DE2354125A1

DE2354125A1 - Verfahren und anordnung zum feststellen von oel auf wasser

Info

Publication number: DE2354125A1
Application number: DE19732354125
Authority: DE
Inventors: Heinz Kronenberger; Juergen Dipl Ing Lins
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1973-10-29
Filing date: 1973-10-29
Publication date: 1975-05-07

Description

SIEMENS AKTIEMJESELLSGKA]?! Erlangen,

Berlin und München . Werner-vön-Siemens-Str.

Nunmohr c^fcsiäncüga

Patentanmeldung

Unser Zeichen:

vpa 73/3575

Verfahren und Anordnung zum feststellen von Öl auf Wasser

(-i--S

Im Hauptpatent (Patentanmeldung P 23 19 5^3,3-35) ist ein Verfahren zum feststellen von Veränderungen eines Objektes vorgeschlagen, bei dem das Objekt im Normalzustand mit einer Fernsehkamera aufgenommen, das dabei gewonnene Soll-Videosignal gespeichert, dieses synchron mit der Aufnahme neuer Videosignale ausgelesen, mit diesen Verglichen und bei Abweichung ein Meldesignal abgegeben wird.

Is ist bekannt, Öl auf Wasser dadurch festzustellen, daß die Reflexion von Licht, z.B. ultraviolettem Licht, an der Wasseroberfläche gemessen und Reflexionsänderungen als Kriterium für das Vorhandensein von Öl herangezogen wird. Mit dem bekannten Verfahren kann entweder nur ein räumlich eng begrenzter Bereich oder ein größerer Bereich mit nur. geringerer Genauigkeit überwacht werden, da nur der Mittelwert der Reflexion in dem beobachteten Bereich gemessen werden kann. Außerdem können Fehlmeldungen bei Reflexionsänderungen gegeben werden, die nicht durch Öl, sondern durch auf dem Wasser schwimmende Gegenstände, wie Holz, Dosen und dergleichen, oder auch höhere Wellen verursacht sind.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anordnung zu schaffen, mit denen das Auftreten von Öl auf Wasser festgestellt und eine etwaige Meldung geprüft werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zum Feststellen von Öl auf Wasser die' Wasseroberfläche

VPA 9/361/3520, Zin/Scl -2-

5098 19/0512

- 9T - VPA 9/361/3520

mit der Fernsehkamera aufgenommen wird. Mit diesem Verfahren kann- das Auftreten von Öl auf einer Wasseroberfläche automatisch überwacht werden. Mit Hilfe eines an die Kamera angeschlossenen Sichtgerätes kann sofort beurteilt werden, ob die Meldung von Öl ausgelöst wurde, oder ob sie eine andere Ursache, z.B. Holzstück, starke Wellen, hat. Da die zu den einzelnen Bildelementen gehörenden Videosignale gesondert verglichen werden, wird auch dann eine Meldung abgegeben, wenn Öl nur in einem Teil des von der Fernsehkamera aufgenommenen Bereiches auftritt. Die Empfindlichkeit des Verfahrens kann dadurch verbessert werden, daß die Kamera unter einem bestimmten Winkel die Wasseroberfläche aufnimmt· und daß dem Kameraobjektiv Euter, z.B. UV-Filter, vorgeschaltet sind.

Vorteilhaft ist die Kamera auf einem Floß angebracht, von dem aus sie den darunterliegenden Bereich der Wasseroberfläche aufnimmt. Dieser- Bereich wird zweckmäßig gegen das Eindringen von Treibgut, Tieren und starken Wellen geschützt,

Das Ausgangssignal der Fernsehkamera gelangt in ei-ne Auswerteeinrichtung, in welcher ein Videosignal, bei dessen Aufnahme die von der Kamera erfaßte Wasseroberfläche frei ■ von Öl war, als Sollsignal gespeichert ist. Danach werden .· die Videosignale eines jeden Bildes mit dem Soll-Videosignal verglichen. Dies kann in einfacher Weise dadurch geschehen, daß die beiden Signale in einer Differenzschaltung voneinander subtrahiert werdeni Das Ausgangssignal der Differenzschaltung ist dann so lange Hull, wie die Wasseroberfläche unverändert ist. Bei einer Änderung wird die Differenzspannung ungleich Null, was ein der Differenzschaltung nachgeschalteter Schwellwertverstärker meldet. Die Polarität des Differenzsignals gibt an, ob die Reflexion an der Wasseroberfläche größer oder kleiner geworden ist. Zweckmäßig wird das Videosignal geglättet, damit der Schwellwert leicht auf einen Wert einzustellen ist, bei dem einzelne Abweichungen, die von Störimpulsen herrühren, den Schwellwertverstärker nicht zum Ansprechen bringen, jedoch bei tatsäch-

5098 19/0512 - 3 -

-V- VPA 9/361/3520

lichen Änderungen des aufgenommenen Bildes ein Meldesignal abgegeben wird.

An die Fernsehkamera kann eine Anordnung zum Umsetzen von Videosignalen in Digitalwerte und zum Speichern der Digitalwerte angeschlos.sen sein. Diese Anordnung enthält ferner einen Digital-Analog-Umsetzer, über den synchron zur Aufnahme der neuen Videosignale die gespeicherten Videosignale ausgegeben werden. An die Kamera ist der eine Eingang einer Vergleichsschaltung angeschlossen, deren anderer Eingang mit dem Ausgang des Digital-Analog-Umsetzers verbunden ist und die nach Abschluß des Einspeicherns des Videosignals eines Bildes die AusgangsSignaIe^ des Digital-Analog-Umsetzers mit den Videosignalen der Kamera vergleicht und ein Meldesignal abgibt, wenn die beiden verglichenen Signale sich um mehr als einen vorbestimmten Betrag unterscheiden.

Die Anordnung zum Umsetzen von Videosignalen in Digitalwerte und zum Speichern der Digitalwerte kann als Speicher für die Digitalwerte ein rückgekoppeltes Schieberegister enthalten, in dem die gespeicherten Digitalwerte mit der Bildfrequenz umlaufen und in dessen Rückkopplungsweg ein Addierer eingeschaltet ist, der zu dem Jeweils rückgekoppelten Digitalwert das digitale Aüsgangssignal eines Diskriminators addiert. Dieses Ausgangssignal bildet der Diskriminator aus der Ausgangsspannung einer Differenzschaltung, welcher die Videosignale und die Aüsgangsspannung des mit dem jeweils rückgekoppelten Digitalwert des Schieberegisters angesteuerten Digital-Analog^-Umsetzers zugeführt sind.

Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestelli; ist, werden im folgenden die Erfindung sowie weitere Vorteile und Ergänzungen näher beschrieben und erläutert.

■-■:.■■ ":^: "■- \ "■:,■ . -.Λ *--4 -50 98 1 9/05 1 2 >·■■-,"

- 4 - VPA 9/361/3520

Es zeigen

Figur 1 einen Schnitt durch eine Anordnung gemäß der Erfindung,

Figur 2 eine Aufsicht und
Figur 3 das Prinzipschaltbild der Auswertevorrichtung.

In Figur 1 ist mit 7 eine Wasseroberfläche bezeichnet, die auf das Auftreten von Öl überwacht werden soll. Auf dem Wasser schwimmt ein Floß mit vier Schwimmern 1, 2, 3 und 4» an denen zwei Platten 5 und 6 befestigt sind. Die Platte 5 ist so angebracht, daß sie dicht unter der Wasseroberfläche 7 liegt. Sie verhindert damit eine starke Wellenbildung in dem über ihrer Mitte liegenden Bereich der Wasseroberfläche, der von einer Lichtquelle 9 beleuchtet und von einer Fernsehkamera 8 aufgenommen wird. Die Fernsehkamera 8 und die Lichtquelle 9 sind in einem Gehäuse 10 untergebracht, das auf der oberen Platte 6 sitzt. Die Platte 6 weist in ihrem mittleren Bereich, eine Öffnung auf, durch die die Wasseroberfläche beleuchtet und beobachtet werden kann. Sie dient damit gleichzeitig als Träger für die Fernsehkamera und die Lichtquelle sowie zu-r Abschirmung der Wasseroberfläche gegen Fremdlicht. Die Kamera 8 und die Lichtquelle 9 sind über ein Kabel 11 mit einer am Ufer aufgestellten Speise— und Auswertevorrichtung verbunden.

In Figur 3 ist mit 11 die von der Aufnahmevorrichtung kommende Leitung bezeichnet. Zunächst wird ein Bild der Wasseroberfläche aufgenommen, während sich auf dieser kein Öl befindet. Währenddessen ist ein Schalter S geschlossen, so daß das Videosignal in eine Anordnung ADS gelangt, in der es in ein Digitalsignal umgewandelt und gespeichert wird. Diese Anordnung enthält einen Digital-Analog-Umsetzer, über den-das gespeicherte Videosignal als Analogsignal auf einen Vergleicher ausgegeben werden kann, der aus einer Differenzstufe DIF und einem diesem nachgeschalteten Schwellwertverstärker SWV besteht. Der in der Einrichtung ADS enthaltene Speicher ist mit der Kamera derart synchro-

509819/0512 "⁵"

. - .-■ ■ : ' . > 5 - YPA 9/361 /5520'.

nisiert, daß sie jeweils das gespeicherte Videosignal für den Bildpunkt abgibt, der von der Kamera gerade abgetastet wird. ImMormalfalle sind die 'gespeicherten und neu aufgenommenen Videosignale gleich, und die Ausgangsspannung der Differenzstufe ist Hull. Tritt aber eine Veränderung des Inhaltes des von der Kamera 8 aufgenommenen Bildes aufj so weichen die beiden der Differenzstufe DIP zugeführten Signale voneinander ab, die Differenzsehaltung DIP gibt ein Signal ab, das den Schwellwert des Verstärkers SWV übersteigt und die Auslösung eines Meldesi-₍, gnals bewirkt.

Das über die Leitung 11 kommende Videosignal.wird ferner einem Sichtgerät SG- zugeführt, auf dessen Bildschirm der von der Kamera 8 aufgenommene Bereich der Wasseroberfläche gezeigt wird, so daß bei einer Meldung optisch überprüft werden kann, ob sich, auf der Wasseroberfläche tatsächlich.Öl befindet oder ob eine andere Ursache für die Alarmmeldung vorliegt.

4 Patentansprüche
3 Piguren

Claims

- 6 - VPA 9/361/3520 Patentansprüche

1.) Verfahren zum Feststellen von Veränderungen eines Objektes, bei dem das Objekt im Normalzustand mit einer Fernsehkamera aufgenommen, das dabei gewonnene Soll-Videosignal gespeichert, dieses synchron mit der Auf-' nähme neuer Videosignale ausgelesen, mit diesen verglichen und "bei Abweichung ein Meldesignal abgegeben wird, nach Patent . ... ... (Patentanm. P 23 19 573.3-35), dadurch gekennzeichnet, daß zum Peststellen von Öl auf Wasser die Wasseroberfläche (7) mit der Fernsehkamera (8) aufgenommen wird.

2. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die .Kamera (8) zusammen mit einer den aufzunehmenden Bereich der Wasseroberfläche beleuchtenden Lichtquelle (9) in einem auf einem Floß befestigten, nach unten offenen Gehäuse (10) untergebracht ist. ■

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Floß eine parallel zur Wasseroberfläche angeordnete, dicht unter dieser liegende und an Schwimmern (1, 2, 3, 4) befestigte oberseits dunkle Platte (5) aufweist.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet', daß an den Schwimmern (1, 2, 3, 4) eine zweite, parallel zur Wasseroberfläche (7) liegende Platte (6) befestigt ist, die sich über der Wasseroberfläche (7) befindet, auf der die Kamera (8) und die Lichtquelle (9) -angebracht sind und die unter der Kamera (8) und der Lichtquelle (9) eine Öffnung aufweist, durch die die darunterliegende Wasseroberfläche (7) beleuchtet und aufgenommen wird.

509819/0512