JPH0820389B2 - 無機酸化物の溶融特性の測定方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、無機酸化物、たとえば下水汚泥の焼却灰な
どの溶融特性の測定方法および装置に関する。

背景技術 このような無機酸化物の溶融特性の測定手順は、コー
クス灰の溶融特性の測定方法について測定されている日
本工業規格に準じている。この方法は、人間の目によつ
て無機酸化物から成る試料の溶融状態の観察を行ない、
その試料の形状が加熱に伴つて変化していくときにおけ
る軟化点、融点および溶流点に対応する形状となつたと
きの温度を測定している。

発明が解決すべき問題点 このような先行技術では、１つの試料の溶融特性を測
定するために、たとえば２〜３時間を必要とし、しかも
このような溶融特性は、日本工業規格に準じて２回測定
する必要があり、したがつて長時間にわたる労働となつ
た。

また試料の溶融状態を人間が判断するので、個人差が
生じる。

本発明の目的は、無機酸化物の溶融特性を自動的にし
かも正確に測定することができるようにした無機酸化物
の溶融特性の測定方法および装置を提供することであ
る。

問題点を解決するための手段 本発明は、無機酸化物から成る立方体状の成形試料を
試料台上に載置して、時間経過に伴つて測温しつつ加熱
してゆき、前記試料の鉛直な表面に垂直な光軸を有する
テレビカメラで、前記試料の上角隅部を撮像し、上角隅
部の形状変化が予め定める変化量を超えた時点の温度を
軟化点とし、前記試料の試料台上の幅と高さをテレビカ
メラで撮像し、高さが幅の1/2になつた時点の試料の温
度を融点とし、撮像された試料の高さが融点の高さの1/
3になつた時点の温度と溶流点とすることを特徴とする
無機酸化物の溶融特性の測定方法である。

また本発明は、無機酸化物から成る立方体状の成形試
料を加熱する加熱手段と、 試料を載置する試料台と、 試料を撮像するテレビカメラと、 試料の温度を検出する温度検出手段と、 テレビカメラの出力に基づいて、テレビカメラの撮像
領域を試料の上角隅部と試料台上の全域とに切換える切
換手段と、 テレビカメラの撮像領域が試料の上角隅部であると
き、撮像された画像に基づいて演算を行い、演算結果か
ら試料の上角隅部の形状変化が予め定める変化量を超え
た時点の温度検出手段による検出温度を記憶し、 前記切換手段によつて撮像領域を試料台上の全域に切
換え、撮像された画像に基づいて演算を行い、演算結果
から試料の高さが、幅の1/2になつた時点の高さと、温
度検出手段による検出温度とを記憶し、試料の高さが前
記記憶した高さの1/3なつた時点の温度検出手段による
検出温度を記憶し、 前記記憶した検出温度を順次、軟化点、融点、溶流点
として表示することを特徴とする無機酸化物の溶融特性
の測定装置である。

作用 本発明に従えば、石炭灰、コークス灰、下水汚泥の焼
却灰などの無機酸化物を立方体状に成形し、成形試料の
鉛直な表面がテレビカメラの光軸に垂直になるように、
試料台上に試料を載置する。試料は、時間経過に伴つて
測温しつつ加熱され、またテレビカメラで撮像される。

最初テレビカメラは、試料の上角隅部を撮像する。加
熱に伴つて試料は、上角隅部の形が次第に崩れてくる。
この崩れが予め定めた量に達した時点の試料の温度が軟
化点である。したがつてビデオカメラによる撮像結果と
軟化点として予め定められた形状とを比較して、軟化点
を測定できる。具体的装置においては、撮像した画像に
基づいて演算を行い、これが予め定められた基準変化量
との比較によつて行われる。軟化点は、テレビカメラの
撮像領域が上角隅部と狭い範囲であり、正確な基準量と
の比較ができる。

次にテレビカメラの撮像領域は、試料台上全域に拡大
される。加熱によつて試料は、次第に高さが低く、幅が
広く広がる。したがつてテレビカメラによる撮像では、
試料の高さと試料台上の広がり（幅）を測定し、高さが
幅の1/2になつた時点の試料の温度を融点とし、さらに
試料の高さのみを測定し、それが融点測定時の1/3にな
つた時点の試料の温度を溶流点とする。融点および溶流
点は、画像の幅と高さまたは高さのみを測定するだけで
あるので、テレビカメラの撮像範囲が比較的広くても正
確な測定ができる。

軟化点、融点および溶流点は、前記日本工業規格に準
じているので、作業者の労力を軽減して、しかも正確に
無機酸化物の溶融特性を測定できる。

実施例 第１図は、本発明の一実施例のブロツク図である。高
温加熱顕微鏡１に関連してテレビカメラ２が設けられ
る。

第２図は、高温加熱顕微鏡１の断面図である。高温加
熱顕微鏡１において加熱室３内には試料台４上に無機酸
化物の粉末を成形した試料５が載置される。この加熱室
３には電気ヒータ６が設けられており、ヒータ６によつ
て試料５を時間経過に伴つて、熱電対８によつて測定し
つつ加熱してゆく。光源７は試料５を照射する。

加熱室３内の試料５の形状は光学レンズ９を介してテ
レビカメラ２によつて撮像することができる。

テレビカメラ２からの複合映像信号は、画像記憶回路
10に与えられてストアされる。表示手段11は、テレビカ
メラ２によつて撮像した試料５の画像を表示する。熱電
対８によつて測定される温度を表す信号は、温度変換回
路12に与えられてデジタル値に変換され、処理回路13に
与えられる。処理回路13は、画像記憶回路10と接続され
る。処理回路13による演算結果はプリンタ14に与えら
れ、溶融特性が出力される。

第３図は、テレビカメラ２によつて撮像される領域を
説明するための図であり、撮像領域を参照符18で示す。
試料５の軟化点を測定するときには、画像処理される領
域は参照符15で示される比較的狭い領域に設定され、こ
れによつて高精度で軟化点を測定することが可能とな
る。融点および溶流点の測定のためには、参照符16で示
される領域にわたつて画像処理される。この領域16を設
定するときは、画像処理領域の底辺を試料台４の上面に
合せるようにする。融点測定時はこの面が底辺の基準と
なる。

軟化点を検出する際には、前述のように領域15が画像
処理領域となり、その状態は第４図に拡大して示され
る。この領域15において試料５の部分は、論理「１」の
画素に定められ、また背景の明るい残余の部分は論理
「０」の画素に定められ、このように明るさに応じてレ
ベル弁別され、領域15が２値化される。テレビカメラ２
の光軸は立方体状の試料５の鉛直な表面に垂直であり、
軟化点を測定する際における領域15は、その試料５の角
隅部17が含まれるように選ばれる。

第５図は、試料５の融点および溶流点を測定するとき
の状態を示すテレビカメラ２の撮像画像を示す。画像処
理領域16は試料台４上の試料５の底辺を基準としてお
り、その幅をＷとし、高さをＨとするとき、融点は、 となつたときにおける熱電対８によつて測定される温度
である。溶流点は、試料５がさらに加熱され、その高さ
Ｈが融点測定時における高さの1/3の値になつたときに
おける熱電対８の検出温度である。

第６図を参照して試料５の溶融特性を測定する動作を
説明する。ステツプn1からステツプn2に移り、まず軟化
点の測定のために画像処理領域を第３図および第４図に
示されるように参照符15のとおりに定める。試料５の角
隅部17は、テレビカメラ２によつて撮像される。ヒータ
６は900℃以降は５℃／分の速度で試料５を昇温して加
熱する。

ステツプn3では、テレビカメラ２によつて撮像した領
域18の画像を画像記憶回路10に２値化してストアする。
ステツプn4では、その領域15における試料５の画素数を
数える。試料５が加熱されることによつて角隅部17が丸
みを帯びてゆき、したがつて試料５に対応した黒い論理
「１」の領域の画素数が初期値から減少してゆく。初期
値というのは領域15において試料５の角隅部17が加熱さ
れていない状態における試料５の画素数である。領域15
における前記初期値と、加熱時における画素数との差を
演算する。

ステツプn5では、その差が予め定めた値になつたかど
うかを比較演算して判断する。試料５の角隅部17が加熱
によつて軟化し、丸みを帯びてテレビカメラ２によつて
撮像される試料５の論理「１」の画素数が前記初期値に
比べて予め定めた数だけ減つたときには、ステツプn6に
移り、その時点における熱電対８によつて検出される温
度を測定してストアし、その温度を軟化点として処理回
路13にストアするとともに、ステツプn7において軟化点
の画像を画像記憶回路10にストアしておく。

次にステツプn8において融点と溶流点とを測定するた
めに、画像処理領域を第３図および第５図の参照符16で
示されるように試料台４の上面を基準として設定する。
そこで試料５の幅Ｗと、高さＨとを測定する。ステツプ
n9において第１式が成立することが判断されると、ステ
ツプn10においてその時点における熱電対８による検出
温度を融点として測定し、処理回路13にストアする。

ステツプn11では、融点として撮像した試料５の画像
を画像記憶回路10にストアする。

ステツプn12では試料５の高さH1を測定し、この測定
値H1が融点測定時の高さＨの1/3になつたかがステツプn
13において判断される。高さH1が融点測定時の高さＨの
1/3になつたときには、熱電対８の検出温度をステツプn
14において測定し、その温度を溶流点として処理回路13
にストアする。ステツプn15では、溶流点が測定された
ときにおける試料５の画像を画像処理回路10にストアす
る。こうしてステツプn16において溶融特性の自動的な
測定動作を完了し、処理回路13にストアされているデー
タを必要に応じてプリンタ14によつて印字し、ステツプ
n17ですべての動作を終了する。

試料５は、石炭灰、コークス灰、下水汚泥の焼却灰だ
けでなく、都市ゴミの焼却灰など無機酸化物全般であつ
てよい。

効果 以上のように本発明によれば、自動的に無機酸化物の
軟化点、融点および溶流点を求めることができるので、
作業者の労力を格段に軽減できるとともに、作業者の個
人差による誤差がなくなり、正確な溶融特性の測定値を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のブロツク図、第２図は高温
加熱顕微鏡１の断面図、第３図はテレビカメラ２の画像
を示す図、第４図は軟化点測定用の画像処理領域15を示
す図、第５図は融点および溶流点測定用の画像処理領域
16を示す図、第６図は溶融特性の測定動作を説明するた
めのフローチヤートである。 １……高温加熱顕微鏡、２……テレビカメラ、３……加
熱室、４……試料台、５……試料、６……ヒータ、７…
…光源、８……熱電対、10……画像記憶回路、11……表
示手段、12……温度変換回路、13……処理回路、14……
プリンタ、15,16……画像処理領域、18……撮像領域

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】無機酸化物から成る立方体状の成形試料を
   試料台上に載置して、時間経過に伴つて測温しつつ加熱
   してゆき、前記試料の鉛直な表面に垂直な光軸を有する
   テレビカメラで、前記試料の上角隅部を撮像し、上角隅
   部の形状変化が予め定める変化量を超えた時点の温度を
   軟化点とし、前記試料の試料台上の幅と高さをテレビカ
   メラで撮像し、高さが幅の1/2になつた時点の試料の温
   度を融点とし、撮像された試料の高さが融点の高さの1/
   3になつた時点の温度と溶流点とすることを特徴とする
   無機酸化物の溶融特性の測定方法。
2. 【請求項２】無機酸化物から成る立方体状の成形試料を
   加熱する加熱手段と、 試料を載置する試料台と、 試料を撮像するテレビカメラと、 試料の温度を検出する温度検出手段と、 テレビカメラの出力に基づいて、テレビカメラの撮像領
   域を試料の上角隅部と試料台上の全域とに切換える切換
   手段と、 テレビカメラの撮像領域が試料の上角隅部であるとき、
   撮像された画像に基づいて演算を行い、演算結果から試
   料の上角隅部の形状変化が予め定める変化量を超えた時
   点の温度検出手段による検出温度を記憶し、 前記切換手段によつて撮像領域を試料台上の全域に切換
   え、撮像された画像に基づいて演算を行い、演算結果か
   ら試料の高さが、幅の1/2になつた時点の高さと、温度
   検出手段による検出温度とを記憶し、試料の高さが前記
   記憶した高さの1/3になつた時点の温度検出手段による
   検出温度を記憶し、 前記記憶した検出温度を順次、軟化点、融点、溶流点と
   して表示することを特徴とする無機酸化物の溶融特性の
   測定装置。