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JPH0312540A - Instrument for measuring grain size distribution - Google Patents

Instrument for measuring grain size distribution

Info

Publication number
JPH0312540A
JPH0312540A JP1145447A JP14544789A JPH0312540A JP H0312540 A JPH0312540 A JP H0312540A JP 1145447 A JP1145447 A JP 1145447A JP 14544789 A JP14544789 A JP 14544789A JP H0312540 A JPH0312540 A JP H0312540A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
droplet
size distribution
section
image
Prior art date
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Granted
Application number
JP1145447A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2689167B2 (en
Inventor
Kenichi Hayashi
健一 林
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Heavy Industries Ltd filed Critical Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority to JP1145447A priority Critical patent/JP2689167B2/en
Publication of JPH0312540A publication Critical patent/JPH0312540A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2689167B2 publication Critical patent/JP2689167B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

PURPOSE:To make repetitive measurement with the shorter time for processing, simple processing software and easy automation, etc., by detecting the distance between the two luminescent spots of the reflected light image-formed by an optical image forming system and a transmitted and refracted light. CONSTITUTION:This instrument is constituted of a catching surface to catch a liquid drop 1, an image forming section, a data processing section 8, a parallel moving section and 1st, 2nd, 3rd light sources 3 to 5. The light source 3 irradiates the entire part of the catching surface with light in order to observe the image of entire part of the liquid drop. The light sources 4, 5 irradiate the catching surface at an equal angle theta from diagonal below the catching surface. The image of the liquid drop 1 is converged by a lens 6 and is image- formed on a one-dimensional optical sensor 7. The image data is taken into the data processing section 8 which computes the grain size and grain size distribution of the liquid drop. The grain size distribution of the liquid drop is, therefore, exactly and automatically measured by the image processing of the short period of time.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、滴下する液滴の粒度分布を測定する粒度分布
測定装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a particle size distribution measuring device that measures the particle size distribution of dropping droplets.

[従来の技術] 従来、液滴の粒度分布をもとめる方法として、液浸法が
知られている。
[Prior Art] A liquid immersion method is conventionally known as a method for determining the particle size distribution of droplets.

この液浸法は、通常ガラス板に比較的粘度の高い液体を
薄く塗布し、この中に液滴を飛び込ませ、受は止め液中
に真球状態で沈下する個々の液滴径を測定することによ
り、捕集された液滴群の粒度分布等を求める方法である
This immersion method usually involves coating a glass plate with a thin layer of relatively high viscosity liquid, allowing droplets to jump into the liquid, and measuring the diameter of each droplet as it sinks into the liquid in the form of a perfect sphere. This is a method of determining the particle size distribution, etc. of the collected droplet group.

このような液浸法においては、受は止め液中に存在する
液体の像を、例えば、ドラムスキャナー方式、TV左カ
メラの2次元センサを用いる方式、1次元光センサをセ
ンサ列と直角に移動する方式によって、画像データを得
、この画像データを走査することによって、液滴に関す
る2次元画像データを処理して、液体の直径や体積を求
めている。
In such liquid immersion methods, the image of the liquid present in the receiver and stopper liquid is captured using, for example, a drum scanner method, a method using a two-dimensional sensor of the TV left camera, or a method using a one-dimensional optical sensor that is moved perpendicular to the sensor row. Image data is obtained using this method, and by scanning this image data, two-dimensional image data regarding the droplet is processed to determine the diameter and volume of the liquid.

[発明が解決しようとする課題] このように、2次元画像データを処理することは、処理
すべきデータ量が極めて多いため、液滴の径等を求める
のに長時間を要するという欠点がある。一方2次元画像
データを短時間で処理する−ためには、専用の画像解析
装置や複雑なソフトウェアを必要としていた。
[Problems to be Solved by the Invention] As described above, processing two-dimensional image data has the disadvantage that it takes a long time to determine the diameter of a droplet, etc. because the amount of data to be processed is extremely large. . On the other hand, in order to process two-dimensional image data in a short time, a dedicated image analysis device and complicated software were required.

そこで、本発明の技術的課題は、液浸法としてを用いて
、液滴の粒度分布を正確に、且つ短時間の画像処理によ
って自動的に測定することができる粒度分布測定装置を
提供することにある。
Therefore, the technical problem of the present invention is to provide a particle size distribution measuring device that can accurately and automatically measure the particle size distribution of droplets using a liquid immersion method through short-time image processing. It is in.

[課題を解決するための手段] 本発明によれば、予め定められだ液滴受止め面を形成す
る受止め部と、前記受止め面に対して所定の交角をもっ
て入射光を入射させる少なくとも1つの光源と、前記受
止め面の液滴に前記入射光を通して得られる前記入射光
の透過屈折光と反射光とを結像する光学結像系をもち、
前記光学結像系により結像された反射光と透過屈折光と
の2つの輝点の間の距離を検出する画像形成部と、前記
受止め部を水平方向に移動させる移動部と、前記移動部
の移動を制御するとともに、前記画像形成部からの検出
値と前記光学結像系の倍率に基づいて液滴粒度及び液滴
粒度分布を演算する処理部とを有することを特徴とする
粒度分布測定装置が得られる。
[Means for Solving the Problems] According to the present invention, there is provided a receiving section that forms a predetermined droplet receiving surface, and at least one receiving section that allows incident light to enter at a predetermined angle with respect to the receiving surface. an optical imaging system that images transmitted refracted light and reflected light of the incident light obtained by passing the incident light onto the droplet on the receiving surface;
an image forming section that detects a distance between two bright spots of reflected light and transmitted refracted light imaged by the optical imaging system; a moving section that moves the receiving section in a horizontal direction; and a moving section that moves the receiving section in a horizontal direction; A particle size distribution characterized in that it has a processing section that controls the movement of the section and calculates droplet size and droplet size distribution based on the detected value from the image forming section and the magnification of the optical imaging system. A measuring device is obtained.

[作 用コ 本発明の粒度分布測定装置においては、すくなくとも1
つの光源は、受止め面に受止められた液層の下方から、
所定の交角をもって入射光を入射させる。
[Function] In the particle size distribution measuring device of the present invention, at least 1
Two light sources are emitted from below the liquid layer received by the receiving surface.
Incident light is made to enter at a predetermined intersection angle.

画像形成部は、液滴により散乱される前記光の透過屈折
光と反射光とを夫々結像する光学結像系をもち、前記光
学結像系により結像された透過屈折光と反射光との2つ
の輝点の間の距離を検出する。
The image forming unit has an optical imaging system that images transmitted refracted light and reflected light of the light scattered by the droplets, and images the transmitted refracted light and reflected light formed by the optical imaging system. Detect the distance between two bright spots.

移動部は、前記受止め部を水平方向に移動させる。The moving section moves the receiving section in the horizontal direction.

処理部は、この移動部の移動を制御するとともに、前記
画像形成部からの検出値と前記光学結像系の倍率に基づ
いて液滴粒度と液滴粒度分布を演算する。
The processing section controls the movement of the moving section and calculates the droplet size and droplet size distribution based on the detected value from the image forming section and the magnification of the optical imaging system.

〔実施例] 第1図は本発明の実施例に係る粒度分布測定装置を示す
図である。
[Example] FIG. 1 is a diagram showing a particle size distribution measuring device according to an example of the present invention.

この図において、粒度分布計測装置は、受止め部と、画
像形成部と、データ処理部8と、平行移動部及び第1.
第2.第3の光源3,4.5とを備えている。
In this figure, the particle size distribution measuring device includes a receiving section, an image forming section, a data processing section 8, a parallel moving section, and a first...
Second. A third light source 3, 4.5 is provided.

受止め部は、液滴1受は止めるために、シリコンオイル
等の受は止め液(図示せず)を塗布して受止め面2aを
形成したスライドグラス2を有する。
The receiving portion has a slide glass 2 on which a receiving surface 2a is formed by applying a stopper liquid (not shown) such as silicone oil to stop the droplet 1 from being received.

第1の光源3は、液層縁全体を観察するためにスライド
グラス2真下に置かれ、受止め面全体に光を照射する。
The first light source 3 is placed directly below the slide glass 2 to observe the entire edge of the liquid layer, and irradiates the entire receiving surface with light.

第2及び第3の光源4,5は、受止め面に斜め下方から
等しい角度θで受止め面を照明する。
The second and third light sources 4 and 5 illuminate the receiving surface obliquely from below at an equal angle θ.

画像形成部は、第1の光源とスライドグラス2を介して
対向するように配されたレンズ6と、このレンズ6の光
軸10に光軸を合わせて設けられた一次元光センサ7と
を有する。
The image forming section includes a lens 6 arranged to face the first light source with a slide glass 2 interposed therebetween, and a one-dimensional optical sensor 7 provided with its optical axis aligned with the optical axis 10 of this lens 6. have

更に、データ処理部8は一次元センサに接続されている
Furthermore, the data processing section 8 is connected to a one-dimensional sensor.

平行移動部9は、データ処理部8に接続され、スライド
ガラス2を移動するための駆動制御回路9aとこの駆動
制御回路9aにより駆動されるアクチユエータ9bとを
有する。
The parallel movement unit 9 is connected to the data processing unit 8 and includes a drive control circuit 9a for moving the slide glass 2 and an actuator 9b driven by the drive control circuit 9a.

このような構成の粒度分布測定装置において、受止め面
上の液滴1の像は、レンズ6により集光され一次元光セ
ンサ7上で結像される。この−次元光センサ7の画素デ
ータは、データ処理部8に取り込まれる。このデータ処
理部8は、画素データを必要に応じて記憶する記憶部と
、この画素データから液滴の粒度及び粒度分布を演算す
る演算部と、画素データに対応して、平行移動部9に制
御信号を送出する制御部とを備えたCPUによって構成
されている。
In the particle size distribution measuring device having such a configuration, the image of the droplet 1 on the receiving surface is focused by the lens 6 and formed on the one-dimensional optical sensor 7. This pixel data of the -dimensional optical sensor 7 is taken into the data processing section 8. The data processing unit 8 includes a storage unit that stores pixel data as necessary, a calculation unit that calculates the particle size and particle size distribution of droplets from this pixel data, and a parallel movement unit 9 that corresponds to the pixel data. It is configured by a CPU including a control section that sends out control signals.

尚、この制御部は、予め定められたプログラムに従って
、制御信号を平行移動部9の駆動制御回路9aに与え、
平行移動部9の駆動制御回路9aは、アクチュエータ9
bを駆動し、スライドガラス2を紙面に対して直角方向
に移動させる。
Note that this control section applies a control signal to the drive control circuit 9a of the parallel movement section 9 according to a predetermined program,
The drive control circuit 9a of the parallel movement unit 9
b to move the slide glass 2 in a direction perpendicular to the plane of the paper.

第1図の粒度分布n1定装置を用いて液滴の粒度分布測
定を行う場合について、第2図を参照しながら説明する
The case where the particle size distribution of droplets is measured using the particle size distribution n1 constant device shown in FIG. 1 will be explained with reference to FIG.

第2図(a)は、レンズ6によって、−次元センサ7が
置かれた面上に形成される液滴の2次元画像を示す図で
ある。
FIG. 2(a) is a diagram showing a two-dimensional image of a droplet formed by the lens 6 on the surface on which the -dimensional sensor 7 is placed.

第2図(a)に示されている様に、球形の液滴21.2
2.23は、2次元の受止め面において、円形形状の画
像として表示される。円形形状の各液滴21.22.2
3内に示された一対の点24゜25:点26,27;点
28,29は、第2の光源又は第3の光源により表れる
夫々の輝点を示している。
As shown in Figure 2(a), a spherical droplet 21.2
2.23 is displayed as a circular image on the two-dimensional receiving surface. Each droplet of circular shape 21.22.2
A pair of points 24.degree. 25: points 26, 27; points 28, 29 shown within 3 indicate respective bright spots appearing by the second light source or the third light source.

まず、液滴検出測定装置の操作について、第・3の光源
5のみを点灯させる場合について説明する。
First, regarding the operation of the droplet detection and measurement device, a case will be described in which only the third light source 5 is turned on.

(複数の光源を有する場合については、後で述べる。) ます、第1の光源3を点灯して、受止め面状の計測部分
を照明する。この時、画像形成部に図示されない移動機
構により第1の光源3と連動して移動し、常に、第1の
光源3と対向した状懸を維1、’? している。計測部
分に達すると第1の光源3を消灯する。次に、第3の光
源5を点灯して、平行移動部9を駆動し、受止め面を一
時的に移動させると、受止め面上では、第2図(a)に
示す様な走査1,2,3.4が順次行われることになる
(The case of having a plurality of light sources will be described later.) First, the first light source 3 is turned on to illuminate the measurement portion of the receiving surface. At this time, the image forming section moves in conjunction with the first light source 3 by a moving mechanism (not shown), and always maintains a position facing the first light source 3. are doing. When the measuring part is reached, the first light source 3 is turned off. Next, when the third light source 5 is turned on and the parallel moving unit 9 is driven to temporarily move the receiving surface, the scanning 1 as shown in FIG. , 2, 3.4 will be performed sequentially.

この走査1,2,3.4はΔYの幅をもって行われる。These scans 1, 2, 3.4 are performed with a width of ΔY.

各走査1,2,3.4中に、−次元光センサ7から第2
図(b)に示す光信号が夫々得られる。
During each scan 1, 2, 3.4, the second
The optical signals shown in Figure (b) are obtained.

第2図(a)及び(b)を対照しながら説明すると、第
2図(a)において、走査1中に、液滴23の輝点28
,29のみがセンサにより検出され、第2図(b)の走
査1のような輝点の光強度に対応する大きさのピークを
有する大小一対の輝度信号が出力される。反射光の強度
は、透過屈折光の強度より小さので、透過屈折光のピー
クより小さいピークとして検出される。
To explain this while comparing FIGS. 2(a) and (b), in FIG. 2(a), during scanning 1, the bright spot 28 of the droplet 23
, 29 are detected by the sensor, and a pair of large and small luminance signals having a peak corresponding to the light intensity of the bright spot as shown in scan 1 in FIG. 2(b) is output. Since the intensity of the reflected light is smaller than the intensity of the transmitted refracted light, it is detected as a peak smaller than the peak of the transmitted refracted light.

次に、スライドグラス2を所定間隔ΔYだけ移動した走
査2の場合は、この範囲内に液滴は存在するが、輝点は
ないので、ピークを持つ信号は出力されない。
Next, in the case of scan 2 in which the slide glass 2 is moved by a predetermined distance ΔY, there are droplets within this range, but there are no bright spots, so no signal with a peak is output.

更に、走査2の位置より所定間隔ΔYだけ移動した走査
3の場合には、輝点26,27のみがセンサにより検出
され、夫々の輝点の位置に対応する位置にピークを持つ
信号が出力され、このピークの間隔が、輝点26.27
の間隔を示している。
Furthermore, in the case of scan 3, which is moved by a predetermined interval ΔY from the position of scan 2, only the bright spots 26 and 27 are detected by the sensor, and a signal having a peak at a position corresponding to the position of each bright spot is output. , the interval between these peaks is 26.27 bright points
It shows the interval between.

更に、所定間隔ΔYだけ移動した走査4の場合には、液
滴21の径が大きいので、輝点間隔も大きな信号が一次
元センサ7から出力される。
Furthermore, in the case of scan 4 in which the droplet 21 moves by a predetermined interval ΔY, since the diameter of the droplet 21 is large, a signal with a large bright spot interval is output from the one-dimensional sensor 7.

この様に、液滴があれば、単一の液滴に対して輝度の異
なる2つの輝点が得られることがわかる。
In this way, it can be seen that if there is a droplet, two bright spots with different brightness can be obtained for a single droplet.

この2つの輝点間隔が判明すれば、散乱角及びレンズの
倍率は既知であるから、液滴の径を求めることは容易で
ある。
If the distance between these two bright spots is known, the diameter of the droplet can be easily determined since the scattering angle and the magnification of the lens are known.

従って、実施例では、各走査毎に輝点情報のみを抽出し
、以下に述べる原理によりデータ処理部8で処理し液層
の径を得ることができる。
Therefore, in the embodiment, only the bright point information is extracted for each scan, and processed by the data processing unit 8 according to the principle described below to obtain the diameter of the liquid layer.

上記した走査の方式としては、ある走査区間ΔYだけ移
動した後、停止して光センサのデータを得る方式でも、
あるいは、一定速度で移動しながら一定時間毎に光セン
サのデータを得る方式でも良い。後者の場合には、多少
走査の方向が斜めになるが、実用上問題とはならない。
As for the above-mentioned scanning method, even if the method moves by a certain scanning section ΔY and then stops to obtain data from the optical sensor,
Alternatively, a method may be used in which data from the optical sensor is obtained at regular intervals while moving at a constant speed. In the latter case, the direction of scanning is somewhat oblique, but this does not pose a practical problem.

以上の様に、各走査中に一対の輝点のみを情報として検
出し処理することは、2次元画像全てを処理する従来の
方式に比較して、情報量が極めて少ないので、処理部で
は演算を迅速に且つ容易に行うことができる。
As described above, detecting and processing only a pair of bright spots as information during each scan yields an extremely small amount of information compared to the conventional method of processing the entire two-dimensional image, so the processing section can be done quickly and easily.

次に、上記実施例に使用される2つの輝点間隔距離の測
定原理について述べる。
Next, the principle of measuring the distance between two bright spots used in the above embodiment will be described.

第3図で示すような液滴の輝点間の距離R,+R2に対
応する一次元センサ上の輝点間の距離r1+r2と、光
学結像系の倍率mと、光源の液滴への入射角から、求め
られる(r++r2−m(R1+R2))。ここでは、
説明を簡単にするため、第3の光源5の場合について説
明をするが、第2の光源4の場合も同様である。
The distance r1+r2 between the bright spots on the one-dimensional sensor corresponding to the distance R, +R2 between the bright spots of the droplet as shown in FIG. 3, the magnification m of the optical imaging system, and the incidence of the light source on the droplet. From the angle, it is found (r++r2-m(R1+R2)). here,
To simplify the explanation, the case of the third light source 5 will be explained, but the same applies to the case of the second light source 4.

尚、第3の光源5は、平行光源でも収束光源でも良いが
、先ず、平行光源とする。
Although the third light source 5 may be a parallel light source or a convergent light source, it is first assumed to be a parallel light source.

第3図に示すように、各液滴に平行光を照射することに
よって、第2図に示すように、得られる反射光及び透過
屈折光が夫々の輝点となって液滴から出射する。ここで
、各液滴から得られる反射光及び透過屈折光の液滴中心
からの距離を夫々R1及びR2とすると、両輝点間の距
離は、R1+R2となる。
As shown in FIG. 3, by irradiating each droplet with parallel light, the resulting reflected light and transmitted refracted light become bright spots and exit from the droplet, as shown in FIG. 2. Here, if the distances from the droplet center of the reflected light and transmitted refracted light obtained from each droplet are R1 and R2, respectively, the distance between both bright spots is R1+R2.

一方、両輝点位買は液滴の屈折率及び入射光の液滴に対
する入射角によって、一義的に定まるから、距離R,+
R2から液滴の径を求めることができる。実際には、液
7a21からの反射光及び透過屈折光は、光学結像系に
より拡大されて、−次元光センサに与えられる。
On the other hand, since the positions of both bright spots are uniquely determined by the refractive index of the droplet and the angle of incidence of the incident light on the droplet, the distance R, +
The diameter of the droplet can be determined from R2. In reality, the reflected light and the transmitted refracted light from the liquid 7a21 are magnified by an optical imaging system and given to the -dimensional optical sensor.

一次元光センサ上の反射光及び透過屈折光の2つの輝点
間の距離r、+12は、反射光及び透過屈折光の夫々の
入射角θ1.θ2及び光学結像系の倍率mとから、液滴
の半径R(=r/m)は次式(第1式)により算出され
る。
The distance r, +12 between the two bright spots of the reflected light and the transmitted refracted light on the one-dimensional optical sensor is the angle of incidence θ1. The radius R (=r/m) of the droplet is calculated from the following equation (first equation) from θ2 and the magnification m of the optical imaging system.

1     rl  +r2 R−−・            ・・・(第1式)%
式% θ1−(π−θ)/2  ・・・(第2式)θ2−(θ
+2φ)/2 ・・・(第3式)%式% n−(1:屈折率)・・・(第4式) sln  φ より算出される。
1 rl +r2 R--... (1st formula)%
Formula% θ1-(π-θ)/2...(2nd formula) θ2-(θ
+2φ)/2 (3rd equation) % equation % n-(1: refractive index) (4th equation) Calculated from sln φ.

第3図に示すように、平行光源を使用した場合、液滴に
より散乱された光をθ方向から観察すると、液滴21で
角度θ1をもって反射する反射光と角度θ2を持って入
射し、屈折する屈折透過光により、液滴表面に2つの輝
点が表れる。
As shown in Figure 3, when a parallel light source is used and the light scattered by the droplet is observed from the θ direction, the reflected light is reflected by the droplet 21 at an angle θ1, and the reflected light is incident at an angle θ2 and refracted. Two bright spots appear on the surface of the droplet due to the refracted and transmitted light.

この時の輝点間の距@R,+R2を測定して液滴の直径
が求められる(特願昭61−165111号参照)。
The diameter of the droplet is determined by measuring the distances @R and +R2 between the bright spots at this time (see Japanese Patent Application No. 165111/1982).

次に、第2及び第3の光源4,5等の複数の光源を有す
る場合について説明する。この場合は、平坦な強度プロ
フィルを持つ収束光を発生するものとして述べる。この
第3の光源5が収束光である場合は、平行光線をレンズ
を透過することにより形成され、収束角2αをもって収
束される。この収束角2αは、−次元光センサ1の画角
2αと等しくなるように、−次元光センサ1の設定位置
が決定されている。
Next, a case will be described in which a plurality of light sources such as the second and third light sources 4 and 5 are provided. In this case, it is assumed that convergent light with a flat intensity profile is generated. When this third light source 5 is convergent light, it is formed by transmitting parallel light rays through a lens, and is converged with a convergence angle 2α. The setting position of the -dimensional optical sensor 1 is determined so that this convergence angle 2α is equal to the angle of view 2α of the -dimensional optical sensor 1.

また、第2の光源4も第3の光源5と同様な構成を有し
、収束角2αをもって収束される。
Further, the second light source 4 has a similar configuration to the third light source 5, and is converged with a convergence angle of 2α.

また、既に述べた平行光線の収束用レンズとしては、シ
リンドリカルレンズが採用できる。
Moreover, a cylindrical lens can be used as the lens for converging parallel light rays mentioned above.

平行光源を上記の平行光源を用いた方法でθとなる角に
設定した後、レンズを置いて収束させる。
After setting the parallel light source at an angle of θ using the method using the above-mentioned parallel light source, a lens is placed to converge the light.

第4図は、液滴に収束光線が入射したときの散乱角θを
示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing the scattering angle θ when a convergent light beam is incident on a droplet.

第4図において、一方の光源からの収束光線のみが示さ
れている。この図において、AOBは一次元センサの焦
点面にあり、0点は光軸の中心であり、この光軸中心よ
り外れた点AとBについて考察を行うと、A点では、平
行光線11aが入射したときに、−次元光センサの主点
Cから見れば、散乱角度θは、θ−δαとなってしまう
。θを一定に保持するためには、θよりδαだけ大きな
収束光線14aを入射させれば良い。
In FIG. 4, only converging rays from one light source are shown. In this figure, the AOB is on the focal plane of the one-dimensional sensor, and the 0 point is the center of the optical axis.If we consider points A and B that are off the center of the optical axis, at point A, the parallel ray 11a is When the light is incident, the scattering angle θ becomes θ−δα when viewed from the principal point C of the -dimensional optical sensor. In order to keep θ constant, a convergent light beam 14a that is larger than θ by δα may be incident.

B点について、平行光線11bの散乱角θは、同様の理
由からθ+δαとなるため、同様にして、今度は平行光
11aの場合とは逆に、θよりδαだけ小さな収束光1
4bを入射させれば良い。
Regarding point B, the scattering angle θ of the parallel ray 11b is θ+δα for the same reason, so in the same way, convergent ray 1 smaller by δα than θ, contrary to the case of the parallel ray 11a.
4b should be incident.

そして、このδαは一次元光センサの画角によって決定
される角度である。この角度で収束する光を一次元光セ
ンサの焦点面AOBに入射させれば、どの位置において
も、散乱角θは一定の値となる。−次元センサの光軸を
挟んで対称な位置からもう一つの光源を入射させる時に
も、全く同じ説明が成り立つ。このことは、光軸中心O
から外れた焦点面AOB上の全ての位置において、液滴
からの反射光及び透過屈折光の夫々の輝点が重ね合わさ
れることを示している。
This δα is an angle determined by the field angle of the one-dimensional optical sensor. If light converging at this angle is made incident on the focal plane AOB of the one-dimensional optical sensor, the scattering angle θ will be a constant value at any position. - Exactly the same explanation holds true when another light source is incident from a symmetrical position across the optical axis of the -dimensional sensor. This means that the optical axis center O
It is shown that the bright spots of the reflected light and the transmitted refracted light from the droplet are superimposed at all positions on the focal plane AOB that are deviated from .

以上の説明は、第3の光源5のみ使用した場合について
行ったが、第1図に示す様に、第2の光源及び第3の光
源3,5で2方向から光軸に対して対称的な位置から照
明することにより、2つの輝点の光バランスを等しくす
ることができる。
The above explanation has been made regarding the case where only the third light source 5 is used, but as shown in FIG. By illuminating from a certain position, the light balance of the two bright spots can be made equal.

第4図の第2及び第3の光源として収束光源を用いた場
合の輝点の重合わせについて説明する。
The superposition of bright spots when convergent light sources are used as the second and third light sources in FIG. 4 will be described.

この場合、光軸中心より外れた点の雨滴についても、2
つの光源による輝点を重ね合わせることができる。この
際の調整は、1つの液滴に着目して、最初は、角度をず
らせておき、4つの輝点を得て、次にこれらの輝点を重
合わせるようにすれば良い。また、第1図においては、
平行移動部9と一次元センサ7により、2次元情報を走
査しているが、平行移動部9なしで、−次元センサ7の
代わりにTVカメラなどの2次元センサを用いても同等
な情報を得ることができる。
In this case, for raindrops located off the center of the optical axis, 2
Bright spots from two light sources can be superimposed. For adjustment at this time, focusing on one droplet, first shift the angle, obtain four bright spots, and then overlap these bright spots. Also, in Figure 1,
Two-dimensional information is scanned by the parallel displacement unit 9 and the one-dimensional sensor 7, but equivalent information can be obtained without the parallel displacement unit 9 and by using a two-dimensional sensor such as a TV camera instead of the -dimensional sensor 7. Obtainable.

[発明の効果] 以上説明したように、従来の装置では得られた画像デー
タから液滴の情報(この場合は円)を取り出す必要があ
った。この方法では、画素ピッチ程度の分解能を得るの
がその限界であった。
[Effects of the Invention] As explained above, in the conventional apparatus, it was necessary to extract droplet information (circle in this case) from the obtained image data. The limit of this method is to obtain a resolution comparable to the pixel pitch.

これに対して、本発明の粒度分布l1llj定装置では
、基本的には、液滴の情報は、輝点のピーク位置を求め
る精度に依存し、高精度の計測が可能になり、従来の装
置の10倍程度の分解能が得られる。
On the other hand, in the particle size distribution l1llj determination apparatus of the present invention, the information on droplets basically depends on the accuracy of determining the peak position of the bright spot, and high-precision measurement is possible. A resolution of about 10 times that of the previous one can be obtained.

液滴の大きさをm画素相当とすれば、従来の装置では、
円の切り出しにm、 x n程度の画素データを対象と
する必要があった。これに対し、本発明の粒度分布測定
装置では基本的には、液滴の大きさによらず、2つの輝
点データを含む画素だけを対象とすれば良く、処理上も
2次元の画像処理てはなく、−次元処理である。このた
め、処理時間は、圧倒的に少なくてすみ、且つ処理ソフ
トも簡単である。
If the size of the droplet is equivalent to m pixels, in the conventional device,
To cut out a circle, it was necessary to target pixel data of approximately m x n. In contrast, the particle size distribution measuring device of the present invention basically only needs to target pixels containing two bright spot data, regardless of the size of the droplet, and requires two-dimensional image processing. It is not a -dimensional process. Therefore, the processing time is extremely short and the processing software is simple.

本発明の粒度分布nj定装置によれば、静止した液滴を
対象として計測が行えるので、自動化等も極めて容易で
、繰り返し測定も可能である。
According to the particle size distribution nj determining apparatus of the present invention, since measurement can be performed on stationary droplets, automation etc. are extremely easy and repeated measurements are also possible.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の実施例に係る粒度分布測定装置の構成
を示す図、第2図(a)及び(b)は本発明の実施例に
係る粒度分布測定装置の測定原理の説明に供する図、第
3図は液滴に平行光線が入射したときの散乱の説明図、
第4図は平行光線及び収束光を用いた場合の散乱角の変
化を示す図である。 図中、1は液滴、2はスライドグラス、3,4゜5は光
源、6はレンズ、7は一次元光センサ、8はデータ処理
部、9は平行移動部、9aは駆動制御回路、9bはアク
チュエータ、10は光軸、11.1.1a、llbは平
行光線、14a及び24bは収束光、21,22.23
は液滴、24゜25.26,27,28.29は輝点で
ある。
Fig. 1 is a diagram showing the configuration of a particle size distribution measuring device according to an embodiment of the present invention, and Fig. 2 (a) and (b) are used to explain the measurement principle of the particle size distribution measuring device according to an embodiment of the present invention. Figure 3 is an explanatory diagram of scattering when parallel rays enter a droplet,
FIG. 4 is a diagram showing changes in scattering angle when parallel light and convergent light are used. In the figure, 1 is a droplet, 2 is a slide glass, 3,4°5 is a light source, 6 is a lens, 7 is a one-dimensional optical sensor, 8 is a data processing section, 9 is a parallel movement section, 9a is a drive control circuit, 9b is an actuator, 10 is an optical axis, 11.1.1a, llb are parallel rays, 14a and 24b are convergent lights, 21, 22.23
is a droplet, and 24°25.26, 27, and 28.29 are bright spots.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、予め定められた液滴受止め面を形成する受止め部と
、 前記受止め面に対して所定の交角をもって入射光を入射
させる少なくとも1つの光源と、前記受止め面の液滴に
前記入射光を通して得られる前記入射光の透過屈折光と
反射光とを結像する光学結像系をもち、前記光学結像系
により結像された反射光と透過屈折光との2つの輝点の
間の距離を検出する画像形成部と、 前記受止め部を水平方向に移動させる移動部と、前記移
動部の移動を制御するとともに、前記画像形成部からの
検出値と前記光学結像系の倍率に基づいて液滴粒度及び
液滴粒度分布を演算する処理部とを有することを特徴と
する粒度分布測定装置。 2、第1の請求項記載の粒度分布測定装置において、前
記入射光は、前記光学結像系の画角と等しい角度で収束
することを特徴とする粒度分布測定装置。 3、第1の請求項記載の粒度分布測定装置において、前
記画像形成部は一次元光センサを含むことを特徴とする
粒度分布測定装置。
[Claims] 1. A receiving portion forming a predetermined droplet receiving surface; at least one light source that makes incident light incident at a predetermined angle with respect to the receiving surface; and the receiving portion. It has an optical imaging system that images the transmitted refracted light and the reflected light of the incident light obtained by passing the incident light through the droplet on the surface, and the reflected light and the transmitted refracted light imaged by the optical imaging system. an image forming section that detects the distance between the two bright spots; a moving section that moves the receiving section in the horizontal direction; and a moving section that controls the movement of the moving section and detects the detected value from the image forming section. A particle size distribution measuring device comprising: a processing section that calculates a droplet size and a droplet size distribution based on the magnification of the optical imaging system. 2. The particle size distribution measuring device according to claim 1, wherein the incident light is converged at an angle equal to the angle of view of the optical imaging system. 3. The particle size distribution measuring device according to claim 1, wherein the image forming section includes a one-dimensional optical sensor.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007102197A (en) * 2005-09-12 2007-04-19 National Institute Of Advanced Industrial & Technology All-solid-state reflective dimming electrochromic device and dimming member using the same

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