【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、液体、溶融体、粉粒体
等の物品を貯留するホッパー等の貯槽あるいは粉砕プラ
ントの粉砕機への投入工程における貯槽内で、その物品
の貯留レベルを検出するレベル検出方法と装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a storage tank such as a hopper for storing articles such as liquids, melts, powders or the like, or a storage tank for storing articles in a crushing process of a crushing plant. The present invention relates to a level detection method and device for detecting.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、粉粒体をはじめ液体や溶融体等の
物品を蓄積貯留するホッパー等の貯槽にあっては、物品
の貯留レベルを検出するために機械式のセンサ、超音
波、マイクロ波、静電容量等を用いた検出方法ならびに
検出装置を使用していた。しかしながら、機械式のセン
サによる接触式の検出方法は、可動部分を伴うために検
出部の破損あるいは磨耗による故障や誤作動が多く、ま
た物品が可燃物の場合、静電容量式では防爆構成上の問
題があった。さらに超音波やマイクロ波による方法で
は、媒体波がいずれも緩やかな指向性を有するために、
対象物品以外の構造部材等からの反射波の影響を受け易
く、精度の高い検出には不向きであった。そこで、光に
よるレベル検出方法が試みられた。このような光による
レベル検出方法は、自然光あるいは広スペクトラムの光
を用い、ＩＴＶカメラで貯槽内の物品の貯留レベルを撮
影し、モニタ画像に基づいて操作者が貯留レベルを判定
するものであった。2. Description of the Related Art Conventionally, in a storage tank such as a hopper that stores and stores articles such as liquids and melts including powder and granules, a mechanical sensor, an ultrasonic wave, and a micro to detect the storage level of the articles. A detection method and a detection device using waves, capacitance, etc. were used. However, the contact-type detection method using a mechanical sensor often involves malfunctions and malfunctions due to damage or wear of the detection section because it involves moving parts. There was a problem. Furthermore, in the method using ultrasonic waves or microwaves, since all medium waves have a gentle directivity,
It was easily affected by reflected waves from structural members other than the target article, and was not suitable for highly accurate detection. Therefore, an optical level detection method has been tried. In such a level detection method using light, natural light or light with a wide spectrum is used, the storage level of the article in the storage tank is photographed by the ITV camera, and the operator determines the storage level based on the monitor image. .
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところが、前記のよう
な従来の光によるレベル検出方法では、操作者によって
画像の判定にばらつきがあり、信頼性において問題があ
った。そこで光による自動レベル検出方法ならびに装置
が開発されたが、これは所定の貯留レベルの状態の撮影
信号から光量を抽出し、光量の差異に基づいて物品が所
定の貯留レベルに達したか否かを自動判定するビデオセ
ンサーが組み込まれて構成されるものである。しかしな
がら、このような光による自動レベル検出方法ならびに
装置では、周囲環境から入射する外光の影響を受けて検
出感度が低下するという問題があった。とりわけ、屋外
プラント等で直射日光が影響する動作環境においては、
誤動作を起こすという問題があった。However, in the above-described conventional level detection method using light, there is a problem in reliability because there are variations in image determination depending on the operator. Therefore, an automatic level detection method and device by light were developed. This is to extract the light quantity from the imaging signal in the state of the predetermined storage level, and whether the article has reached the predetermined storage level based on the difference in the light quantity. A video sensor for automatically determining is configured. However, in such an automatic level detection method and apparatus using light, there is a problem that the detection sensitivity is lowered due to the influence of external light incident from the surrounding environment. Especially in an operating environment where direct sunlight affects in an outdoor plant, etc.
There was a problem of causing a malfunction.
【０００４】本発明はこのような従来技術での事情に基
づいてなされたもので、その目的は外光が存在する動作
環境下においても高い検出感度を維持でき、かつ精度の
高いレベル検出方法および装置を提供することにある。The present invention has been made based on the circumstances of the prior art as described above, and an object thereof is to provide a highly accurate level detection method capable of maintaining high detection sensitivity even in an operating environment in which external light exists. To provide a device.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】前記課題を実現するため
本発明に係るレーザー光によるレベル検出方法は、貯槽
内における物品の貯留レベルを検出する方法において、
貯槽内壁上の所望の貯留レベル位置を反射面として設定
してレーザー光を照射し、少なくとも該反射面を、前記
レーザー光の波長の光線だけを通過させるバンドパスフ
ィルタを介して撮影し、該撮影画像中における前記照射
部分の照射像の有無に基づいて前記物品の貯留レベルを
検出することを特徴とする。また、本発明に係るレーザ
ー光によるレベル検出装置は、貯留する物品が所望のレ
ベルに達した際に該物品中に少なくとも一部分が埋没す
る貯槽内壁部分が反射面として設定された貯槽におい
て、レーザー光を発して前記反射面を照射するレーザー
光源と、前記レーザー光の波長の光線だけを通過させる
特性を備え、前記反射面からの反射光を通過させるバン
ドパスフィルタと、前記レーザー光の波長の像を撮影可
能で、前記バンドパスフィルタを通過した前記反射光を
少なくとも含めて、前記反射面の撮影が可能な撮影装置
と、を備えて構成されることを特徴とする。In order to achieve the above object, a laser beam level detection method according to the present invention is a method for detecting the storage level of an article in a storage tank.
A desired storage level position on the inner wall of the storage tank is set as a reflection surface, laser light is irradiated, and at least the reflection surface is photographed through a bandpass filter that passes only the light beam having the wavelength of the laser light, and the photographing is performed. The storage level of the article is detected based on the presence or absence of an irradiation image of the irradiation portion in the image. Further, the laser-based level detection device according to the present invention is a storage tank in which a storage tank inner wall portion in which at least a part of the storage article is embedded when the storage article reaches a desired level is set as a reflection surface. A laser light source for irradiating the reflecting surface to emit light, a bandpass filter having a characteristic of passing only a light ray having a wavelength of the laser light, and passing a reflected light from the reflecting surface, and an image of the wavelength of the laser light. And a photographing device capable of photographing the reflection surface including at least the reflected light that has passed through the bandpass filter.
【０００６】あるいは、本発明に係るレーザー光による
レベル検出方法は、貯槽内における物品の貯留レベルを
検出する方法において、貯槽内壁上の所望の貯留レベル
位置を反射面として設定してレーザー光を照射し、少な
くとも該反射面を、前記レーザー光の波長の光線だけを
通過させるバンドパスフィルタを介して撮影し、該撮影
信号中における前記照射部分の光量と、予め定めた基準
の光量との比較に基づいて前記物品の貯留レベルを検出
することを特徴とする。あるいは、本発明に係るレーザ
ー光によるレベル検出装置は、貯留する物品が所望のレ
ベルに達した際に該物品中に少なくとも一部分が埋没す
る貯槽内壁部分が反射面として設定された貯槽におい
て、レーザー光を発して前記反射面を照射するレーザー
光源と、前記レーザー光の波長の光線だけを通過させる
特性を備え、前記反射面からの反射光を通過させるバン
ドパスフィルタと、前記レーザー光の波長の像を撮影可
能で、前記バンドパスフィルタを通過した前記反射光を
少なくとも含めて、前記反射面を撮影して撮影信号を出
力する撮影装置と、前記撮影信号中の前記照射部分の光
量の抽出および予め定めた基準光量との比較機能を備え
た信号処理回路とを備えて構成されることを特徴とす
る。Alternatively, the level detection method using laser light according to the present invention is a method for detecting the storage level of an article in a storage tank, in which a desired storage level position on the inner wall of the storage tank is set as a reflection surface to irradiate the laser light. Then, at least the reflecting surface is photographed through a bandpass filter that passes only the light beam having the wavelength of the laser light, and the light amount of the irradiation portion in the photographing signal is compared with a predetermined reference light amount. The storage level of the article is detected based on the above. Alternatively, the level detection device by laser light according to the present invention is a laser light in a storage tank in which a storage tank inner wall portion in which at least a part of the storage article is buried when the storage article reaches a desired level is set as a reflection surface. A laser light source for irradiating the reflecting surface to emit light, a bandpass filter having a characteristic of passing only a light ray having a wavelength of the laser light, and passing a reflected light from the reflecting surface, and an image of the wavelength of the laser light. A photographing device capable of photographing, and including at least the reflected light that has passed through the bandpass filter, photographing the reflective surface and outputting a photographing signal, and extracting the light quantity of the irradiation portion in the photographing signal and And a signal processing circuit having a function of comparing with a predetermined reference light amount.
【０００７】あるいは、本発明に係るレーザー光による
レベル検出方法は、貯槽内における物品の貯留レベルを
検出する方法において、貯槽内壁上の所望の貯留レベル
位置を反射面として設定してレーザー光を照射し、少な
くとも該反射面を、前記レーザー光の波長の光線だけを
通過させるバンドパスフィルタを介して撮影し、該撮影
信号中における前記照射部分の輪郭検出の有無に基づい
て前記物品の貯留レベルを検出することを特徴とする。
あるいは、本発明に係るレーザー光によるレベル検出装
置は、貯留する物品が所望のレベルに達した際に該物品
中に少なくとも一部分が埋没する貯槽内壁部分が反射面
として設定された貯槽において、レーザー光を発して前
記反射面を照射するレーザー光源と、前記レーザー光の
波長の光線だけを通過させる特性を備え、前記反射面か
らの反射光を通過させるバンドパスフィルタと、前記レ
ーザー光の波長の像を撮影可能で、前記バンドパスフィ
ルタを通過した前記反射光を少なくとも含めて、前記反
射面を撮影して撮影信号を出力する撮影装置と、前記撮
影信号中の前記照射部分の輪郭検出および輪郭抽出機能
を備えた信号処理回路とを備えて構成されることを特徴
とする。Alternatively, the level detection method using laser light according to the present invention is a method for detecting the storage level of an article in a storage tank, in which a desired storage level position on the inner wall of the storage tank is set as a reflecting surface and laser light is emitted. Then, at least the reflecting surface is photographed through a bandpass filter that passes only the light beam having the wavelength of the laser light, and the storage level of the article is determined based on the presence or absence of contour detection of the irradiation portion in the photographing signal. It is characterized by detecting.
Alternatively, the level detection device by laser light according to the present invention is a laser light in a storage tank in which a storage tank inner wall portion in which at least a part of the storage article is buried when the storage article reaches a desired level is set as a reflection surface. A laser light source for irradiating the reflecting surface to emit light, a bandpass filter having a characteristic of passing only a light ray having a wavelength of the laser light, and passing a reflected light from the reflecting surface, and an image of the wavelength of the laser light. An image capturing device capable of capturing an image, outputting an image capturing signal by capturing the reflected surface including at least the reflected light that has passed through the band pass filter; and detecting and extracting a contour of the irradiated portion in the image capturing signal. And a signal processing circuit having a function.
【０００８】[0008]
【作用】本発明に係るレーザー光によるレベル検出方法
および装置では、直進性を有して特定の波長からなるレ
ーザー光によって貯槽内の所望の貯留レベル位置が照射
され、この照射による乱反射光が、特定の波長のみを通
過させるバンドパスフィルタを経由させて撮影されるこ
とで、外光の影響が微少となり、よって鮮明な画像が再
現される。また、撮影信号中における照射部分の光量
と、予め定めた基準の光量との比較に基づいて、物品の
貯留レベルが自動検出される。さらに、レーザー光によ
る照射部分の輪郭抽出で照射部分の有無の判別がなされ
ることで、判別誤差の小さい貯留レベル検出がなされ
る。In the method and apparatus for detecting a level by laser light according to the present invention, a desired storage level position in the storage tank is irradiated with the laser light having a straight line and having a specific wavelength, and the diffused reflection light by this irradiation is By being photographed through a bandpass filter that allows only specific wavelengths to pass through, the influence of outside light is minimal, and thus a clear image is reproduced. Further, the storage level of the article is automatically detected based on the comparison between the light amount of the irradiated portion in the photographing signal and the predetermined reference light amount. Further, the presence / absence of the irradiation portion is determined by extracting the contour of the irradiation portion with the laser light, so that the storage level detection with a small determination error is performed.
【０００９】[0009]
【実施例】以下、本発明のレーザー光によるレベル検出
方法および装置の第１実施例を、図１〜図４に基づいて
説明する。第１実施例のレベル検出方法は、貯槽１０内
における粉粒体（物品）１２の貯留レベルを検出する方
法において、貯槽１０内壁上の所望の貯留レベル位置を
反射面１１として設定し、この反射面１１にレーザー光
３Ａを照射し、少なくともこの照射された部分からの乱
反射光を、レーザー光３Ａの波長の光線だけを通過させ
るバンドパスフィルタ４を介して撮影し、この撮影画像
中における照射部分の照射像９の有無に基づいて粉粒体
（物品）１２の貯留レベルを検出する。また、第１実施
例のレベル検出装置１は、貯留する粉粒体（物品）１２
が所望のレベルに達した際にこの粉粒体１２中に少なく
とも一部分が埋没する貯槽内壁を反射面１１として設定
した、砂利ホッパー等の貯槽１０に適用されるもので、
レーザー光源２と、バンドパスフィルタ４と、撮影装置
５を備えて構成される。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of a laser beam level detecting method and apparatus according to the present invention will be described below with reference to FIGS. The level detection method of the first embodiment is a method of detecting the storage level of powdery or granular materials (articles) 12 in the storage tank 10, in which a desired storage level position on the inner wall of the storage tank 10 is set as the reflection surface 11, and this reflection is performed. The surface 11 is irradiated with the laser light 3A, and the diffused reflected light from at least the irradiated portion is photographed through the bandpass filter 4 that passes only the light beam having the wavelength of the laser light 3A, and the irradiated portion in the photographed image. The storage level of the powdery or granular material (article) 12 is detected based on the presence or absence of the irradiation image 9 of. Further, the level detecting device 1 of the first embodiment is provided with the powder particles (articles) 12
Is applied to a storage tank 10 such as a gravel hopper, in which the inner wall of the storage tank, at least a part of which is buried in the granular material 12 when it reaches a desired level, is set as the reflecting surface 11.
A laser light source 2, a bandpass filter 4, and a photographing device 5 are provided.
【００１０】レーザー光源２は、レーザー光３Ａを発し
て、粉粒体１２が所定の貯留レベルに達したときに粉粒
体１２中に埋没する、反射面１１の部分を照射する位置
と方向に配設される。レーザー光源２は、例えば波長６
７８ナノメートル、光出力２０ミリワットの半導体レー
ザダイオードで構成されている。バンドパスフィルタ４
は、レーザー光３Ａの波長の光線だけを通過させる特性
を備え、反射面１１によって乱反射された反射光３Ｂを
入射させて通過させる位置と方向に配設される。バンド
パスフィルタ４は、例えば透過中心波長６８０ナノメー
トル、中心波長透過率４０％、半値幅１３ナノメートル
の蒸着干渉型の構成で、撮影装置５のレンズに装着され
ている。撮影装置５は、反射光３Ｂの波長の像を撮影可
能な構成を有し、バンドパスフィルタ４を通過した反射
光３Ｂを少なくとも含めた、反射面１１の検出エリア６
の撮影が可能な位置と方向に配設される。撮影装置５
は、例えばＣＣＤを用いた白黒方式のＩＴＶカメラで構
成される。The laser light source 2 emits a laser beam 3A to irradiate a position and a direction of irradiation on a portion of the reflecting surface 11 which is buried in the granular material 12 when the granular material 12 reaches a predetermined storage level. It is arranged. The laser light source 2 has, for example, a wavelength of 6
It is composed of a semiconductor laser diode of 78 nanometers and an optical output of 20 milliwatts. Bandpass filter 4
Has a characteristic of passing only the light ray having the wavelength of the laser light 3A, and is arranged at a position and a direction in which the reflected light 3B diffused and reflected by the reflecting surface 11 is made incident and passed. The bandpass filter 4 has a transmission center wavelength of 680 nanometers, a center wavelength transmittance of 40%, and a half-value width of 13 nanometers. The imaging device 5 has a configuration capable of capturing an image of the wavelength of the reflected light 3B, and includes the detection area 6 of the reflective surface 11 that includes at least the reflected light 3B that has passed through the bandpass filter 4.
It is arranged in a position and a direction in which it can be photographed. Imaging device 5
Is composed of a monochrome ITV camera using a CCD, for example.
【００１１】前記レベル検出装置１の動作につき以下に
説明する。まず図１のように、貯槽１０の内壁上の、貯
留レベルを検知したい部分を反射面１１として設定し、
この反射面１１にレーザー光源２によりレーザー光３Ａ
を照射しておき、そのレーザー光３Ａの、反射面１１で
乱反射された反射光３Ｂを、該反射光３Ｂの波長付近の
光のみを通すバンドバスフィルタ４を撮影レンズに取り
付けた撮影装置５で撮影する。撮影装置５は、反射面１
１上の照射部分を含んだ、若干広い検出エリア６を撮影
する。いま、図１のようにシュータ１３から貯槽１０内
に投入される粉粒体１２の貯留が少なく、粉粒体１２が
反射面１１に達していない状態では、反射光３Ｂがバン
ドバスフィルタ４を経て撮影装置５に入射しており、よ
って撮影装置５からの出力画像は図２に示すような画像
となっている。すなわち、撮影装置５に接続された画像
モニタ８には、矩形状の検出エリア６と、検出エリア６
中央部にスポット状の照射像９が表示され、照射像９は
ひときわ明るく表示されている。The operation of the level detecting device 1 will be described below. First, as shown in FIG. 1, a portion on the inner wall of the storage tank 10 where the storage level is to be detected is set as the reflection surface 11,
Laser light 3A is emitted from the laser light source 2 onto the reflecting surface 11.
Is applied, and the reflected light 3B of the laser light 3A diffused and reflected by the reflecting surface 11 is attached to the photographing lens 5 by a band-pass filter 4 that passes only the light near the wavelength of the reflected light 3B. Take a picture. The imaging device 5 has a reflective surface 1
A slightly wider detection area 6 including the irradiated portion on 1 is photographed. Now, as shown in FIG. 1, in a state in which the amount of the granular material 12 loaded from the shooter 13 into the storage tank 10 is small and the granular material 12 does not reach the reflecting surface 11, the reflected light 3B passes through the bandpass filter 4. After that, the light enters the photographing device 5, and the output image from the photographing device 5 is an image as shown in FIG. That is, on the image monitor 8 connected to the imaging device 5, the rectangular detection area 6 and the detection area 6
A spot-shaped irradiation image 9 is displayed in the center, and the irradiation image 9 is displayed very brightly.
【００１２】やがてシュータ１３から貯槽１０内に投入
される粉粒体１２の貯留が増加して、図３のように粉粒
体１２が反射面１１に達し、さらに粉粒体１２が反射面
１１上の照射部分を埋没させた状態では、レーザー光３
Ａが粉粒体１２により乱反射され、反射光３Ｂの撮影装
置５への入射角が変わる。この結果、撮影装置５からの
出力画像は図４に示すような画像となる。すなわち、撮
影装置５に接続された画像モニタ８には、矩形状の検出
エリア６だけが表示され、スポット状の照射像９は消滅
しているか、あるいは検出エリア６外にはみ出ている。
したがって、この照射像９が検出エリア６内にあるか否
かに基づいて、粉粒体１２の貯留レベル検出が可能にな
る。ここで、本発明の構成では、指向性に優れたレーザ
ー光３Ａを用い、さらにバンドバスフィルタ４によって
外光などの外乱要因を排除するものであるから、とりわ
け鮮明な照射像９を実現できる。この結果、判定作業が
容易となり、誤差を極小にとどめることが可能になる。
なお本実施例では、照射像の有無の判定手段はとくに限
定されず、例えば操作者が目視で行なうこともできる。[0012] Eventually, the storage of the granular material 12 charged from the shooter 13 into the storage tank 10 increases, the granular material 12 reaches the reflecting surface 11 as shown in FIG. 3, and the granular material 12 further reflects. When the upper irradiation part is buried, laser light 3
A is irregularly reflected by the powder particles 12, and the incident angle of the reflected light 3B on the imaging device 5 changes. As a result, the output image from the photographing device 5 becomes an image as shown in FIG. That is, only the rectangular detection area 6 is displayed on the image monitor 8 connected to the imaging device 5, and the spot-shaped irradiation image 9 disappears or sticks out of the detection area 6.
Therefore, it is possible to detect the storage level of the granular material 12 based on whether or not the irradiation image 9 is within the detection area 6. Here, in the configuration of the present invention, since the laser beam 3A having excellent directivity is used and the disturbance factor such as external light is eliminated by the bandpass filter 4, a particularly sharp irradiation image 9 can be realized. As a result, the determination work becomes easy and the error can be minimized.
In the present embodiment, the means for determining the presence / absence of the irradiation image is not particularly limited, and may be visually determined by the operator, for example.
【００１３】つぎに本発明のレーザー光によるレベル検
出方法および装置の第２実施例を、図１〜図４に基づい
て説明する。第２実施例のレベル検出方法は、反射面１
１を撮影するまでは前記第１実施例のレベル検出方法と
同じであり、よってこの部分の説明を省略する。反射面
１１の撮影以降、本第２実施例のレベル検出方法は、撮
影信号中における照射部分の光量と、予め定めた基準の
光量との比較に基づいて粉粒体（物品）１２の貯留レベ
ルを検出するものである。また、第２実施例のレベル検
出装置１は、貯留する粉粒体（物品）１２が所望のレベ
ルに達した際にこの粉粒体１２中に少なくとも一部分が
埋没する反射面１１が内壁上に設定された貯槽１０に適
用されるもので、レーザー光源２と、バンドパスフィル
タ４と、撮影装置５と、信号処理回路７を備えて構成さ
れる。レーザー光源２と、バンドパスフィルタ４と、撮
影装置５は、前記第１実施例におけると同じである。Next, a second embodiment of a laser beam level detecting method and apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS. The level detecting method of the second embodiment is the same as the reflecting surface 1
Since the level detecting method of the first embodiment is the same as that of capturing the image of No. 1, the description of this part will be omitted. After the image capturing of the reflecting surface 11, the level detecting method according to the second embodiment is based on the comparison between the light amount of the irradiated portion in the image capturing signal and the predetermined reference light amount, and the storage level of the granular material (article) 12 Is to detect. In addition, in the level detection device 1 of the second embodiment, when the powder or granular material (article) 12 to be stored reaches a desired level, the reflective surface 11 in which at least a part of the powder or granular material 12 is buried is located on the inner wall. It is applied to the set storage tank 10 and includes a laser light source 2, a bandpass filter 4, a photographing device 5, and a signal processing circuit 7. The laser light source 2, the bandpass filter 4, and the photographing device 5 are the same as those in the first embodiment.
【００１４】信号処理回路７は、撮影信号中の照射部分
の光量の抽出および、予め定めた基準光量との比較機能
を備える。すなわち、信号処理回路７は、バンドバスフ
ィルタ４を取り付けた白黒ＣＣＤカメラによる撮影装置
５で撮影された映像信号から、画面内の検出エリア６内
の照射像９に相当する部分の信号を、部分映像信号とし
て抽出し、その光量を抽出する機能を備える。さらに、
抽出した光量と、例えば貯槽１０が空の状態で抽出した
基準の光量とを比較して、結果を出力信号Ｖとして出力
する機能を備える。また、処理過程の監視等のため、信
号処理回路７に画像モニタ８を接続してもよい。The signal processing circuit 7 has a function of extracting the light quantity of the irradiated portion in the photographing signal and comparing it with a predetermined reference light quantity. That is, the signal processing circuit 7 extracts a signal of a portion corresponding to the irradiation image 9 in the detection area 6 in the screen from a video signal captured by the image capturing device 5 using the monochrome CCD camera with the bandpass filter 4 attached. It has a function of extracting as a video signal and extracting the amount of light. further,
It has a function of comparing the extracted light quantity with a reference light quantity extracted when the storage tank 10 is empty, for example, and outputting the result as an output signal V. An image monitor 8 may be connected to the signal processing circuit 7 for monitoring the processing process and the like.
【００１５】本実施例のレベル検出装置の動作は、信号
処理回路７の動作以外は前記実施例の動作と同じであ
る。よって以下に、信号処理回路７の動作を説明する。
信号処理回路７は、前記の機能によって部分映像信号の
中にレーザー光の照射像が含まれなくなったときに、出
力信号Ｖを出力する。すなわち、粉粒体１２が図１のよ
うに所定の貯留レベルに達していないときには、検出エ
リア６内に照射像９が存在するので抽出光量が基準光量
よりも大であり、よって出力信号Ｖは出力されない。図
３のように粉粒体１２が所定の貯留レベルに達すると、
検出エリア６内から照射像９が消滅するので抽出光量が
基準光量よりも小となり、よって出力信号Ｖが出力され
る。この出力信号Ｖによって、粉粒体１２が所定の貯留
レベルに達したことを検出できる。前記のように信号処
理回路７は、エリア内の信号を光量信号として抽出する
信号処理機能と、抽出した光量信号と前もって設定した
基準値とを絶対値で比較して光量差信号が基準値以上に
なったときに出力信号を発する比較機能とを有する装置
であり、例えば本出願人が先に特願平２−４７３４５号
公報で提案し、かつ既に市販された装置（商品名：テト
ラアイＶＳＤ―１０００）を適用することができる。The operation of the level detecting apparatus of this embodiment is the same as that of the above embodiment except the operation of the signal processing circuit 7. Therefore, the operation of the signal processing circuit 7 will be described below.
The signal processing circuit 7 outputs the output signal V when the irradiation image of the laser beam is no longer included in the partial video signal due to the above function. That is, when the granular material 12 does not reach the predetermined storage level as shown in FIG. 1, since the irradiation image 9 exists in the detection area 6, the extracted light amount is larger than the reference light amount, and therefore the output signal V is No output. As shown in FIG. 3, when the granular material 12 reaches a predetermined storage level,
Since the irradiation image 9 disappears from the detection area 6, the amount of extracted light becomes smaller than the reference amount of light, so that the output signal V is output. The output signal V makes it possible to detect that the granular material 12 has reached a predetermined storage level. As described above, the signal processing circuit 7 compares the extracted light amount signal with the reference value set in advance by an absolute value, and the light amount difference signal is equal to or larger than the reference value. Is a device having a comparison function of outputting an output signal when it becomes, for example, a device previously proposed by the applicant in Japanese Patent Application No. 2-47345 and already commercially available (trade name: Tetra Eye VSD- 1000) can be applied.
【００１６】つぎに本発明のレーザー光によるレベル検
出方法および装置の、第３実施例を、図１〜図４に基づ
いて説明する。第３実施例のレベル検出方法は、反射面
１１を撮影するまでは前記第１および第２実施例のレベ
ル検出方法と同じであり、よってこの部分の説明を省略
する。反射面１１の撮影以降、本第３実施例のレベル検
出方法は、撮影信号中における照射部分の輪郭を検出
し、輪郭の消滅に基づいて粉粒体（物品）１２の貯留レ
ベルを検出するものである。また、第３実施例のレベル
検出装置１は、貯留する粉粒体（物品）１２が所望のレ
ベルに達した際にこの粉粒体１２中に少なくとも一部分
が埋没する反射面１１が設定された貯槽１０に適用され
るもので、レーザー光源２と、バンドパスフィルタ４
と、撮影装置５と、信号処理回路７を備えて構成され
る。レーザー光源２と、バンドパスフィルタ４と、撮影
装置５は、前記第１および第２実施例におけると同じで
ある。Next, a third embodiment of the laser beam level detecting method and apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS. The level detecting method of the third embodiment is the same as the level detecting method of the first and second embodiments until the reflecting surface 11 is photographed, and therefore the description of this part will be omitted. After the imaging of the reflecting surface 11, the level detecting method of the third embodiment detects the contour of the irradiated portion in the imaging signal and detects the storage level of the powder or granular material (article) 12 based on the disappearance of the contour. Is. Further, in the level detecting device 1 of the third embodiment, the reflecting surface 11 is set so that at least a part thereof is embedded in the granular material 12 when the accumulated granular material (article) 12 reaches a desired level. It is applied to the storage tank 10, and includes a laser light source 2 and a bandpass filter 4.
And the image pickup device 5 and the signal processing circuit 7. The laser light source 2, the bandpass filter 4, and the photographing device 5 are the same as in the first and second embodiments.
【００１７】信号処理回路７は、撮影信号中の照射部分
の輪郭を抽出する機能を備える。すなわち、信号処理回
路７は、バンドバスフィルタ４を取り付けた白黒ＣＣＤ
カメラによる撮影装置５で撮影された映像信号から、画
面内の検出エリア６内の照射像９に相当する部分の輪郭
を抽出して輪郭の有無を確認し、その結果を出力信号Ｖ
として出力する機能を備える。また、処理過程の監視等
のため、信号処理回路７に画像モニタ８を接続してもよ
い。The signal processing circuit 7 has a function of extracting the contour of the irradiation portion in the photographing signal. That is, the signal processing circuit 7 is a monochrome CCD with the bandpass filter 4 attached.
The contour of the portion corresponding to the irradiation image 9 in the detection area 6 on the screen is extracted from the video signal photographed by the photographing device 5 by the camera, the presence or absence of the contour is confirmed, and the result is output as the output signal V.
It has a function to output as. An image monitor 8 may be connected to the signal processing circuit 7 for monitoring the processing process and the like.
【００１８】本実施例のレベル検出装置の動作は、信号
処理回路７の動作以外は前記実施例の動作と同じであ
る。よって以下に、信号処理回路７の動作を説明する。
信号処理回路７は、前記の機能によって部分映像信号の
中にレーザー光の照射像が含まれなくなったときに、輪
郭の消滅を確認して出力信号Ｖを出力する。すなわち、
粉粒体１２が図１のように所定の貯留レベルに達してい
ないときには、検出エリア６内に照射像９が存在するの
で輪郭が存在し、よって出力信号Ｖは出力されない。図
３のように粉粒体１２が所定の貯留レベルに達すると、
検出エリア６内から照射像９が消滅するので輪郭も消滅
し、よって出力信号Ｖが出力される。この出力信号Ｖに
よって、粉粒体１２が所定の貯留レベルに達したことを
検出できる。この輪郭の有無に基づく判定によって、さ
らに確実な貯留レベル判定が可能になる。The operation of the level detecting apparatus of this embodiment is the same as that of the above embodiment except the operation of the signal processing circuit 7. Therefore, the operation of the signal processing circuit 7 will be described below.
The signal processing circuit 7 confirms the disappearance of the contour and outputs the output signal V when the irradiation image of the laser beam is not included in the partial video signal due to the above-mentioned function. That is,
When the granular material 12 does not reach the predetermined storage level as shown in FIG. 1, the irradiation image 9 exists in the detection area 6 and therefore the outline exists, and thus the output signal V is not output. As shown in FIG. 3, when the granular material 12 reaches a predetermined storage level,
Since the irradiation image 9 disappears from the detection area 6, the contour also disappears, and thus the output signal V is output. The output signal V makes it possible to detect that the granular material 12 has reached a predetermined storage level. The determination based on the presence / absence of this contour enables more reliable storage level determination.
【００１９】また図５は、図１のレベル検出装置におい
て使用される反射面の別の構成を示す模式図である。貯
槽の直径が大きく、かつ貯槽内の特定の位置におけるレ
ベル検出が要求される場合には、同図のように、反射面
１１が貯槽１０の略中央付近に例えば支柱１４で張り出
して設けられたような構成が有効である。このような貯
槽１０の構成についても、本発明のレーザー光によるレ
ベル検出装置は効果的に適用可能である。FIG. 5 is a schematic view showing another structure of the reflecting surface used in the level detecting device of FIG. When the diameter of the storage tank is large and level detection at a specific position in the storage tank is required, the reflecting surface 11 is provided near the center of the storage tank 10 by, for example, a pillar 14 as shown in FIG. Such a configuration is effective. The level detection device using laser light of the present invention can be effectively applied to such a configuration of the storage tank 10.
【００２０】図６は、本発明のレーザー光によるレベル
検出装置の、半透明物品の貯留レベル検出における作動
説明図である。同図に示すように、貯槽中に貯留される
物品が着色半透明の医薬品バルクや中空カプセル２２の
場合は、これら物品がある程度のレーザー光透過性を有
するものの、ベール法則によって透過中に光強度に減衰
が生じる。すなわち、透過距離をｄ、半透明材の吸収係
数ｋ、レーザー光振動数をωとすると、―ｋωｄ乘の指
数函数として光強度に減衰が生じる。したがって、照射
像は前記実施例に比して薄くなるものの、レーザー光に
対する吸収係数ｋが小さいから、照射像の光量は基準光
量に比して十分大きく確保され、レベル検出に支障は生
じない。このように、本発明のレーザー光によるレベル
検出装置により、着色半透明の物品についてもレベル検
出が可能となる。FIG. 6 is a diagram for explaining the operation of the laser light level detection device of the present invention in detecting the storage level of a semitransparent article. As shown in the figure, when the articles stored in the storage tank are colored semi-transparent drug bulks or hollow capsules 22, although these articles have a certain degree of laser light transmissivity, the light intensity during transmission is based on Beer's law. Is attenuated. That is, when the transmission distance is d, the absorption coefficient k of the translucent material is ω, and the laser light frequency is ω, the light intensity is attenuated as an exponential function of −kωd. Therefore, although the irradiation image is thinner than in the above-described embodiment, the absorption coefficient k for the laser light is small, so that the light quantity of the irradiation image is secured sufficiently larger than the reference light quantity, and the level detection is not hindered. As described above, the level detection device using laser light of the present invention can detect the level of a colored and semitransparent article.
【００２１】[0021]
【発明の効果】本発明のレーザー光によるレベル検出方
法および装置は、直進性を有して特定の波長からなるレ
ーザー光によって所望の貯留レベル位置を照射するレー
ザー光源を用い、この波長のレーザー光のみを通過させ
るバンドパスフィルタを用いて反射波を経由させて撮影
することで、外光の影響を微少とし、よって鮮明な画像
を再現できる。また、撮影信号中の照射部分の光量と、
予め定めた基準の光量との比較を実行する信号処理回路
を備えることで、物品の貯留レベルを自動検出できる。
さらに、レーザー光による照射部分の輪郭抽出で照射部
分の有無の判別を実行する信号処理回路を備えること
で、判別誤差の低い貯留レベル検出が可能になる。この
ように、液体、溶融体、粉粒体等を貯留するホッパー等
あるいは砕石プラントの破砕機において、外光の存在す
る環境下でも貯留レベルの検出が容易にでき、さらに屋
外のプラント等にも適用可能になり、その工業的価値は
大きい。The method and apparatus for detecting a level using a laser beam of the present invention uses a laser light source having a straight-line property and irradiating a desired storage level position with a laser beam having a specific wavelength. By taking an image through a reflected wave using a bandpass filter that passes only the light, the effect of external light can be minimized, and thus a clear image can be reproduced. In addition, the light amount of the irradiation part in the shooting signal,
The storage level of the article can be automatically detected by providing the signal processing circuit that executes the comparison with the predetermined reference light amount.
Furthermore, by providing a signal processing circuit that determines the presence / absence of the irradiated portion by extracting the contour of the irradiated portion with laser light, it is possible to detect the storage level with a low determination error. Thus, in a crusher of a hopper or the like or a crushed stone plant that stores liquids, melts, particles, etc., it is possible to easily detect the storage level even in an environment where external light is present, and even for outdoor plants. It becomes applicable and its industrial value is great.
【図１】本発明のレーザー光によるレベル検出装置の一
実施例を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment of a level detection device using laser light according to the present invention.
【図２】図１のレベル検出装置による撮影画像の模式図
である。FIG. 2 is a schematic diagram of a captured image by the level detection device of FIG.
【図３】図１のレベル検出装置における作動を説明する
模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram illustrating the operation of the level detection device of FIG.
【図４】図３のレベル検出装置による撮影画像の模式図
である。FIG. 4 is a schematic diagram of a captured image by the level detection device of FIG.
【図５】図１のレベル検出装置における反射面の別の構
成を示す模式図である。5 is a schematic diagram showing another configuration of a reflecting surface in the level detecting device of FIG.
【図６】本発明のレーザー光によるレベル検出装置の作
動説明図である。FIG. 6 is an operation explanatory view of a level detection device using laser light according to the present invention.
１ レーザー光によるレベル検出装置 ２ レーザー光源 ３Ａ レーザー光 ３Ｂ 反射光 ４ バンドバスフィルタ ５ 撮影装置 ６ 検出エリア ７ 信号処理回路 ８ モニタ ９ 照射像 １０ 貯槽 １１ 反射面 １２ 粉粒体 １３ シューター 1 Level detection device by laser light 2 Laser light source 3A Laser light 3B Reflected light 4 Bandpass filter 5 Imaging device 6 Detection area 7 Signal processing circuit 8 Monitor 9 Irradiation image 10 Storage tank 11 Reflection surface 12 Powder particle 13 Shooter
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32589894AJPH08178732A (en) | 1994-12-27 | 1994-12-27 | Laser light level detection method and device |
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32589894AJPH08178732A (en) | 1994-12-27 | 1994-12-27 | Laser light level detection method and device |
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08178732Atrue JPH08178732A (en) | 1996-07-12 |
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| JP32589894APendingJPH08178732A (en) | 1994-12-27 | 1994-12-27 | Laser light level detection method and device |
| Country | Link |
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| JP (1) | JPH08178732A (en) |
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