雾流量测量装置超声波雾化系统及雾流量测量方法与流程

1.本发明涉及在包含原料雾的含雾气体流动的状况下测量原料雾的流量的雾流量测量装置。


背景技术：

2.以往，测量含雾气体中包含的雾的流量的方法还没有建立，通过测量雾化之前的液体状的原料溶液的消耗量，间接地测量雾的流量。
3.图14是表示以往的超声波雾化系统的结构(其1)的说明图。如图14所示，以往的超声波雾化系统2001作为主要构成要素而具有超声波雾化装置201、原料溶液供给部20及流量控制部27。
4.超声波雾化装置201作为主要构成要素而包括雾化用容器1、液面位置检测传感器25及超声波振子2。
5.在雾化用容器1内收纳有原料溶液15。在雾化用容器1的底面上配置有规定数量的超声波振子2(图14仅表示1个)。
6.在这样的结构的超声波雾化装置201，如果执行超声波振子2施加超声波振动的超声波振动处理，则超声波的振动能量经由雾化用容器1的底面传递给雾化用容器1内的原料溶液15。
7.于是，原料溶液15向粒径为10μm以下的雾转移，由此能够在雾化用容器1内得到原料雾3。
8.从气体供给配管4将载体气体g4向雾化用容器1内供给。为了将原料雾3经由雾气用配管28向超声波雾化装置201的外部的雾利用处理部输送，将载体气体g4以规定的流量向雾化用容器1内供给。
9.结果，在雾气用配管28内将包含原料雾3的含雾气体g3向外部输送。
10.雾化用容器1在内部具有液面位置检测传感器25。液面位置检测传感器25是能够检测原料溶液15的液面高度位置的传感器。液面位置检测传感器25的一部分浸在原料溶液15中。液面位置检测传感器25检测原料溶液15的液面15a的位置，得到表示检测出的液面15a的位置的传感器信息s25。
11.原料溶液供给部20作为主要构成要素而包含容器21、泵22、流量计23及原料溶液供给侧配管24。容器21收纳有原料溶液15。流量计23测量流过原料溶液供给侧配管24的流量，得到表示测量出的流量的测量流量信息s23。
12.流量控制部27从流量计23接收测量流量信息s23，从液面位置检测传感器25接收传感器信息s25。
13.流量控制部27根据测量流量信息s23表示的测量流量，始终识别流过原料溶液供给侧配管24的流量。
14.流量控制部27根据传感器信息s25表示的原料溶液15的液面15a的位置，始终识别雾化用容器1内的原料溶液15的变化量。
15.流量控制部27基于测量流量信息s23及传感器信息s25，执行输出指示泵22的驱动量的泵驱动信号s27的原料供给控制处理，以满足后述的流量控制条件。
16.上述的流量控制条件为“传感器信息s25表示的原料溶液15的液面15a的位置距规定的液面高度处于容许范围内”的条件。
17.在以往的超声波雾化系统2001，采用如下的第1流量推测法：根据从液面位置检测传感器25得到的传感器信息s25，识别雾化用容器1内的原料溶液15距规定的液面高度的变化量，根据识别出的原料溶液15的变化量，推测含雾气体g3中包含的原料雾3的流量。
18.图15是表示以往的超声波雾化系统的结构(其2)的说明图。如图15所示，超声波雾化系统2002作为主要构成要素而具有超声波雾化装置202、原料溶液供给部20、称量计26及流量控制部27b。
19.以下，与在图14中表示的超声波雾化系统2001相同的构成要素通过赋予相同的标号而适当省略说明，以超声波雾化系统2002的特征部分为中心进行说明。
20.超声波雾化装置202作为主要构成要素而包括雾化用容器1及超声波振子2。超声波雾化装置202与超声波雾化装置201相比在不具有液面位置检测传感器25这一点上不同。
21.原料溶液供给部20作为主要构成要素而包括容器21、泵22、流量计23及原料溶液供给侧配管24。原料溶液供给部20对超声波雾化装置100供给原料溶液15。
22.在原料溶液供给部20，容器21收纳有原料溶液15。流量计23测量流过原料溶液供给侧配管24的流量，得到表示测量出的流量的测量流量信息s23。
23.称量计26将容器21可测量重量地支承。称量计26测量包含原料溶液15的容器21的重量，输出表示重量的称量信号s26。
24.流量控制部27b从流量计23接收测量流量信息s23，从称量计26接收称量信号s26。
25.流量控制部27b通过测量流量信息s23表示的测量流量，始终识别流过原料溶液供给侧配管24的流量。
26.流量控制部27b根据称量信号s26表示的容器21的重量，始终识别容器21内的原料溶液15的残留量。
27.流量控制部27b基于测量流量信息s23及称量信号s26，执行输出指示泵22的驱动量的泵驱动信号s27b的原料供给控制处理，以满足后述的流量控制条件。
28.上述的流量控制条件为“称量信号s26表示的重量的每单位时间的变化量处于容许范围内”的条件。
29.在以往的超声波雾化系统2002，根据从称量计26得到的称量信号s26，识别容器21内的原料溶液15的变化量。并且，超声波雾化系统2002采用根据容器21内的原料溶液15的变化量推测含雾气体g3中包含的原料雾3的流量的第2流量推测法。
30.第2流量推测法由例如在专利文献1中公开的雾化装置使用。
31.现有技术文献
32.专利文献
33.专利文献1：日本专利第6158336号公报


技术实现要素：

34.发明要解决的课题
35.但是，以往的第1及第2流量推测法基于雾化用容器1内的原料溶液15的变化量或容器21内的原料溶液15的变化量，间接地求出原料雾3的流量。
36.因此，在以往的原料雾3的流量测量方法中，产生了以下的推测误差原因(1)及(2)。
37.(1)包含原料雾3的含雾气体g3的流动和原料溶液15的消耗的定时存在时间上的偏差。
38.(2)如果从原料溶液15雾化原料雾3的雾化效率比设定时低，则推测出的流量与真实的原料雾3的流量的偏差与该低的量对应地变大。
39.这样，在包括第1及第2流量推测法的以往的原料雾3的流量的测量方法中，由于存在上述的推测误差因素，所以存在不能正确地测量原料雾3的流量的问题。
40.在本公开中，目的是解决上述那样的问题，提供一种能够精度良好地求出原料雾的流量的雾流量测量装置。
41.用来解决课题的手段
42.本公开的雾流量测量装置的特征在于，具有：雾摄像用摄像机，将流过包含原料雾的含雾气体的雾流通区域的至少一部分作为摄像对象区域而执行摄像处理，取得摄像信息；以及雾流量运算部，执行基于上述摄像信息求出上述含雾气体中的上述原料雾的流量的雾流量运算处理，上述摄像信息表示与上述摄像对象区域对应的多个像素的多个亮度值。发明效果
43.本公开的雾流量测量装置的雾流量运算部基于表示与摄像对象区域对应的多个亮度值的摄像信息，执行雾流量运算处理。
44.由于原料雾的流量与多个亮度值存在一定的相关关系，所以能够事先取得用于根据多个亮度值导出原料雾的流量的相关参数。
45.其结果，本公开的雾流量测量装置能够通过基于摄像信息使用相关参数执行雾流量运算处理，精度良好地求出原料雾的流量。
46.本公开的目的、特征、形态及优点根据以下的详细的说明和附图会变得更清楚。
附图说明
47.图1是表示作为本公开的实施方式1的超声波雾化系统的结构的说明图。
48.图2是表示由在图1中表示的摄像机得到的摄像结果的一例的说明图。
49.图3是示意地表示在图1中表示的摄像机的摄像信息的一例的说明图。
50.图4是表示在图1中表示的上游配管、透明配管及下游配管的截面构造的说明图。
51.图5是表示相关参数的计算的处理步骤的流程图。
52.图6是表示实施方式1的超声波雾化系统的原料溶液的控制方法的处理步骤的流程图。
53.图7是表示由实施方式1的雾流量测量装置得到的雾流量的测量结果的一例的曲线图。
54.图8是表示实施方式1的变形例的摄像处理及雾流量运算处理的流程图。
55.图9是表示作为本公开的实施方式2的超声波雾化系统的结构的说明图。
56.图10是表示作为本公开的实施方式3的超声波雾化系统的结构的说明图。
57.图11是表示作为本公开的实施方式4的超声波雾化系统的结构的说明图。
58.图12是表示作为本公开的实施方式5的超声波雾化系统的结构的说明图。
59.图13是表示在图12中表示的上游配管及下游配管的截面构造的说明图。
60.图14是表示以往的超声波雾化系统的结构(其1)的说明图。
61.图15是表示以往的超声波雾化系统的结构(其2)的说明图。
具体实施方式
62.《实施方式1》
63.图1是表示作为本公开的实施方式1的超声波雾化系统1001的结构的说明图。超声波雾化系统1001包括实施方式1的雾流量测量装置。实施方式1的雾流量测量装置包含摄像机5、光源6、透明配管10及雾流量运算部16作为主要构成要素。
64.如图1所示，超声波雾化系统1001除了上述的雾流量测量装置以外，还包含超声波雾化装置100、原料溶液供给部20、流量控制部17、上游配管7及下游配管8作为主要构成要素。另外，上游配管7及下游配管8包含作为用来设置透明配管10的雾流量测量装置的辅助部件的作用。
65.上游配管7、透明配管10及下游配管8相互连结，通过配管7、10及9的组合，构成含雾气体g3的外部排出用配管。上游配管7为第1气体供给用配管，下游配管8为第2气体供给配管，透明配管10为摄像用配管。
66.超声波雾化装置100包含雾化用容器1及超声波振子2作为主要构成要素。
67.在雾化用容器1内收容有原料溶液15。在雾化用容器1的底面配置有规定数量的超声波振子2(图1仅表示1个)。另外，作为原料溶液15，例如可以想到包含铝(al)、锌(zn)等金属元素的材料溶液。
68.对于这样的结构的超声波雾化装置100，如果执行由超声波振子2施加超声波振动的超声波振动处理，则超声波的振动能量经由雾化用容器1的底面传递给雾化用容器1内的原料溶液15。
69.于是，原料溶液15向粒径为10μm以下的雾转变，由此在雾化用容器1内得到原料雾3。
70.另一方面，从气体供给配管4将载体气体g4供给到雾化用容器1内。为了将雾化用容器1内的原料雾3经由上游配管7等外部排出用配管向超声波雾化装置100的外部的雾利用处理部输送，将载体气体g4以规定的流量供给到雾化用容器1内。作为载体气体g4，例如可以采用高浓度的惰性气体。
71.其结果，包含原料雾3的含雾气体g3在由上游配管7、透明配管10及下游配管8的组合构成的外部排出用配管内传输，最终供给到外部。含雾气体g3是指由载体气体g4输送原料雾3的状态的气体。
72.原料溶液供给部20包含容器21、泵22、流量计23及原料溶液供给侧配管24作为主要构成要素。容器21收容有原料溶液15。流量计23测量流过原料溶液供给侧配管24的流量，得到表示测量出的流量的测量流量信息s23。
73.如上述那样，从雾化用容器1经由上游配管7、透明配管10及下游配管8将包含原料雾3的含雾气体g3向外部供给。上游配管7、透明配管10及下游配管8各自的内部成为含雾气
体g3的流路。即，上游配管7及下游配管8分别在内部具有雾流通区域。
74.这样，超声波雾化装置100对原料溶液15进行基于超声波振子2的超声波振动处理而生成原料雾3，通过载体气体g4使含雾气体g3流过雾流通区域。
75.在实施方式1的雾流量测量装置，作为摄像用配管的透明配管10内的雾流通区域的一部分成为作为雾摄像用摄像机的摄像机5的摄像对象区域。
76.光源6向透明配管10内的摄像对象区域照射入射光l1。于是，入射光l1在含雾气体g3的摄像对象区域中反射，得到反射光l2。
77.接着，作为雾摄像用摄像机的摄像机5执行对反射光l2进行拍摄的摄像处理。即，由摄像机5进行的摄像处理是将流过包含原料雾3的含雾气体g3的雾流通区域的至少一部分作为摄像对象区域的反射光l2的摄像处理。
78.摄像机5执行摄像处理，取得摄像信息s5。摄像信息s5表示与摄像对象区域对应的多个像素的多个亮度值。
79.图2是表示由摄像机5得到的摄像结果的一例的说明图。图3是示意地表示摄像信息s5的一例的说明图。
80.如果摄像机5执行拍摄反射光l2的摄像处理，则如图2所示，得到摄像对象区域r5处的摄像结果。在摄像对象区域r5内，黑色的浓度浓的区域与黑色的浓度淡的区域相比表示亮度较高的状态。
81.摄像机5根据图2所示的摄像结果执行内部运算处理，得到图3所示的摄像信息s5。
82.在摄像信息s5中，如图3所示，以n(≥2)
×
m(≥2)的矩阵配置的多个像素对应于摄像对象区域r5，多个像素分别具有亮度值。在图3中，像素所示的亮度值越大，表示越高的亮度。
83.这样，摄像信息s5为表示多个像素的多个亮度值的信息。另外，在图2中表示的摄像结果及在图3中表示的摄像信息s5分别只作为一例表示，两者没有关联性。
84.雾流量运算部16基于由摄像机5得到的摄像信息s5，执行求出含雾气体g3中的原料雾3的流量的雾流量运算处理，得到表示原料雾3的流量的雾流量信息s16。雾流量信息s16向流量控制部17给出。
85.由雾流量运算部16进行的雾流量运算处理包括以下的总和值运算处理和流量导出处理。
86.总和值运算处理
…
求出作为摄像信息s5表示的多个亮度值的总和的亮度总和值的处理
87.流量导出处理
…
根据总和值运算处理得到的亮度总和值导出原料雾3的流量的处理
88.这样，雾流量运算部16基于摄像信息s5表示的多个亮度值，执行包括总和值运算处理及流量导出处理的雾流量运算处理。
89.图4是表示上游配管7、透明配管10及下游配管8的截面构造的说明图。另外，在图4中记载有xyz正交坐标系。
90.如该图所示，构成外部排出用配管的上游配管7、透明配管10及下游配管8分别沿着与铅直方向平行的z方向配置，将上游配管7与透明配管10之间以及透明配管10与下游配管8之间分别连结。
91.因而，从超声波雾化装置100供给的含雾气体g3沿着+z方向流过上游配管7、透明配管10及下游配管8各自的内部。即，含雾气体g3的流路设置在上游配管7、透明配管10及下游配管8各自的内部。此外，上游配管7、透明配管10及下游配管8各自的截面形状是内径一定的圆形，上游配管7、透明配管10及下游配管8各自的内径相同地设定。
92.作为摄像用配管的透明配管10的构成材料具有透明性。进而，透明配管10的配管内表面s10的构成材料具有亲水性。另外，上游配管7、透明配管10及下游配管8各自的厚度任意地设定。
93.图5是表示用于求出原料雾3的流量的相关参数的计算的处理步骤的流程图。相关参数的计算处理先于实施方式1的雾流量测量装置的实际动作进行。
94.参照该图，在步骤st11中，准备已知原料雾3的流量的规定的超声波雾化装置。在这里，设原料雾3的流量值为雾流量mt。
95.接着，在步骤st12中，设定摄像机5的摄像条件。该摄像条件是与实施方式1的雾流量测量装置的实际动作时的摄像机5的摄像条件相同的内容。另外，摄像机5是实施方式1的雾流量测量装置用的摄像机。
96.作为摄像条件，例如可以想到光源6的光量、波长、入射光l1向透明配管10的照射角度、摄像机5的摄像位置、摄像对象区域、摄像光种类(反射光、透射光)等。另外，规定的超声波雾化装置处的载体气体g4的流量优选的是将超声波雾化装置100处的载体气体g4的流量预先设定为相同。
97.然后，在步骤st13中，开始摄像机5的摄像处理，在步骤st14中，摄像机5通过执行对于反射光l2的摄像处理，取得摄像信息s5。
98.接着，在步骤st15中，计算作为摄像信息s5表示的多个亮度值的总和的亮度总和值。这里，假设计算出了亮度总和值ls。
99.然后，在步骤st16中，计算相关参数k1。雾流量mt和亮度总和值ls具有一定的相关关系。例如，假设雾流量mt具有作为式(1)所示的亮度总和值ls的一次函数表示的关系。
100.mt＝k1
·
ls+c1
…
(1)
101.c1是常数。
102.在此情况下，能够根据基于式(1)的以下的式(2)来计算相关参数k1。
103.k1＝(mt-c1)/ls
…
(2)
104.这样，能够为了实施方式1的雾流量测量装置用，预先准备能够通过在图5中表示的流程计算的相关参数k1。
105.图6是表示在图1中示出的超声波雾化系统1001处的原料溶液15的控制方法的处理步骤的流程图。在该流程中，包括由实施方式1的雾流量测量装置进行的雾流量测量方法。以下，参照该图说明超声波雾化系统1001的控制内容。
106.首先，在步骤st1中，设定实施方式1的雾流量测量装置的摄像条件。这里，摄像条件是与在图5中表示的相关参数k1的计算时相同的内容。
107.接着，在步骤st2中，雾流量运算部16取得相关参数k1。作为相关参数k1的取得方法，例如可以考虑在未图示的外部存储装置中预先保存相关参数k1、根据需要由雾流量运算部16取得等方法。
108.这样，步骤st2成为取得相关参数k1的步骤，相关参数k1用于根据多个亮度值的亮
度总和值导出雾流量mf。
109.然后，在步骤st3中，实施方式1的雾流量测量装置开始由摄像机5进行的对于反射光l2的摄像处理，在步骤st4中，摄像机5通过执行摄像处理，取得摄像信息s5。
110.上述的步骤st4成为使用摄像机5将流过含雾气体g3的雾流通区域的至少一部分作为摄像对象区域执行摄像处理而取得摄像信息s5的步骤。
111.另外，上述的步骤st2的相关参数k1的取得处理也可以在步骤st4的执行后、步骤st5的执行前执行。
112.接着，在步骤st5中，雾流量运算部16执行雾流量运算处理，计算雾流量mf。以下，说明雾流量运算处理的详细情况。
113.雾流量运算部16首先执行总和值运算处理，求出作为摄像信息s5表示的多个亮度值的总和的亮度总和值。然后，雾流量运算部16执行流量导出处理，根据在总和值运算处理中得到的亮度总和值导出雾流量mf。
114.例如，如果设在总和值运算处理中得到的亮度总和值为ls，则能够通过应用了上述的式(1)的以下的式(1a)求出雾流量mf。
115.mf＝k1
·
ls+c1
…
(1a)
116.如上所述，步骤st5的处理基于摄像信息s5使用相关参数k1执行雾流量运算处理，雾流量运算处理根据多个亮度值的亮度总和值ls求出含雾气体g3的雾流量mf。
117.因而，实施方式1的雾流量测量装置通过执行包括步骤st1～st5的雾流量测量方法，能够基于摄像信息s5测量雾流量mf。另外，作为雾流量mf的单位例如可以考虑(l(升)/min)。
118.将表示雾流量运算部16计算出的雾流量mf的雾流量信息s16向下一级的流量控制部17输出。
119.在步骤st6中，超声波雾化系统1001的流量控制部17执行对从原料溶液供给部20的容器21向雾化用容器1供给的原料溶液15的供给状态进行控制的原料供给控制处理。以下，说明由流量控制部17进行的步骤st6的处理内容的详细情况。
120.作为原料供给控制部的流量控制部17从流量计23接收测量流量信息s23，从雾流量运算部16接收雾流量信息s16。
121.流量控制部17通过测量流量信息s23表示的测量流量，始终对流过原料溶液供给侧配管24的流量进行识别。
122.流量控制部17通过雾流量信息s16表示的雾流量mf始终对原料雾3的流量进行识别。
123.流量控制部17基于测量流量信息s23及雾流量信息s16，执行输出对泵22的驱动量进行指示的泵驱动信号s17的原料供给控制处理，以满足后述的流量控制条件。流量控制条件例如为“雾流量信息s16表示的雾流量mf距基准雾流量处于容许范围内”的条件。
124.这样，流量控制部17基于从雾流量运算部16得到的雾流量信息s16，识别超声波雾化装置100生成的原料雾3的流量，执行原料供给控制处理，以使得识别出的原料雾3的流量成为距基准雾流量在容许范围内的规定的流量。
125.图7是表示由实施方式1的雾流量测量装置得到的雾流量mf的测量结果的一例的曲线图。在该图中，横轴表示经过时间(sec，秒)，纵轴表示基于雾流量mf的换算流量(值)
(任意单位)。
126.在该图中，换算流量f1表示使1个超声波振子2执行了超声波振动处理的情况，换算流量f4表示使4个超声波振子2执行了超声波振动处理的情况。如该图所示，可知换算流量f4比换算流量f1大，换算流量f1及换算流量f4分别容纳于一致的范围内，由流量控制部17进行的原料供给控制处理适当地执行。
127.实施方式1的雾流量测量装置的雾流量运算部16基于表示与摄像对象区域r5对应的多个像素的多个亮度值的摄像信息s5，执行雾流量运算处理。
128.雾流量mf(原料雾3的流量)和多个亮度值存在一定的相关关系，所以能够事前取得相关参数k1，相关参数k1用于根据摄像信息s5表示的多个亮度值导出雾流量mf(参照图5)。
129.其结果，实施方式1的雾流量测量装置能够通过基于摄像信息s5执行使用相关参数k1的雾流量运算处理，从而精度良好地求出雾流量mf。
130.作为雾摄像用摄像机的摄像机5通过执行拍摄反射光l2的摄像处理，能够比较容易地得到摄像信息s5。
131.雾流量运算部16通过根据亮度总和值导出雾流量mf，能够执行简单且精度高的雾流量运算处理。
132.实施方式1的雾流量测量装置通过设置在内部具有含雾气体g3的流路的作为摄像用配管的透明配管10，能够在抑制了含雾气体g3所包含的原料雾3的扩散的空间中执行由摄像机5进行的摄像处理。
133.此外，由于透明配管10的构成材料具有透明性，所以透明配管10的存在不会给由摄像机5进行的摄像处理带来影响。
134.由于作为摄像用配管的透明配管10沿着铅直方向(z方向)配置，所以能够使在透明配管10内结露出的液体不积存在透明配管10内而相对于透明配管10向铅直方向的下方(-z方向)排出。
135.因此，实施方式1的雾流量测量装置能够将透明配管10内的结露的影响抑制在最小限度而执行由摄像机5进行的摄像处理。
136.另一方面，在将透明配管10配置在水平方向上的情况下，原料雾3在透明配管10内结露出的液体积存在透明配管10的下方。在实施方式1的雾流量测量装置，由于将透明配管10沿着铅直方向配置，所以不发生上述的现象。
137.由于透明配管10的配管内表面s10的构成材料具有亲水性，所以即使在透明配管10内发生结露，也能够抑制结露出的液体作为水滴附着在透明配管10的配管内表面s10的现象。
138.实施方式1的超声波雾化系统1001的流量控制部17(原料供给控制部)基于从雾流量运算部16得到的雾流量信息s16执行原料供给控制处理，以使得雾流量mf成为规定的流量。
139.因此，实施方式1的超声波雾化系统1001能够长期间地使从超声波雾化装置100生成的雾流量mf稳定在规定的流量。
140.由实施方式1的雾流量测量装置执行的雾流量测量方法中的步骤st5(参照图6)基于与摄像对象区域r5对应的多个像素的多个亮度值，使用相关参数k1求出雾流量mf。
141.由于雾流量mf和多个亮度值存在一定的相关关系，所以实施方式1的雾流量测量方法能够通过使用相关参数k1，精度良好地求出雾流量mf。
142.(变形例)
143.在由图1～图7表示的实施方式1的雾流量测量装置，表示了对于由摄像机5进行的摄像处理执行1次摄像处理的情况，但也可以考虑连续执行多次摄像处理的变形例。
144.例如，在摄像机5具有以每1秒1次的比例进行摄像处理的性能的情况下，通过使摄像机5连续20秒动作，能够进行20次摄像处理。
145.图8是表示实施方式1的雾流量测量装置的变形例的摄像处理及雾流量运算处理的流程图。
146.在该图中，步骤st41～st44的处理对应于图6的步骤st4的处理，步骤st50的处理对应于图6的步骤st5的处理。另外，由图8的步骤st41～st44表示的控制例如可以考虑在雾流量运算部16的控制下进行或由内置于摄像机5的cpu等控制机构进行。此外，在由图8表示的例子中，表示了进行k(≥2)个摄像处理的情况。
147.参照图8，在步骤st41中，将控制参数值i初始设定为{i＝1}。
148.接着，在步骤st42中，进行摄像机5的第1次摄像处理，取得所得到的摄像信息s5作为第1摄像信息。
149.然后，在步骤st43中，关于控制参数值i，验证是否{i＝k}。这里，在{i＝k}的情况下(是)，转移到步骤st50，在不是{i＝k}的情况下(否)，转移到步骤st44。
150.在步骤st44中，将控制参数值i增加“1”{i＝i+1}，回到步骤st42。之后，反复进行步骤st42～st44的处理，直到在步骤st43中判定为“是”。
151.如果步骤st43为“是”，则通过k次(多次)摄像处理的执行，得到了第1～第k摄像信息(多个摄像信息)。另外，可以考虑摄像机5自身具有暂时存储第1～第k摄像信息的功能或设置于雾流量运算部16的形态。
152.在步骤st43为是的情况下执行的步骤st50中，雾流量运算部16首先执行基于第1～第k摄像信息的雾流量运算处理。第1～第k摄像信息是通过多次摄像处理的执行而得到的多个摄像信息。以下，说明步骤st50的详细情况。
153.首先，雾流量运算部16对第1～第k摄像信息分别进行总和值运算处理，求出第1～第k亮度总和值ls(1)～ls(k)(多个亮度总和值)。
154.接着，雾流量运算部16求出亮度总和值ls(1)～ls(k)的平均值作为总和平均值，根据总和平均值使用相关参数k1求出雾流量mf。
155.例如，如果设总和平均值为ms，则能够通过应用了上述的式(1)的以下的式(1b)求出雾流量mf。
156.mf＝k1
·
ms+c1
…
(1b)
157.这样，雾流量运算部16的流量导出处理根据第1～第k亮度总和值ls(1)～ls(k)导出雾流量mf。另外，在计算变形例的相关参数k1的情况下，与变形例的雾流量测量装置的实际动作时同样地，优选的是根据第1～第k亮度总和值ls(1)～ls(k)的平均值沿着由图5表示的流程来计算。
158.实施方式1的变形例能够通过根据作为多个亮度总和值的第1～第k亮度总和值ls(1)～ls(k)的总和平均值ms导出雾流量mf，得到精度更高的雾流量mf。
159.《实施方式2》
160.图9是表示作为本公开的实施方式2的超声波雾化系统1002的结构的说明图。超声波雾化系统1002包括实施方式2的雾流量测量装置。实施方式2的雾流量测量装置作为主要构成要素而包含摄像机5、光源6、透明配管10及雾流量运算部16。
161.以下，通过对与实施方式1相同的构成要素赋予相同的标号而适当省略说明，以实施方式2的特征部分为中心进行说明。
162.如图9所示，超声波雾化系统1002除了上述的雾流量测量装置以外，作为主要构成要素还包含超声波雾化装置100、原料溶液供给部20、流量控制部17、上游配管7及下游配管8。另外，上游配管7及下游配管8包含用于设置透明配管10的作为雾流量测量装置的辅助部件的作用。
163.如图9所示，在实施方式2的雾流量测量装置，作为摄像用配管的透明配管10内的雾流通区域的一部分成为雾摄像用摄像机即摄像机5的摄像对象区域。
164.光源6向透明配管10内的摄像对象区域照射入射光l1。于是，入射光l1穿过含雾气体g3的摄像对象区域，得到透射光l3。
165.作为雾摄像用摄像机的摄像机5配置在夹着透明配管10与光源6对置的位置，执行拍摄透射光l3的摄像处理。即，摄像机5的摄像处理成为将流过包含原料雾3的含雾气体g3的雾流通区域的至少一部分作为摄像对象区域的透射光l3的摄像处理。
166.摄像机5执行摄像处理，取得摄像信息s5。摄像信息s5包含与摄像对象区域对应的多个像素的多个亮度值。
167.实施方式2的雾流量测量装置的雾流量运算部16基于通过对于透射光l3的摄像机5的摄像处理得到的、表示多个亮度值的摄像信息s5，执行雾流量运算处理。
168.因而，实施方式2的雾流量测量装置与实施方式1同样地，能够通过基于摄像信息s5使用相关参数k1执行雾流量运算处理，从而精度良好地求出雾流量mf。
169.进而，作为实施方式3的雾流量测量装置的雾摄像用摄像机的摄像机5能够通过执行拍摄透射光l3的摄像处理，从而比较容易地得到摄像信息s5。
170.《实施方式3》
171.图10是表示作为本公开的实施方式3的超声波雾化系统1003的结构的说明图。超声波雾化系统1003包含实施方式3的雾流量测量装置。实施方式3的雾流量测量装置作为主要构成要素而包含摄像机5、光源6、透明配管10、加热器12及雾流量运算部16。
172.以下，通过对与实施方式1相同的构成要素赋予相同的标号而适当省略说明，以实施方式3的特征部分为中心进行说明。
173.如图10所示，超声波雾化系统1003除了上述的雾流量测量装置以外，作为主要构成要素还包含超声波雾化装置100、原料溶液供给部20、流量控制部17、上游配管7及下游配管8。另外，上游配管7及下游配管8包含用于设置透明配管10的作为雾流量测量装置的辅助部件的作用。
174.如图10所示，在实施方式3的雾流量测量装置，接近作为摄像用配管的透明配管10而沿着透明配管10的延伸方向(z方向)设置加热器12。由该加热器12将透明配管10及其内部加热。
175.实施方式3的雾流量测量装置的雾流量运算部16与实施方式1同样地，基于表示多
个亮度值的摄像信息s5执行雾流量运算处理。
176.因而，实施方式3的雾流量测量装置与实施方式1同样地，能够通过基于摄像信息s5使用相关参数k1执行雾流量运算处理，从而精度良好地求出雾流量mf。
177.进而，实施方式3的雾流量测量装置还具有加热器12，由于能够通过加热器12将作为摄像用配管的透明配管10及内部加热，所以能够抑制透明配管10内的结露的发生。
178.《实施方式4》
179.图11是表示作为本公开的实施方式4的超声波雾化系统1004的结构的说明图。超声波雾化系统1004包含实施方式4的雾流量测量装置。实施方式4的雾流量测量装置作为主要构成要素而包含光源6、透明配管10、雾流量运算部16、摄像机51及52。
180.以下，通过对与实施方式1相同的构成要素赋予相同的标号而适当省略说明，以实施方式4的特征部分为中心进行说明。
181.如图11所示，超声波雾化系统1004除了上述的雾流量测量装置以外，作为主要构成要素还具有超声波雾化装置100、原料溶液供给部20、流量控制部17、上游配管7及下游配管8。另外，上游配管7及下游配管8包含用于设置透明配管10的作为雾流量测量装置的辅助部件的作用。
182.在实施方式4的雾流量测量装置，作为摄像用配管的透明配管10内的雾流通区域的一部分成为雾摄像用摄像机即摄像机5的摄像对象区域。
183.光源6向透明配管10内的摄像对象区域照射入射光l1。于是，入射光l1在含雾气体g3的摄像对象区域中反射，得到两个反射光l21及l22(多个反射光)。反射光l21及l22向彼此不同的方向反射，是彼此不干涉的关系。
184.并且，对多个反射光即反射光l21及l22配置多个雾摄像用摄像机即摄像机51及52。摄像机51执行拍摄反射光l21的摄像处理，摄像机52执行拍摄反射光l22的摄像处理。
185.这样，由摄像机51及52进行的摄像处理成为将流过包含原料雾3的含雾气体g3的雾流通区域的至少一部分作为摄像对象区域的反射光l21及l22的摄像处理。
186.摄像机51执行对于反射光l21的摄像处理，取得摄像信息s51。摄像信息s51表示与来自摄像对象区域的反射光l21对应的多个像素的多个亮度值。摄像机52执行对于反射光l22的摄像处理，取得摄像信息s52。摄像信息s52包含与来自摄像对象区域的反射光l22对应的多个像素的多个亮度值。
187.反射光l21及l22是彼此不干涉的关系，作为多种摄像信息的摄像信息s51及s52表示不同内容的多个亮度值。
188.雾流量运算部16执行基于多种摄像信息即摄像信息s51及s52求出含雾气体g3中的原料雾3的流量的雾流量运算处理，得到表示原料雾3的流量的雾流量信息s16。
189.雾流量运算处理包括以下的总和值运算处理和流量导出处理。
190.总和值运算处理
…
求出作为摄像信息s51表示的多个亮度值的总和的第1亮度总和值和作为摄像信息s52表示的多个亮度值的总和的第2亮度总和值、得到第1及第2亮度总和值的平均值作为亮度总和平均值
191.流量导出处理
…
根据通过总和值运算处理得到的亮度总和平均值导出原料雾3的流量
192.例如，如果设在上述的总和值运算处理中得到的亮度总和平均值为lm，则能够通
过应用了上述的式(1)的以下的式(1c)求出雾流量mf。
193.mf＝k1
·
lm+c1
…
(1c)
194.这样，雾流量运算部16基于摄像信息s51及s52分别表示的多个亮度值，执行雾流量运算处理。另外，在计算实施方式4的相关参数k1的情况下，与实施方式4的雾流量测量装置的实际动作时同样地，优选的是根据第1及第2亮度总和值的平均值沿着在图5中表示的流程进行计算。
195.实施方式4的雾流量测量装置的雾流量运算部16基于分别表示多个亮度值的摄像信息s51及s52，执行雾流量运算处理。
196.因而，实施方式4的雾流量测量装置与实施方式1同样地，能够通过基于摄像信息s51及s52使用相关参数k1执行雾流量运算处理，从而精度良好地求出雾流量mf。
197.雾流量运算部16基于从作为多个雾摄像用摄像机的摄像机51及52得到的多方面的摄像信息s51及s52(多种摄像信息)，执行雾流量运算处理。
198.因此，实施方式4的雾流量测量装置能够进一步精度良好地求出原料雾3的流量。
199.另外，实施方式4的雾流量运算部16在执行总和值运算处理时求出第1及第2亮度总和值的平均值，但也可以在第1及第2亮度总和值间进行加权，将一方的比例设为比另一方的比例高。例如，可以使得第1亮度总和值与第2亮度总和值的比例成为{2：1}。
200.在图11所示的实施方式4中，表示了设有1个光源6的结构，但也可以将光源6的数量也匹配摄像机51及52而设为两个。
201.此外，在实施方式4中作为多个雾摄像用摄像机而表示了两个摄像机51及52，但也可以使用3个以上的雾摄像用摄像机得到3种以上的摄像信息。
202.《实施方式5》
203.图12是表示作为本公开的实施方式5的超声波雾化系统1005的结构的说明图。超声波雾化系统1005包含实施方式5的雾流量测量装置。实施方式5的雾流量测量装置作为主要结构要素而包括摄像机5、光源6、上游配管7、下游配管8、无配管空间9及雾流量运算部16。
204.以下，通过对与实施方式1相同的构成要素赋予相同的标号而适当省略说明，以实施方式5的特征部分为中心进行说明。
205.如图12所示，超声波雾化系统1005除了上述的雾流量测量装置以外，作为主要构成要素还具有超声波雾化装置100、原料溶液供给部20、流量控制部17、上游配管7及下游配管8。
206.上游配管7及下游配管8夹着无配管空间9彼此分离地配置，通过彼此分离的上游配管7及下游配管8的组合，构成含雾气体g3的外部排出用配管。上游配管7为第1气体供给用配管，下游配管8为第2气体供给配管，无配管空间9为间隙空间。
207.在实施方式5中，上游配管7(第1气体供给用配管)及下游配管8(第2气体供给用配管)也作为为了设置无配管空间9所不可或缺的雾流量测量装置的主要构成要素发挥功能。
208.并且，从雾化用容器1经由上游配管7、无配管空间9及下游配管8将包含原料雾3的含雾气体g3向外部供给。
209.图13是表示上游配管7及下游配管8的截面构造的说明图。另外，在图13中记载了xyz正交坐标系。
210.如图13所示，上游配管7及下游配管8各自的内部为含雾气体g3的流路。即，上游配管7及下游配管8分别在内部具有雾流通区域。进而，在上游配管7、下游配管8间作为间隙空间而存在无配管空间9。该无配管空间9内也为含雾气体g3的流路。即，无配管空间9在内部具有雾流通区域。
211.如图13所示，上游配管7及下游配管8沿着延长方向(+z方向)配置。
212.由于含雾气体g3通过载体气体g4以一定的流速输送，所以从上游配管7流过无配管空间9的含雾气体g3不从无配管空间9泄漏到外部而沿着+z方向流过下游配管8内。
213.在实施方式5的雾流量测量装置，作为间隙空间的无配管空间9内的雾流通区域的一部分成为雾摄像用摄像机即摄像机5的摄像对象区域。
214.光源6向无配管空间9内的摄像对象区域照射入射光l1。于是，入射光l1在含雾气体g3的摄像对象区域中反射，得到反射光l2。
215.接着，作为雾摄像用摄像机的摄像机5执行拍摄反射光l2的摄像处理。
216.摄像机5执行摄像处理，取得摄像信息s5。摄像信息s5包含与无配管空间9内的摄像对象区域对应的多个像素的多个亮度值。
217.实施方式5的雾流量测量装置的雾流量运算部16与实施方式1同样地，基于表示多个亮度值的摄像信息s5执行雾流量运算处理。
218.因而，实施方式5的雾流量测量装置与实施方式1同样地，能够通过基于摄像信息s5使用相关参数k1执行雾流量运算处理，从而精度良好地求出雾流量mf。
219.由于在成为间隙空间的无配管空间9内存在作为雾摄像用摄像机的摄像机5的摄像对象区域，所以实施方式5的雾流量测量装置的摄像机5能够完全不受结露的影响而对反射光l2精度良好地执行摄像处理。
220.《其他》
221.对本公开详细地进行了说明，但上述的说明在全部的场合都是例示，本公开并不限定于此。应了解的是，能够不从本公开的范围脱离而想到未例示的无数的变形例。
222.此外，本公开在其公开的范围内能够将各实施方式自由地组合，或将各实施方式适当变形、省略。
223.例如，能够将在实施方式3中使用的加热器12也使用在实施方式2、实施方式4及实施方式5中，或将实施方式2～实施方式4的具有透明配管10的构造变更为在实施方式5中表示的设置无配管空间9的构造。
224.标号说明
225.1 雾化用容器
226.2 超声波振子
227.3 原料雾
228.4 气体供给配管
229.5、51、52摄像机
230.6 光源
231.7 上游配管
232.8 下游配管
233.9 无配管空间
234.10 透明配管
235.12 加热器
236.16 雾流量运算部
237.17 流量控制部
238.20 原料溶液供给部
239.1001～1005超声波雾化系统
240.l1入射光
241.l2、l21、l22反射光
242.l3透射光

技术特征：
1.一种雾流量测量装置，其特征在于，具有：雾摄像用摄像机，将流过包含原料雾的含雾气体的雾流通区域的至少一部分作为摄像对象区域而执行摄像处理，取得摄像信息；以及雾流量运算部，执行基于上述摄像信息求出上述含雾气体中的上述原料雾的流量的雾流量运算处理，上述摄像信息表示与上述摄像对象区域对应的多个像素的多个亮度值。2.如权利要求1所述的雾流量测量装置，其中，上述雾流量测量装置还具有向上述摄像对象区域照射入射光的光源，上述雾摄像用摄像机执行的上述摄像处理包括拍摄上述入射光在上述摄像对象区域反射得到的反射光的处理。3.如权利要求1所述的雾流量测量装置，其中，上述雾流量测量装置还具有向上述摄像对象区域照射入射光的光源，上述雾摄像用摄像机执行的上述摄像处理包括拍摄上述入射光透射上述摄像对象区域得到的透射光的处理。4.如权利要求1至3中任一项所述的雾流量测量装置，其中，由上述雾流量运算部进行的上述雾流量运算处理包括：总和值运算处理，求出上述摄像信息表示的上述多个亮度值的总和即亮度总和值；以及流量导出处理，根据上述亮度总和值导出上述原料雾的流量。5.如权利要求4所述的雾流量测量装置，其中，上述摄像处理包括多次摄像处理，上述摄像信息包括通过执行上述多次摄像处理而得到的多个摄像信息，上述亮度总和值包括多个亮度总和值，上述雾流量运算部对上述多个摄像信息分别进行上述总和值运算处理，求出上述多个亮度总和值，上述流量导出处理根据上述多个亮度总和值导出上述原料雾的流量。6.如权利要求1至5中任一项所述的雾流量测量装置，其中，上述雾流量测量装置还具有在内部具有上述雾流通区域的摄像用配管，上述摄像用配管内的上述雾流通区域的一部分成为上述摄像对象区域，上述摄像用配管的构成材料具有透明性。7.如权利要求6所述的雾流量测量装置，其中，上述摄像用配管沿着铅直方向配置。8.如权利要求6或7所述的雾流量测量装置，其中，上述雾流量测量装置还具有对上述摄像用配管进行加热的加热器。9.如权利要求6至8中任一项所述的雾流量测量装置，其中，上述摄像用配管的内表面的构成材料具有亲水性。10.如权利要求1至5中任一项所述的雾流量测量装置，其中，上述雾流量测量装置还具有各自在内部具有上述雾流通区域的第1气体供给用配管和第2气体供给用配管，在上述第1气体供给用配管与上述第2气体供给用配管之间存在间隙
空间，上述间隙空间在内部具有上述雾流通区域，上述含雾气体经由上述间隙空间流过上述第1气体供给用配管与上述第2气体供给用配管之间，上述间隙空间内的上述雾流通区域的一部分成为上述摄像对象区域。11.如权利要求1至10中任一项所述的雾流量测量装置，其中，上述雾摄像用摄像机包括多个雾摄像用摄像机，上述摄像信息包括与上述多个雾摄像用摄像机对应的多种摄像信息，上述多种摄像信息为不同的内容，上述雾流量运算部基于上述多种摄像信息执行上述雾流量运算处理。12.一种超声波雾化系统，具有：权利要求1至11中任一项所述的雾流量测量装置；超声波雾化装置，对原料溶液进行超声波振动处理而生成上述原料雾，使包含上述原料雾的上述含雾气体流过上述雾流通区域；原料溶液供给部，向上述超声波雾化装置供给上述原料溶液；以及原料供给控制部，执行对从上述原料溶液供给部向上述超声波雾化装置供给的上述原料溶液的供给状态进行控制的原料供给控制处理，上述雾流量测量装置的上述雾流量运算部在执行上述雾流量运算处理时输出表示上述原料雾的流量的雾流量信息，上述原料供给控制部基于上述雾流量信息，以使上述原料雾的流量成为规定的流量的方式执行上述原料供给控制处理。13.一种雾流量测量方法，其具有以下步骤：(a)使用雾摄像用摄像机，将流过包含原料雾的含雾气体的雾流通区域的至少一部分作为摄像对象区域而执行摄像处理，取得摄像信息，其中上述摄像信息表示与上述摄像对象区域对应的多个像素的多个亮度值，上述雾流量测量方法还具有以下步骤：(b)取得用于根据上述多个亮度值导出上述原料雾的流量的相关参数；以及(c)执行雾流量运算处理，其中上述雾流量运算处理基于上述摄像信息，使用上述相关参数，根据上述多个亮度值求出上述含雾气体中的上述原料雾的流量。

技术总结
本公开的目的是提供一种能够精度良好地求出原料雾的流量的雾流量测量装置。并且，在本公开的雾流量测量装置，摄像机(5)在透明配管(10)内执行将流过含雾气体(G3)的雾流通区域的至少一部分作为摄像对象区域的反射光(L2)的摄像处理，取得摄像信息(S5)。雾流量运算部(16)基于摄像信息(S5)执行雾流量运算处理。雾流量运算处理包含求出摄像信息(S5)表示的多个亮度值的总和即亮度总和值的总和值运算处理，和根据上述亮度总和值导出原料雾(3)的流量的流量导出处理。的流量的流量导出处理。的流量的流量导出处理。


技术研发人员：平松孝浩 织田容征
受保护的技术使用者：东芝三菱电机产业系统株式会社
技术研发日：2021.11.26
技术公布日：2023/8/13