特開 2022-162530 粒度測定装置、該方法および該プログラムならびに造粒装置および該方法

(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】P2022162530

(43)【公開日】2022-10-24

(54)【発明の名称】粒度測定装置、該方法および該プログラムならびに造粒装置および該方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 15/02 20060101AFI20221017BHJP

   C22B 1/14 20060101ALI20221017BHJP

【ＦＩ】

G01N15/02 C

C22B1/14

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022045609

(22)【出願日】2022-03-22

(31)【優先権主張番号】P 2021066968

(32)【優先日】2021-04-12

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】000001199

【氏名又は名称】株式会社神戸製鋼所

(74)【代理人】

【識別番号】100115381

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 昌崇

(74)【代理人】

【識別番号】100067828

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 悦司

(74)【代理人】

【識別番号】100111453

【弁理士】

【氏名又は名称】櫻井 智

(72)【発明者】

【氏名】燒谷 将大

(72)【発明者】

【氏名】土屋（田中） 雅大

(72)【発明者】

【氏名】桑名 孝汰

(72)【発明者】

【氏名】大菅 宏児

【テーマコード（参考）】

4K001

【Ｆターム（参考）】

4K001BA02

4K001KA06

(57)【要約】

【課題】本発明は、より精度よく粒度を測定できる粒度測定装置、粒度測定方法および粒度測定プログラムを提供する。
【解決手段】本発明の粒度測定装置Ｄは、測定対象の粒状物質を撮像した前記測定対象の画像を取得する画像取得部１と、画像取得部１で取得した前記測定対象の画像から、第１画素および前記第１画素に対し所定の範囲内にある第２画素における各画素値間の関係に基づく統計的特徴量を求める統計的特徴量処理部２２と、統計的特徴量と粒径との対応関係を表す対応関係情報を記憶する対応関係情報記憶部３１と、統計的特徴量処理部２２で求めた統計的特徴量に対応する粒径を、対応関係情報記憶部３１に記憶された対応関係情報を用いて求める粒度処理部２３とを備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

測定対象の粒状物質を撮像した前記測定対象の画像を取得する画像取得部と、
前記画像取得部で取得した前記測定対象の画像から、第１画素および前記第１画素に対し所定の範囲内にある第２画素における各画素値間の関係に基づく統計的特徴量を求める統計的特徴量処理部と、
前記統計的特徴量と粒径との対応関係を表す対応関係情報を記憶する対応関係情報記憶部と、
前記統計的特徴量処理部で求めた統計的特徴量に対応する粒径を、前記対応関係情報記憶部に記憶された対応関係情報を用いて求める粒度処理部とを備える、
粒度測定装置。

【請求項2】

前記統計的特徴量処理部は、前記測定対象の画像を複数の領域に区分けし、前記複数の領域ごとに各統計的特徴量を求める、
請求項１に記載の粒度測定装置。

【請求項3】

前記統計的特徴量処理部は、前記画像取得部で取得した前記測定対象の画像における同時生起行列を求め、前記求めた同時生起行列における行と列との相関値を前記統計的特徴量として求める、
請求項１または請求項２に記載の粒度測定装置。

【請求項4】

前記所定の範囲は、前記第１画素に隣接する範囲である、
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の粒度測定装置。

【請求項5】

前記測定対象の粒状物質を照明する照明部をさらに備える、
請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の粒度測定装置。

【請求項6】

測定対象の粒状物質を撮像した前記測定対象の画像を取得する画像取得工程と、
前記画像取得工程で取得した前記測定対象の画像から、第１画素および前記第１画素に対し所定の範囲内にある第２画素における各画素値間の関係に基づく統計的特徴量を求める統計的特徴量処理工程と、
前記統計的特徴量と粒径との対応関係を表す対応関係情報を用いて、前記統計的特徴量処理工程で求めた統計的特徴量に対応する粒径を求める粒度処理工程とを備える、
粒度測定方法。

【請求項7】

コンピュータに、
測定対象の粒状物質を撮像した前記測定対象の画像を取得する画像取得工程と、
前記画像取得工程で取得した前記測定対象の画像から、第１画素および前記第１画素に対し所定の範囲内にある第２画素における各画素値間の関係に基づく統計的特徴量を求める統計的特徴量処理工程と、
前記統計的特徴量と粒径との対応関係を表す対応関係情報を用いて、前記統計的特徴量処理工程で求めた統計的特徴量に対応する粒径を求める粒度処理工程とを実行させる、
粒度測定プログラム。

【請求項8】

原料から、所定の造粒条件で粒状物質を造粒する造粒部と、
前記造粒部で造粒された粒状物質を、前記測定対象として前記粒状物質の粒径を求める請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の粒度測定装置と、
前記粒度測定装置で求めた前記粒状物質の粒径に基づいて、前記所定の造粒条件を調整する調整部とを備える、
造粒装置。

【請求項9】

前記粒状物質は、前記原料としての粉鉱石に、バインダの生石灰を添加し、所定量の水分を加えて造粒した鉄鉱石の造粒物であり、
前記調整部は、前記粉鉱石が複数の種類を含む場合における混合割合、前記生石灰の添加量、および、前記水分の所定量のうちの少なくとも１つを調整する、
請求項８に記載の造粒装置。

【請求項10】

原料から、所定の造粒条件で粒状物質を造粒する造粒工程と、
前記造粒工程で造粒された粒状物質を、前記測定対象として前記粒状物質の粒径を求める請求項６に記載の粒度測定方法と、
前記粒度測定方法で求めた前記粒状物質の粒径に基づいて、前記所定の造粒条件を調整する調整工程とを備える、
造粒方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、粒度を測定する粒度測定装置、粒度測定方法および粒度測定プログラム、ならびに、これらを備えた、粒状物質を造粒する造粒装置および造粒方法に関する。

【背景技術】

【0002】

粒径（粒子径）や粒径分布（粒子径分布）等の粒度の測定は、粒子状の原材料や製品を扱う様々な分野で、例えば製造条件の設定や品質評価等のために、必要とされている。一例では、高炉の装入原料である鉄鉱石ペレットは、ペレット原料である粉鉱石に必要に応じて副原料やバインダを添加し、さらに所定量の水分を加えて造粒機によって生ペレットを造粒し、これを乾燥および焼成することによって、製造される。生ペレットの造粒段階において、ペレット原料の粒度、供給量、添加水分量等の造粒条件の変動や造粒機内への付着物の生成状況の変化等によって、生ペレットの粒度が変動することが知られている。一方、高炉の装入原料には、高炉内における通気性を確保するために均一なペレット径であることが要求される。そのため、造粒機で造粒された生ペレットの粒度が測定される。この粒度の測定方法は、例えば、特許文献１に開示されている。

【0003】

この特許文献１に開示された粒状体の平均粒度測定方法は、堆積した粒状体の平均粒度を測定する方法において、堆積した粒状体を撮影した画像のパワースペクトルのｎ次モーメントＭｎ（ｎ＝０、１、２、・・・）のうち、少なくとも１つの次数のモーメントを用いて粒状体の平均粒度を求めるようにしたものであり、その一態様では、前記堆積した粒状体を撮影した画像を２値化または浮動２値化することによって粒子抽出画像が生成され、この粒子抽出画像のパワースペクトルのｎ次モーメントＭｎが用いられる。前記浮動２値化は、前記画像を移動平均することによってぼかし画像を生成し、前記画像から前記ぼかし画像を差し引いた画像を生成し、この差し引いた画像を２値化することによって実施される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特公平６－７５０３０号公報（特開平２－２６４８４５号公報）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、前記特許文献１に開示された粒状体の平均粒度測定方法では、画像に単体の微小粒子と大粒径粒子に付着または堆積した微小粒子とが混在する場合、画像のパワースペクトルは、これらを同様に扱うため、粒度の精度が低下してしまう。前記２値化または浮動２値化の際に用いられる閾値によって、同じ画像内でノイズに埋もれてしまう粒子の輪郭が存在するため、粒度の精度が低下してしまう。前記浮動２値化では、前記画像から前記ぼかし画像を差し引くため、細粒が埋もれてしまうため、粒度の精度が低下してしまう。

【0006】

本発明は、上述の事情に鑑みて為された発明であり、その目的は、より精度よく粒度を測定できる粒度測定装置、粒度測定方法および粒度測定プログラムを提供することである。そして、本発明は、前記粒度測定装置を備えた造粒装置および前記粒径測定方法を備えた造粒方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明者は、種々検討した結果、上記目的は、以下の本発明により達成されることを見出した。すなわち、本発明の一態様にかかる粒度測定装置は、測定対象の粒状物質を撮像した前記測定対象の画像を取得する画像取得部と、前記画像取得部で取得した前記測定対象の画像から、第１画素および前記第１画素に対し所定の範囲内にある第２画素における各画素値間の関係に基づく統計的特徴量を求める統計的特徴量処理部と、前記統計的特徴量と粒径との対応関係を表す対応関係情報を記憶する対応関係情報記憶部と、前記統計的特徴量処理部で求めた統計的特徴量に対応する粒径を、前記対応関係情報記憶部に記憶された対応関係情報を用いて求める粒度処理部とを備える。好ましくは、上述の粒度測定装置において、前記粒度処理部は、さらに、前記測定対象の画像における粒径分布（粒子径分布）を求める。好ましくは、上述の粒度測定装置において、前記画像取得部は、前記測定対象の粒状物質を撮像して前記測定対象の画像を生成する撮像装置である。好ましくは、上述の粒度測定装置において、前記画像取得部は、外部の機器との間でデータを入出力するインターフェース回路であり、前記外部の機器は、前記測定対象の画像を記憶した記憶媒体である。好ましくは、上述の粒度測定装置において、前記画像取得部は、外部の機器との間でデータを入出力するインターフェース回路であり、前記外部の機器は、前記測定対象の画像を記録した記録媒体からデータを読み込むドライブ装置である。好ましくは、上述の粒度測定装置において、前記画像取得部は、外部の機器と通信信号を送受信する通信インターフェース回路であって、前記外部の機器は、ネットワークを介して前記通信インターフェース回路に接続され、前記測定対象の画像を管理するサーバ装置である。

【0008】

このような粒度測定装置は、前記測定対象の画像から、第１および第２画素における各画素値間の関係に基づく統計的特徴量を求め、これを粒径（粒子径）に換算するので、より精度よく粒度を測定できる。

【0009】

他の一態様では、上述の粒度測定装置において、前記統計的特徴量処理部は、前記測定対象の画像を複数の領域に区分けし、前記複数の領域ごとに各統計的特徴量を求める。好ましくは、上述の粒度測定装置において、前記複数の領域は、前記測定対象の画像を網目状（メッシュ状）に区分けされた各網目である。

【0010】

このような粒度測定装置は、領域の統計的特徴量を求めて粒径に換算するので、領域の大きさ（サイズ、面積）を調整することで、検出したい粒径の選択が可能となる。これにより、単体の微小粒状物質と、大粒径の粒状物質に付着または積層した微小粒状物質とが混在して前記測定対象の画像に写り込んでいる場合に、前記単体の微小粒状物質の割合がより正確に測定できる。

【0011】

他の一態様では、これら上述の粒度測定装置において、前記統計的特徴量処理部は、前記画像取得部で取得した前記測定対象の画像における同時生起行列を求め、前記求めた同時生起行列における行と列との相関値を前記統計的特徴量として求める。好ましくは、上述の粒度測定装置において、前記同時生起行列は、各画素値それぞれについて、当該画素（注目画素、基準画素）の第１画素値と当該画素に隣接する隣接画素の第２画素値との関係が同一である隣接画素対の発生確率を表す行列である。好ましくは、上述の粒度測定装置において、前記同時生起行列は、各画素値それぞれについて、当該画素（注目画素、基準画素）の第１画素値と当該画素に行方向右側で隣接する隣接画素の第２画素値との関係が同一である隣接画素対の発生確率を表す行列である。

【0012】

このような粒度測定装置は、同時生起行列を用いることによって、簡単な情報処理（簡単な演算処理）で統計的特徴量を求めることができる。

【0013】

他の一態様では、これら上述の粒度測定装置において、前記所定の範囲は、前記第１画素に隣接する範囲である。好ましくは、上述の粒度測定装置において、前記第１および第２画素は、互いに隣接する２個の画素である。好ましくは、上述の粒度測定装置において、前記所定の範囲は、画像の水平方向（行方向）の一方側（右側）または他方側（左側）で前記第１画素に隣接する範囲である。好ましくは、上述の粒度測定装置において、前記所定の範囲は、画像の垂直方向（列方向）の一方側（上側）または他方側（下側）で前記第１画素に隣接する範囲である。好ましくは、上述の粒度測定装置において、前記所定の範囲は、第１斜め方向（右上方向）、第２斜め方向（左上方向）、第３斜め方向（右下方向）または第４斜め方向（左下方向）に前記第１画素に範囲である。

【0014】

これによれば、前記所定の範囲を前記第１画素に隣接する範囲とした粒度測定装置が提供できる。

【0015】

他の一態様では、これら上述の粒度測定装置において、前記測定対象の粒状物質を照明する照明部をさらに備える。

【0016】

このような粒度測定装置は、照明部をさらに備えるので、一定の照明環境下で粒度を測定できるので、測定精度のばらつきを低減できる。

【0017】

本発明の他の一態様にかかる粒度測定方法は、測定対象の粒状物質を撮像した前記測定対象の画像を取得する画像取得工程と、前記画像取得工程で取得した前記測定対象の画像から、第１画素および前記第１画素に対し所定の範囲内にある第２画素における各画素値間の関係に基づく統計的特徴量を求める統計的特徴量処理工程と、前記統計的特徴量と粒径との対応関係を表す対応関係情報を用いて、前記統計的特徴量処理工程で求めた統計的特徴量に対応する粒径を求める粒度処理工程とを備える。

【0018】

本発明の他の一態様にかかる粒度測定プログラムは、コンピュータに、測定対象の粒状物質を撮像した前記測定対象の画像を取得する画像取得工程と、前記画像取得工程で取得した前記測定対象の画像から、第１画素および前記第１画素に対し所定の範囲内にある第２画素における各画素値間の関係に基づく統計的特徴量を求める統計的特徴量処理工程と、前記統計的特徴量と粒径との対応関係を表す対応関係情報を用いて、前記統計的特徴量処理工程で求めた統計的特徴量に対応する粒径を求める粒度処理工程とを実行させるプログラムである。

【0019】

このような粒度測定方法および粒度測定プログラムは、前記測定対象の画像から、隣接画素における各画素値間の関係に基づく統計的特徴量を求め、これを粒径（粒子径）に換算するので、より精度よく粒度を測定できる。

【0020】

本発明の他の一態様にかかる造粒装置は、原料から、所定の造粒条件で粒状物質を造粒する造粒部と、前記造粒部で造粒された粒状物質を、前記測定対象として前記粒状物質の粒径を求める、これら上述のいずれかの粒度測定装置と、前記粒度測定装置で求めた前記粒状物質の粒径に基づいて、前記所定の造粒条件を調整する調整部とを備える。

【0021】

これによれば、これら上述のいずれかの粒度測定装置を備えた造粒装置が提供できる。上記造粒装置は、所定の造粒条件を調整するので、所定の粒度を目標とした粒状物質を造粒できる。

【0022】

他の一態様では、上述の造粒装置において、前記粒状物質は、前記原料としての粉鉱石に、バインダの生石灰を添加し、所定量の水分を加えて造粒した鉄鉱石の造粒物の生ペレットであり、前記調整部は、前記粉鉱石が複数の種類を含む場合における混合割合、前記生石灰の添加量、および、前記水分の所定量のうちの少なくとも１つを調整する。

【0023】

このような造粒装置は、所定の粒度を目標とした鉄鉱石の造粒物を造粒できる。

【0024】

本発明の他の一態様にかかる造粒方法は、原料から、所定の造粒条件で粒状物質を造粒する造粒工程と、前記造粒工程で造粒された粒状物質を、前記測定対象として前記粒状物質の粒径を求める、上述の粒度測定方法と、前記粒度測定方法で求めた前記粒状物質の粒径に基づいて、前記所定の造粒条件を調整する調整工程とを備える。

【0025】

これによれば、上述の粒度測定方法を備えた造粒方法が提供できる。上記造粒方法は、所定の造粒条件を調整するので、所定の粒度を目標とした粒状物質を造粒できる。

【発明の効果】

【0026】

本発明にかかる粒度測定装置、粒度測定方法および粒度測定プログラムは、より精度よく粒度を測定できる。そして、本発明によれば、前記粒度測定装置を備えた造粒装置および前記粒径測定方法を備えた造粒方法が提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】第１実施形態における粒度測定装置の構成を示すブロック図である。

【図2】一例として、造粒プロセスに前記粒度測定装置を利用する場合を説明するための図である。

【図3】第１行について、グレーレベル同時生起行列の演算方法を説明するための図である。

【図4】第１行について、グレーレベル同時生起行列の演算方法を説明するための図である。

【図5】第２ないし第６行について、グレーレベル同時生起行列の演算方法を説明するための図である。

【図6】一例として、演算結果のグレーレベル同時生起行列を説明するための図である。

【図7】他の一例として、演算結果のグレーレベル同時生起行列を説明するための図である。

【図8】測定対象の画像に対する同時生起行列における行と列との相関値を説明するための図である。

【図9】統計的特徴量の演算方法を説明するための図である。

【図10】前記粒度測定装置の動作を示すフローチャートである。

【図11】実測結果と前記粒度測定装置の測定結果との相関性を示す図である。

【図12】前記粒度測定装置による一具体例の測定結果を説明するための図である。

【図13】第２実施形態における造粒システムの構成を示す模式図である。

【図14】前記造粒システムの造粒装置におけるドラムミキサの概略図である。

【図15】前記造粒システムにおける造粒制御装置の電気的な構成を示すブロック図である。

【図16】造粒条件の調整に関する造粒制御装置の動作を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0028】

以下、図面を参照して、本発明の１または複数の実施形態が説明される。しかしながら、発明の範囲は、開示された実施形態に限定されない。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、適宜、その説明を省略する。本明細書において、総称する場合には添え字を省略した参照符号で示し、個別の構成を指す場合には添え字を付した参照符号で示す。

【0029】

実施形態における粒度測定装置は、測定対象の粒状物質における粒径（粒子径）や粒径分布（粒子径分布）等の粒度を測定する装置である。この粒度測定装置は、測定対象の粒状物質を撮像した前記測定対象の画像を取得する画像取得部と、前記画像取得部で取得した前記測定対象の画像から、第１画素および前記第１画素に対し所定の範囲内にある第２画素における各画素値間の関係に基づく統計的特徴量を求める統計的特徴量処理部と、前記統計的特徴量と粒径との対応関係を表す対応関係情報を記憶する対応関係情報記憶部と、前記統計的特徴量処理部で求めた統計的特徴量に対応する粒径を、前記対応関係情報記憶部に記憶された対応関係情報を用いて求める粒度処理部とを備える。以下、このような粒度測定装置について、一例として、高炉用の鉄鉱石ペレットおよび焼結鉱の製造における造粒プロセスに適用される例を用いて説明するが、粒状物質は、鉄鉱石ペレットや焼結鉱製造時の造粒物に限定されるものではなく、粒状（粒子状）であれば、任意の物質（例えば原材料や製品等）であってよい。

【0030】

図１は、第１実施形態における粒度測定装置の構成を示すブロック図である。図２は、一例として、造粒プロセスに前記粒度測定装置を利用する場合を説明するための図である。図２Ａは、全体を示す模式図であり、図２Ｂは、画像取得部辺りを示す模式図である。図３は、第１行について、グレーレベル同時生起行列の演算方法を説明するための図である。図３Ａおよび図３Ｃは、画像の各画素値を示し、図３Ｂおよび図３Ｃは、同時生起行列を示す。図４は、第１行について、グレーレベル同時生起行列の演算方法を説明するための図である。図４Ａおよび図４Ｃは、画像の各画素値を示し、図４Ｂおよび図４Ｃは、同時生起行列を示す。図５は、第２ないし第６行について、グレーレベル同時生起行列の演算方法を説明するための図である。図５Ａおよび図５Ｃは、画像の各画素値を示し、図５Ｂおよび図５Ｃは、同時生起行列を示す。図６は、一例として、演算結果のグレーレベル同時生起行列を説明するための図である。図６Ａは、画像の各画素値を示し、図６Ｂは、同時生起行列を示し、図６Ｃは、同時生起行列のヒートマップを示す。図７は、他の一例として、演算結果のグレーレベル同時生起行列を説明するための図である。図７Ａは、画像の各画素値を示し、図７Ｂは、同時生起行列を示し、図７Ｃは、同時生起行列のヒートマップを示す。図８は、測定対象の画像に対する同時生起行列における行と列との相関値を説明するための図である。図８Ａは、前記相関値を示し、図８Ｂないし図８Ｅは、サンプル画像番号１～４の各サンプル画像を示す。図８Ａの横軸は、サンプル画像番号であり、その縦軸は、前記相関値（ＣＯＲ）である。図９は、統計的特徴量の演算方法を説明するための図である。図９Ａは、画像を示し、図９Ｂは、領域ごとの統計的特徴量を示し、図９Ｃは、各統計的特徴量のヒストグラムを示す。

【0031】

第１実施形態における粒度測定装置Ｄは、例えば、図１に示すように、画像取得部１と、制御処理部２と、記憶部３と、入力部４と、出力部５と、インターフェース部（ＩＦ）６とを備える。

【0032】

画像取得部１は、制御処理部２に接続され、制御処理部２の制御に従って、測定対象の粒状物質を撮像した前記測定対象の画像を取得する装置である。画像取得部１は、例えば、前記測定対象の粒状物質を撮像して前記測定対象の画像を生成する撮像装置である。前記撮像装置は、例えば、カラーデジタルカメラやモノクロデジタルカメラ等である。あるいは、画像取得部１は、例えば、外部の機器との間でデータを入出力するインターフェース回路である。前記外部の機器は、前記測定対象の画像を記憶した、例えばＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）メモリおよびＳＤカード（登録商標）等の記憶媒体である。あるいは、前記外部の機器は、前記測定対象の画像を記録した、例えばＣＤ－ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＣＤ－Ｒ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）、ＤＶＤ－ＲＯＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）およびＤＶＤ－Ｒ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）等の記録媒体からデータを読み込むドライブ装置である。この画像取得部１としてのインターフェース回路は、有線または無線によって前記外部の機器に接続されてよい。あるいは、画像取得部１は、例えば、外部の機器と通信信号を送受信する通信インターフェース回路であって、前記外部の機器は、ネットワーク（ＷＡＮ（Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ、公衆通信網を含む））あるいはＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）を介して前記通信インターフェース回路に接続され、前記測定対象の画像を管理するサーバ装置である。なお、画像取得部１がインターフェース回路や通信インターフェース回路である場合では、画像取得部１は、ＩＦ部６と兼用されてもよい（すなわち、ＩＦ部６が画像取得部１として用いられてもよい）。

【0033】

本実施形態では、粒度測定装置Ｄは、例えば、高炉の造粒プロセスに利用され、略リアルタイムに鉄鉱石ペレットの粒度を測定するために、画像取得部１は、カラーデジタルカメラ（以下、「カメラ」と略記する）１である。なお、画像取得部１は、モノクロデジタルカメラであってもよい。

【0034】

この高炉用の鉄鉱石ペレットの造粒プロセスでは、例えば、図２Ａに示すように、造粒機として２機のパン型造粒機Ｐ－１、Ｐ－２が並列に設けられている。各造粒機Ｐ－１、Ｐ－２には、それぞれ粉鉱石に、必要に応じて石灰石等の副原料やベントナイト等のバインダを配合し、さらに所定量の水分を添加した造粒原料が供給され、各造粒機Ｐ－１、Ｐ－２を所定の傾斜角度および回転数で回転することによって、前記造粒原料がペレットに造粒される。各造粒機Ｐ－１、Ｐ－２から排出された生ペレット（造粒ペレット）Ｏｂは、それぞれ搬送用コンベアＢ－１、Ｂ－２で搬出された後、集合コンベアＢ－３上で合流され、このコンベアＢ－３から図略の振動篩を経由して所定の粒度幅に篩われた後、乾燥および焼成のために、グレート・キルン等の図略の焼成炉へ搬送される。

【0035】

このような造粒プロセスを実施するプラントにおいて、粒度測定装置Ｄの画像取得部１は、例えば、搬送用コンベアＢ－１、Ｂ－２上に乗って搬送される造粒ペレット（粒状物質の一例）Ｏｂを上方から、より具体的には、図２Ａおよび図２Ｂに示すように、直上から撮像するように、配設されたカメラ１ａ（１ａ－１、１ａ－２）を備える。画像取得部１は、図２に示す例では、カメラ１ａだけでなく、造粒ペレットＯｂを斜め上方から照明するために、搬送用コンベアＢ－１、Ｂ－２の搬送方向に直交する方向に沿ってカメラ１ａを介して並置された１対の照明装置１ｂ（１ｂ－１、１ｂ－２）、１ｃ（１ｃ－１、ｃ－２）も備えている。カメラ１ａの左右から１対の照明装置１ｂ、１ｃによって、搬送用コンベアＢ上において造粒ペレットＯｂの有無に応じて輝度の変化を生じるような明るさで造粒ペレットＯｂの影を生成するように造粒ペレットＯｂを意図的に照明することで、測定対象の造粒ペレットＯｂにおける輝度変化を安定的に出現できる。したがって、粒度測定装置Ｄは、このような一定の照明環境下で粒径を測定できるので、測定精度のばらつきを低減できる。画像取得部１としての、カメラ１ａおよび１対の照明装置１ｂ、１ｃのセット（組）は、２機の搬送用コンベアＢ－１、Ｂ－２に対応して２個（２セット）あり、カメラ１ａ－１および１対の照明装置１ｂ－１、１ｃ－１の第１セットは、搬送用コンベアＢ－１に対して配設され、カメラ１ａ－２および１対の照明装置１ｂ－２、１ｃ－２の第２セットは、搬送用コンベアＢ－２に対して配設されている。カメラ１ａおよび１対の照明装置１ｂ、１ｃのセットは、搬送用コンベアＢに対し、同様に配設されるので、図２Ｂには、搬送用コンベアＢ－１に対して配設されるカメラ１ａ－１および１対の照明装置１ｂ－１、１ｃ－１の第１セットが主に図示され、搬送用コンベアＢ－２に対して配設されているカメラ１ａ－２および１対の照明装置１ｂ－２、１ｃ－２の第２セットは、カメラ１ａ－２および１対の照明装置１ｂ－２、１ｃ－２それぞれに対応するカメラ１ａ－１および１対の照明装置１ｂ－１、１ｃ－１の符号の後に、カメラ１ａ－２および１対の照明装置１ｂ－２、１ｃ－２の符号を括弧書きで記載することで、図示されている。

【0036】

入力部４は、制御処理部２に接続され、例えば粒度測定装置Ｄによって測定対象の粒度の測定開始を指示するコマンド等の各種コマンド、および、例えば測定の年月日等の、粒度測定装置Ｄの稼働を行う上で必要な各種データを粒度測定装置Ｄに入力する装置であり、例えば、所定の機能を割り付けられた複数の入力スイッチ、キーボードおよびマウス等である。出力部５は、制御処理部２に接続され、制御処理部２の制御に従って、入力部４から入力されたコマンドやデータ、および、粒度測定装置Ｄによって測定された粒度等を出力する装置であり、例えばＣＲＴディスプレイ、ＬＣＤ（液晶表示装置）および有機ＥＬディスプレイ等の表示装置やプリンタ等の印刷装置等である。

【0037】

なお、入力部４および出力部５は、タッチパネルより構成されてもよい。このタッチパネルを構成する場合において、入力部４は、例えば抵抗膜方式や静電容量方式等の操作位置を検出して入力する位置入力装置であり、出力部５は、表示装置である。このタッチパネルでは、表示装置の表示面上に位置入力装置が設けられ、表示装置に入力可能な１または複数の入力内容の候補が表示され、ユーザが、入力したい入力内容を表示した表示位置に触れると、位置入力装置によってその位置が検出され、検出された位置に表示された表示内容がユーザの操作入力内容として粒度測定装置Ｄに入力される。このようなタッチパネルでは、ユーザは、入力操作を直感的に理解し易いので、ユーザにとって取り扱い易い粒度測定装置Ｄが提供される。

【0038】

ＩＦ部６は、制御処理部２に接続され、制御処理部２の制御に従って、例えば、外部の機器との間でデータを入出力する回路であり、例えば、シリアル通信方式であるＲＳ－２３２Ｃのインターフェース回路、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）規格を用いたインターフェース回路、および、ＵＳＢ規格を用いたインターフェース回路等である。また、ＩＦ部６は、例えば、データ通信カードや、ＩＥＥＥ８０２．１１規格等に従った通信インターフェース回路等の、外部の機器と通信信号を送受信する通信インターフェース回路であってもよい。

【0039】

記憶部３は、制御処理部２に接続され、制御処理部２の制御に従って、各種の所定のプログラムおよび各種の所定のデータを記憶する回路である。前記各種の所定のプログラムには、例えば、粒度測定装置Ｄの各部１、３～６を制御する制御プログラムや、画像取得部１で取得した測定対象の画像から、第１画素および前記第１画素に対し所定の範囲内にある第２画素における各画素値間の関係に基づく統計的特徴量を求める統計的特徴量処理プログラムや、前記統計的特徴量処理プログラムで求めた統計的特徴量に対応する粒径を、後述の対応関係情報記憶部３１に記憶された対応関係情報を用いて求める粒度処理プログラム等の制御処理プログラムが含まれる。前記各種の所定のデータには、画像取得部１によって取得された測定対象の画像や前記対応関係情報等の、これら各プログラムを実行する上で必要なデータが含まれる。このような記憶部３は、例えば不揮発性の記憶素子であるＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）や書き換え可能な不揮発性の記憶素子であるＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等を備える。そして、記憶部３は、前記所定のプログラムの実行中に生じるデータ等を記憶するいわゆる制御処理部２のワーキングメモリとなるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等を含む。また、記憶部３は、比較的記憶容量の大きいハードディスク装置を備えて構成されてもよい。

【0040】

そして、記憶部３は、前記対応関係情報を記憶する対応関係情報記憶部３１を機能的に備える。前記対応関係情報は、前記統計的特徴量と粒状物質の粒径との対応関係を表す情報である。より具体的には、前記対応関係情報は、前記測定対象の画像の同時生起行列における行と列との相関値を、前記統計的特徴量とし、前記相関値と粒状物質の粒径との対応関係を表す情報である。前記対応関係情報は、例えば、複数のサンプルから予め作成され、対応関係情報記憶部３１に記憶される。前記相関値は、粒状物質Ｏｂの粒径を評価するための指標として機能する。

【0041】

制御処理部２は、粒度測定装置Ｄの各部１、３～６を当該各部の機能に応じてそれぞれ制御し、測定対象の粒状物質の粒度を測定するための回路である。制御処理部２は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）およびその周辺回路を備えて構成される。制御処理部２は、制御処理プログラムが実行されることによって、制御部２１、統計的特徴量処理部２２および粒度処理部２３を機能的に備える。

【0042】

制御部２１は、粒度測定装置Ｄの各部１、３～６を当該各部の機能に応じてそれぞれ制御し、粒度測定装置Ｄの全体制御を司るものである。

【0043】

統計的特徴量処理部２２は、画像取得部１で取得した測定対象の画像から、第１画素および前記第１画素に対し所定の範囲内にある第２画素における各画素値間の関係に基づく統計的特徴量を求めるものである。より具体的には、統計的特徴量処理部２２は、前記画像取得部で取得した前記測定対象の画像における同時生起行列を求め、前記求めた同時生起行列における行と列との相関値を前記統計的特徴量として求める。

【0044】

粒度処理部２３は、統計的特徴量処理部２２で求めた統計的特徴量に対応する粒径を、対応関係情報記憶部３１に記憶された対応関係情報を用いて求めるものである。本実施形態では、粒度処理部２３は、さらに、前記測定対象の画像における粒径分布（粒子径分布）を求める。前記粒径分布（粒子径分布）は、前記測定対象の画像に写り込んだ複数の粒子における粒径ごとの個数を表したヒストグラムである。より具体的には、粒度処理部２３は、統計的特徴量処理部２２で求めた相関値に対応する粒径を、対応関係情報記憶部３１に記憶された対応関係情報を用いて求め、粒径の階級ごとに出現頻度を求めて粒径のヒストグラムを求めることによって、前記測定対象の画像における粒径分布（粒子径分布）を求める。あるいは、粒度処理部２３は、統計的特徴量処理部２２で求めた相関値に対し、相関値の階級ごとに出現頻度を求めて相関値のヒストグラムを求め、相関値の階級を、対応関係情報記憶部３１に記憶された対応関係情報を用いて粒径に換算して前記測定対象の画像における粒径分布を求める。

【0045】

ここで、統計的特徴量およびこの統計的特徴量と粒径との関係について説明する。粒状物質Ｏｂの有無に応じて輝度の変化を生じるような明るさで粒状物質Ｏｂの影を生成するように粒状物質Ｏｂを照明すると、カラー画像を例えば２５６階調のグレースケールに変換した画像（ＲＧＢの画素値を公知の変換式によって輝度値に変換した画像）では、粒状物質Ｏｂが写り込んだ画素の画素値は、最も明るい輝度値２５５に近い画素値になる一方、その影が写り込んだ画素の画素値は、最も暗い黒の輝度値０になる。このため、粒状物質Ｏｂの粒径が小さくなるに従って、影による黒の輝度値０の画素と、粒状物質Ｏｂに照射された輝度値２５５に近い輝度値の画素とが交互に出現する頻度（確率）が高くなる。したがって、或る注目する画素（注目画素）に対し、近隣で前記注目画素の輝度値と同じような輝度値を持つ画素が出現する確率が高い場合、粒状物質Ｏｂの粒径が大きいと推定でき、一方、近隣で前記注目画素の輝度値と異なる輝度値を持つ画素が出現する確率が高い場合、粒状物質Ｏｂの粒径が小さいと推定できる。よって、例えば、或る輝度値（０～２５５）の画素に対する近隣の画素に出現する輝度値の確率分布によって粒状物質Ｏｂの粒径が推定できる。このため、前記統計的特徴量は、第１画素および前記第１画素に対し所定の範囲内にある第２画素における各画素値間の関係に基づく量（値）であり、例えば、測定対象の画像における、近隣画素同士の画素値の差、近隣画素同士の画素値の比率、前記差や前記比率に基づく類似度、前記差や前記比率に基づく相違度、前記差や比率の周期性、または、前記差や比率の確率分布等である。前記所定の範囲は、複数のサンプルから、前記統計的特徴量と粒状物質Ｏｂの粒径とが相関する範囲で適宜に設定され、例えば、前記所定の範囲は、前記第１画素に隣接する範囲である。すなわち、前記第１および第２画素は、互いに隣接する２個の画素である。一例では、前記所定の範囲は、画像の水平方向（行方向）の一方側（右側）または他方側（左側）で前記第１画素に隣接する範囲である。前記第１および第２画素の最小距離は、１画素分、最大距離は、計測対象である粒度の最小粒径を、２次元画像上で見たとき粒内の最大直径に対応する画素数とする。他の一例では、前記所定の範囲は、画像の垂直方向（列方向）の一方側（上側）または他方側（下側）で前記第１画素に隣接する範囲である。他の一例では、前記所定の範囲は、第１斜め方向（右上方向）、第２斜め方向（左上方向）、第３斜め方向（右下方向）または第４斜め方向（左下方向）に前記第１画素に範囲である。

【0046】

このような統計的特徴量は、一例として、近隣画素同士の輝度値の確率分布である場合、画像のテクスチャ（画素値の空間分布パターン）に関する情報を抽出するグレーレベル同時生起行列（Ｇｒａｙ Ｌｅｖｅｌ Ｃｏｏｃｃｕｒｅｎｃｅ Ｍａｔｒｉｘ、ＧＬＣＭ）フィルタで求めることができる。このＧＬＣＭフィルタは、フィルタウィンドウの各位置において、特定のセル値のペアが隣り合う位置（例えば右隣に在るセルや上隣に在るセルや全方向に隣接して在るセル等）に発生する頻度（確率）を計算するものである。すなわち、ＧＬＣＭフィルタは、画像における濃度α（一例では輝度値）の点（一例では画素）から、変位δ（距離ｒ、方向θ）だけ離れた点の濃度がβである確率Ｐδ（α、β）を要素とする行列（同時生起行列）である。

【0047】

より具体的には、例えば、図３ないし図６において、２５６階調の画像では、ＧＬＣＭは、２５６行２５６列であって各要素が０から１までの値である行列となる。各行の値は、注目画素（基準画素）の画素値（この例では０～２５５の輝度値）を表し、各列は、注目画素に例えば行方向右側に隣接する画素（隣接画素）の画素値（この例では０～２５５の輝度値）を表す。例えば、図３Ａや図３Ｃ等に示す、滑らかに変化する画素値（この例では０～２５５の輝度値）を持つ６×６の画像の場合、注目画素の画素値が０であって隣接画素の画素値が０であるペアの頻度（総個数）は、図３Ａ等に示す画像には、存在せず、０個であるから、頻度で表すＧＬＣＭ（頻度ＧＬＣＭ）の１行１列の要素は、図３Ｂに示すように、０となる。注目画素の画素値が０であって隣接画素の画素値が１であるペアの頻度（総個数）は、図３Ａ等に示す画像には、図３Ｃに示すように、１個、存在するから、頻度ＧＬＣＭの１行２列の要素は、図３Ｄに示すように、１となる。注目画素の画素値が０であって隣接画素の画素値が２であるペアの頻度（総個数）は、図３Ａ等に示す画像には、図４Ａに示すように、存在せず、０個であるから、頻度ＧＬＣＭの１行３列の要素は、図４Ｂに示すように、０となる。以下同様に、注目画素の画素値が０であって隣接画素の画素値がｋであるペアの頻度（総個数）が頻度ＧＬＣＭの１行ｋ＋１列の要素となり（ｋ＝０～２５５）、図４Ｄに示すように、頻度ＧＬＣＭの１行目の各要素が求められる。注目画素の画素値が１であって隣接画素の画素値がｋであるペアの頻度（総個数）が頻度ＧＬＣＭの２行ｋ＋１列の要素となり、図５Ｂに示すように、頻度ＧＬＣＭの２行目の各要素が求められる。例えば、注目画素の画素値が１であって隣接画素の画素値が２であるペアの頻度（総個数）は、図３Ａ等に示す画像には、図５Ａに示すように、２個、存在するから、頻度ＧＬＣＭの２行３列の要素は、図５Ｂに示すように、２となる。以下同様に、６行目まで頻度ＧＬＣＭの各要素を求めると、図５Ｄに示すようになる。例えば、注目画素の画素値が４であって隣接画素の画素値が５であるペアの頻度（総個数）は、図３Ａ等に示す画像には、図５Ｃに示すように、５個、存在するから、頻度ＧＬＣＭの５行６列の要素は、図５Ｄに示すように、５となる。このように注目画素の画素値がｍであって隣接画素の画素値がｎであるペアの頻度（総個数）が頻度ＧＬＣＭのｍ＋１行ｎ＋１列の要素となり（ｍ＝０～２５５、ｎ＝０～２５５）、図３Ａや図６Ａ等に示す画像の頻度ＧＬＣＭは、図６Ｂに示すようになり、そのヒードマップは、図６Ｃに示すようになる。そして、ＧＬＣＭは、頻度ＧＬＣＭの各要素それぞれを、画像の画素数総和で除算して各要素の各確率を求めることで求められる。前記画像数総和は、前記画像がＭ行Ｎ列のサイズであって（全画素数Ｍ×Ｎ）、近隣画素が注目画素からＫ画素離れている場合、上述の例のように、近隣画素が注目画素の行方向（左右方向）で近隣するとき、画素数総和は、Ｍ×（Ｎ－Ｋ）となり、あるいは、近隣画素が注目画素の列方向（上下方向）で近隣するとき、画素数総和は、（Ｍ－Ｋ）×Ｎとなり、あるいは、近隣画素が注目画素の斜め方向で近隣するとき、画素数総和は、（Ｍ－Ｋ）×（Ｎ－Ｋ）となる。

【0048】

このように図３ないし図６に示す例では、前記同時生起行列は、各画素値それぞれについて、当該画素（注目画素、基準画素）の第１画素値と当該画素に行方向右側に隣接する隣接画素の第２画素値との関係が同一である隣接画素対の発生確率を表す行列である。

【0049】

また、図７Ａに示す、ノイズを含みつつ滑らかに変化する画素値（この例では０～２５５の輝度値）を持つ６×６の画像の場合、その頻度ＧＬＣＭは、図７Ｂに示すようになり、そのヒードマップは、図７Ｃに示すようになる。

【0050】

測定対象の画像に対する同時生起行列が求められれば、確率分布に基づき粒径を推計できるが、本実施形態では、注目画素に対する近隣画素の画素値（この例では輝度値）の相関値が、－１～＋１の範囲で正規化されて求められる。より具体的には、上述のように求めた、測定対象の画像に対する同時生起行列から、次式１によって、前記同時生起行列における行と列との相関値ＣＯＲが、前記統計的特徴量として求められる。ここで、ｉは、注目画素の輝度値であり、ｊは、近隣画素の輝度値であり、Ｐσ（ｉ、ｊ）は、前記同時生起行列におけるｉ行ｊ列の要素の値（発生確率）である。

【0051】

【数1】

【0052】

この相関値は、図８Ａに示すように、図８Ｂに示すサンプル画像番号１の一様な画像では、＋１となり、図８Ｃないし図８Ｅに示すサンプル画像番号２～４の各画像のように、隣同士の輝度値が変化する頻度が、多くなるに従って、－１に近づくプロファイルを持つ。

【0053】

そして、本実施形態では、測定対象の画像に写り込む複数の粒状物質Ｏｂにおける各粒径は、一様であることは少ないため、統計的特徴量処理部２２は、例えば、図９Ａに示すように、前記測定対象の画像ＰＣを複数の領域ＡＲ（ＡＲ１１～ＡＲ４５）に区分けし、図９Ｂに示すように、前記複数の領域ＡＲごとに各統計的特徴量を求める。図９Ｂにおいて、各領域ＡＲにおける□内に記載された数値が前記統計的特徴量としての相関値である。図９Ａに示す例では、画像ＰＣは、４×５の２０個の領域ＡＲ１１～ＡＲ１５、ＡＲ２１～ＡＲ２５、ＡＲ３１～ＡＲ３５、ＡＲ４１～ＡＲ４５に区分けされている。この例では、前記複数の領域ＡＲは、前記測定対象の画像ＰＣを網目状（メッシュ状）に区分けされた矩形の各網目である。なお、網目の形状は、矩形に限らず、例えばハニカム（ｈｏｎｅｙｃｏｍｂ）様に区分けするために正六角形等の他の形状であってもよい。前記領域ＡＲの大きさ（サイズ）は、検出したい粒径範囲のうちの最大値に設定することが好ましい。

【0054】

粒度処理部２３は、例えば、図９Ｃに示すように、統計的特徴量処理部２２で求めた相関値ＣＯＲに対し、相関値の階級ごとに出現頻度を求めて相関値のヒストグラムを求め、相関値の階級を、対応関係情報記憶部３１に記憶された対応関係情報を用いて粒径に換算して前記測定対象の画像における粒径分布を求める。図９Ｃに示す例では、０～０．１（０以上０．１未満）、０．２～０．３（０．２以上０．３未満）、０．３～０．４（０．３以上０．４未満）、０．４～０．５（０．４以上０．５未満）、０．５～１（０．５以上１以下）の５個の階級とされている。

【0055】

これら制御処理部２、記憶部３、入力部４、出力部５およびＩＦ部６は、例えば、デスクトップ型やノート型等のコンピュータによって構成可能である。これら各部２～６を構成するコンピュータは、例えば、造粒プロセスのプラントにおけるオペレーションルームに配置され、コンソールに組み込まれてよく（コンソールと兼用されてよく）、あるいは、コンソールと別体であってもよい。

【0056】

次に、本実施形態の動作について説明する。図１０は、前記粒度測定装置の動作を示すフローチャートである。図１１は、実測結果と前記粒度測定装置の測定結果との相関性を示す図である。図１１の横軸は、質量％で表す篩による実測の粉率であり、その縦軸は、質量％で表す粒度測定装置Ｄで求めた粉率である。図１２は、前記粒度測定装置による一具体例の測定結果を説明するための図である。図１２Ａは、測定対象の画像の一例を示し、図１２Ｂは、図１２Ａに示す画像に対し、粒度測定装置Ｄで求めた粒径を示す。

【0057】

このような構成の粒度測定装置Ｄは、その電源が投入されると、必要な各部の初期化を実行し、その稼働を始める。制御処理部２には、その制御処理プログラムの実行によって、制御部２１、統計的特徴量処理部２２および粒度処理部２３が機能的に構成される。

【0058】

図１０において、まず、粒度測定装置Ｄは、画像取得部１によって、測定対象の画像を取得し、この取得した画像を記憶部３に記憶する（Ｓ１）。

【0059】

次に、粒度測定装置Ｄは、制御処理部２の統計的特徴量処理部２２によって、画像を複数の領域に区分けする（Ｓ２）。領域の大きさは、予め適宜に設定され、入力部４を介して記憶部３に記憶される。上述のように、領域の大きさは、検出したい粒径範囲のうちの最大値に設定される。

【0060】

次に、粒度測定装置Ｄは、統計的特徴量処理部２２によって、各領域ごとに、統計的特徴量を求める（Ｓ３）。本実施形態では、各領域ごとに、前記統計的特徴量として相関値ＣＯＲが求められる。

【0061】

次に、粒度測定装置Ｄは、制御処理部２の粒度処理部２３によって、各領域ごとに、粒径を求める（Ｓ４）。

【0062】

次に、粒度測定装置Ｄは、制御処理部２の粒度処理部２３によって、前記測定対象の画像における粒径分布(粒子径分布)を求める（Ｓ５）。

【0063】

なお、前記処理Ｓ４および前記処理Ｓ５に代え、粒度処理部２３は、統計的特徴量処理部２２で求めた相関値ＣＯＲに対し、相関値の階級ごとに出現頻度を求めて相関値のヒストグラムを求め、相関値の階級を、対応関係情報記憶部３１に記憶された対応関係情報を用いて粒径に換算して前記測定対象の画像における粒径分布を求めてよい。

【0064】

次に、粒度測定装置Ｄは、制御処理部２によって、出力部５に、前記処理Ｓ４で求めた粒径および前記処理Ｓ５で求めた粒径分布を出力し（Ｓ６）、本処理を終了する。なお、必要に応じて、前記粒径および粒径分布は、ＩＦ部６から外部の機器へ出力されてもよい。

【0065】

なお、造粒プロセスでは、このような処理Ｓ１ないし処理Ｓ６の各処理が所定の時間間隔で繰り返し実行されてよい。

【0066】

このような粒度測定装置Ｄによって求めた粒状物質の粉率［質量％］と、篩によって実測された粒状物質の粉率［質量％］との相関関係の一例が図１１に示されている。図１１に示すように、粒度測定装置Ｄによって求めた粒状物質の粉率［質量％］は、篩によって実測された粒状物質の粉率［質量％］と相関しており、図１１から、本実施形態における粒度測定装置Ｄは、精度よく、粒径および粒径分布を測定できることが理解される。

【0067】

複数の領域ごとに、粒度測定装置Ｄで求めた粒径の一例が図１２Ｂに示されている。図１２Ｂは、図１２Ａに示す画像に対し、粒度測定装置Ｄで求めた粒径を示すものである。図１２Ｂと図１２Ａとを対比すると、本実施形態における粒度測定装置Ｄは、精度よく、粒径を測定できることが理解される。

【0068】

以上説明したように、第１実施形態における粒度測定装置Ｄならびにこれに実装された粒度測定方法および粒度測定プログラムは、測定対象の画像から、第１および第２画素における各画素値間の関係に基づく統計的特徴量を求め、これを粒径（粒子径）に換算するので、より精度よく粒度を測定でき、よって、より精度よく粒径分布（粒子径分布）を求めることができる。パワースペクトルによる周波数解析のみの粒径測定の方法と比較すると、上記粒度測定装置Ｄ、粒度測定方法および粒度測定プログラムは、画像全体の明るさの変化や、画像内でなだらかに照度が変化する場合に、よりロバストに粒径を測定できる。

【0069】

上記粒度測定装置Ｄ、粒度測定方法および粒度測定プログラムは、領域の統計的特徴量を求めて粒径に換算するので、領域の大きさ（サイズ、面積）を調整することで、検出したい粒径の選択が可能となる。これにより、単体の微小粒状物質と、大粒径の粒状物質に付着または積層した微小粒状物質とが混在して前記測定対象の画像に写り込んでいる場合に、前記単体の微小粒状物質の割合がより正確に測定できる。上記粒度測定装置Ｄ、粒度測定方法および粒度測定プログラムは、領域の統計的特徴量を求めて粒径に換算するので、画像全体の粒径分布と同時に、小粒径や大粒径の各粒物質が存在する位置の特定も可能となる。

【0070】

上記粒度測定装置Ｄ、粒度測定方法および粒度測定プログラムは、同時生起行列を用いることによって、簡単な情報処理（簡単な演算処理）で統計的特徴量を求めることができる。

【0071】

上記粒度測定装置Ｄ、粒度測定方法および粒度測定プログラムは、照明するので、一定の照明環境下で粒度を測定できるので、測定精度のばらつきを低減できる。

【0072】

次に、別の実施形態（第２実施形態）について説明する。第２実施形態は、上述の粒径測定装置を、造粒システムにおける造粒条件を調整する際に、適用した実施形態である。

【0073】

図１３は、第２実施形態における造粒システムの構成を示す模式図である。図１４は、前記造粒システムの造粒装置におけるドラムミキサの概略図である。図１４Ａは、側方から見た斜視図であり、図１４Ｂは、縦断面図である。図１５は、前記造粒システムにおける造粒制御装置の電気的な構成を示すブロック図である。

【0074】

第２実施形態における造粒システムＳは、原料から、粒状物質を造粒し、造粒後の粒状物質を乾燥および焼成するシステムである。本実施形態では、一例として、前記粒状物質は、前記原料としての粉鉱石に、バインダの生石灰を添加し、所定量の水分を加えて造粒した鉄鉱石の造粒物であり、前記造粒物は、乾燥および焼結されることで前記焼結鉱になる。前記原料には、必要に応じて所定の副原料が添加される。このような造粒システムＳは、例えば、図１３ないし図１５に示すように、貯留槽ＳＲと、搬入用コンベアＢＣ－１と、造粒機ＤＭと、搬出用コンベアＢＣ－２と、給鉱ホッパＨＰと、焼結機（焼成炉）ＢＫと、コンベア９（９－１～９－３）と、造粒制御装置Ａとを備える。

【0075】

貯留槽ＳＲは、原料やバインダ等の焼結鉱を生成するための材料を貯留する槽（容器）であり、例えば前記材料の種類等に応じた個数を備える。図１３に示す例では、第１種類の粉鉱石を貯留する第１貯留槽ＳＲ－１と、前記第１種類とは異なる第２種類の粉鉱石を貯留する第２貯留槽ＳＲ－２と、バインダの生石灰を貯留する第３貯留槽ＳＲ－３とを備える。粉鉱石は、前記焼結鉱の原料であり、一般に、産地（銘柄）に応じて性状が異なり、例えば、多孔質な粉鉱石や平滑な表面を持つ粉鉱石等がある。前記多孔質な粉鉱石は、造粒に、相対的に多量の水分を必要とする一方、前記平滑な表面を持つ粉鉱石は、相対的に少量の水分で造粒できる。また、粉鉱石の粒子間は、水の表面張力によって互いに付くので、水分量が多いほど粒径が大きくなり易い。焼結鉱製造用の造粒物の生成では、造粒物Ｏｂの粒径には、粉鉱石の混合割合（全体に対する種類ごとの各占有率（質量％））および造粒前の粉鉱石に含まれる水分量等に応じて、造粒の際に加える水量が関係する。なお、造粒は、バインダの生石灰によって進むので、造粒物Ｏｂの粒径には、前記生石灰の添加量も関係する。生石灰は、微細粒子を多く含むため、粉鉱石の粒子間の隙間を埋め易いため、生石灰の添加量が多いほど造粒物から剥離する粉が少なくなり、粒径が大きくなり易い。

【0076】

搬入用コンベアＢＣ－１は、貯留槽ＳＲから排出された材料を、造粒機ＤＭへ搬送する、例えばベルトコンベアである。本実施形態では、貯留槽ＳＲに貯留されている材料は、貯留槽ＳＲからサブのコンベア（図１３に不図示、図１５参照）９（９－１～９－３）に投下されて排出され、このサブのコンベアによって、前記貯留槽ＳＲから排出された材料は、メインの搬入用コンベアＢＣ－１に搬送される。単位時間当たりにおける、前記貯留槽ＳＲから排出される材料の量は、略一定であるので、前記サブのコンベア９における搬送速度を調整することによって、搬入用コンベアＢＣ－１を介して造粒機ＤＭへ搬入される、前記材料の量が調整される。図１３ないし図１５に示す例では、第１貯留槽ＳＲ－１には、サブの第１コンベア（図１３に不図示、図１５参照）９－１が配設され、このサブの第１コンベア９－１によって、第１貯留槽ＳＲ－１から排出された第１種類の粉鉱石は、搬入用コンベアＢＣ－１に搬送され、前記サブの第１コンベア９－１の搬送速度を調整することによって、造粒機ＤＭへ搬入される、前記第１種類の粉鉱石の量が調整される。第２貯留槽ＳＲ－２には、サブの第２コンベア（図１３に不図示、図１５参照）９－２が配設され、このサブの第２コンベア９－２によって、第２貯留槽ＳＲ－２から排出された第２種類の粉鉱石は、搬入用コンベアＢＣ－１に搬送され、前記サブの第２コンベア９－２の搬送速度を調整することによって、造粒機ＤＭへ搬入される、前記第２種類の粉鉱石の量が調整される。前記第１種類の粉鉱石の量および前記第２種類の粉鉱石の量、すなわち、前記サブの第１コンベア９－１の搬送速度および前記サブの第２コンベア９－２の搬送速度が調整されることで、前記粉鉱石の混合割合が調整される。第３貯留槽ＳＲ－３には、サブの第３コンベア（図１３に不図示、図１５参照）９－３が配設され、このサブの第３コンベア９－３によって、第３貯留槽ＳＲ－３から排出された生石灰は、搬入用コンベアＢＣ－１に搬送され、前記サブの第３コンベア９－３の搬送速度を調整することによって、造粒機ＤＭへ搬入される、前記生石灰の量（前記生石灰の添加量）が調整される。

【0077】

造粒機ＤＭは、搬入用コンベアＢＣ－１を介して搬入された、貯留槽ＳＲの材料から、所定の造粒条件で粒状物質を造粒する装置であり、例えばドラムミキサＤＭである。図１３に示す例では、造粒機ＤＭは、第１および第２粉鉱石の原料に、バインダの生石灰を添加し、所定量の水分を加えて造粒物を造粒する。前記ドラムミキサＤＭは、例えば、図１４に示すように、長手方向の一方端部から他方端部へ下るように斜めになった円筒状のドラム本体ＤＢを備え、ドラム本体ＤＢの前記一方端部から、搬入用コンベアＢＣ－１を介して搬入された貯留槽ＳＲの材料（この例では第１および第２粉鉱石および生石灰の各材料）がドラム本体ＤＢ内に投入される。ドラム本体ＤＢの内部には、ドラム本体ＤＢの前記一方端部から所定の距離の位置であってドラム本体ＤＢの内部中央である前記位置に、水を散布する散水ノズルＳＮが配置されている。散水ノズルＳＮには、水を散水ノズルに供給（導水）する給水管（導水管）ＷＰが連結されている。給水管ＷＰには、散水ノズルＳＮに供給する水量を調整する、例えば電磁弁等の調整弁８が介在されている。調整弁８の開度を調整することで、給水管ＷＰを流れる流量が調整され、散水ノズルＳＮに供給される水量が調整される。これによってドラム本体ＤＢ内の材料に加えられる水量が調整される。ドラム本体ＤＢの内壁には、周方向等間隔に、棒状（柱状体）の４個の第１ないし第４リフターバーＬＢ－１～ＬＢ－４がドラム本体ＤＢの長手方向に沿って互いに平行に配設されている。ドラム本体ＤＢは、図略の回転駆動機構によって所定の一方向に回転する。ドラム本体ＤＢが回転すると、ドラム本体ＤＢ内の材料は、第１ないし第４リフターバーＬＢ－１～ＬＢ－４によって順次に引っかけられてドラム本体ＤＢの回転に伴って持ち上げられ、その後、重力によって落下する。これによって、ドラム本体ＤＢの前記一方端から、散水ノズルＳＮによって散水された水が降りかかるまでの間の領域（混合領域）では、ドラム本体ＤＢ内の各材料が混合し、散水ノズルＳＮによって散水された水が降りかかる領域（加水造粒領域）では、加水造粒が行われ、散水ノズルＳＮによって散水された水が降りかからなくなってから、ドラム本体ＤＢの前記他方端部までの間の領域（無加水転動領域）では、無加水下で転動造粒が行われる。造粒機ＤＭで造粒された造粒物Ｏｂは、ドラム本体ＤＢの前記他方端部から排出される。

【0078】

搬送用コンベアＣＢ－２は、造粒機ＤＭから排出された造粒物Ｏｂを、給鉱ホッパＨＰへ搬送する、例えばベルトコンベアである。

【0079】

給鉱ホッパＨＰは、焼結機（焼成炉）ＢＫに装入する造粒物Ｏｂを一時的に貯留する装置であり、前記造粒物Ｏｂは、給鉱ホッパＨＰから焼結機ＢＫへ装入される。

【0080】

焼結機（焼成炉）ＢＫは、給鉱ホッパＨＰから装入された造粒物Ｏｂを乾燥および焼成して、焼結鉱を生成する装置である。この焼結機ＢＫは、大略、装入された造粒物Ｏｂを層状に積み重ねた積層体に対し、その上部より着火し、その下部にて空気を吸引することによって、燃焼が伝達される。これによって焼結機ＢＫに装入された造粒物Ｏｂは、乾燥および焼成され、焼結鉱になる。

【0081】

焼結機ＢＫは、上述のように、造粒物Ｏｂを乾燥および焼結するので、前記積層体中に、空気の流通のための隙間が必要であり、通常、２ｍｍを超えない造粒物Ｏｂは、空気の通気性を劣化させ、焼結鉱の生産性を低下させてしまう。このため、焼結機ＢＫでの、通気性を劣化させる造粒物Ｏｂの発生を回避するために、本実施形態では、造粒システムＳに備えられている造粒制御装置Ａには、上述の粒度測定装置Ｄが含まれている。

【0082】

より具体的には、造粒制御装置Ａは、図１５に示すように、カメラ１ａおよび照明装置１ｂ、１ｃを備える画像取得部１と、制御処理部２ａと、記憶部３ａと、入力部４ａと、出力部５ａと、ＩＦ部６ａと、水分計７と、調整弁８と、上述の第１ないし第３コンベア９－１～９－３とを備える。

【0083】

このカメラ１ａおよび照明装置１ｂ、１ｃを備える画像取得部１は、第１実施形態における粒度測定装置Ｄにおける画像取得部１と同様であるので、その説明を省略する。ここで、カメラ１ａおよび照明装置１ｂ、１ｃは、造粒物Ｏｂの粒度を連続測定するために、造粒システムＳでは、造粒機ＤＭの出側から、給鉱ホッパＨＰの入側までの間に配設され、図１３に示す例では、造粒機ＤＭから排出された造粒物Ｏｂの状態のままで測定するために造粒機ＤＭの近傍の位置に、搬出用コンベアＢＣ－２上に乗って搬送される造粒物Ｏｂを直上から撮像するように配設される。

【0084】

なお、造粒物Ｏｂとカメラ１ａとの距離を略一定に保持するために、搬出用コンベアＢＣ－２上に堆積した造粒物の高さを一定にするために、搬出用コンベアＢＣ－２上に堆積した造粒物の頂部を摺り切って均す、いわゆる均し板がさらに設けられてもよい。また、生石灰の水和熱により造粒物Ｏｂから生じる蒸気がカメラ１ａの視野を阻害する虞があるので、前記蒸気を飛ばす、いわゆるエアパージが設けられてもよい。

【0085】

入力部４ａは、造粒制御に関するコマンドやデータがさらに入力される点を除き、第１実施形態における粒度測定装置Ｄにおける入力部４と同様であるので、その説明を省略する。出力部５ａは、造粒制御に関するコマンドやデータがさらに出力される点を除き、第１実施形態における粒度測定装置Ｄにおける出力部５と同様であるので、その説明を省略する。ＩＦ部６ａは、外部の機器との間で、造粒制御に関するデータがさらに入出力される点を除き、第１実施形態における粒度測定装置ＤにおけるＩＦ部６と同様であるので、その説明を省略する。

【0086】

水分計７は、制御処理部２ａに接続され、制御処理部２ａの制御に従って、造粒物Ｏｂの水分量を測定する装置であり、その計測結果は、制御処理部２ａへ出力される。水分計７は、例えば、測定対象に近赤外線を照射し、その反射量に基づいて水分量を測定する赤外線水分計である。前記反射量と前記水分量との対応関係は、いわゆる検量線として求められ、記憶される。この赤外線水分計は、物質中の含水量に応じて近赤外線における特定波長（例えば１．４５μｍや１．９４μｍ等）の吸収率が異なることを利用した測定計である。水分計７は、前記カメラ１ａに近接して配置される。

【0087】

調整弁８は、制御処理部２ａに接続され、制御処理部２ａの制御に従って、上述したように、その開度を調整することで、給水管ＷＰを流れる流量を調整する装置である。これによって、散水ノズルＳＮに供給される水量が調整され、ドラム本体ＤＢ内の材料に加えられる水量が調整される。

【0088】

第１ないし第３コンベア９－１～９－３は、それぞれ、制御処理部２ａに接続され、制御処理部２ａの制御に従って、上述したように、その搬送速度を調整することで、造粒機ＤＭへ搬入される、各材料の各量を調整する装置である。

【0089】

記憶部３ａは、造粒制御に関するプログラムおよびデータをさらに記憶する点を除き、第１実施形態における粒度測定装置Ｄにおける記憶部３と同様である。すなわち、前記制御処理プログラムには、前記制御プログラム、前記統計的特徴量処理プログラムおよび前記粒径処理プログラム等に加えて、前記粒径処理プログラムで求めた前記粒状物質（この例では造粒物）の粒径に基づいて、前記所定の造粒条件を調整する調整プログラムが含まれる。前記各種の所定のデータには、画像取得部１によって取得された測定対象の画像や前記対応関係情報等に加えて、造粒制御の目標値等の、これら各プログラムを実行する上で必要なデータが含まれる。

【0090】

制御処理部２ａは、造粒制御装置Ａの各部１、３ａ～６ａ、７、８、９－１～９－３を当該各部の機能に応じてそれぞれ制御し、測定対象の造粒物Ｏｂの粒度を測定し、造粒制御するための回路である。制御処理部２ａは、例えば、ＣＰＵおよびその周辺回路を備えて構成される。制御処理部２ａは、制御処理プログラムが実行されることによって、制御部２１ａ、統計的特徴量処理部２２、粒度処理部２３および調整部２４を機能的に備える。これら統計的特徴量処理部２２および粒度処理部２３は、それぞれ、第１実施形態における粒度測定装置Ｄにおける統計的特徴量処理部２２および粒度処理部２３と同様であるので、その説明を省略する。

【0091】

制御部２１ａは、造粒制御装置Ａの各部１、３ａ～６ａ、７、８、９－１～９－３を当該各部の機能に応じてそれぞれ制御し、造粒制御装置Ａの全体制御を司るものである。

【0092】

調整部２４は、粒度処理部２３で求めた造粒物Ｏｂの粒径に基づいて、所定の造粒条件を調整するものである。上述したように、造粒物Ｏｂの粒径には、粉鉱石の混合割合、生石灰の添加量および水分の所定量それぞれが影響するので、これらそれぞれが、造粒物Ｏｂを目標の粒径に造粒するための造粒条件となり得る。このため、本実施形態では、調整部２４は、粉鉱石が複数の種類を含む場合における混合割合、生石灰の添加量、および、水分の所定量のうちの少なくとも１つを調整する。

【0093】

上述したように、通常、２ｍｍを超えない造粒物Ｏｂは、焼結機ＢＫにおける空気の通気性を劣化させ、焼結鉱の生産性を低下させてしまうので、造粒制御装置Ａは、この２ｍｍを超えない造粒物Ｏｂの生成量（すなわち、粒径が２ｍｍ以下の造粒物Ｏｂの生成量）を制御することが目的である。前記造粒制御の目標値は、前記２ｍｍを超えない造粒物Ｏｂの生成量で設定され、例えば、その上限値と下限値とで規定される所定の範囲（目標範囲）である。このため、より具体的には、調整部２４は、粒度処理部２３で求めた造粒物Ｏｂの粒径に基づいて、前記２ｍｍを超えない造粒物Ｏｂの生成量が前記目標範囲内となるように、粉鉱石が複数の種類を含む場合における混合割合、生石灰の添加量、および、水分の所定量のうちの少なくとも１つを調整する。なお、前記下限値が０とされ、上限値のみで前記目標範囲が設定されてもよい。

【0094】

ここで、この粒径が２ｍｍ以下の粒子が「粉」と定義され、測定対象における「粉」の含有率（測定対象全体に対する粉の割合）が「粉率」と定義される。この定義では、より詳しくは、調整部２４は、粒度処理部２３で求め造粒物Ｏｂの粒径に基づいて、造粒物Ｏｂの粉率％が前記目標範囲内（例えば、１０％～３０％、あるいは、３０％以下等）となるように、粉鉱石が複数の種類を含む場合における混合割合、生石灰の添加量、および、水分の所定量のうちの少なくとも１つを調整する。

【0095】

これら制御処理部２ａ、記憶部３ａ、入力部４ａ、出力部５ａおよびＩＦ部６ａは、例えば、デスクトップ型やノート型等のコンピュータによって構成可能である。これら各部２ａ～６ａを構成するコンピュータは、例えば、造粒システムＳにおけるオペレーションルームに配置され、コンソールに組み込まれてよく（コンソールと兼用されてよく）、あるいは、コンソールと別体であってもよい。

【0096】

なお、本実施形態では、搬入用コンベアＢＣ－１、造粒機ＤＭおよび搬出用コンベアＢＣ－２が造粒部の一例に相当し、粒度測定装置Ｄを含む造粒制御装置Ａ、搬入用コンベアＢＣ－１、造粒機ＤＭおよび搬出用コンベアＢＣ－２が造粒装置の一例に相当する。

【0097】

次に、本実施形態の動作について説明する。図１６は、造粒条件の調整に関する造粒制御装置の動作を示すフローチャートである。

【0098】

造粒システムＳが稼働され、粒度測定装置Ｄを含む造粒制御装置Ａは、その電源が投入されると、必要な各部の初期化を実行し、その稼働を始める。制御処理部２ａには、その制御処理プログラムの実行によって、制御部２１ａ、統計的特徴量処理部２２、粒度処理部２３および調整部２４が機能的に構成される。

【0099】

造粒制御装置Ａは、造粒条件の調整に関し、図１６に示す各処理を、予め設定された所定の時間間隔（例えば０．５時間間隔や１時間間隔や２時間間隔等）で繰り返し実行する。

【0100】

図１６において、造粒制御装置Ａは、造粒物Ｏｂの粉率を測定する（Ｓ１１）。より具体的には、造粒制御装置Ａは、第１実施形態における粒度測定装置Ｄと同様に動作し、カメラ１ａで造粒物Ｏｂの画像を生成し、前記画像を複数の領域に区分けし、各領域ごとに統計的特徴量を求め、各領域ごとに、粒径を求め、前記測定対象の画像における粒径分布(粒子径分布)を求める。そして、造粒制御装置Ａは、制御処理部２ａの調整部２４によって、この求めた粒径分布から粉率を求める。例えば、前記粒径分布における各階級の各頻度の総和に対する、２ｍｍ以下の各階級の各頻度の総和の割合（＝（（２ｍｍ以下の各階級の各頻度の総和）／（前記粒径分布における各階級の各頻度の総和））×１００）が粉率［％］として求められる。あるいは、例えば、前記粉率は、例えば面積％で求められてもよい。前記面積％の粉率は、画像に写り込んだ造粒物Ｏｂ全体の面積に対する、粉の造粒物Ｏｂの面積の百分率（＝（粉の造粒物Ｏｂの全面積）／（画像に写り込んだ造粒物Ｏｂの全面積）×１００）である。前記面積は、例えば画素数で表される。あるいは、例えば、画素位置ごとに１画素に写り込む実面積が予め求められ、前記面積は、実面積で表される。なお、予め設定された所定時間（例えば１分間や２分間等）の間、予め設定された所定のサンプリング間隔（例えば５秒や１０秒等）で繰り返し、各サンプリングタイミングでの各粒径分布が求められて各粉率が求められ、これら各粉率の平均値が処理Ｓ１１の処理結果の粉率（最終的な粉率）とされてもよい。

【0101】

次に、造粒制御装置Ａは、調整部２４によって、処理Ｓ１１で求めた粉率が前記目標範囲内であるか否かを判定する（Ｓ１２）。この判定の結果、処理Ｓ１１で求めた粉率が前記目標範囲内である場合、すなわち、処理Ｓ１１で求めた粉率が前記目標範囲の下限値以上であって、かつ、前記目標範囲の上限値以下である場合（ＹＥＳ、ＯＫ）には、造粒制御装置Ａは、本処理を終了し、今回の調整タイミングでの処理を終了する。一方、前記判定の結果、処理Ｓ１１で求めた粉率が前記目標範囲を越えている場合、すなわち、処理Ｓ１１で求めた粉率が前記目標範囲の下限値を下回る場合、または、処理Ｓ１１で求めた粉率が前記目標範囲の上限値を上回る場合（ＮＯ、ＮＧ）には、造粒制御装置Ａは、次に、処理Ｓ１３を実行する。

【0102】

この処理Ｓ１３では、造粒制御装置Ａは、調整部２４によって、造粒条件を調整する対象を選択する。本実施形態では、調整部２４は、水分量、生石灰の添加量、粉鉱石の混合割合の中から、いずれかを選択する。前記選択は、予め設定されたルールに従って選択される。例えば、コストの観点から、水分量、生石灰の添加量、粉鉱石の混同割合の順に選択される。この場合では、まず、水分量が選択され、造粒制御装置Ａは、次に、処理Ｓ１４－１を実行する。例えば水分量の調整可能範囲では、粒径を調整しきれない場合（すなわち、水分量を０としても粒径を調整しきれない場合、および、水分量を最大量としても粒径を調整しきれない場合）、あるいは、水分計７で測定された造粒物の水分量に対し、さらに加水できない場合等では、生石灰の添加量が選択され、造粒制御装置Ａは、次に、処理Ｓ１４－２を実行する。前記水分量の最大量は、給水管ＷＰの最大流量によって規定（定義）されてよいが、水量の増加による蒸発熱の増加に相当する焼成熱量を焼結機ＢＫで補填する必要があるため、焼成熱量を勘案して規定（定義）されてもよい。例えば生石灰の添加量の調整可能範囲では、粒径を調整しきれない場合（すなわち、生石灰の添加量を、バインダとして必要とされる最小量としても粒径を調整しきれない場合、および、生石灰の添加量を最大量としても粒径を調整しきれない場合）、あるいは、第３貯留槽ＳＲ－３に貯留されている生石灰の貯留量（残量）に対し、生石灰の添加量を変更できない場合等では、粉鉱石の混合割合が選択され、造粒制御装置Ａは、次に、処理Ｓ１４－３を実行する。

【0103】

前記処理Ｓ１４－１では、造粒制御装置Ａは、調整部２４によって、調整弁８の開度を制御することによって、散水ノズルＳＮで散布される水量を調整し、本処理を終了し、今回の調整タイミングでの処理を終了する。例えば、処理Ｓ１１で求めた粉率が前記目標範囲の下限値を下回る場合には、粉率を上げるために（粒径の小さい造粒物Ｏｂを増加させるために）、調整部２４は、散水ノズルＳＮから散布される水量を、予め設定された所定量（第１所定量）だけ低減するように、調整弁８の開度を制御する。あるいは、例えば、処理Ｓ１１で求めた粉率が前記目標範囲の上限値を上回る場合には、粉率を下げるために（粒径の大きい造粒物Ｏｂを増加させるために）、調整部２４は、散水ノズルＳＮから散布される水量を、予め設定された所定量（第２所定量）だけ増加するように、調整弁８の開度を制御する。前記第１所定量と前記第２所定量とは、同値であってよく、異値であってよい。

【0104】

前記処理Ｓ１４－２では、造粒制御装置Ａは、調整部２４によって、第３コンベア９－３の搬送速度を制御することによって、生石灰の添加量を調整し、本処理を終了し、今回の調整タイミングでの処理を終了する。例えば、処理Ｓ１１で求めた粉率が前記目標範囲の下限値を下回る場合には、粉率を上げるために（粒径の小さい造粒物Ｏｂを増加させるために）、調整部２４は、生石灰の添加量を、予め設定された所定量（第３所定量）だけ低減するように、第３コンベア９－３の搬送速度を制御する。あるいは、例えば、処理Ｓ１１で求めた粉率が前記目標範囲の上限値を上回る場合には、粉率を下げるために（粒径の大きい造粒物Ｏｂを増加させるために）、調整部２４は、生石灰の添加量を、予め設定された所定量（第４所定量）だけ増加するように、第３コンベア９－３の搬送速度を制御する。前記第３所定量と前記第４所定量とは、同値であってよく、異値であってよい。

【0105】

前記処理Ｓ１４－３では、造粒制御装置Ａは、調整部２４によって、第１および第２コンベア９－１、９－２の各搬送速度を制御することによって、粉鉱石の混合割合を調整し、本処理を終了し、今回の調整タイミングでの処理を終了する。粉鉱石の種類に応じて粒径の大きくなり易さ（小さくなり易さ）が異なるので、粉鉱石の種類に応じて、粉鉱石の混合割合を調整するアルゴリズムが予め設定される。例えば、処理Ｓ１１で求めた粉率が前記目標範囲の下限値を下回る場合には、粉率を上げるために、調整部２４は、粉鉱石の混合割合を前記アルゴリズムに従って予め設定された所定量（第５所定量）だけ調整するように、第１および第２コンベア９－１、９－２の各搬送速度を制御する。あるいは、例えば、処理Ｓ１１で求めた粉率が前記目標範囲の上限値を上回る場合には、粉率を下げるために、調整部２４は、粉鉱石の混合割合を前記アルゴリズムに従って予め設定された所定量（第６所定量）だけ調整するように、第１および第２コンベア９－１、９－２の各搬送速度を制御する。前記第５所定量と前記第６所定量とは、同値であってよく、異値であってよい。

【0106】

このような各処理が、上述したように、予め設定された所定の時間間隔で繰り返し実行される。このため、前回の調整タイミングにおいて、処理Ｓ１４－１ないし処理Ｓ１４－３のいずれかが実行された場合には、今回の調整タイミングでの処理Ｓ１２は、その効果を確認する処理でもある。すなわち、今回の調整タイミングでの処理Ｓ１２における判定の結果、処理Ｓ１１で求めた粉率が前記目標範囲内である場合（ＹＥＳ、ＯＫ）には、前回の調整の効果があったことが確認され、今回の調整タイミングでの本処理が終了される。一方、今回の調整タイミングでの処理Ｓ１２における判定の結果、処理Ｓ１１で求めた粉率が前記目標範囲を越えている場合（ＮＯ、ＮＧ）には、前回の調整の効果が無かった、あるいは、前回の調整の効果があったが不足していたことが確認され、今回の調整タイミングでも、処理Ｓ１４－１ないし処理Ｓ１４－３のいずれかが実行される。すなわち、造粒条件の調整が継続される。また、造粒条件の調整が停止された場合でも、その後のいずれかの調整タイミングにおいて、処理Ｓ１２における判定の結果、処理Ｓ１１で求めた粉率が前記目標範囲を越えている場合（ＮＯ、ＮＧ）には、造粒条件の調整が再開される。したがって、造粒制御装置Ａは、造粒システムＳが稼働している間、粉率が目標範囲内となるように、継続して連続的に制御できる。

【0107】

なお、上述では、調整部２４が処理Ｓ１４－１ないし処理Ｓ１４－３のいずれかを選択して造粒条件を調整したが、調整部２４は、処理Ｓ１１で求めた粉率が前記目標範囲を越えている場合（ＮＯ、ＮＧ）に、処理Ｓ１４－１ないし処理Ｓ１４－３のいずれかの選択をユーザ（オペレータ）に促す警報を出力部５ａから出力し、処理Ｓ１４－１ないし処理Ｓ１４－３のいずれかの、ユーザによる選択を入力部４ａで受け付け、この受け付けた選択に応じた、処理Ｓ１４－１ないし処理Ｓ１４－３のいずれかを実行してもよい。さらに、処理Ｓ１４－１ないし処理Ｓ１４－３は、ユーザによる選択ではなく、同様の処理を造粒制御を行うシステム内で自動化されてもよい。

【0108】

また、上述では、調整部２４が処理Ｓ１４－１ないし処理Ｓ１４－３のいずれか１つを選択したが、調整部２４は、処理Ｓ１４－１ないし処理Ｓ１４－３のうちの複数を選択してそれらを実行してもよい。

【0109】

また、上述では、調整部２４が処理Ｓ１４－１ないし処理Ｓ１４－３のいずれか１つを実行した場合、その効果確認は、次回の調整タイミングで行われたが、処理Ｓ１４－１ないし処理Ｓ１４－３のいずれか１つの実行後に、その効果を確認する処理がさらに設けられてもよい。この場合、この効果確認の結果、その効果があった場合には、本処理（今回における造粒条件の調整）が終了され、その効果が無かった、あるいは、その効果があったが不足していた場合、処理が処理Ｓ１３に戻される。この効果確認は、処理Ｓ１１ないし処理Ｓ１４（Ｓ１４－１～Ｓ１４－３）の繰り返しの前記所定の時間間隔内となるように、予め設定された所定回数だけ実行される。

【0110】

以上説明したように、第２実施形態によれば、粒度測定装置Ｄを備えた造粒制御装置Ａおよびこれに実装された造粒方法が提供できる。第２実施形態における造粒システムＳ、造粒制御装置Ａおよびこれに実装された造粒方法は、所定の造粒条件を調整するので、所定の粒度を目標とした粒状物質を造粒できる。

【0111】

上記造粒システムＳ、造粒制御装置Ａおよびこれに実装された造粒方法は、所定の粒度を目標とした鉄鉱石の造粒物Ｏｂを造粒できる。

【0112】

なお、上述の図２Ｂに示す例では、１個のカメラ１ａに対し、１対の照明装置１ｂ、１ｃが用いられたが、照明装置の個数は、２個に限らず、任意であってよい。例えば、１個のカメラ１ａに対し、４個の第１ないし第４照明装置（例えばＬＥＤライト等）が用いられてもよい。これら第１ないし第４照明部は、前記カメラ１ａを四方から囲み、搬送用コンベアＢ－１、Ｂ－２や搬出用コンベアＢＣ－２上の造粒物（測定対象の粒状物質の一例）Ｏｂを照明できるように、配設される。より具体的には、前記コンベアの搬送面に平行な仮想平面上に、正方形を仮想的に設定した場合に、前記カメラ１ａは、その光軸が前記正方形の中心（２対角線の交点）を通るように配置され、前記第１ないし第４照明装置は、前記正方形の四隅（四角）に１つずつ、その光軸が前記搬送面と交わるように、配設される。四方から照明することで、造粒物Ｏｂの凹凸による影が消え、同一条件下で撮像できるため、測定が安定する。また、このような照明装置を覆うように設けられ、外部からの光を遮光する遮光部材（例えば暗幕等）が用いられてもよい。前記遮光部材には、必要に応じて、観測窓が設けられ、前記カメラ１ａは、前記観測窓を介して前記造粒物Ｏｂを撮像する。第２実施形態では、前記水分計７も前記観測窓を介して前記造粒物Ｏｂの水分量を測定する。前記遮光部材によって、いわゆる迷光が防止され、照明環境がより安定化する。

【0113】

本発明を表現するために、上述において図面を参照しながら実施形態を通して本発明を適切且つ十分に説明したが、当業者であれば上述の実施形態を変更および／または改良することは容易に為し得ることであると認識すべきである。したがって、当業者が実施する変更形態または改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態または当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。

【符号の説明】

【0114】

Ｄ 粒度測定装置
Ａ 造粒制御装置
Ｓ 造粒システム
１ 画像取得部
１ａ カメラ
１ｂ、１ｃ 照明装置
２、２ａ 制御処理部
３、３ａ 記憶部
２１、２１ａ 制御部
２２ 統計的特徴量処理部
２３ 粒度処理部
２４ 調整部
３１ 対応関係情報記憶部

【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】

【図15】

【図16】