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JP2012013580A - System and program for simultaneously measuring shape, diameter and temperature of particle and droplet - Google Patents

System and program for simultaneously measuring shape, diameter and temperature of particle and droplet Download PDF

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JP2012013580A
JP2012013580A JP2010151441A JP2010151441A JP2012013580A JP 2012013580 A JP2012013580 A JP 2012013580A JP 2010151441 A JP2010151441 A JP 2010151441A JP 2010151441 A JP2010151441 A JP 2010151441A JP 2012013580 A JP2012013580 A JP 2012013580A
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Japan
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particles
shape
temperature
particle
droplets
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Pending
Application number
JP2010151441A
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Japanese (ja)
Inventor
Hirofumi Tsuji
博文 辻
Nozomi Hashimoto
望 橋本
Fumimitsu Akamatsu
史光 赤松
Jun Hayashi
潤 林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Central Research Institute of Electric Power Industry
Original Assignee
Central Research Institute of Electric Power Industry
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Abstract


【課題】微粉炭等の固体の燃料粒子のみならず、液体の燃料液滴の燃焼場における挙動を把握するための基礎データを得るべく粒子または液滴の形状・径と温度との同時計測システムを提供する。
【解決手段】2本のレーザー光L1,L2の交差点に形成される測定領域を通過する火炎B中の粒子Pでレーザー光L1,L2が遮光されることにより形成される影に基づく粒子Pの形状をシャドウドップラー光学系Iを介して撮影するとともに、粒子Pの形状を表す画像信号を送出する高速度カメラ5と、カセグレン光学系IIを介して得られる測定領域中の粒子Pによる特定波長の2種類の光強度Iλ1,Iλ2をそれぞれ表す発光信号を送出する分光器8と、前記画像信号を処理して粒子Pの全部が高速度カメラ5の撮像画面に取り込まれている期間である測定可能期間を検出するとともに、前記測定可能期間に対応する前記発光信号に基づき二色温度計の原理により粒子Pの温度を演算するパソコン6とを有する。
【選択図】 図1

A system for simultaneously measuring the shape / diameter and temperature of particles or droplets to obtain basic data for grasping not only solid fuel particles such as pulverized coal but also liquid fuel droplets in a combustion field. I will provide a.
SOLUTION: A particle P based on a shadow formed by shielding a laser beam L1, L2 with a particle P in a flame B passing through a measurement region formed at an intersection of two laser beams L1, L2. The shape is photographed through the shadow Doppler optical system I, and a high-speed camera 5 that transmits an image signal representing the shape of the particle P, and a specific wavelength by the particle P in the measurement region obtained through the Cassegrain optical system II. This is a period during which all of the particles P are captured in the imaging screen of the high-speed camera 5 by processing the image signal and the spectroscope 8 for transmitting the emission signals respectively representing the two types of light intensities I λ1 and I λ2. And a personal computer 6 for detecting the measurable period and calculating the temperature of the particles P based on the principle of a two-color thermometer based on the emission signal corresponding to the measurable period.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は粒子及び液滴の形状・径と温度との同時計測システム並びにそのプログラムに関し、特に固体の燃料粒子や液体の燃料液滴の燃焼場内における形状・径と温度とを同時に計測する場合に適用して有用なものである。   The present invention relates to a system and program for simultaneously measuring the shape, diameter, and temperature of particles and droplets, and particularly to a program for measuring the shape, diameter, and temperature of solid fuel particles or liquid fuel droplets in a combustion field at the same time. It is useful to apply.

埋蔵量が多く供給安定度が高い石炭は火力発電の燃料として汎用されているが、その利用に当たっては環境汚染物質の排出量の抑制や資源の有効活用のため、低NO燃焼技術の開発等、燃焼技術のより一層の高度化が求められている。 Although reserves many supply stability is high coal is widely used as a fuel for thermal power generation, for effective utilization of emission suppression and resources environmental contaminants when their use, development of low NO x combustion technology There is a need for further advancement of combustion technology.

現在、最も一般的に用いられている石炭の利用技術は、石炭を平均径40μm程度に粉砕すると共に空気搬送し、バーナーで燃焼させる微粉炭燃焼方式である。かかる微粉炭燃焼方式では、微粉炭粒子が乱流場において空気と混合・燃焼する過程がNOの排出量や燃焼効率に大きく影響するため、高温の乱流場における微粉炭粒子の挙動を正確に把握することが極めて重要となる。ここで、微粉炭粒子の平均径は40μm程度であるが、実際、火炉に供給される微粉炭はその径が数μmから100μm程度と広い分布を有する。一方、微粉炭の温度上昇は、径が小さいほど上昇速度が大きくなる。そこで、高温の乱流場における微粉炭粒子の挙動を正確に把握するには、微粉炭粒子の径と温度との関係を把握することが肝要である。すなわち、どの程度の径の微粉炭粒子が、どの程度の温度になっているかを知ることがNOの排出量の低減や、燃焼効率の向上等を図る上で非常に重要になってくる。 Currently, the most commonly used coal utilization technology is a pulverized coal combustion method in which coal is pulverized to an average diameter of about 40 μm, conveyed by air, and burned by a burner. In such pulverized coal combustion method, since the process of pulverized coal particles are mixed and combusted with air in the turbulence greatly affects the emissions and combustion efficiency of the NO x, precisely the behavior of pulverized coal particles at elevated temperatures of turbulence It is extremely important to grasp this. Here, although the average diameter of the pulverized coal particles is about 40 μm, the pulverized coal supplied to the furnace actually has a wide distribution with a diameter of several μm to about 100 μm. On the other hand, the temperature rise of pulverized coal increases as the diameter decreases. Therefore, in order to accurately grasp the behavior of the pulverized coal particles in the high-temperature turbulent flow field, it is important to grasp the relationship between the diameter of the pulverized coal particles and the temperature. That is, pulverized coal particles degree of size reduction and emissions of NO x to know has become what extent the temperature, becomes very important in achieving improvement of combustion efficiency.

しかしながら、現状では微粉炭等の粒子の形状・径と温度とを同時計測するシステムは存在せず、石炭の燃焼に関連してその着火、燃焼性を評価する装置として特許文献1が存在するだけである。   However, at present, there is no system for simultaneously measuring the shape / diameter and temperature of particles such as pulverized coal, and only Patent Document 1 exists as an apparatus for evaluating the ignition and combustibility in relation to the combustion of coal. It is.

なお、形状・径と温度とを同時に計測することは、微粉炭等の固体の燃料粒子を対象物とする場合だけでなく、液体の燃料液滴を対象物とする場合にも同様に必要とされる。   It is necessary to measure the shape / diameter and temperature at the same time not only when solid fuel particles such as pulverized coal are used as an object but also when liquid fuel droplets are used as an object. Is done.

特許第2927154号公報Japanese Patent No. 2927154

本発明は、上記従来技術に鑑み、微粉炭等の粒子、燃料液滴等、燃焼場における粒子や液滴のみならず、一般的に粒子や液滴の挙動を把握するための基礎データを得るべく粒子及び液滴の形状・径と温度との同時計測システム並びにそのプログラムを提供することを目的とする。   In view of the above prior art, the present invention obtains basic data for grasping not only particles and droplets in a combustion field, such as particles of pulverized coal, fuel droplets, but generally particles and droplets. Therefore, it is an object of the present invention to provide a simultaneous measurement system and program for the shape / diameter and temperature of particles and droplets.

上記目的を達成する本発明の第1の態様は、2本のレーザー光の交差点に形成される測定領域を通過する粒子または液滴で前記レーザー光が遮光されることにより形成される影に基づく前記粒子または液滴の形状を第1の光学系を介して撮影するとともに、前記粒子または液滴の形状を表す画像信号を送出する撮影手段と、第2の光学系を介して得られる前記測定領域中の粒子または液滴による複数の特定波長の光強度をそれぞれ表す発光信号を送出する温度計測手段と、前記画像信号を処理して前記粒子または液滴の全部が前記撮影手段の撮像画面に取り込まれている期間である測定可能期間を検出するとともに、前記測定可能期間に対応する前記発光信号に基づき二色温度計の原理により前記粒子または液滴の温度を演算する演算処理手段とを有することを特徴とする粒子及び液滴の形状・径と温度との同時計測システムにある。   The first aspect of the present invention that achieves the above object is based on a shadow formed by shielding the laser beam with particles or droplets that pass through a measurement region formed at the intersection of two laser beams. An imaging means for imaging the shape of the particles or droplets via the first optical system and sending an image signal representing the shape of the particles or droplets, and the measurement obtained via the second optical system Temperature measuring means for transmitting light emission signals each representing light intensity of a plurality of specific wavelengths by particles or droplets in the region, and processing the image signal so that all of the particles or droplets are displayed on the imaging screen of the imaging means An arithmetic processing unit that detects a measurable period, which is a captured period, and calculates the temperature of the particle or droplet based on the light emission signal corresponding to the measurable period based on the principle of a two-color thermometer In simultaneous measurement system between the particle and droplet shape and diameter and temperature and having and.

本発明の第2の態様は、第1の態様に記載する粒子及び液滴の形状・径と温度との同時計測システムにおいて、前記第2の光学系はカセグレン光学系であることを特徴とする粒子及び液滴の形状・径と温度との同時計測システムにある。   According to a second aspect of the present invention, in the simultaneous measurement system for the shape / diameter and temperature of particles and droplets described in the first aspect, the second optical system is a Cassegrain optical system. It is in the simultaneous measurement system of the shape / diameter and temperature of particles and droplets.

本発明の第3の態様は、第1または第2の態様に記載する粒子及び液滴の形状・径と温度との同時計測システムにおいて、前記測定可能期間は、二次元平面の前記撮像画面を格子状のセルに分割して各セルにおける前記画像信号の輝度を検出し、4辺の各エッジ部の全てのセルが高輝度部分となり、同時に前記撮像画面における前記各エッジ部の内部のセルに低輝度部分が存在する期間としたことを特徴とする粒子及び液滴の形状・径と温度との同時計測システムにある。   According to a third aspect of the present invention, in the simultaneous measurement system for the shape / diameter and temperature of particles and droplets described in the first or second aspect, the measurable period is the two-dimensional plane of the imaging screen. The luminance of the image signal in each cell is detected by dividing into grid-like cells, and all the cells on each of the four edge portions become high-luminance portions, and at the same time, the cells inside the respective edge portions on the imaging screen. The present invention is a simultaneous measurement system for the shape and diameter of particles and droplets and temperature, characterized by having a period in which a low-luminance portion exists.

本発明の第4の態様は、第3の態様に記載する粒子及び液滴の形状・径と温度との同時計測システムにおいて、前記4辺の各エッジ部の全てのセルが高輝度部分となり、同時に前記撮像画面における前記各エッジ部の内部のセルに低輝度部分が存在する期間であっても、前記内部のセルに複数の低輝度部分が不連続な領域として存在する場合には、前記測定可能期間から除外することを特徴とする粒子及び液滴の形状・径と温度との同時計測システムにある。   According to a fourth aspect of the present invention, in the simultaneous measurement system of the shape / diameter and temperature of the particles and droplets described in the third aspect, all the cells at the respective edge portions of the four sides are high-luminance portions, At the same time, even in a period in which low brightness portions exist in the cells inside each edge portion on the imaging screen, when a plurality of low brightness portions exist in the inner cells as discontinuous regions, the measurement is performed. It is in the simultaneous measurement system of the shape / diameter and temperature of particles and droplets, which is excluded from the possible period.

本発明の第5の態様は、1ステップ分の前記画像信号及び前記発光信号を読込む処理と、読込んだ画像信号に基づき前記粒子または液滴の全部が前記撮影手段の撮像画像に取り込まれている期間である測定可能期間であるか否かを判定する判定処理と、判定処理の結果測定可能期間である場合には、前記粒子または液滴の形状・径を演算するとともに前記発光信号に基づき二色温度計の原理による前記粒子または液滴の温度の演算を行う演算処理とを電子計算機に行わせることを特徴とする粒子及び液滴の形状・径と温度との同時計測プログラムにある。   According to a fifth aspect of the present invention, a process of reading the image signal and the light emission signal for one step, and all of the particles or droplets are captured in the captured image of the photographing unit based on the read image signal. In the determination process for determining whether or not the measurement period is a measurable period, and in the measurement possible period as a result of the determination process, the shape / diameter of the particle or droplet is calculated and the emission signal is calculated. A particle and droplet shape / diameter and temperature simultaneous measurement program characterized by causing an electronic computer to perform calculation processing for calculating the temperature of the particle or droplet based on the principle of a two-color thermometer. .

本発明によれば、2本のレーザー光の交差点に形成される測定領域を撮影する撮影手段で、前記測定領域を通過する粒子または液滴の像の全部が前記撮影手段の撮像画面に取り込まれている期間である測定可能期間に、温度計測手段により前記粒子または液滴の温度を計測するようにしたので、粒子または液滴の形状・径と温度とを同時に計測することができる。   According to the present invention, in the imaging means for imaging the measurement area formed at the intersection of the two laser beams, all the images of particles or droplets passing through the measurement area are captured in the imaging screen of the imaging means. Since the temperature of the particles or droplets is measured by the temperature measurement means during the measurable period, which is a period during which the particles or droplets are measured, the shape / diameter and temperature of the particles or droplets can be measured simultaneously.

この結果、前記粒子または液滴の燃焼場等における挙動を正確に把握することができる。このことにより、例えば燃焼場における固体の燃料粒子や液体の燃料液滴の燃焼の数値シミュレーションを行う場合等に有用な基礎データを容易且つ正確に得ることができる。   As a result, the behavior of the particles or droplets in the combustion field or the like can be accurately grasped. This makes it possible to easily and accurately obtain basic data useful for, for example, performing a numerical simulation of combustion of solid fuel particles or liquid fuel droplets in a combustion field.

本発明の実施の形態に関する図で、(a)は実施の形態に係る粒子の形状・径と温度との同時計測システムを示すブロック線図、(b)は計測される粒子の形状の一例を模式的に示す説明図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure regarding embodiment of this invention, (a) is a block diagram which shows the simultaneous measurement system of the shape and diameter of particle | grains and temperature which concern on embodiment, (b) is an example of the shape of the particle | grains to be measured It is explanatory drawing shown typically. 図1に示すシステムにおける光学系の構成例と測定・受光領域との関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the structural example of the optical system in the system shown in FIG. 1, and a measurement and light reception area | region. 図1に示すシステムにおける粒子の形状・径と温度との測定原理を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the measurement principle of the shape and diameter of particle | grains, and temperature in the system shown in FIG. 本発明の実施の形態に係る粒子の形状・径と温度との同時計測のフローを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the simultaneous measurement of the shape and diameter of particle | grains and temperature which concern on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における単一粒子の粒子像判別方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the particle image discrimination method of the single particle in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における複数の粒子が撮像領域内に存在する場合の粒子判別手法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the particle | grain discrimination method in case several particle | grains exist in an imaging region in embodiment of this invention.

以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、図1〜図6中の同一部分には同一番号を付し、重複する説明は省略する。また、本形態は微粉炭火炎内の粒子を計測対象とした場合である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. In addition, the same number is attached | subjected to the same part in FIGS. 1-6, and the overlapping description is abbreviate | omitted. Moreover, this form is a case where the particle | grains in a pulverized coal flame are made into a measuring object.

図1(a)は本発明の実施の形態に係る粒子の形状・径と温度との同時計測システムを示すブロック線図である。同図に示すように、本形態において粒子の形状・径の計測系はシャドウドップラー光学系を利用して構成されている。このシャドウドップラー光学系Iではレーザー光源(図示せず)から出射されたレーザー光をビームスプリッタ(図示せず)で等しい強度をもつ平行な2本のレーザー光L1,L2に分離し、このレーザー光L1,L2を集光レンズ1を介して燃焼場の火炎B内で交差させる。このときの火炎Bは固体燃料(例えば微粉炭)の燃焼により形成されるもので、この火炎B中におけるレーザー光L1,L2の交差点が測定領域となる。交差した後のレーザー光L1,L2はコリメートレンズ2でコリメートされた後、集光レンズ3で集光され、対物レンズ4を介して撮像手段である高速度カメラ5に入射される。かくして高速度カメラ5では火炎B内の交差点に形成された測定領域の画像が撮影される。したがって、火炎B内の測定領域に燃焼に伴う粒子が存在する場合、その影として図1(b)に示すような粒子Pの形状が撮影される。高速度カメラ5では撮影した粒子Pの形状を表す画像信号を演算処理手段であるパーソナルコンピュータ(以下、パソコンという)6に送出する。パソコン6では、粒子Pの画像信号を所定の処理手順に基づき処理することにより粒子Pの形状及び径を計測する。かかる計測に伴う具体的な処理手順に関しては後に詳述する。   FIG. 1A is a block diagram showing a simultaneous measurement system of particle shape / diameter and temperature according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, in this embodiment, the particle shape / diameter measurement system is configured using a shadow Doppler optical system. In this shadow Doppler optical system I, a laser beam emitted from a laser light source (not shown) is separated into two parallel laser beams L1 and L2 having the same intensity by a beam splitter (not shown). L1 and L2 are crossed in the flame B of the combustion field via the condenser lens 1. The flame B at this time is formed by combustion of solid fuel (for example, pulverized coal), and the intersection of the laser beams L1 and L2 in the flame B becomes a measurement region. The laser beams L1 and L2 after crossing are collimated by the collimator lens 2, then condensed by the condenser lens 3, and incident on the high-speed camera 5 that is an image pickup unit via the objective lens 4. Thus, the high-speed camera 5 takes an image of the measurement area formed at the intersection in the flame B. Therefore, when the particle accompanying combustion exists in the measurement region in the flame B, the shape of the particle P as shown in FIG. The high-speed camera 5 sends an image signal representing the shape of the photographed particle P to a personal computer (hereinafter referred to as a personal computer) 6 that is an arithmetic processing means. The personal computer 6 measures the shape and diameter of the particle P by processing the image signal of the particle P based on a predetermined processing procedure. A specific processing procedure associated with such measurement will be described in detail later.

一方、粒子Pの温度を計測する温度計測系は、燃焼場における粒子Pの局所的な発光を検出するのに最適なカセグレン光学系IIを利用して構成されている。カセグレン光学系IIで検出した火炎Bの前記測定領域における局所の発光データは、光ファイバー7を介して分光器8に入力される。分光器8では前記発光データのうち特定の2種類の波長λ、λの光の光強度Iλ1、Iλ2を検出し、各光強度Iλ1、Iλ2を表す発光信号をパソコン6に入力する。パソコン6では、いわゆる二色温度計の原理に基づく次式(1)の演算を行うことにより測定領域の局所の温度を演算する。なお、式(1)は波長λ、λの光強度Iλ1、Iλ2の比を表しているが、同式(1)中、温度T以外は、常数乃至既知であるので、光強度Iλ1、Iλ2を計測することで粒子Pの温度Tを演算により求めることができる。 On the other hand, the temperature measurement system that measures the temperature of the particles P is configured using the Cassegrain optical system II that is optimal for detecting local light emission of the particles P in the combustion field. The local emission data in the measurement region of the flame B detected by the Cassegrain optical system II is input to the spectroscope 8 through the optical fiber 7. The spectroscope 8 detects the light intensities I λ1 and I λ2 of two specific wavelengths λ 1 and λ 2 from the light emission data, and sends the light emission signals representing the light intensities I λ1 and I λ2 to the personal computer 6. input. The personal computer 6 calculates the local temperature in the measurement region by performing the following equation (1) based on the principle of a so-called two-color thermometer. The equation (1) represents the ratio of the light intensities I λ1 and I λ2 of the wavelengths λ 1 and λ 2 , but the light intensity is constant or known except for the temperature T in the equation (1). By measuring I λ1 and I λ2 , the temperature T of the particles P can be obtained by calculation.

図2は図1に示すシステムにおける光学系の構成例と測定・受光領域との関係を示す説明図である。同図(a)、(b)、(c)は図1に示すシャドウドップラー光学系Iとカセグレン光学系IIとの位置関係を平面的に見た図である。図2(a)はレーザー光L1,L2が形成する交差点の測定領域に対してカセグレン光学系IIを直角に臨ませた場合である。この場合は図2(d)に示すように、楕円形状のシャドウドップラー光学系Iの測定領域Mに対し、その中央部に円形のカセグレン光学系IIによる受光領域Rが形成される。図2(b)はレーザー光L1,L2が形成する交差点の測定領域に対してカセグレン光学系IIを直角方向に対し傾斜させて臨ませた場合である。この場合は図2(e)に示すように、シャドウドップラー光学系Iの測定領域Mに対し、その中央部に長軸が左右方向に若干広がる楕円形のカセグレン光学系IIによる受光領域Rが形成される。図2(c)はレーザー光L1,L2が形成する交差点の測定領域に対してカセグレン光学系IIを平行に臨ませた場合である。この場合は図2(f)に示すように、楕円形状のシャドウドップラー光学系Iの測定領域Mに対し、その中央部に長軸が左右方向に図2(e)の場合よりもさらに広がる楕円形のカセグレン光学系IIによる受光領域Rが形成される。すなわち、シャドウドップラー光学系Iに対してカセグレン光学系IIを図2(a)に示す状態から図2(c)に示す状態に向けて傾斜させるに伴い、測定領域M内に形成される受光領域Rの面積が漸増する。この結果、図2(c)に示す場合が最も多くの粒子Pを受光領域R内に捕捉することができる。したがって、空間分解能を上げて厳密な粒子Pの形状・径乃至温度のデータを得たい場合には図2(a)に示す配置が好適であり、例えば時系列的に粒子Pの形状・径や温度がどのように変化するかという多くのデータを得たい場合には図2(c)に示す配置が好適である。   FIG. 2 is an explanatory diagram showing the relationship between the configuration example of the optical system and the measurement / light-receiving area in the system shown in FIG. FIGS. 9A, 9B, and 9C are views of the positional relationship between the shadow Doppler optical system I and the Cassegrain optical system II shown in FIG. FIG. 2A shows a case where the Cassegrain optical system II is made to face at right angles to the measurement area at the intersection formed by the laser beams L1 and L2. In this case, as shown in FIG. 2D, a light receiving region R by the circular Cassegrain optical system II is formed at the center of the measurement region M of the elliptical shadow Doppler optical system I. FIG. 2B shows the case where the Cassegrain optical system II is inclined with respect to the perpendicular direction with respect to the measurement region at the intersection formed by the laser beams L1 and L2. In this case, as shown in FIG. 2 (e), a light receiving region R is formed by an elliptical Cassegrain optical system II whose major axis slightly extends in the left-right direction at the center of the measurement region M of the shadow Doppler optical system I. Is done. FIG. 2C shows the case where the Cassegrain optical system II is made parallel to the measurement region at the intersection formed by the laser beams L1 and L2. In this case, as shown in FIG. 2 (f), an ellipse whose major axis extends further in the left-right direction than in the case of FIG. 2 (e) with respect to the measurement region M of the elliptical shadow Doppler optical system I. A light receiving region R is formed by the Cassegrain optical system II having the shape. That is, as the Cassegrain optical system II is tilted from the state shown in FIG. 2A toward the state shown in FIG. 2C with respect to the shadow Doppler optical system I, a light receiving region formed in the measurement region M The area of R increases gradually. As a result, the largest number of particles P can be captured in the light receiving region R in the case shown in FIG. Therefore, when it is desired to increase the spatial resolution and obtain accurate data on the shape / diameter or temperature of the particles P, the arrangement shown in FIG. 2A is preferable. For example, the shape / diameter of the particles P The arrangement shown in FIG. 2C is preferable when it is desired to obtain a lot of data on how the temperature changes.

なお、測定領域Mは、一例を挙げれば、αが800μm程度、βが100〜200μm程度の極く微少な領域であり、受光領域Rは測定領域Mに内包されるさらに局所の領域である。   For example, the measurement region M is a very small region where α is about 800 μm and β is about 100 to 200 μm, and the light receiving region R is a more local region included in the measurement region M.

図3は図1に示すシステムにおける粒子の形状・径と温度との測定原理を説明するための説明図である。同図に示すように、粒子Pの画像に欠けがない範囲で光強度Iλ1、Iλ2の比により局所の温度が求まる。さらに詳言すると、図3(a)に示すように、火炎B中の粒子Pが測定領域M内の受光領域Rを図中下から上へ移動した場合を考える。この場合、高速度カメラ5の撮像画面5Aに対する粒子Pの時系列的な位置関係は図3(b)に示すようになる。すなわち、時刻tでは撮像画面5Aの撮像領域外に在った粒子Pが時刻tでその一部が撮像画面5Aの撮像領域内に入り、時刻tで完全に入って時刻tまでこの状態が継続され、さらに時刻tで一部が撮像領域から出て、時刻tでは完全に撮像画面5Aの撮像領域外に出てしまう。このときの時間tと分光器8を介して計測される粒子Pが発する光の強度Iとの関係は図3(c)に示すようになる。図3(c)を参照すれば明らかな通り、時刻t〜時刻tで粒子Pの全体からの発光信号が得られ、この期間が粒子Pの温度の測定可能期間Tであることが分る。 FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the measurement principle of the shape / diameter and temperature of particles in the system shown in FIG. As shown in the figure, the local temperature is determined by the ratio of the light intensities I λ1 and I λ2 within a range where the image of the particle P is not missing. More specifically, as shown in FIG. 3A, consider a case where the particles P in the flame B have moved from the bottom to the top of the light receiving region R in the measurement region M. In this case, the time-series positional relationship of the particles P with respect to the imaging screen 5A of the high-speed camera 5 is as shown in FIG. That is, at time t 0 , the particles P outside the imaging area of the imaging screen 5A partially enter the imaging area of the imaging screen 5A at time t 1 and completely enter at time t 2 until time t 3. this state is continued, further part at time t 4 is out of the imaging region, completely at time t 5 would go out the imaging region of the imaging screen 5A. The relationship between the time t at this time and the intensity I of light emitted from the particles P measured via the spectroscope 8 is as shown in FIG. As is clear from FIG. 3C, a light emission signal from the entire particle P is obtained from time t 2 to time t 3 , and this period is a period T L in which the temperature of the particle P can be measured. I understand.

また、高速度カメラ5で撮影した測定可能期間Tにおける粒子Pの形状を表す画像信号をパソコン6で処理することによりその形状及び径を計測することができる。かかる画像信号と二色温度計の原理に基づき演算される粒子Pの温度データとを対応させることにより所定の粒子Pの形状・径と温度との同時計測が可能となる。 Further, by processing the image signal representing the shape of the particle P in the measurable period TL photographed by the high-speed camera 5 with the personal computer 6, the shape and diameter can be measured. By associating the image signal with the temperature data of the particle P calculated based on the principle of the two-color thermometer, the shape / diameter and temperature of the predetermined particle P can be simultaneously measured.

かかる粒子Pの形状・径と温度との同時計測は、例えば図4に示すような手順でパソコン6において実施される。図4は本発明の実施の形態に係る粒子Pの形状・径と温度との同時計測のフローを示すフローチャートである。   The simultaneous measurement of the shape / diameter and temperature of the particle P is performed in the personal computer 6 by the procedure as shown in FIG. FIG. 4 is a flowchart showing a flow of simultaneous measurement of the shape / diameter and temperature of the particles P according to the embodiment of the present invention.

本形態は、一定のサンプリング周期で高速度カメラ5により撮像した画像信号をパソコン6の記憶装置(図示せず)に予め記憶させておき、この記憶データを処理する場合である。そこで、データ解析開始と同時に1ステップ分の画像信号と発光信号とを読み出す(ステップST1参照)。   In this embodiment, an image signal picked up by the high-speed camera 5 at a constant sampling cycle is stored in advance in a storage device (not shown) of the personal computer 6 and this stored data is processed. Therefore, the image signal and the light emission signal for one step are read out simultaneously with the start of data analysis (see step ST1).

次に、画像信号による粒子Pの画像を判定する(ステップST2参照)。すなわち、撮像画面5A内における粒子Pの画像の欠けの有無を判定し、欠けがない場合(図3(b)の時刻t〜tのように粒子Pの形状の全体が撮像画面5Aに含まれている場合)を粒子Pの形状・径が演算可能な場合であるとして粒子Pの形状・径の演算を行う(ステップST3参照)と同時に、そのときの粒子Pの温度の演算を行う(ステップST4参照)。その後、それぞれの演算結果を対応付け、粒子Pの形状・径及び温度のデータとして記憶装置に記憶させるとともに、パソコン6の表示部6Aに表示させる(ステップST5参照)。 Next, the image of the particle P based on the image signal is determined (see step ST2). That is, to determine the presence or absence of chipping of the particles P in the image in the imaging plane 5A, the entire imaging screen 5A of the shape of the particles P as the time t 2 ~t 3 when there is no missing (see FIG. 3 (b) If it is included), the shape / diameter of the particle P is calculated (see step ST3), and the temperature of the particle P at that time is also calculated. (Refer to step ST4). Thereafter, the respective calculation results are associated with each other, stored in the storage device as the shape / diameter and temperature data of the particles P, and displayed on the display unit 6A of the personal computer 6 (see step ST5).

ステップ1の処理で、粒子Pが検出されないか、または検出されても欠けが存在すると判定された場合(図3(b)の時刻t〜tまたは時刻t〜tの場合)は次のステップの画像信号及び発光信号の存在の有無を判定する(ステップST6参照)。 When it is determined in the process of step 1 that the particle P is not detected or a chip is present even if it is detected (in the case of time t 0 to t 1 or time t 4 to t 5 in FIG. 3B). The presence or absence of the image signal and light emission signal in the next step is determined (see step ST6).

次のステップのデータがない場合は、データ解析を終了させ(ステップST7参照)、データがある場合は次のステップに進み(ステップST8参照)、ステップST1〜ステップST6の処理を繰り返す。   If there is no data for the next step, the data analysis is terminated (see step ST7). If there is data, the process proceeds to the next step (see step ST8), and the processes of steps ST1 to ST6 are repeated.

上記ステップST2に示す画像信号による粒子像の判定処理は、具体的には図5または図6に示すような態様で行われる。本形態に係る粒子像の判定処理に関する具体的な処理手順を、その代表的な3種類の態様についてそれぞれ詳説する。   Specifically, the particle image determination processing based on the image signal shown in step ST2 is performed in a manner as shown in FIG. 5 or FIG. Specific processing procedures relating to the particle image determination processing according to the present embodiment will be described in detail with respect to three typical modes.

図5は単一粒子Pの、図6は複数粒子の粒子像判別方法を示す説明図である。両図には、撮像画面5Aの各セルを格子状に区切られた一つの矩形として模式的に示すとともに、粒子Pと撮像画面5Aとの位置関係を示している。   FIG. 5 is an explanatory view showing a particle image discrimination method for a single particle P, and FIG. In both figures, each cell of the imaging screen 5A is schematically shown as one rectangle divided in a lattice shape, and the positional relationship between the particles P and the imaging screen 5A is shown.

ここで、各セルの輝度を次のように仮定する。
1) 特定のセルの全ての領域が粒子Pを検出していない場合、そのセルの輝度を100とする。
Here, the luminance of each cell is assumed as follows.
1) When all the areas of a specific cell have not detected the particle P, the luminance of the cell is set to 100.

2) 特定のセルの全ての領域が粒子Pで占められている場合、そのセルの輝度を0(図中5に黒塗り部として表記)とする。 2) When all regions of a specific cell are occupied by the particles P, the luminance of the cell is set to 0 (shown as a black portion in FIG. 5).

3) 粒子Pの輪郭部にあたるセルの輝度は、0を超え、100未満(図5中にグレー部部として表記)とする。 3) The luminance of the cell corresponding to the contour portion of the particle P exceeds 0 and is less than 100 (shown as a gray portion in FIG. 5).

<単一粒子の判別方法I>
本例は、単一の粒子Pが撮像画面5Aの下方から撮像画面5Aを通過して上方に抜ける場合である。
<Single particle discrimination method I>
In this example, a single particle P passes through the imaging screen 5A from below the imaging screen 5A and escapes upward.

a) 粒子Pが図5(a)に示す位置では、全セルの輝度が100であるので、粒子Pは未検出であり、計測不可と判定する。 a) Since the luminance of all the cells is 100 at the position where the particle P is shown in FIG. 5A, it is determined that the particle P is not detected and measurement is impossible.

b) 粒子Pが図5(b)に示す位置では、一部のエッジのセルの輝度がグレーであるので粒子Pは検出されているが、粒子Pがエッジに存在しており、全部の形状が取り込まれているとは限らないので、計測不可と判定する。 b) At the position where the particle P is shown in FIG. 5B, the luminance of the cells of some of the edges is gray, so the particle P is detected, but the particle P is present at the edge, and the entire shape Since it is not always taken in, it is determined that measurement is impossible.

c) 粒子Pが図5(c)に示す位置では、一部のセルの輝度が0またはグレーであるので粒子Pは検出されているが、粒子Pがエッジに存在しており、全部の形状が取り込まれているとは限らないので、計測不可と判定する。 c) At the position where the particle P is shown in FIG. 5C, the luminance of some of the cells is 0 or gray, so the particle P is detected, but the particle P is present at the edge, and the entire shape Since it is not always taken in, it is determined that measurement is impossible.

d) 粒子Pが図5(d)に示す位置では、一部のセルの輝度が0またはグレーであるので粒子Pは検出されているが、粒子Pがエッジに存在しており、全部の形状が取り込まれているとは限らないので、計測不可と判定する。 d) At the position where the particle P is shown in FIG. 5D, the luminance of some of the cells is 0 or gray, so the particle P is detected, but the particle P is present at the edge, and the entire shape Since it is not always taken in, it is determined that measurement is impossible.

e) 粒子Pが図5(e)に示す位置では、一部のセルの輝度が0またはグレーであるので粒子Pが検出されている。しかも、エッジ部の全てのセルの輝度が100であるので、全部の形状が取り込まれている。そこで、かかる状態の画像信号に基づき粒子の形状・径を計測する。ここで、形状は、例えば図5(e)中のグレー領域の形状で近似的に求めることができる。また、径は、例えば輝度が0またはグレーとなっているセルの数に基づき演算により求めることができる。さらに詳言すると、例えば輝度が0のセルはその数を単純に加算するとともに、グレーのセルは各セルに関し輝度が100の場合の何%であるかを求め、その割合を係数として各セル毎に加算し、両者の合計の値に対し、セルの径(既知)を掛けてやれば良い。 e) At the position where the particle P is shown in FIG. 5E, the luminance of some of the cells is 0 or gray, so the particle P is detected. In addition, since the luminance of all the cells in the edge portion is 100, all the shapes are captured. Therefore, the shape and diameter of the particles are measured based on the image signal in such a state. Here, the shape can be approximately obtained by the shape of the gray region in FIG. The diameter can be obtained by calculation based on the number of cells whose luminance is 0 or gray, for example. More specifically, for example, the number of cells whose luminance is 0 is simply added, and the gray cells are determined for each cell by what percentage of the luminance is 100, and the ratio is used as a coefficient for each cell. And the total value of the two is multiplied by the cell diameter (known).

f) 粒子Pが図5(f)に示す位置では、一部のセルの輝度が0またはグレーであるので粒子Pが検出されている。しかも、図5(e)と同様に、エッジ部の全てのセルの輝度が100であるので、全部の形状が取り込まれている。そこで、かかる状態の画像信号に基づき粒子Pの形状・径を計測する。 f) At the position where the particle P is shown in FIG. 5F, the luminance of some cells is 0 or gray, so the particle P is detected. In addition, as in FIG. 5E, the luminance of all the cells in the edge portion is 100, so that all the shapes are captured. Therefore, the shape and diameter of the particles P are measured based on the image signal in such a state.

g) 粒子Pが図5(g)に示す位置では、一部のセルの輝度が0またはグレーであるので粒子Pは検出されているが、粒子Pがエッジに存在しており、全部の形状が取り込まれているとは限らないので、計測不可と判定する。 g) When the particle P is at the position shown in FIG. 5G, the luminance of some of the cells is 0 or gray, so the particle P is detected, but the particle P is present at the edge, and the entire shape Since it is not always taken in, it is determined that measurement is impossible.

h) 粒子Pが図5(h)に示す位置では、一部のセルの輝度が0またはグレーであるので粒子Pは検出されているが、エッジの一部のセルの輝度が0またはグレーであり、エッジに粒子Pが存在しており、全部の形状が取り込まれているとは限らないので、計測不可と判定する。 h) At the position where the particle P is shown in FIG. 5 (h), the luminance of some cells is 0 or gray, so the particle P is detected, but the luminance of some cells of the edge is 0 or gray. Yes, the particle P is present at the edge, and not all shapes are captured, so it is determined that measurement is not possible.

i) 粒子Pが図5(i)に示す位置では、全セルの輝度が100であるので、粒子Pは未検出であり、計測不可と判定する。 i) Since the brightness of all the cells is 100 at the position where the particle P is shown in FIG. 5 (i), the particle P is not detected and it is determined that measurement is impossible.

<単一粒子の判別方法II>
本例は、粒子Pが図5の紙面に対し直角に移動した場合である。この場合には粒子Pが撮像画面5Aに対して、(II−1)a)粒子Pなし、b)図5(e)または図5(f)に示す状態、c)粒子Pなしと変化する場合と、(II−2)a)粒子Pなし、b)図5(c)または図5(g)に示す状態、c)粒子Pなしと変化する場合とが考えられる。
<Single particle identification method II>
In this example, the particles P move at right angles to the paper surface of FIG. In this case, the particle P changes to (II-1) a) no particle P, b) the state shown in FIG. 5 (e) or FIG. There are cases where (II-2) a) no particles P, b) the state shown in FIG. 5C or FIG. 5G, and c) no particles P change.

これらのうち、(II−1)に示す場合は、図5(e)または図5(f)に示す状態で、一部のセルの輝度が0またはグレーとなるので粒子Pが検出され、しかもエッジ部の全てのセルの輝度が100であるので、かかる状態の画像信号に基づき粒子Pの形状・径を計測する。   Among these, in the case shown in (II-1), in the state shown in FIG. 5 (e) or FIG. 5 (f), the brightness of some cells becomes 0 or gray, so that the particle P is detected. Since the brightness of all the cells in the edge portion is 100, the shape and diameter of the particle P are measured based on the image signal in this state.

一方、(II−2)に示す場合は、図5(c)または図5(g)に示す状態で、一部のセルの輝度が0またはグレーとなるので粒子Pが検出されるが、一部のエッジ部のセルの輝度が0またはグレーであり、全部の形状が取り込まれているとは限らないので、計測不可と判定する。   On the other hand, in the case shown in (II-2), in the state shown in FIG. 5C or FIG. 5G, the luminance of some cells becomes 0 or gray, so the particles P are detected. Since the brightness of the cell at the edge of the part is 0 or gray and not all shapes are captured, it is determined that measurement is not possible.

<複数の粒子の判別方法>
本例は、複数の粒子Pが撮像画面5Aの下方から撮像画面5Aを通過して上方に抜ける場合である。
<Method for distinguishing multiple particles>
In this example, a plurality of particles P pass through the imaging screen 5A from below the imaging screen 5A and escape upward.

a) 粒子P1,P2が図6(a)に示す位置では、全セルの輝度が100であるので、粒子P1,P2は未検出であり、計測不可と判定する。 a) Since the brightness of all the cells is 100 at the positions where the particles P1 and P2 are shown in FIG. 6A, the particles P1 and P2 are not detected and are determined to be unmeasurable.

b) 粒子P1,P2が図6(b)に示す位置では、一部のセルの輝度が0またはグレーであるので粒子P1は検出されているが、粒子P1がエッジに存在しており、全部の形状が取り込まれているとは限らないので、計測不可と判定する。 b) At the positions where the particles P1 and P2 are shown in FIG. 6B, the luminance of some of the cells is 0 or gray, so the particles P1 are detected, but the particles P1 are present at the edges, Since the shape is not necessarily captured, it is determined that measurement is impossible.

c) 粒子P1,P2が図6(c)に示す位置では、一部のセルの輝度が0またはグレーであるので粒子P1が検出されている。しかも、エッジ部の全てのセルの輝度が100であるので、粒子P1の全部の形状が取り込まれた場合である。そこで、この場合の画像信号に基づき粒子P1の形状・径を計測する。 c) When the particles P1 and P2 are at the positions shown in FIG. 6C, the luminance of some cells is 0 or gray, so the particle P1 is detected. Moreover, since the luminance of all the cells in the edge portion is 100, the entire shape of the particle P1 is captured. Therefore, the shape and diameter of the particle P1 are measured based on the image signal in this case.

d) 粒子P1,P2が図6(d)に示す位置では、一部のセルの輝度が0またはグレーであるので粒子P1が検出されている。しかし粒子P2のため、輝度が0を超え、且つ100未満のセルが不連続な状態で存在している。そこで、この場合は計測不可と判定する。粒子P1,P2の温度が異なる場合があり、何れを基準に温度の計測を行えば良いかが定まらないからである。 d) At the position where the particles P1 and P2 are shown in FIG. 6D, the luminance of some of the cells is 0 or gray, so the particle P1 is detected. However, because of the particle P2, cells having a luminance exceeding 0 and less than 100 exist in a discontinuous state. Therefore, in this case, it is determined that measurement is impossible. This is because the temperatures of the particles P1 and P2 may be different, and it is not determined which one should be used for temperature measurement.

e) 粒子P1,P2が図6(e)に示す位置では、一部のセルの輝度が0またはグレーであるので粒子P1が検出されている。しかし粒子P2のため、輝度が0を超え、且つ100未満のセルが不連続な状態で存在している。そこで、この場合は、図6(d)と同様に、計測不可と判定する。かかる場合を測定可能期間Tとして二色温度計の原理に基づき温度を演算すると、粒子P1,P2の温度が異なる場合、両者の平均温度が演算されてしまい、計測した形状の粒子P1または粒子P2に対応する温度を正確に計測することができないからである。 e) At the position where the particles P1 and P2 are shown in FIG. 6E, the luminance of some of the cells is 0 or gray, so the particle P1 is detected. However, because of the particle P2, cells having a luminance exceeding 0 and less than 100 exist in a discontinuous state. Therefore, in this case, it is determined that measurement is not possible as in FIG. When the temperature is calculated based on the principle of the two-color thermometer in such a case as the measurable period TL , if the temperatures of the particles P1 and P2 are different, the average temperature of the two is calculated, and the particle P1 or particle having the measured shape This is because the temperature corresponding to P2 cannot be measured accurately.

f) 粒子P1,P2が図6(f)に示す位置では、一部のセルの輝度が0またはグレーであるので粒子P2が検出されている。しかも、エッジ部の全てのセルの輝度が100であるので、図6(c)と同様に、粒子P2の全部の形状が取り込まれた場合である。そこで、この場合の画像信号に基づき粒子P2の形状・径を計測する。 f) At the position where the particles P1 and P2 are shown in FIG. 6F, the luminance of some of the cells is 0 or gray, so the particle P2 is detected. In addition, since the luminance of all the cells in the edge portion is 100, the entire shape of the particle P2 is captured as in FIG. 6C. Therefore, the shape and diameter of the particle P2 are measured based on the image signal in this case.

g) 粒子P1,P2が図6(g)に示す位置では、一部のエッジのセルの輝度がグレーであるので粒子P2は検出されているが、粒子P2がエッジに存在しており、全部の形状が取り込まれているとは限らないので、計測不可と判定する。 g) At the positions where the particles P1 and P2 are shown in FIG. 6 (g), the luminance of the cells of some of the edges is gray, so the particles P2 are detected, but the particles P2 are present at the edges, Since the shape is not necessarily captured, it is determined that measurement is impossible.

なお、上記実施の形態では燃焼場における粒子P,P1,P2の形状・径と温度とを同時計測する場合について説明したが、燃焼場における粒子P,P1,P2に限定する必要はなく、燃焼場における液滴とすることもできる。より一般に、粒子または液滴の形状・径と温度とを同時計測する場合にも適用できる。例えば、排気ガス中の粒子状物質を計測することもできる。要は、シャドウドップラー光学系Iを介して高速度カメラ5で、レーザー光L1,L2の交差点における形状を撮影し得るものであれば良い。   In addition, although the said embodiment demonstrated the case where the shape and diameter and temperature of particle | grains P, P1, and P2 in a combustion field were measured simultaneously, it is not necessary to limit to particle | grains P, P1, and P2 in a combustion field, and combustion. It can also be a drop in the field. More generally, the present invention can also be applied to the case of simultaneously measuring the shape / diameter and temperature of particles or droplets. For example, particulate matter in the exhaust gas can be measured. The point is that the high-speed camera 5 can shoot the shape at the intersection of the laser beams L1 and L2 via the shadow Doppler optical system I.

また、上記実施の形態では、一定のサンプリング周期で高速度カメラ5により撮像した画像信号をパソコン6の記憶装置(図示せず)に予め記憶させておき、この記憶データを処理するようにしたが、これに限るものではない。パソコン6における1ステップ分の情報処理に要する時間が短ければ、高速度カメラ5で撮像した画像信号をリアルタイムで処理することもできる。   In the above embodiment, the image signal picked up by the high-speed camera 5 at a constant sampling cycle is stored in advance in a storage device (not shown) of the personal computer 6 and the stored data is processed. However, it is not limited to this. If the time required for information processing for one step in the personal computer 6 is short, the image signal captured by the high-speed camera 5 can be processed in real time.

本発明は固体の燃料粒子または液体の燃料液滴の燃焼場における形状・径と温度とを同時計測して粒子あるいは液滴の挙動の数値シミュレーションを行う産業分野において良好に適用し得る。   The present invention can be suitably applied in the industrial field in which the shape / diameter and temperature in a combustion field of solid fuel particles or liquid fuel droplets are simultaneously measured to perform numerical simulation of the behavior of the particles or droplets.

I シャドウドップラー光学系
II カセグレン光学系
L1,L2 レーザー光
B 火炎
P,P1,P2 粒子
λ、λ 波長
λ1、Iλ2 光強度
M 測定領域
R 受光領域
測定可能期間
1、3 集光レンズ
2 コリメートレンズ
4 対物レンズ
5 高速度カメラ
5A 撮像画面
6 パソコン
7 光ファイバー
8 分光器
I Shadow Doppler optical system
II Cassegrain optical system L1, L2 Laser light B Flame P, P1, P2 Particles λ 1 , λ 2 Wavelength I λ1 , I λ2 Light intensity M Measurement region R Light receiving region TL Measurement period 1, 3 Condensing lens 2 Collimating lens 4 Objective Lens 5 High Speed Camera 5A Imaging Screen 6 Personal Computer 7 Optical Fiber 8 Spectroscope

Claims (5)

2本のレーザー光の交差点に形成される測定領域を通過する粒子または液滴で前記レーザー光が遮光されることにより形成される影に基づく前記粒子または液滴の形状を第1の光学系を介して撮影するとともに、前記粒子または液滴の形状を表す画像信号を送出する撮影手段と、
第2の光学系を介して得られる前記測定領域中の粒子または液滴による複数の特定波長の光強度をそれぞれ表す発光信号を送出する温度計測手段と、
前記画像信号を処理して前記粒子または液滴の全部が前記撮影手段の撮像画面に取り込まれている期間である測定可能期間を検出するとともに、前記測定可能期間に対応する前記発光信号に基づき二色温度計の原理により前記粒子または液滴の温度を演算する演算処理手段とを有することを特徴とする粒子及び液滴の形状・径と温度との同時計測システム。
The shape of the particle or droplet based on the shadow formed when the laser beam is blocked by the particle or droplet passing through the measurement region formed at the intersection of the two laser beams is changed to the first optical system. Photographing means for sending an image signal representing the shape of the particles or droplets,
Temperature measuring means for sending emission signals each representing light intensities of a plurality of specific wavelengths by particles or droplets in the measurement region obtained via a second optical system;
The image signal is processed to detect a measurable period in which all of the particles or droplets are captured in the imaging screen of the imaging unit, and based on the light emission signal corresponding to the measurable period. A system for simultaneously measuring the shape / diameter and temperature of particles and droplets, comprising an arithmetic processing means for calculating the temperature of the particles or droplets according to the principle of a color thermometer.
請求項1に記載する粒子及び液滴の形状・径と温度との同時計測システムにおいて、
前記第2の光学系はカセグレン光学系であることを特徴とする粒子及び液滴の形状・径と温度との同時計測システム。
In the simultaneous measurement system of the shape / diameter and temperature of the particles and droplets according to claim 1,
The second optical system is a Cassegrain optical system, and is a simultaneous measurement system for the shape / diameter and temperature of particles and droplets.
請求項1または請求項2に記載する粒子及び液滴の形状・径と温度との同時計測システムにおいて、
前記測定可能期間は、二次元平面の前記撮像画面を格子状のセルに分割して各セルにおける前記画像信号の輝度を検出し、4辺の各エッジ部の全てのセルが高輝度部分となり、同時に前記撮像画面における前記各エッジ部の内部のセルに低輝度部分が存在する期間としたことを特徴とする粒子及び液滴の形状・径と温度との同時計測システム。
In the simultaneous measurement system of the shape / diameter and temperature of the particles and droplets according to claim 1 or claim 2,
In the measurable period, the imaging screen of the two-dimensional plane is divided into grid-like cells to detect the luminance of the image signal in each cell, and all the cells on each of the four edges become high-luminance portions, A simultaneous measurement system for the shape / diameter and temperature of particles and droplets, characterized in that a period in which a low-luminance portion exists in a cell inside each edge portion on the imaging screen at the same time.
請求項3に記載する粒子及び液滴の形状・径と温度との同時計測システムにおいて、
前記4辺の各エッジ部の全てのセルが高輝度部分となり、同時に前記撮像画面における前記各エッジ部の内部のセルに低輝度部分が存在する期間であっても、前記内部のセルに複数の低輝度部分が不連続な領域として存在する場合には、前記測定可能期間から除外することを特徴とする粒子及び液滴の形状・径と温度との同時計測システム。
In the simultaneous measurement system of the shape / diameter and temperature of the particles and droplets according to claim 3,
Even in a period in which all the cells on each edge part of the four sides become high-luminance parts and at the same time a low-luminance part exists in the cells inside each edge part on the imaging screen, a plurality of internal cells A system for simultaneously measuring the shape / diameter and temperature of particles and droplets, wherein a low-luminance portion is present as a discontinuous region, excluded from the measurable period.
1ステップ分の前記画像信号及び前記発光信号を読込む処理と、読込んだ画像信号に基づき前記粒子または液滴の全部が前記撮影手段の撮像画像に取り込まれている期間である測定可能期間であるか否かを判定する判定処理と、判定処理の結果測定可能期間である場合には、前記粒子または液滴の形状・径を演算するとともに前記発光信号に基づき二色温度計の原理による前記粒子または液滴の温度の演算を行う演算処理とを電子計算機に行わせることを特徴とする粒子及び液滴の形状・径と温度との同時計測プログラム。

A process of reading the image signal and the light emission signal for one step, and a measurable period in which all of the particles or droplets are captured in the captured image of the imaging unit based on the read image signal. In the determination process for determining whether or not there is a measurement possible period as a result of the determination process, the shape / diameter of the particle or droplet is calculated, and the principle of the two-color thermometer is calculated based on the emission signal. A program for simultaneously measuring the shape / diameter and temperature of particles and droplets, which causes an electronic computer to perform calculation processing for calculating the temperature of the particles or droplets.

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