特開 2022-108365 輝度判定システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022108365

(43)【公開日】2022-07-26

(54)【発明の名称】輝度判定システム

(51)【国際特許分類】

   G01J 1/42 20060101AFI20220719BHJP

【ＦＩ】

G01J1/42 C

G01J1/42 K

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021003305

(22)【出願日】2021-01-13

(71)【出願人】

【識別番号】000156938

【氏名又は名称】関西電力株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000220262

【氏名又は名称】東京瓦斯株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】砂川 敦義

(72)【発明者】

【氏名】丹 晴応

(72)【発明者】

【氏名】星山 亘剛

(72)【発明者】

【氏名】松浪 智広

(72)【発明者】

【氏名】小泉 健司

(72)【発明者】

【氏名】田原 禎之

(72)【発明者】

【氏名】岡村 亮太

(72)【発明者】

【氏名】矢川 憲利

【テーマコード（参考）】

2G065

【Ｆターム（参考）】

2G065AA02

2G065BC14

2G065BC33

2G065BC35

2G065BC40

2G065BD06

2G065DA06

(57)【要約】

【課題】作業員の立会確認を必要とすることなく炎の輝度の適否を判定することが可能なシステムを提供する。
【解決手段】輝度判定システムは、炉内の炎が発する光の強度を検出する検出手段と、検出された光の強度の時間的変化を示す信号が予め定められた基準を満たすかを判定する判定手段と、信号が予め定められた基準を満たすと判定された場合、炎が発する光の輝度が適正であることを報知する報知手段とを備える。
【選択図】図１３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

炉内の炎が発する光の強度を検出する検出手段と、
検出された前記光の強度の時間的変化を示す信号が予め定められた基準を満たすかを判定する判定手段と、
前記信号が前記予め定められた基準を満たすと判定された場合、前記炎が発する光の輝度が適正であることを報知する報知手段とを備える、輝度判定システム。

【請求項2】

前記信号に基づいて前記炎のちらつき周波数を算出する第１の算出手段をさらに備え、
前記判定手段は、前記光の強度が予め定められた第１の範囲内にあり、かつ、前記ちらつき周波数が予め定められた第２の範囲内にある場合、前記信号が予め定められた基準を満たすと判定する、請求項１に記載の輝度判定システム。

【請求項3】

前記信号に基づいて前記炎のゆらぎの大きさを算出する第２の算出手段をさらに備え、
前記判定手段は、前記ゆらぎの大きさが予め定められた第３の範囲内にある場合、前記信号が予め定められた基準を満たすと判定する、請求項２に記載の輝度判定システム。

【請求項4】

前記輝度判定システムは、火炎検出器と、前記火炎検出器に通信可能に接続された情報処理装置とを備え、
前記火炎検出器は、前記検出手段を含み、
前記情報処理装置は、前記判定手段と、前記報知手段とを含む、請求項３に記載の輝度判定システム。

【請求項5】

前記火炎検出器は、前記第１の算出手段と前記第２の算出手段とをさらに含む、請求項４に記載の輝度判定システム。

【請求項6】

前記情報処理装置は、前記第１の算出手段と前記第２の算出手段とをさらに含む、請求項４に記載の輝度判定システム。

【請求項7】

炉内の炎が発する光の強度の時間的変化を示す信号を取得する取得手段と、
前記信号が予め定められた基準を満たすかを判定する判定手段と、
前記信号が前記予め定められた基準を満たすと判定された場合、前記炎が発する光の輝度が適正であることを報知する報知手段とを備える、情報処理装置。

【請求項8】

炉内の炎が発する光の強度をセンサによって検出するステップと、
検出された前記光の強度の時間的変化を示す信号が予め定められた基準を満たすかを判定するステップと、
前記信号が前記予め定められた基準を満たすと判定された場合、前記炎が発する光の輝度が適正であることを報知するステップとを備える、輝度判定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、輝度判定システム、情報処理装置、および輝度判定方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ガラス溶解炉等の特定の工業炉では、炉内温定のみならず、炎の輝度（明るさ）も重要となる。このため、炎の輝度が重要視される工業炉を実運用するにあたり、炎の輝度が適切になるように、バーナの選択および調整と、ガスおよび空気の供給量の調整とを事前に行う必要がある。

【0003】

従来、炎の輝度が適切か否かの判定は、熟練の作業員によって行われている。そのため、上記のような工業炉を実運用させるには、熟練の作業員の立会確認が必要となっている。

【0004】

特開２０２０－４２４６８号公報（特許文献１）には、燃焼炉内の流動場を撮影することにより得られた画像の輝度分布に基づき、流動場の時間的かつ空間的な変化の画像特徴を数値化した特徴量を算出する装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０２０－４２４６８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

炎の輝度が重視される炉において、作業員の立会確認を必要とすることなく炎の輝度の適否を判定することが可能なシステムが求められている。さらに、炎の輝度の適否を画像以外の情報に基づき判定する手法の確立も求められている。

【0007】

本開示は、このような要求を満たす輝度判定システム、情報処理装置、および輝度判定方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本開示のある局面に従うと、輝度判定システムは、炉内の炎が発する光の強度を検出する検出手段と、検出された光の強度の時間的変化を示す信号が予め定められた基準を満たすかを判定する判定手段と、信号が予め定められた基準を満たすと判定された場合、炎が発する光の輝度が適正であることを報知する報知手段とを備える。

【0009】

本開示の他の局面に従うと、情報処理装置は、炉内の炎が発する光の強度の時間的変化を示す信号を取得する取得手段と、信号が予め定められた基準を満たすかを判定する判定手段と、信号が予め定められた基準を満たすと判定された場合、炎が発する光の輝度が適正であることを報知する報知手段とを備える。

【0010】

本開示のさらに他の局面に従うと、輝度判定方法は、炉内の炎が発する光の強度をセンサによって検出するステップと、検出された光の強度の時間的変化を示す信号が予め定められた基準を満たすかを判定するステップと、信号が予め定められた基準を満たすと判定された場合、炎が発する光の輝度が適正であることを報知するステップとを備える。

【発明の効果】

【0011】

上記の開示によれば、炎が発する光の強度を検出することによって当該炎の輝度の適否が判定可能となるため、作業員の立会確認が不要となる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】輝度判定システムの概略構成を示した図である。

【図2】火炎検出器の典型的なハードウェア構成を表した図である。

【図3】信号を示した図である。

【図4】輝度判定システムを用いて行われる処理の流れを示したフロー図である。

【図5】実験炉でのデータ収集を説明するための図である。

【図6】図５の実験炉における光の強度の時間的変化を示したグラフである。

【図7】バーナと炎とを説明するための図である。

【図8】図４のステップＳ１の詳細な処理の流れを示したフロー図である。

【図9】データベースの一例を表した図である。

【図10】図４のステップＳ２の詳細な処理の流れを示したフロー図である。

【図11】各ポートにおける各基準範囲を記憶した基準データを表した図である。

【図12】炎の輝度の判定を行う局面（実運用の局面）における機能的構成を説明するための機能ブロック図である。

【図13】図４のステップＳ３の詳細な処理の流れを示したフロー図である。

【図14】情報処理装置のハードウェア構成の典型例を表した図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態に係る輝度判定システムについて説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。

【0014】

本実施の形態に係る輝度判定システムは、炎の輝度が重要視される工業炉（たとえば、ガラス溶解炉）に好適に用いられる。

【0015】

＜Ａ．システム構成の概略＞
図１は、輝度判定システム１の概略構成を示した図である。

【0016】

図１を参照して、輝度判定システム１は、火炎検出器１０と、情報処理装置２０とを含む。情報処理装置２０は、表示装置２３４を含む。火炎検出器１０と、情報処理装置２０とは、通信可能に接続されている。

【0017】

火炎検出器１０は、バーナによる火炎の有無を検出する。火炎検出器１０による検出結果は、バーナを制御するコントローラ（図示せず）に送られる。

【0018】

火炎検出器１０は、火炎が発する光の強度を検出する。火炎検出器１０は、検出された光の強度を情報処理装置２０に出力する。また、火炎検出器１０は、当該光の強度（詳しくは、光の強度の時間的変化を示す信号）に基づき、炎のちらつき周波数と、炎のゆらぎの大きさとを算出する。火炎検出器１０は、炎のちらつき周波数と炎のゆらぎの大きさとを、情報処理装置２０に出力する。

【0019】

情報処理装置２０は、典型的には、パーソナルコンピュータである。情報処理装置２０は、火炎検出器１０からの上記出力に基づいて、炎が発する輝度が適切か否かを判定する。情報処理装置２０は、炎の輝度が適正である場合には、炎の輝度が適正であることを報知する。情報処理装置２０は、炎の輝度が適正でない場合には、炎の輝度が不適であることを報知する。これらの報知は、典型的には、表示装置２３４における表示によってなされる。

【0020】

詳細については後述するが、輝度判定システム１は、実運用に先立ち、実験炉３０で利用される。その後、輝度判定システム１は、実運用する工業炉３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，…で利用される。なお、以下では、工業炉３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，…のうちの任意の工業炉を、「工業炉３５」とも称する。実験炉３０と、工業炉３５とを区別しない場合には、単に、「炉」とも称する。

【0021】

本実施の形態では、炉の例として、ガラス溶解炉を挙げて説明する。ただし、炉は、ガラス溶解炉に限定されるものではない。輝度が重視される炉であれば、ガラス溶解炉に限定されない。

【0022】

以下、輝度判定システム１の構成を、より詳しく説明する。
図２は、火炎検出器１０の典型的なハードウェア構成を表した図である。

【0023】

図２を参照して、火炎検出器１０は、センサ１１と、ちらつき周波数演算回路１２と、ゆらぎ演算回路１３と、選択回路１４とを含む。

【0024】

センサ１１は、炉内の炎８０の光の強度を検出する。センサ１１は、光の強度の検出結果を連続的に出力する。すなわち、センサ１１は、光の強度の時間的変化を示す信号５００を出力する。

【0025】

信号５００は、選択回路１４に入力される。また、信号５００は、ちらつき周波数演算回路１２と、ゆらぎ演算回路１３とに入力される。

【0026】

ちらつき周波数演算回路１２は、信号５００に基づき、炎８０のちらつき周波数を算出する。ちらつき周波数演算回路１２は、所定の周期で炎８０のちらつき周波数を算出する。算出されたちらつき周波数は、選択回路１４に入力される。

【0027】

ゆらぎ演算回路１３は、信号５００に基づき、炎８０のゆらぎの大きさを算出する。ゆらぎ演算回路１３は、所定の周期で炎８０のゆらぎの大きさを算出する。算出されたゆらぎは、選択回路１４に入力される。

【0028】

なお、ちらつき周波数演算回路１２の処理と、ゆらぎ演算回路１３の処理とを、ソフトウェアによって実現してもよい。

【0029】

選択回路１４は、外部からの選択指示に基づき、光の強度と、ちらつき周波数と、ゆらぎの大きさとのうち、外部からの選択指示に基づき選択された１つを制御系統の信号線に出力する。

【0030】

火炎検出器１０は、制御系統への出力とは別に、光の強度と、ちらつき周波数と、ゆらぎの大きさとを、情報処理装置２０に出力する。これにより、情報処理装置２０は、光の強度と、ちらつき周波数と、ゆらぎの大きさとを取得することができる。

【0031】

図３は、信号５００を示した図である。
図３を参照して、信号５００は、上述したように、光の強度の時間的変化を示している。ちらつき周波数は、光の強度の変動を周波数分析することにより得られる。ゆらぎの大きさは、光の強度の平均値（時間的な平均値）からの変動量である。

【0032】

このように、ちらつき周波数とゆらぎの大きさとは、光の強度の時間的変化に基づいて求めることができる。

【0033】

＜Ｂ．処理＞
（ｂ１．概要）
図４は、輝度判定システム１を用いて行われる処理（概要）の流れを示したフロー図である。

【0034】

ステップＳ１において、輝度判定システム１を用いて、実験炉３０でのデータ収集が行われる。輝度判定システム１を工業炉３５に適用して工業炉３５での炎の輝度の適否を判定する場合、実験炉３０として、工業炉３５と同様の工業炉（好適には、同種あるいは同型の工業炉）を用いることが好ましい。なお、データの収集方法の具体例については、後述する。

【0035】

ステップＳ２において、収集したデータの解析が行われる。データの解析には、コンピュータ（本例では、情報処理装置２０）が利用される。データの解析には、インストールされたプログラム（所定のアルゴリズムを有するプログラム）が利用される。たとえば、データの解析に人工知能（学習済みモデル）を用いることができる。データの解析の具体例については、後述する。なお、図示しないサーバ装置にデータの解析を行わせてもよい。

【0036】

ステップＳ３において、輝度判定システム１は、データの解析により得られた成果物を用いて、実運用される工業炉３５（炎の輝度の判定対象とされる炉）における炎の輝度の適否を判定する。輝度の適否の判定の詳細については、後述する。

【0037】

（ｂ２．データ収集）
図５から図９に基づき、図４のステップＳ１の詳細を説明する。

【0038】

図５は、実験炉３０でのデータ収集を説明するための図である。
図５を参照して、実験炉３０にはバーナ４０が設置されている。バーナ４０は、実験炉３０に着脱可能である。バーナ４０は、実験炉３０内において炎８０を発生する。

【0039】

実験炉３０は、第１ポート３０１と、第２ポート３０２と、第３ポート３０３と、第４ポート３０４と、第５ポート３０５と、第６ポート３０６とを備える。なお、以下では、第１ポート３０１～第６ポート３０６の任意の１つのポートを、「ポート３００」とも称する。また、実運用される工業炉３５のポート（図示せず）を、「ポート３５０」とも称する。

【0040】

各ポート３００には、火炎検出器１０が着脱可能である。本例では、１つの火炎検出器１０を、各ポート３００に順次付け替える。具体的には、火炎検出器１０を第１ポート３０１に取り付けた状態で検出を行った後、火炎検出器１０を第２ポート３０２に取り付けた状態で検出を行う。その後、火炎検出器１０の取付け先のポートを変更していく。火炎検出器１０は、領域９００内における炎８０が発する光の強度を検出する。火炎検出器１０は、検出結果を情報処理装置２０に送信する。

【0041】

なお、６台の火炎検出器１０を各ポート３００に同時に取り付けることにより、同時刻において複数の位置から炎８０の検出を同時に行ってもよい。

【0042】

図６は、図５の実験炉３０における光の強度の時間的変化を示したグラフである。詳しくは、図６は、図５に基づき説明したように、１台の火炎検出器１０をポート３００に対して順に付け替えたときの光の強度の時間的変化を示したグラフである。

【0043】

図６を参照して、時刻ｔ０～ｔ１の波形は、第１ポート３０１に取り付けられた火炎検出器１０による検出結果（炎８０が発する光の強度の時間的変化）を示している。時刻ｔ１～ｔ２の波形は、第２ポート３０２に取り付けられた火炎検出器１０による検出結果を示している。時刻ｔ２～ｔ３の波形は、第３ポート３０３に取り付けられた火炎検出器１０による検出結果を示している。

【0044】

時刻ｔ３～ｔ４の波形は、第４ポート３０４に取り付けられた火炎検出器１０による検出結果を示している。時刻ｔ４～ｔ５の波形は、第５ポート３０５に取り付けられた火炎検出器１０による検出結果を示している。時刻ｔ５～ｔ６の波形は、第６ポート３０６に取り付けられた火炎検出器１０による検出結果を示している。

【0045】

グラフの縦軸は、火炎検出器１０から出力される電流値の範囲または電圧値の範囲を、０～１００の数値範囲に割り当てたものである。たとえば、火炎検出器１０が検出信号として４ｍＡ～１０ｍＡの範囲内の信号を出力する構成の場合、４ｍＡがグラフの０に対応し、１０ｍＡがグラフの１００に対応する。

【0046】

なお、上記６つの時刻に関する区間（すなわち、時刻ｔ（ｎ－１）～ｔｎ（ｎは１～６の自然数））における各波形は、信号５００に対応する。また、図６のグラフでは、視認性の観点から、各時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４，ｔ５，ｔ６で波形が連続するように、火炎検出器１０の各ポート３００への取り付けおよび取り外しの作業時間帯のデータは省略している。

【0047】

図７は、バーナ４０と炎８０とを説明するための図である。
図７を参照して、バーナ４０は、二重管構造を有する。詳しくは、バーナ４０は、アウターノズル４１と、インナーノズル４２とを有する。

【0048】

インナーノズル４２の内部には、ガスの供給路４２１が形成されている。インナーノズル４２は、外部から供給されたガスを外部（図面の左方向）に吹き出す。アウターノズル４１の内周面とインナーノズル４２の外周面との間に形成された供給路４１１から、高温（たとえば１２００度）の空気が外部に吹き出す。

【0049】

供給路４２１から吹き出したガスが、供給路４１１から吹き出した高温の空気によって燃焼する。これによって、炎８０が発生する。

【0050】

炎８０は、内炎８１と外炎８２とで構成される。内炎８１においては、ガスは不完全燃焼の状態となる。内炎８１のガスの中の炭素成分は、ススになる。その後、当該ススが燃えることにより炎が輝く。工業炉３５では、このような炎の輝き（明るさ）が重要となる。なお、外炎８２のガスは、直ぐに高温の空気よって加熱されるため、ススにはならない。

【0051】

バーナ４０として、様々な内管径Ｂのインナーノズル４２を用いることができる。また、バーナ４０として、様々な外管径Ａのアウターノズル４１を用いることができる。アウターノズル４１として、アウターノズル４１における吹出口の内壁のテーパー角度θが異なるものを用いることもできる。さらに、インナーノズル４２の吹出口とアウターノズル４１の吹出口との距離Ｄも適宜調整できる。また、ガスおよび空気の少なくとも一方の供給方法を制御することにより、炎８０の旋回状態Ｅを変化させることもできる。

【0052】

バーナ４０へのガスの供給量および空気の供給量を変えることもできる。また、ガスの供給量が一定の条件下で、内管径Ｂが異なるインナーノズル４２を用いることにより、ガスの速度（流速）も変えることができる。

【0053】

適切な輝度を得るために、実運用に備え、バーナ４０についての各種パラメータ（Ａ，Ｂ，Ｄ，θ）の設定（バーナ４０自体の変更を含む）、ガスの供給量の調整、および／または、空気の供給量の調整がなされる。

【0054】

本実施の形態では、実運用する工業炉３５において、適切な輝度か否かを機械で自動的に判定できるようにする。すなわち、実運用する工業炉３５において、輝度の適否を人に頼ることなく情報処理装置２０が判断できるようにする。

【0055】

このような自動判定を可能とするために、実験炉３０における燃焼の際には、熟練した作業員によって炎の輝度の適否を判断させる。本実施の形態では、当該作業員の判断結果を利用して、輝度の適否を自動判定可能な構成（具体的には、プログラム）を得る。

【0056】

図８は、図４のステップＳ１の詳細な処理の流れを示したフロー図である。
図８を参照して、ステップＳ１０１において、実験炉３０においてバーナ４０を燃焼させる。これにより実験炉３０内において炎８０（火炎）が発生する。ステップＳ１０２において、実験炉３０のポート３００に取り付けられた火炎検出器１０によって、炎８０が発する光の強度の時間的変化を示す信号５００（図３参照）を取得する。ステップＳ１０３において、火炎検出器１０は、取得された信号５００から、ちらつき周波数とゆらぎの大きさとを算出する。

【0057】

ステップＳ１０４において、本例では情報処理装置２０が、取得されたデータ（すなわち、光の強度と、ちらつき周波数と、ゆらぎの大きさとのセット）をデータベースＤ１０（図９参照）に格納する。典型的には、光の強度については、光の強度の範囲（たとえば、強度の最小値および強度の最大値）が、データベースＤ１０に格納される。

【0058】

なお、データベースＤ１０は、本例では、情報処理装置２０に格納されているものとする。ただし、これに限定されず、データベースＤ１０は、上述したサーバ装置（図示せず）に格納されていてもよい。

【0059】

ステップＳ１０５において、炎８０が発する光の輝度の適否を、作業員が目視で判断する。ステップＳ１０６において、本例では情報処理装置２０が、取得されたデータに対して輝度の適否を示すフラグを付けて、データベースＤ１０を更新する。

【0060】

ステップＳ１０７において、実験者は、実験炉３０におけるバーナ４０の燃焼条件を変更する。その後、燃焼条件の変更が行われなくなるまで、上述したステップＳ１０２～Ｓ１０７の処理が繰り返される。

【0061】

なお、実験炉３０での上記のデータの取得および輝度の目視判定は、図５に示したように、火炎検出器１０を、順次、複数のポート３００の各々に取り付けた状態で行われる。なお、上述したように、６つの火炎検出器１０を各ポート３００（３０１～３０６）に取り付け、同時に、上記のデータの取得と輝度の目視判定とを行ってもよい。

【0062】

図９は、データベースＤ１０の一例を表した図である。
図９を参照して、データベースＤ１０は、火炎検出器１０を第１ポート３０１に取り付けたときのデータＤ１１と、火炎検出器１０を第２ポート３０２に取り付けたときのデータＤ１２と、火炎検出器１０を第３ポート３０３に取り付けたときのデータＤ１３と、火炎検出器１０を第４ポート３０４に取り付けたときのデータＤ１４と、火炎検出器１０を第５ポート３０５に取り付けたときのデータＤ１５と、火炎検出器１０を第６ポート３０６に取り付けたときのデータＤ１６とを含む。

【0063】

データＤ１１～Ｄ１６の各々は、整理番号としての波形Ｎｏ．に対応付けて、光の強度の最小値と、光の強度の最大値と、ちらつき周波数と、ゆらぎの大きさと、作業員による輝度の判定結果とを記憶している。たとえばデータＤ１１における波形Ｎｏ．の「１－１」～「１－６」のデータは、燃焼条件を互いに異ならせたときのデータである。

【0064】

各データＤ１１～Ｄ１６においては、作業員が目視で判定した輝度の適否を示す情報（本例では、ＯＫ、ＮＧ）が、「作業員による輝度の判定結果」の欄に格納されている（図８のステップＳ１０６に対応）。

【0065】

なお、６つの火炎検出器１０を各ポート３００（３０１～３０６）に取り付ける場合には、１回の目視による判定結果を、各データＤ１１～Ｄ１６における「作業員による輝度の判定結果」の欄に同時に格納することもできる。

【0066】

（ｂ３．データ解析）
図１０および図１１に基づき、図４のステップＳ２の詳細を説明する。

【0067】

図１０は、図４のステップＳ２の詳細な処理の流れを示したフロー図である。
図１０を参照して、ステップＳ２０１において、情報処理装置２０（詳しくは、プロセッサ２６１（図１４参照））は、情報処理装置２０内に記憶されたプログラムの変数ｋの値を１に設定する。ステップＳ２０２において、プロセッサ２６１は、第ｋ番目のポート３００のデータをデータベースＤ１０から読み出す。

【0068】

ステップＳ２０３において、プロセッサ２６１は、読み出した第ｋ番目のポート３００のデータ（たとえば、ｋ＝１の場合には、図９のデータＤ１１）から、輝度が適正と判断されたときの光の強度の最小値と最大値とを取得する。

【0069】

ステップＳ２０４において、プロセッサ２６１は、読み出した第ｋ番目のポート３００のデータから、輝度が適正と判断されたときのちらつき周波数を取得する。ステップＳ２０５において、プロセッサ２６１は、読み出した第ｋ番目のポート３００のデータから、輝度が適正と判断されたときのゆらぎの大きさを取得する。

【0070】

ステップＳ２０６において、プロセッサ２６１は、取得された光の強度に基づき、光の強度に関する基準範囲Ｒａ（第ｋ番目のポート３００の基準範囲）を決定する。たとえば、プロセッサ２６１は、図９の第１ポート３０１のデータＤ１１に関し、作業員による輝度の判定結果が「ＯＫ」であったもののうち、光の強度の範囲が重複する範囲を、第１ポート３０１（１番目のポート３００）についての基準範囲Ｒａとする。

【0071】

具体的には、作業員による輝度の判定結果が「ＯＫ」であった波形が３つあり、それぞれの光の強度の最小値と最大値との組み合わせが、（最小値，最大値）＝（５５，６５）、（５７，６７）、（５３，６３）であったとする。この場合、プロセッサ２６１は、５７～６３の範囲を基準範囲Ｒａとする。

【0072】

なお、このような設定方法は、一例であり、これに限定されるものではない。たとえば、作業員による輝度の判定結果が「ＯＫ」であったもののうち、光の強度の範囲の全てを、第１ポート３０１についての基準範囲Ｒａとしてもよい。上記の例場合、プロセッサ２６１は、５３～６７の範囲を基準範囲Ｒａとしてもよい。

【0073】

ステップＳ２０７において、プロセッサ２６１は、取得されたちらつき周波数に基づき、ちらつき周波数に関する基準範囲Ｒｂ（第ｋ番目のポート３００の基準範囲）を決定する。たとえば、プロセッサ２６１は、図９の第１ポート３０１のデータＤ１１に関し、作業員による輝度の判定結果が「ＯＫ」であったもののうち、ちらつき周波数の最小値から最大値の範囲を、第１ポート３０１についての基準範囲Ｒｂとする。

【0074】

具体的には、作業員による輝度の判定結果が「ＯＫ」であった波形が３つあり、それぞれのちらつき周波数が、ｆ１，ｆ２，ｆ３であったとする（ただし、ｆ１＜ｆ２＜ｆ３）。この場合、プロセッサ２６１は、ｆ１～ｆ３の範囲を基準範囲Ｒｂとする。なお、このような設定方法は、一例であり、これに限定されるものではない。たとえば、作業員による輝度の判定結果が「ＯＫ」であった波形のちらつき周波数の平均値μと標準偏差σとをもとめ、μ－３σ～μ＋３σの範囲を基準範囲Ｒｂとしてもよい。

【0075】

ステップＳ２０８において、プロセッサ２６１は、取得されたゆらぎの大きさに基づき、ゆらぎの大きさに関する基準範囲Ｒｃ（第ｋ番目のポート３００の基準範囲）を決定する。たとえば、プロセッサ２６１は、図９の第１ポート３０１のデータＤ１１に関し、作業員による輝度の判定結果が「ＯＫ」であったもののうち、ゆらぎの大きさの最小値から最大値の範囲を、第１ポート３０１についての基準範囲Ｒｃとする。また、プロセッサ２６１は、ちらつき周波数で説明した手法を用いて、基準範囲Ｒｃを設定してもよい。

【0076】

ステップＳ２０９において、プロセッサ２６１は、変数ｋの値をインクリメントする。すなわち、プロセッサ２６１は、ｋの値を１だけ増加させる。ステップＳ２１０において、プロセッサ２６１は、ｋの値が７以上となったか否かを判断する。

【0077】

プロセッサ２６１は、ｋの値が７以上となった場合（ステップＳ２１０においてＹＥＳ）、ステップＳ２における一連の処理を終了する。プロセッサ２６１は、ｋの値が６以下の場合（ステップＳ２１０においてＮＯ）、処理をステップＳ２０２に進める。

【0078】

以上の処理により、各ポート３００における各基準範囲Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃが設定される。具体的には、第１ポート３０１における基準範囲Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃと、第２ポート３０２における基準範囲Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃと、第３ポート３０３における基準範囲Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃと、第４ポート３０４における基準範囲Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃと、第５ポート３０５における基準範囲Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃと、第６ポート３０６における基準範囲Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃとが設定される。

【0079】

図１１は、各ポート３００における各基準範囲Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃを記憶した基準データＤ２０を表した図である。

【0080】

図１１を参照して、基準データＤ２０には、ポート３００別に、光の強度に関する基準範囲Ｒａと、ちらつき周波数に関する基準範囲Ｒｂと、ゆらぎの大きさに関する基準範囲Ｒｃとが記憶されている。また、本例では、基準データＤ２０には、各ポート３００とバーナ４０との間の距離が記憶されている。

【0081】

なお、各ポート３００とバーナ４０との間の距離については、必ずしも基準データＤ２０に記憶されている必要はない。ただし、距離の情報を用いることにより、バーナとポート３５０との間の距離が実験炉３０と異なる工業炉３５であっても、データ補間を行うことにより、工業炉３５毎に各ポート３５０の基準範囲Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃを設定することも可能となる。

【0082】

たとえば、第１ポート３０１とバーナ４０との距離がＬ１であり、第２ポート３０２とバーナ４０との距離がＬ２（Ｌ２＞Ｌ１）とする。この場合、バーナとポート３５０との距離ＬがＬ１＜Ｌ＜Ｌ２を満たす距離にある炉については、たとえば、距離Ｌと、距離Ｌ１と、距離Ｌ２と、第１ポート３０１の基準範囲Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃと、第２ポート３０２の基準範囲Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃとを用いて、当該炉における、光の強度の基準範囲と、ちらつき周波数の基準範囲と、ゆらぎの大きさの基準範囲とを決定することができる。

【0083】

具体例を挙げて説明すると、以下のとおりである。説明の簡略化のために、距離ＬがＬ１とＬ２との合計の平均（Ｌ＝（Ｌ１＋Ｌ２）／２）であるとする。また、バーナ４０との距離がＬ１である第１ポート３０１の基準範囲Ｒａを、「４０～４５」とする。さらに、バーナ４０との距離がＬ２である第２ポート３０２の基準範囲Ｒａを、「５０～５５」とする。この場合、バーナ４０との距離がＬのポート３５０がある工業炉３５における、光の強度の基準範囲Ｒａを、上記の２つの範囲の中間をとって、「４５～５０」に設定することができる。

【0084】

（ｂ４．輝度の判定）
図１２および図１３に基づき、図４のステップＳ３の詳細を説明する。

【0085】

図１２は、炎８０の輝度の判定を行う局面（実運用の局面）における機能的構成を説明するための機能ブロック図である。

【0086】

図１２を参照して、火炎検出器１０は、検出部１０１と、ちらつき周波数算出部１０２と、ゆらぎ算出部１０３とを備える。

【0087】

検出部１０１は、図２のセンサ１１に相当する。検出部１０１は、炉内の炎８０の光の強度を検出する。検出部１０１は、光の強度の時間的変化を示す信号５００（図３参照）を、情報処理装置２０と、ちらつき周波数算出部１０２と、ゆらぎ算出部１０３とに出力する。

【0088】

ちらつき周波数算出部１０２は、図２のちらつき周波数演算回路１２に相当する。ちらつき周波数算出部１０２は、信号５００に基づき、炎８０のちらつき周波数を算出する。ちらつき周波数算出部１０２は、ちらつき周波数を情報処理装置２０に出力する。

【0089】

ゆらぎ算出部１０３は、図２のゆらぎ演算回路１３に相当する。ゆらぎ算出部１０３は、信号５００に基づき、炎８０のゆらぎの大きさを算出する。ゆらぎ算出部１０３は、ゆらぎの大きさを情報処理装置２０に出力する。

【0090】

情報処理装置２０は、取得部２０１と、判定部２０２と、報知部２０３とを備える。判定部２０２は、基準データＤ２０（図１１参照）を有する。報知部２０３は、表示制御部２３１と、音声制御部２３２と、通信制御部２３３と、表示装置２３４と、スピーカ２３５と、通信装置２３６とを有する。

【0091】

取得部２０１は、火炎検出器１０から、光の強度と、ちらつき周波数と、ゆらぎの大きさとを取得する。光の強度と、ちらつき周波数と、ゆらぎの大きさとは、判定部２０２に送られる。

【0092】

判定部２０２は、検出部１０１によって検出された、光の強度の時間的変化を示す信号５００が、予め定められた基準（以下、「予め定められた基準Ｒ」とも称する）を満たすかを判定する。判定部２０２は、判定結果を報知部２０３に通知する。

【0093】

具体的には、「予め定められた基準Ｒ」は、取得部２０１によって取得された光の強度が基準範囲Ｒａ内にあり、取得されたちらつき周波数が基準範囲Ｒｂ内にあり、かつ、取得されたゆらぎの大きさが基準範囲Ｒｃ内にあることである。判定部２０２は、基準データＤ２０を参照し、取得された光の強度と、取得されたちらつき周波数と、取得されたゆらぎの大きさとが、それぞれ、基準データＤ２０に規定された基準範囲Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃ内にあるか否かを判定する。

【0094】

報知部２０３は、信号５００が予め定められた基準Ｒを満たすと判定された場合、炎８０が発する光の輝度が適正であることを報知する。報知部２０３は、信号５００が予め定められた基準Ｒを満たさないと判定された場合、炎８０が発する光の輝度が不適であることを報知する。

【0095】

具体的には、信号５００が予め定められた基準Ｒを満たすと判定された場合、表示制御部２３１は、表示装置２３４に光の輝度が適正である旨を表示させる。たとえば、表示制御部２３１は、表示装置２３４に、所定の文章、所定の記号、あるいは所定のアイコン等を表示させる。

【0096】

また、上記の表示とともに、あるいは上記の表示の代わりに、信号５００が予め定められた基準Ｒを満たすと判定された場合、音声制御部２３２が、スピーカ２３５に光の輝度が適正である旨を示す音声を出力させてもよい。あるいは、信号５００が予め定められた基準Ｒを満たすと判定された場合、通信制御部２３３が、通信装置２３６を介して、情報処理装置２０に登録された端末装置（図示せず）に対して、光の輝度が適正である旨を示す情報を出力させてもよい。

【0097】

信号５００が予め定められた基準Ｒを満たさないと判定された場合にも、報知部２０３は、上記のような表示、音声、通信の態様で、光の輝度が不適であることを報知する。

【0098】

報知の態様は、特に限定されない。報知の態様は、炎が発する光の輝度が適正であることを人が認識できる態様であればよい。

【0099】

図１３は、図４のステップＳ３の詳細な処理の流れを示したフロー図である。
図１３を参照して、ステップＳ３０１において、輝度判定システム１は、火炎検出器１０によって光の強度の時間的変化を示す信号５００を取得する。ステップＳ３０２において、火炎検出器１０が、取得された信号５００から、ちらつき周波数と、ゆらぎの大きさとを算出する。

【0100】

ステップＳ３０３において、情報処理装置２０は、基準データＤ２０を参照して、光の強度が基準範囲Ｒａ内にあるか否かを判定する。光の強度が基準範囲Ｒａ内にあると判定された場合（ステップＳ３０３においてＹＥＳ）、情報処理装置２０は、ステップＳ３０４において、基準データＤ２０を参照して、ちらつき周波数が基準範囲Ｒｂ内にあるか否かを判定する。光の強度が基準範囲Ｒａ内にないと判定された場合（ステップＳ３０３においてＮＯ）、情報処理装置２０は、処理をステップＳ３０８に進める。

【0101】

ちらつき周波数が基準範囲Ｒｂ内にあると判定された場合（ステップＳ３０４においてＹＥＳ）、情報処理装置２０は、ステップＳ３０５において、基準データＤ２０を参照して、ゆらぎの大きさが基準範囲Ｒｃ内にあるか否かを判定する。ちらつき周波数が基準範囲Ｒｂ内にないと判定された場合（ステップＳ３０４においてＮＯ）、情報処理装置２０は、処理をステップＳ３０８に進める。

【0102】

ゆらぎの大きさが基準範囲Ｒｃ内にあると判定された場合（ステップＳ３０５においてＹＥＳ）、情報処理装置２０は、ステップＳ３０６において、炎８０の輝度が適正と判定する。その後、ステップＳ３０７において、情報処理装置２０は、炎８０の輝度が適正であることを報知する。ゆらぎの大きさが基準範囲Ｒｃ内にないと判定された場合（ステップＳ３０５においてＮＯ）、情報処理装置２０は、処理をステップＳ３０８に進める。

【0103】

ステップＳ３０８において、情報処理装置２０は、炎８０の輝度が不適と判定する。ステップＳ３０９において、情報処理装置２０は、炎８０の輝度が不適であることを報知する。

【0104】

以上により、ステップＳ３における一連の処理が終了する。
図１３に示した処理は、典型的には、工業炉３５のポート３５０別に実行される。ただし、これに限定されず、工業炉３５の任意の１つのポート３５０に対して実行してもよい。

【0105】

図１３に示した処理を工業炉３５のポート３５０別に実行する場合には、判定部２０２は、全てのポート３５０での判定結果に基づき、炎８０の輝度が適正か否かを判定すればよい。たとえば、判定部２０２は、全てのポート３５０での判定結果が適正である場合に、炎８０の輝度が適正であると判定してもよい。あるいは、判定部２０２は、複数のポート３５０のうち、所定個数以上のポート３５０での判定結果が適正である場合に、炎８０の輝度が適正であると判定してもよい。

【0106】

＜Ｃ．利点＞
上記のように、輝度判定システム１では、火炎検出器１０が、炉内の炎が発する光の強度を検出する。情報処理装置２０は、光の強度の時間的変化を示す信号５００が、予め定められた基準Ｒを満たすかを判定する。情報処理装置は、信号５００が予め定められた基準Ｒを満たすと判定された場合、炎８０が発する光の輝度が適正であることを報知する。

【0107】

このように、輝度判定システム１によれば、炎８０が発する光の強度を検出することによって、当該炎の輝度の適否が判定可能となる。それゆえ、輝度判定システム１を用いることにより、輝度の適否の判定に際し、作業員の立会確認が不要となる。

【0108】

詳しくは、輝度判定システム１によれば、炉における最適な燃焼状態（換言すれば、よい炎）を定量化することができる。より詳しくは、輝度判定システム１によれば、炎の最適な輝度を定量化することができる。

【0109】

＜Ｄ．情報処理装置２０のハードウェア構成＞
図１４は、情報処理装置２０のハードウェア構成の典型例を表した図である。

【0110】

図１４を参照して、情報処理装置２０は、主たる構成要素として、プログラムを実行するプロセッサ２６１と、データを不揮発的に格納するＲＯＭ２６２と、プロセッサ２６１によるプログラムの実行により生成されたデータ、又は入力装置を介して入力されたデータを揮発的に格納するＲＡＭ２６３と、データを不揮発的に格納するＨＤＤ２６４と、通信ＩＦ（Interface）２６５と、操作キー２６６と、電源回路２６７と、表示装置２３４とを含む。各構成要素は、相互にデータバスによって接続されている。なお、通信ＩＦ２６５は、他の機器と間における通信を行うためのインターフェイスである。

【0111】

情報処理装置２０における処理は、各ハードウェアおよびプロセッサ２６１により実行されるソフトウェアによって実現される。このようなソフトウェアは、ＨＤＤ２６４に予め記憶されている場合がある。また、ソフトウェアは、その他の記憶媒体に格納されて、プログラムプロダクトとして流通している場合もある。あるいは、ソフトウェアは、いわゆるインターネットに接続されている情報提供事業者によってダウンロード可能なプログラムプロダクトとして提供される場合もある。このようなソフトウェアは、読取装置によりその記憶媒体から読み取られて、あるいは、通信ＩＦ２６５等を介してダウンロードされた後、ＨＤＤ２６４に一旦格納される。そのソフトウェアは、プロセッサ２６１によってＨＤＤ２６４から読み出され、ＲＡＭ２６３に実行可能なプログラムの形式で格納される。プロセッサ２６１は、そのプログラムを実行する。

【0112】

同図に示される情報処理装置２０を構成する各構成要素は、一般的なものである。したがって、本発明の本質的な部分は、ＲＡＭ２６３、ＨＤＤ２６４、記憶媒体に格納されたソフトウェア、あるいはネットワークを介してダウンロード可能なソフトウェアであるともいえる。なお、情報処理装置２０の各ハードウェアの動作は周知であるので、詳細な説明は繰り返さない。

【0113】

なお、図１２に示した、判定部２０２は、典型的には、プロセッサ２６１がＨＤＤ２６４等に格納されたプログラムを実行することにより、実現される。また、取得部２０１と、表示制御部２３１と、音声制御部２３２と、通信制御部２３３とについても、プロセッサ２６１がＨＤＤ２６４等に格納されたプログラムを実行することにより、実現される。

【0114】

なお、判定部２０２における処理をハードウェア（集積回路等）で実現してもよい。
＜Ｅ．変形例＞
（１）情報処理装置２０が、ちらつき周波数、ゆらぎの大きさを算出してもよい。すなわち、情報処理装置２０が、上述した、ちらつき周波数算出部１０２とゆらぎ算出部１０３とを備えていてもよい。

【0115】

（２）上述した「予め定められた基準Ｒ」を、取得部２０１によって取得された光の強度が基準範囲Ｒａ内にあり、かつ、取得されたちらつき周波数が基準範囲Ｒｂ内にあることとしてもよい。すなわち、判定部２０２は、ゆらぎの大きさを考慮せずに、光の輝度が適正か否かを判定してもよい。

【0116】

（３）実験炉３０で用いる輝度判定システム１と、工業炉３５とで用いる輝度判定システム１とは、必ずしも同一のシステム（同一の火炎検出器１０、同一の情報処理装置２０）である必要はない。ただし、火炎検出器１０は同種のものであることが好ましい。情報処理装置２０は、アプリケーションおよびデータ（データベースＤ１０，基準データＤ２０等）が同一であれば、ハードウェア自体の異同は特に限定されない。実験炉３０における燃焼に基づき基準データＤ２０が生成され、工業炉３５における輝度判定で基準データＤ２０が利用できればよい。

【0117】

今回開示された実施の形態は例示であって、上記内容のみに制限されるものではない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0118】

１ 輝度判定システム、１０ 火炎検出器、１１ センサ、１２ 周波数演算回路、１３ ゆらぎ演算回路、１４ 選択回路、２０ 情報処理装置、３０ 実験炉、３５，３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ 工業炉、４０ バーナ、４１ アウターノズル、４２ インナーノズル、８０ 炎、８１ 内炎、８２ 外炎、１０１ 検出部、１０２ 周波数算出部、１０３ ゆらぎ算出部、２０１ 取得部、２０２ 判定部、２０３ 報知部、２３１ 表示制御部、２３２ 音声制御部、２３３ 通信制御部、２３４ 表示装置、２３５ スピーカ、２３６ 通信装置、２６１ プロセッサ、３０１ 第１ポート、３０２ 第２ポート、３０３ 第３ポート、３０４ 第４ポート、３０５ 第５ポート、３０６ 第６ポート、４１１，４２１ 供給路、５００ 信号、Ａ 外管径、Ｂ 内管径、Ｄ 距離、Ｄ１０ データベース、Ｄ１１，Ｄ１２，Ｄ１３，Ｄ１４，Ｄ１５，Ｄ１６ データ、Ｄ２０ 基準データ、Ｅ 旋回状態。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】