JPH0621866B2

JPH0621866B2 - 気流中粉体の色計測方法およびその装置

Info

Publication number: JPH0621866B2
Application number: JP61062551A
Authority: JP
Inventors: 英一原田; 建二森; 親利蔵田; 健一藤井
Original assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Current assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority date: 1986-03-19
Filing date: 1986-03-19
Publication date: 1994-03-23
Anticipated expiration: 2009-03-23
Also published as: JPS62217143A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、気流中粉体の色測定方法およびその装置に関
する。

（従来の技術）色の計測手段として、試料に対し投光する投光部と、こ
の投光による試料からの反射光を受ける受光部とを備
え、受光部で得られた反射光の特性から試料の色、つま
り、色相や明度ないしは彩度の値を求める色彩計、ある
いは標準色との差を計測する色差計は一般に知られてい
る。かかる測色計は、金属や塗膜、さらには布、紙など
固定した物体の色の計測には利用することができる。

（発明が解決しようとする問題点）従来の測色計そのままでは、気流中粉体、例えば石炭燃
焼による排ガス中の灰の色の計測を行なうことは困難で
ある。これに対し、気流中から粉体の一定量を回収して
固定し、これに上記測色計を適用することが考えられる
が、粉体の定量回収およびその固定が面倒なだけでな
く、予め粉体回収量を決めておいても、粉体の性状が変
化（上記排ガスの灰の場合、石炭燃焼条件や原料炭の種
類の変動により灰の性状が変化する。）する場合、特定
した回収量では粉体色の計測のためには不足し、計測誤
差がでる可能性がある。また、予め粉体の性状変化を見
越して多量の粉体を回収固定する方式を採用した場合、
回収にひいては色の計測終了までに長時間を要し、計測
結果を粉体の発生源側の制御に反映させることができな
くなる。

（問題点を解決するための手段）本発明は上記問題点の解決手段として、気流中粉体の色
計測方法と、この方法の実施に使用する装置とを提供し
ようとするものである。

すなわち、上記色計測方法は、気流中の粉体をろ紙に吸
着させていきながら、このろ紙に対する投光によって生
ずる反射光の経時変化を測定し、反射光が定常状態にな
った後、ろ紙に対し投光して得た反射光の特性から粉体
の色を判断するというものである。この場合、反射光が
定常状態になった後のろ紙に対する投光はそのまま気流
中で行なっても、あるいは気流中からろ紙を取り出して
気流外で行なってもよい。

一方、上記色計測装置は、気流中の粉体を吸着するろ紙
に対し投光する少なくとも１つの投光器と、この投光に
よるろ紙からの反射光を受ける少なくとも１つの受光器
と、気流中で粉体を吸着中のろ紙からの反射光が定常状
態になったか否かを受光器からの出力変化で判断する定
常状態判断手段と、反射光が定常状態になった後のろ紙
からの反射光の特性を受光器の出力から得て粉体の色を
判断する粉体色判断手段とを備えている。この場合、粉
体色判断手段は、定常状態判断のための受光器に接続し
ても、あるいは、気流中から取り出したろ紙に対し投光
器と受光器とを向けるようにして、この気流外の受光器
に接続してもよい。

（作用）上記色計測方法の場合、ろ紙からの反射光が変化してい
る間は、ろ紙そのものによる反射の影響がある状態であ
り、反射光が定常状態になった後の反射光は粉体のみに
よるものとみることができ、従って、定常状態後の投光
による反射光の特性をみれば、粉体のみの色相、明度あ
るいは彩度をみることができる。

また、上記色計測装置の場合、定常状態判断手段は、受
光器からの出力が略一定になった時点で反射光が定常、
つまり、ろ紙そのものの影響なく粉体のみの色の計測が
可能になったと判断し、粉体色判断手段は、受光器から
の出力特性により、粉体の色、つまり、色相や明度ある
いは彩度を判断する。

（効果）気流中の粉体の色計測方法によれば、気流中のろ紙から
の反射光が定常状態になった後に色の計測をするから、
ろ紙そのものによる反射の影響を受けることなく、気流
中粉体の色を知ることができる。また、気流中の粉体の
性状が変わる場合でも、その性状に応じた粉体回収量を
個々を決める必要はなく、常にその性状に応じた必要最
小限の量をろ紙に付着させた状態で色の計測を誤差な
く、かつ短時間で行なうことが可能となり、その計測結
果の利用が容易となる。そして、粉体の色、つまり、色
相、明度あるいは彩度をみることにより、粉体の種類や
粉体中の特定成分の量などを知ることが可能となる。

また、気流中粉体の色計測装置によれば、先の色計測方
法の実施が可能になるとともに、粉体吸着中の反射光の
受光器からの出力変化をみることから実際に誤差のない
色の計測が可能となる時点を簡単にかつ、粉体の性状に
応じた必要最小限の時間で知ることができ、定常状態判
断手段と粉体色判断手段とを連係せしめることにより、
気流中粉体の色を短時間で知ることが可能となって、計
測結果の利用が容易となる。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面に基いて説明する。この実
施例は本発明を石炭燃焼による排ガス中の粉体、つまり
灰の色の計測、ひいては灰中未燃分の計測に利用したも
のであって、その全体構成は第１図に示されている。

すなわち、同図において、１は上記排ガスを導入する第
１セルであって、排ガスはセル上端の導入口１ａから真
空ポンプ（図示省略）で導入し、排出口１ｂから排出す
るようになっている。この第１セル１には、排ガスの流
れを横切ってろ紙２を介設するためスリット３が横断方
向に形成されていて、このスリット３にはろ紙２を第１
セル１に対し気密状態にかつ、光の洩れを防止して保持
するシール手段４が設けられている。この場合、ろ紙２
は第１セル１の片側に設けたろ紙ロール５からローラ６
を介してこの第１セル１に供給され、粉体色計測のため
の第２セル７を横切って、ローラ８を介しろ紙巻取ロー
ル９に巻取られるようになっている。このろ紙巻取ロー
ル９にはモータ（図示省略）の出力軸が連係されてい
る。

さて、上記第１セル１には、まず排ガス導入口１ａの縁
部からろ紙挿入位置の下方に至る間の壁にヒータ１０が
設けられている。そして、ろ紙挿入位置の上方にろ紙２
に対して投光する第１投光器１１と、この投光により生
ずるろ紙２からの反射光を受ける第１受光器１２とがろ
紙２に向けて配置されている。またろ紙挿入位置の上方
には第１セルの内部温度を検出する温度センサ１３が設
けられ、ろ紙挿入位置の下方には第１セル１のろ紙下流
側の圧力を検出する圧力センサ１４が設けられている。

一方、第２セル７は、基本的には密閉型であるが、第１
セル１と同様のスリット１５と、このスリット１５にお
ける光の洩れを防止するシール手段１６とを備え、ろ紙
挿入位置の上方にろ紙２に対し投光する第２投光器１７
と、この投光により生ずるろ紙２からの反射光を受ける
第２受光器１８とがろ紙２に向けて配置されている。

しかして、上記シール手段４，１６、第１および第２の
受光器１２，１８、温度センサ１３並びに圧力センサ１
４は、制御装置２０に接続されている。すなわち、第２
図に示す如くこの制御装置２０は、定常状態判断手段２
１、粉体色判断手段２２、温度制御手段２３、データ出
力手段２４および作動部（アクチュエータ）制御手段２
５を備えている。

この場合、定常状態判断手段２１は、第１受光器１２か
らの出力と圧力センサ１４からの出力を受け、両出力の
経時変化から第１セル１のろ紙２からの反射光がろ紙２
に灰が吸着されている過程で定常状態になったか否かを
判断する。つまり、ろ紙２に排ガス中の灰が吸着されて
いくと、その付着量に応じてろ紙２自体による反射の影
響が小さくなっていくことにより、ろ紙２からの反射光
の強さが低下していき、それに伴って第３図に示す如く
第１受光器１２の出力が低下していく。従って、灰の吸
着が継続されていれば、第１受光器１２の出力が略一定
になった時点Ｔは、第１セル１のろ紙２の全面が灰で覆
われてろ紙自体の反射の影響がなくなり、灰のみによる
反射となったと判断することができる。しかし、排ガス
中の灰の量が燃焼側あるいはサンプリングラインのトラ
ブル等の要因で低下して一時的にろ紙２に対する灰の付
着が途絶えた場合、反射光にろ紙２自体の影響がでてい
るにもかかわらず、第１受光器１２の出力が略一定とな
るが、この場合、ろ紙下流側の圧力は灰の付着が途絶え
ているため、それ以上低下しなくなり、一定値を示す。
したがって、圧力センサ１４からの出力により、上記圧
力が一定値を示している時は、灰の付着が停止している
状態であり、定常状態になったものではないと判断され
る。

本実施例の定常状態判断手段２１は、第１受光器１２か
らの出力が、一定でかつ圧力センサ１４からの出力が低
下中という条件を満足するとき、定常状態と判断するよ
うになっている。

因に、サクソンベル炭燃焼灰の場合、第６図に示す如
く、その未燃分が１０％強のとき、ろ紙２に対し灰が３
ｍｇ／cm²以上付着すれば汚染度が飽和し、第１受光器
１２からの出力は一定となる。

作動部制御手段２５は、定常状態判断手段２１からの定
常状態の判断を受けて作動し、シール手段４，１６にシ
ール解除信号を出力するとともに、ろ紙巻取用モータ２
６に巻取指令を出力し、先の反射光が定常になったろ紙
部分を第２セル７に送り、巻取停止信号を上記モータ２
６に、またシール作動信号をシール手段４，１６に出力
し、さらに、定常状態判断手段２１と粉体色判断手段２
２に作動指令を出す。

粉体色判断手段２２は、第２受光器１８からの出力を受
け、その出力から上記定常状態となった後のろ紙２から
の、つまりは灰による反射光の特性をとらえて灰の色
（本実施例の場合は明度）を判断するとともに、灰の色
から灰中未燃分の量を求めてデータ出力手段２４を送
る。すなわち、第２受光器１８は反射光の強さ（明度）
に応じた出力をなし、粉体色判断手段２２は、この出力
から灰の明度を判断し、予め記憶された第４図に示す灰
の明度（第２受光器１８の出力にそのまま対応する）と
灰中未燃分との相関データから、灰中未燃分の割合を演
算する。

この場合、第５図に示す如く、各種の燃焼灰には、その
汚染度（第２受光器１８の出力つまり明度の逆値）と未
燃分との間にそれぞれ相関関係があり、各燃焼灰に応じ
た相関データを記憶させておくことにより、それぞれ灰
中未燃分の量を求めることができる。

温度制御手段２３は、温度センサ１３からの出力を受け
てヒータ１０を作動し、第１セル１のろ紙２およびその
まわりの雰囲気温度を１００℃程度に制御する。

従って、上記実施例の場合、まず、第１セル１にろ紙２
を挿入し、排ガスを導入しながら第１投光器１１による
投光で生ずるろ紙２からの反射光を第１受光器１２で受
け、この第１受光器１２からの出力と圧力センサ１４か
らの出力でもって反射光の定常状態を判断することにな
り、灰の導入が一時的に途絶えても、灰が色の計測に十
分な量付着した時点を知ることができる。また、第１セ
ル１内の温度を１００℃程度に制御しているから、排ガ
ス中の水分のろ紙２に対する付着が防止され、水分によ
る測定誤差が免れる。

そして、定常状態の判断後、ろ紙２の灰が付着した部分
は第２セル７に送られ、灰の色が第１受光器１２とは別
の排ガスで汚染されていない第２投光器１７と第２受光
器１８とにより、この第２受光器１８の出力に基いて粉
体色判断手段２２で判断され、従って、正確な灰の色の
計測が可能となる。そして、この計測結果は、石炭の燃
焼装置側へ燃焼データとしてフイードバックすることに
より、灰中未燃分をモニターしながら燃焼条件を制御
し、未燃分量を低減させていくことができる。特に、こ
の場合、ろ紙２を順次供給して灰の色、つまりは灰中未
燃分を測定して、そのデータを出力していくことによ
り、実質的な連続測定が可能となり、計測結果を燃焼設
備側に反映させ易くなる。因に、従来は灰中未燃分を回
収した灰の強熱減量から求めていたが、手分析であるか
ら計測結果を得るのに早くても１〜２時間かかり、計測
結果を燃焼側に反映させるのが困難であった。

また、上記実施例の場合、燃焼条件の制御により、例え
ば、セメント混和剤として使用できるように灰の色を制
御することも可能となる。

なお、上記実施例は排ガス中の灰の色の計測に関する
が、他の気流中粉体の色の測定に本発明が利用できるこ
とはもちろんである。

また、上記実施例では、定常状態の判断と粉体色の判断
を別のセルで行なっているが、第１のセル１の第１受光
器１２からの出力を粉体色の判断に利用するようにして
もよい。

また、粉体色の判断にあたっては、受光器の種類を変え
て色相を判断したり、彩度を判断するようにしてもよ
く、また、複数の受光器を配置してそれぞれの出力から
色相、明度、彩度を同時に個別に判断するようにした
り、あるいは、これら三者を同時に検出できる受光器を
用いてもよい。

また、上記実施例では定常状態の判断に反射光と併せて
圧力センサの出力特性を利用しているが、この圧力セン
サに代えて真空ポンプによりろ紙に作用する力を検出す
るセンサを利用してもよい。

また、第１セルや第２セルに設ける各系統の投光器およ
び受光器は、それぞれ複数個ずつを組にして設けてもよ
い。

因に、本発明では所謂光センサを利用しているが、実施
例に記載の圧力センサの出力やろ紙に作用する力を検出
するセンサの出力などによっても定常状態の判断は可能
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は気流中粉体の色計測装置の全体構成図、第２図
は制御系統図、第３図は第１受光器の出力特性図、第４
図は第２受光器の出力と灰中未燃分の関係を示すグラフ
図、第５図は灰中未燃分と汚染度との関係を示すグラフ
図、第６図はろ紙に対する灰の付着量と汚染度との関係
を示すグラフ図である。１……第１セル、２……ろ紙、７……第２セル、１１…
…第１投光器、１２……第１受光器、１７……第２投光
器、１８……第２受光器、２０……制御装置、２１……
定常状態判断手段、２２……粉体色判断手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者藤井健一兵庫県明石市川崎町１番１号川崎重工業株式会社技術研究所内 (56)参考文献特開昭47−28994（ＪＰ，Ａ) 特開昭54−27486（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−22647（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−184953（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】気流中の粉体をろ紙に吸着させていきなが
ら、このろ紙に対する投光によって生ずる反射光の経時
変化を測定し、反射光が定常状態になった後、ろ紙に対
し投光して得た反射光の特性から粉体の色を判断するこ
とを特徴とする気流中粉体の色計測方法。
【請求項２】気流中の粉体を吸着するろ紙に対し投光す
る少なくとも１つの投光器と、この投光によるろ紙から
の反射光を受ける少なくとも１つの受光器と、気流中で
粉体を吸着中のろ紙からの反射光が定常状態になったか
否かを受光器からの出力変化で判断する定常状態判断手
段と、反射光が定常状態になった後のろ紙からの反射光
の特性を受光器の出力から得て粉体の色を判断する粉体
色判断手段とを備えていることを特徴とする気流中粉体
の色計測装置。
【請求項３】投光器と受光器とは気流中のろ紙挿入位置
に向けられていて、この受光器に対し定常状態判断手段
と粉体色判断手段とが接続されている特許請求の範囲第
２項に記載の気流中粉体の色計測装置。
【請求項４】第１および第２の２系統の投光器と、第１
および第２の２系統の受光器とを備え、第１投光器と第
１受光器とは気流中でのろ紙の挿入位置に向けられ、第
２投光器と第２受光器とは気流外のろ紙取出し位置に向
けられ、第１受光器に対し定常状態判断手段が接続さ
れ、第２受光器に対し粉体色判断手段が接続されている
特許請求の範囲第２項に記載の気流中粉体の色計測装
置。