必要最小限の視野角と同等の広がり角を持つパルスレーザ光を照射し、その照射部分を遠隔から必要最小限の視野角で撮影装置で撮影するので、強いパルスレーザ光により炉壁の凹凸や亀裂による影を形成しコントラストのある炉壁画像を取得して炉壁の凹凸や亀裂を判別することができる。
また、必要最小限の視野角と同等の広がり角を持つパルスレーザ光を炉壁の観察部分に向けて照射するので、炉壁の照射部分から出射口に入射する輻射光も少なく、パルスレーザ装置を安全な温度範囲に容易に維持することができる。
また、照射部分を遠隔から必要最小限の視野角で撮影するので、炉壁の照射部分から撮影装置に入射する輻射光も少なく、撮影装置を安全な温度範囲に容易に維持することができる。
さらに、高速シャッターが撮影装置と炉壁の間に位置し、パルスレーザ光の照射時間に同期して開くので、炉壁の照射部分（十分小さい一部）から撮影装置へ入射する輻射光を高速シャッターが開く短時間に制限することができ、撮影装置を安全な温度範囲に容易に維持することができる。
【００１８】
また、パルスレーザ光のみが通過可能な大きさ（例えば直径１ｍｍ程度）の照射孔と、照射部分のみを撮影可能な大きさの撮影孔（例えば直径１０〜２０ｍｍ程度）とを有する熱遮蔽板を備えることにより、炉壁からの輻射光の入射を照射孔と撮影孔のみに抑制することができる。
さらに、撮影孔と撮影装置の間を遮断しパルスレーザ光の波長のみを通す光学フィルタを備えることにより、相対的に大きい撮影孔からの輻射光の入射をパルスレーザ光の波長のみ制限することができる。
従って、この構成により、炉内が高温であり炉壁が輻射光で発光している炉壁を観察窓を通して炉外から連続観察が可能となる。
【００１９】
さらに照射孔と撮影孔をパルスレーザ光の照射時間に同期して開く耐熱シャッターを備えることにより、パルスレーザ装置の出射口と撮影装置の高速シャッターに入射する輻射光を低減し、これらの過熱を防止することができる。
【００２０】
また、パルスレーザ装置によるパルスレーザ光の照射部分と撮影装置による撮影位置を炉壁の観察部分に沿って移動する撮像走査装置を備えることにより、輻射光の入射量増大を防止しながら、広範囲の観察部分を撮影することができる。
【００２１】
さらに、複数の撮影画像を記憶する記憶装置と、複数の撮影画像を貼り合わせる画像処理装置とを備えることにより、広範囲の観察部分を連続した画像として表示し、炉壁の凹凸や亀裂の判別を容易にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の好ましい実施形態を図面を参照して説明する。なお各図において、共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明は省略する。
【００２３】
図１は、本発明の高温炉壁撮像装置の全体構成図である。この図に示すように、本発明の高温炉壁撮像装置１０は、炉内が高温であり炉壁が輻射光で発光している炉壁１を撮像するために観察窓２の外側に設置される。
【００２４】
輻射光で発光している炉壁１は、後述する実施例では、高炉用熱風炉の炉壁であり、休風時において約１４００℃の高温に加熱されている。この場合、炉壁１からの輻射光３は、赤外域の波長２〜３μｍに発光ピークを有する光である。また、波長の長い可視光も含まれており、可視光域では赤色で発光した状態である。
なお、本発明は高炉用熱風炉の炉壁に限定されず、約１０００℃以上の高温に加熱されている炉壁を有する炉、例えばコークス炉、転炉等にも適用することができる。
【００２５】
図１において。本発明の高温炉壁撮像装置１０は、パルスレーザ装置１２、撮影装置１４、高速シャッター１６及び撮像制御装置１８を備える。
【００２６】
パルスレーザ装置１２は、発光している炉壁１の輻射光３より強くかつ必要最小限の視野角と同等の広がり角を持つパルスレーザ光４を炉壁１の観察部分に向けて照射する。この広がり角は、離れた位置（例えば８ｍ程度）の炉壁位置において照射部分が十分小さい（炉壁位置において直径５０ｃｍ程度）になるように、十分小さく設定する。
パルスレーザ装置１２は、この例では、パルスレーザ発振器１２ａ、電源装置１２ｂ、照射光学系１２ｃからなる。パルスレーザ発振器１２ａは、例えばＮｄ：ＹＡＧレーザであり、１．０６μｍ、又は０．５３μｍ（第２高調波）を用いる。なお、本発明は、Ｎｄ：ＹＡＧレーザに限定されず、輻射光３のピーク波長２〜３μｍから十分離れた波長、好ましくは可視光域（０．３８〜０．７７μｍ）であるのがよい。
【００２７】
また、この例では、パルスレーザ発振器１２ａと照射光学系１２ｃとの間を光ファイバ１２ｄで接続し、パルスレーザ発振器１２ａから照射光学系１２ｃへパルスレーザ光４を導き、かつパルスレーザ発振器１２ａに対し照射光学系１２ｃを可動にしている。
なお、本発明はこの構成に限定されず、光ファイバ１２ｄを省略してパルスレーザ発振器１２ａと照射光学系１２ｃを直接接続してもよい。
【００２８】
照射光学系１２ｃは、この例では、共焦点レンズであり、パルスレーザ発振器１２ａで発振した極細（例えば直径１ｍｍ程度）のパルスレーザ光４を、離れた位置（例えば８ｍ程度）の炉壁位置において直径５０ｃｍ程度の十分小さい一部を照明するように設定する。
なお、レーザ光の直進性から、広がり角が十分小さい場合には、照射光学系１２ｃを省略してもよい。
【００２９】
撮影装置１４は、パルスレーザ光４の照射部分を遠隔から必要最小限の視野角で撮影する。視野角は、パルスレーザ光４の照射部分を含み、それ以外の部分をできるだけ含まない大きさに設定する。
撮影装置１４は、この例において、ＣＣＤカメラ１４ａと望遠レンズ１４ｂからなり、離れた位置（例えば８ｍ程度）の炉壁位置において直径５０ｃｍ程度の十分小さい一部を望遠レンズ１４ｂを通してＣＣＤカメラ１４ａで撮影するようになっている。
【００３０】
パルスレーザ装置１２と撮影装置１４の光軸は、平行である方が調整しやすいが、炉壁位置近傍において交差するように、傾いていた方が影が大きくなり、コントラストが良くなることもある。
この構成により、パルスレーザ装置１２で照射した照射部分を、撮影装置１４で確実に撮影することができ、かつ同一画像に含まれる照射以外の炉壁部分の比率を小さく抑えることができる。
【００３１】
高速シャッター１６は、撮影装置１４と炉壁の間に位置し、パルスレーザ光４の照射時間に同期して開く。
高速シャッター１６は、この例では、ＣＣＤカメラ１４ａと望遠レンズ１４ｂの間に位置する電子シャッターである。高速シャッター１６のシャッター速度は、例えば開時間が０．１〜１ｍｓｅｃ（１／１０００〜１／１００００秒）であり、パルスレーザ光４の照射時間に同期して開くようになっている。電子シャッターの開時間は、レーザのパルス幅と同じであるときが最も背景光を除去できる。
なお、高速シャッター１６は、ＣＣＤカメラ１４ａと一体でもよく、ＣＣＤカメラ１４ａに内蔵してもよい。また、高速シャッター１６は、画像をデジタル的に切り取るデジタルシャッターでもよい。
【００３２】
撮像制御装置１８は、この例では、シンクロコントローラ１８ａとコンピュータ１８ｂ（ＰＣ）からなる。
シンクロコントローラ１８ａは、コンピュータ１８ｂからの指令に対応して、パルスレーザ装置１２と高速シャッター１６を制御し、パルスレーザ光４の照射と高速シャッター１６の作動を同期させる。
コンピュータ１８ｂは、シンクロコントローラ１８ａに指令信号を出力するとともに、ＣＣＤカメラ１４ａから撮影画像を受信する。
コンピュータ１８ｂは、記憶装置と画像処理装置とを備える。記憶装置は、撮影装置による複数の撮影画像を記憶する。また、画像処理装置は、複数の撮影画像を炉壁の観察部分に沿って貼り合わせる機能を有する。
【００３３】
図１において、本発明の高温炉壁撮像装置１０は、さらに、光学フィルタ２０、２１を有する。光学フィルタ２０、２１は、例えば干渉フィルタであり、パルスレーザ光の波長のみを通し、それ以外の波長をカットする。
この例において、光学フィルタ２０は、照射光学系１２ｃと炉壁１との間に位置し、炉壁１からの輻射光３の大部分（パルスレーザ光の波長以外）をカットする。
また、光学フィルタ２１は、望遠レンズ１４ｂと炉壁１との間に位置し、同様に炉壁１からの輻射光３の大部分（パルスレーザ光の波長以外）をカットする。
【００３４】
本発明の高温炉壁撮像装置１０は、さらに、熱遮蔽板２２、耐熱シャッター２４を備える。
熱遮蔽板２２は、断熱性能の高い断熱板であり、観察窓２の外側に設置される。またこの熱遮蔽板２２は、パルスレーザ光４のみが通過可能な大きさの照射孔２２ａと、炉壁１の照射部分のみを撮影可能な大きさの撮影孔２２ｂとを有する。照射孔２２ａの大きさは例えば直径１〜３ｍｍ程度である。また、撮影孔２２ｂの大きさは例えば直径１０〜３０ｍｍ程度である。
【００３５】
上述した光学フィルタ２０は、照射孔２２ａの大きさが小さく、この孔から入射する輻射光３の影響が少ない場合には省略してもよい。
また、上述した光学フィルタ２１は、熱遮蔽板２２の撮影孔２２ｂよりは大きき、かつ撮影孔２２ｂと撮影装置１４の間を遮断する位置に位置するのがよい。
【００３６】
耐熱シャッター２４は、この例では、モータ２４ａで高速回転する耐熱円板２５であり、耐熱円板２５には照射孔２２ａと撮影孔２２ｂとそれぞれ対応する位置に設けられた照射孔２５ａと撮影孔２５ｂを有する。
また、モータ２４ａの回転速度は、シンクロコントローラ１８ａにより、パルスレーザ光４の照射と照射孔２５ａと撮影孔２５ｂの開口（照射孔２２ａと撮影孔２２ｂとの整合位置）とが同期するように制御される。
この構成により、照射孔２５ａと撮影孔２５ｂがそれぞれ照射孔２２ａと撮影孔２２ｂと一致して開口する瞬間以外は、耐熱シャッター２４で照射孔２２ａと撮影孔２２ｂからの輻射光３の入射を防止することができる。
【００３７】
本発明の高温炉壁撮像装置１０は、さらに、撮像走査装置２６を備える。
撮像走査装置２６は、この例では、支持台２６ａと揺動アクチュエータ２６ｂからなる。
支持台２６ａには、上述したパルスレーザ装置１２、撮影装置１４、高速シャッター１６、光学フィルタ２０、２１、熱遮蔽板２２、及び耐熱シャッター２４が固定されている。
また、支持台２６ａは、球面軸受２６ｃで図示しない固定台に支持されており、揺動アクチュエータ２６ｂで支持台２６ａ全体を水平垂直方向に移動または回転できるようになっている。
この構成により、パルスレーザ装置１２によるパルスレーザ光４の照射部分と撮影装置１４による撮影位置を炉壁１の観察部分に沿って移動することができる。
【００３８】
図２は、本発明における炉壁の輻射光とパルスレーザ光との関係図である。この図において、横軸は波長、縦軸は光の強度、図中の３，４は、炉壁１からの輻射光３とパルスレーザ光４である。
この図に示すように、炉壁１からの輻射光３は、赤外域の波長２〜３μｍに発光ピークを有する光である。また、波長の長い可視光も含まれており、可視光域では赤色で発光した状態である。
また、パルスレーザ光４は、輻射光３のピーク波長２〜３μｍから十分離れた好ましくは可視光域（０．３８〜０．７７μｍ）の波長である。さらに、本発明において、パルスレーザ光４は、発光している炉壁１の輻射光３より強い強度に設定されている。
なお、この図からわかるように、輻射光３の波長は可視光から赤外域に及ぶブロードな光であり、ピーク波長２〜３μｍ付近に比較すると可視光域での輻射光３の強度は小さくなっている。
従って、２〜３μｍから十分離れた波長、好ましくは可視光域において、例えばＮｄ：ＹＡＧレーザを用いて、輻射光３より強いパルスレーザ光４を照射することができる。
【００３９】
また、本発明では、パルスレーザ光４の波長のみを通し、それ以外の波長をカットする光学フィルタ２１を備えるので、撮影装置１４の望遠レンズ１４ｂ及びＣＣＤカメラ１４ａに入射する輻射光３の大部分（パルスレーザ光の波長以外）を常にカットして撮影装置１４への入熱を大幅に低減することができる。
【００４０】
図３は、本発明におけるパルスレーザ光の照射と高速シャッターの作動との関係図である。この図において、横軸は時間、縦軸は、レーザのＯＮ／ＯＦＦとシャッターの開／閉を示している。
上述したように、高速シャッター１６は、パルスレーザ光４の照射時間（ＯＮ）に同期して開くので、ＣＣＤカメラ１４ａに入射する輻射光３をこの開時間内に低減することができる。
【００４１】
上述した本発明の構成によれば、炉壁１から観察窓２を通して本発明の高温炉壁撮像装置１０に達する輻射光３の大部分は、熱遮蔽板２２で熱遮蔽される。従って、熱遮蔽板２２の外側（炉外側）を冷気等で冷却することにより、本発明の高温炉壁撮像装置１０を正常作動に支障のない温度（例えば３０℃以下）に保持することができる。
また、熱遮蔽板２２の照射孔２２ａと撮影孔２２ｂを通して入射する輻射光３は、耐熱シャッター２４が開口するとき（撮像時）以外の大部分の時間は、耐熱円板２５で熱遮蔽される。従って、時間的にも撮像時を除き輻射光３を遮断してパルスレーザ装置１２及び撮影装置１４に直接達する輻射光３を大幅に低減することができる。
さらに、パルスレーザ光の波長のみを通しそれ以外の波長をカットする光学フィルタ２０、２１により、限られた波長以外の大部分の波長を常時カットするので、パルスレーザ装置１２及び撮影装置１４に直接達する輻射光３のエネルギをさらに大幅に低減することができる。
【００４２】
また、必要最小限の視野角と同等の広がり角を持つパルスレーザ光４を炉壁１の観察部分（十分小さい一部）に向けて照射するので、炉壁１の照射部分から出射口に入射する輻射光も少なく、パルスレーザ装置をより安全な温度範囲に容易に維持することができる。
また、照射部分を遠隔から必要最小限の視野角で撮影するので、炉壁１の照射部分から撮影装置に入射する輻射光も少なく、撮影装置を安全な温度範囲に容易に維持することができる。
さらに、高速シャッター１６が撮影装置１６と炉壁１の間に位置し、パルスレーザ光４の照射時間に同期して開くので、炉壁１の照射部分（十分小さい一部）から撮影装置へ入射する輻射光３を高速シャッター１６が開く短時間に制限することができ、撮影装置をより安全な温度範囲に容易に維持することができる。
【００４３】
上述したように本発明の構成によれば、炉壁１の観察部分の十分小さい一部に向けて炉壁１からの輻射光３より強くかつ必要最小限の視野角と同等の広がり角を持つパルスレーザ光４を照射し、その照射部分を遠隔から必要最小限の視野角で撮影するので、強いパルスレーザ光４により炉壁１の凹凸や亀裂による影を形成しコントラストのある炉壁画像を取得して炉壁の凹凸や亀裂を判別することができる。
従って、この構成により、炉内が高温であり炉壁が輻射光で発光している炉壁を観察窓を通して炉外から連続観察が可能となる。
【００４４】
また、パルスレーザ装置１２によるパルスレーザ光４の照射部分と撮影装置１４による撮影位置を炉壁１の観察部分に沿って移動する撮像走査装置２６を備えることにより、輻射光の入射量増大を防止しながら、広範囲の観察部分を撮影することができる。
【００４５】
さらに、複数の撮影画像を記憶する記憶装置と、複数の撮影画像を貼り合わせる画像処理装置とを備えることにより、広範囲の観察部分を連続した画像として表示し、炉壁の凹凸や亀裂の判別を容易にすることができる。
【００４６】
従って、従来は炉内が高温であり炉壁が輻射光で発光している炉壁を、長時間安全に観察できる手段がなかったが、本発明によりこれが可能となり、炉を少なくとも炉内温度が１４００℃付近まで下がる休風時において、コントラストのある炉壁画像を基に炉壁の凹凸や亀裂を正確に判別して、炉を限界まで安全に使用できるようになる。
【実施例１】
【００４７】
上述した本発明の装置により、休風時において炉内温度が約１４００℃付近まで下がった状態の高炉用熱風炉の炉壁の一部を、観察窓２の外側から撮影し、画像処理装置により、複数（この場合５×７−１の３４枚）の撮影画像を炉壁の観察部分に沿って貼り合わせた撮影画像を作成した。撮影画像は省略する。
従来は、どの位置からも同じ強さ、同じ波長の輻射光が発光しているため、炉壁に凹凸や亀裂があっても、まったくコントラストのない画像しか得られなかった。
これに対して、本発明の撮影画像では、亀裂はないが、耐火レンガが密に積み上げられている状態が正確に判別できることが確認された。
従って、このコントラストのある炉壁画像を取得して炉壁の凹凸や亀裂を判別することができ、炉を限界まで安全に使用できる。
【００４８】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々に変更することができることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の高温炉壁撮像装置の全体構成図である。
【図２】本発明における炉壁の輻射光とパルスレーザ光との関係図である。
【図３】本発明におけるパルスレーザ光の照射と高速シャッターの作動との関係図である。
【図４】特許文献１の「熱風炉炉内観察装置」の模式図である。
【図５】特許文献２の「炉壁観察装置」の模式図である。
【符号の説明】
【００５０】
１  炉壁、２  観察窓、３  輻射光、４  パルスレーザ光、
１０  高温炉壁撮像装置、１２  パルスレーザ装置、
１２ａ  パルスレーザ発振器、１２ｂ  電源装置、
１２ｃ  照射光学系、１２ｄ  光ファイバ、
１４  撮影装置、１４ａ  ＣＣＤカメラ、１４ｂ  望遠レンズ、
１６  高速シャッター（電子シャッター）、１８  撮像制御装置、
１８ａ  シンクロコントローラ、１８ｂ  コンピュータ（ＰＣ）、
２０、２１  光学フィルタ、２２  熱遮蔽板、
２２ａ  照射孔、２２ｂ  撮影孔、
２４  耐熱シャッター、２４ａ  モータ、
２５  耐熱円板、２５ａ  照射孔、２５ｂ  撮影孔、
２６  撮像走査装置、２６ａ  支持台、
２６ｂ  揺動アクチュエータ、２６ｃ  球面軸受
【図１】
2008157559.tif 000003
【図２】
2008157559.tif 000004
【図３】
2008157559.tif 000005
【図４】
2008157559.tif 000006
【図５】
2008157559.tif 000007