JP2002267591A - 水中の浮遊物質撮影機および放水制御システム - Google Patents
水中の浮遊物質撮影機および放水制御システムInfo
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- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/30—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies
- Y02W10/37—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies using solar energy
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- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Stroboscope Apparatuses (AREA)
- Cameras In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 濁水中に浮遊する物質のデジタル映像を迅速
に撮影できる浮遊物質撮影機を提供する。 【解決手段】 沈澱池に貯留される水中の浮遊物質量を
測定し、沈澱池からの放水を制御するシステムであっ
て、このシステムは、試料水を収容するための試料槽
と、試料槽上方に設けた光源から試料槽に対して略垂直
に照射した光を、検体水面と略水平となる方向に変更さ
せ、検体である水の横面から水平方向に照らすための光
照射手段と、該光照射手段により略水平方向から照らさ
れた水中に含まれる浮遊物質のデジタル映像を、水面上
方から撮影する撮像手段とを備えた浮遊物質撮影機と、
該浮遊物質撮影機で撮影した水中の浮遊物質のデジタル
映像から浮遊物質濃度を算出し、さらに雨量計および水
位計から送られる情報を総合して、沈澱池の放水バルブ
に信号を送るコンピュータとを備えている。
に撮影できる浮遊物質撮影機を提供する。 【解決手段】 沈澱池に貯留される水中の浮遊物質量を
測定し、沈澱池からの放水を制御するシステムであっ
て、このシステムは、試料水を収容するための試料槽
と、試料槽上方に設けた光源から試料槽に対して略垂直
に照射した光を、検体水面と略水平となる方向に変更さ
せ、検体である水の横面から水平方向に照らすための光
照射手段と、該光照射手段により略水平方向から照らさ
れた水中に含まれる浮遊物質のデジタル映像を、水面上
方から撮影する撮像手段とを備えた浮遊物質撮影機と、
該浮遊物質撮影機で撮影した水中の浮遊物質のデジタル
映像から浮遊物質濃度を算出し、さらに雨量計および水
位計から送られる情報を総合して、沈澱池の放水バルブ
に信号を送るコンピュータとを備えている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、水中の浮遊物質を
デジタル撮影する浮遊物質撮影機、および沈澱池に貯留
される水中の浮遊物質量を測定して沈澱池からの放水を
制御する放水制御システムに関する。
デジタル撮影する浮遊物質撮影機、および沈澱池に貯留
される水中の浮遊物質量を測定して沈澱池からの放水を
制御する放水制御システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に清澄な河川では、水に含まれる浮
遊物質は粘土分を主体としていて、その他若干の有機物
を含むものにより構成されることが多いが、汚濁の進ん
だ河川水では有機物の比率が高まる。浮遊物質の量は水
の濁り、透明度の外観に大きな影響を与えるが、その
他、ＣＯＤ（化学的酸素要求量）の増大を招き、また重
金属等有害物を多く含むことが浮遊物質の量を増やす原
因となっていることもある。
遊物質は粘土分を主体としていて、その他若干の有機物
を含むものにより構成されることが多いが、汚濁の進ん
だ河川水では有機物の比率が高まる。浮遊物質の量は水
の濁り、透明度の外観に大きな影響を与えるが、その
他、ＣＯＤ（化学的酸素要求量）の増大を招き、また重
金属等有害物を多く含むことが浮遊物質の量を増やす原
因となっていることもある。
【０００３】したがって、浮遊物質が環境に与える影響
には、魚類のえらを塞ぎ呼吸を妨げて窒息させたり、太
陽光線の透過を妨げるために藻類の炭酸同化作用を阻害
したり、沈降時に微生物を共沈させ生物相の均衡を失わ
せて餌生物の減少を引き起こす等がある。また、沈澱の
堆積により底棲生物を埋没して瀕死の状態に追い込み、
または枯死に至らしめ、沈降した醗酵性有機物による二
次的汚染等の被害をもたらすこともある。
には、魚類のえらを塞ぎ呼吸を妨げて窒息させたり、太
陽光線の透過を妨げるために藻類の炭酸同化作用を阻害
したり、沈降時に微生物を共沈させ生物相の均衡を失わ
せて餌生物の減少を引き起こす等がある。また、沈澱の
堆積により底棲生物を埋没して瀕死の状態に追い込み、
または枯死に至らしめ、沈降した醗酵性有機物による二
次的汚染等の被害をもたらすこともある。
【０００４】また浮遊物質により汚濁された河川水は、
海に流入することにより海洋汚染を引き起こす恐れがあ
る。その例として、沖縄県においては沖縄本島北部地区
を中心とする土壌の特質から発生する赤土の流出による
海洋汚染の問題がある。
海に流入することにより海洋汚染を引き起こす恐れがあ
る。その例として、沖縄県においては沖縄本島北部地区
を中心とする土壌の特質から発生する赤土の流出による
海洋汚染の問題がある。
【０００５】この原因については、国領マージ土壌と呼
ばれる粘性土質の赤土が広範囲にわたって堆積してお
り、その赤土が社会基盤整備事業、農業活動、あるいは
米軍基地における演習行為等に起因して流出し、河川を
汚濁させるものと考えられている。
ばれる粘性土質の赤土が広範囲にわたって堆積してお
り、その赤土が社会基盤整備事業、農業活動、あるいは
米軍基地における演習行為等に起因して流出し、河川を
汚濁させるものと考えられている。
【０００６】例えば沖縄県では、上記赤土流出の防止対
策を推進するため、平成７年１０月「沖縄県赤土等流出
防止条例」を施行し、濁水の河川への放流基準をＳＳ濃
度で２００ｍｇ／リットルと規定し、将来的には１００
ｍｇ／リットルとすることにした。ここでＳＳ（Suspen
ded Solid）とは、水中に懸濁している不溶解性物質を
意味し、ＪＩＳでは懸濁物質、環境基準では浮遊物質と
表現されているが、ここでは統一して浮遊物質といい、
浮遊物質濃度をＳＳ濃度ということにする。
策を推進するため、平成７年１０月「沖縄県赤土等流出
防止条例」を施行し、濁水の河川への放流基準をＳＳ濃
度で２００ｍｇ／リットルと規定し、将来的には１００
ｍｇ／リットルとすることにした。ここでＳＳ（Suspen
ded Solid）とは、水中に懸濁している不溶解性物質を
意味し、ＪＩＳでは懸濁物質、環境基準では浮遊物質と
表現されているが、ここでは統一して浮遊物質といい、
浮遊物質濃度をＳＳ濃度ということにする。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本願出願人である防衛
施設周辺整備協会沖縄支所は、国からの委託によって上
記各砂防ダム（沈澱池）の維持管理業務を行っており、
降雨終了後の貯留水の状態を分析し、ＳＳ濃度が２００
ｍｇ／リットル以下、さらにはより透明な水とするため
に１００ｍｇ／リットル以下となったことを確認してか
ら放水してきた。しかし、このＳＳ濃度の確認作業に
は、標準法としてグラスファイバー・フィルタ・ペーパ
ー（ＧＦＰ）によるろ過法を採用しているため、５〜１
０数日程度の長期間を要するという問題がある。
施設周辺整備協会沖縄支所は、国からの委託によって上
記各砂防ダム（沈澱池）の維持管理業務を行っており、
降雨終了後の貯留水の状態を分析し、ＳＳ濃度が２００
ｍｇ／リットル以下、さらにはより透明な水とするため
に１００ｍｇ／リットル以下となったことを確認してか
ら放水してきた。しかし、このＳＳ濃度の確認作業に
は、標準法としてグラスファイバー・フィルタ・ペーパ
ー（ＧＦＰ）によるろ過法を採用しているため、５〜１
０数日程度の長期間を要するという問題がある。
【０００８】本発明の目的は、濁水中に浮遊する物質の
デジタル映像を迅速に撮影できる浮遊物質撮影機、およ
び、この浮遊物質撮影機から得られた情報を元にＳＳ
（浮遊物質）濃度を算出し、沈澱池の放水を効率的に制
御することのできる濁水排出制御システムを提供するこ
とにある。
デジタル映像を迅速に撮影できる浮遊物質撮影機、およ
び、この浮遊物質撮影機から得られた情報を元にＳＳ
（浮遊物質）濃度を算出し、沈澱池の放水を効率的に制
御することのできる濁水排出制御システムを提供するこ
とにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の浮遊物質撮影機
は、水中に浮遊する物質のデジタル映像を撮影するため
の機器であって、外部からの光を遮断した密閉型ボック
ス形状を有し、検体である水を収容するための試料槽
と、試料槽上方に設けた光源から試料槽に対して略垂直
に照射した光を、検体水面と略水平となる方向に変更さ
せ、検体である水の横面から水平方向に照らすための光
照射手段と、該光照射手段により略水平方向から照らさ
れた水中に含まれる浮遊物質のデジタル映像を、水面上
方から撮影する撮像手段と、を備えている。
は、水中に浮遊する物質のデジタル映像を撮影するため
の機器であって、外部からの光を遮断した密閉型ボック
ス形状を有し、検体である水を収容するための試料槽
と、試料槽上方に設けた光源から試料槽に対して略垂直
に照射した光を、検体水面と略水平となる方向に変更さ
せ、検体である水の横面から水平方向に照らすための光
照射手段と、該光照射手段により略水平方向から照らさ
れた水中に含まれる浮遊物質のデジタル映像を、水面上
方から撮影する撮像手段と、を備えている。
【００１０】さらに、本発明の浮遊物質撮影機は、前記
水面上方にフラッシュ光源を設け、このフラッシュ光源
から水面に照射した光を、検体水面と略水平となる方向
に変更させ、検体である水の横面から水平方向に照らす
ためのフラッシュ光照射手段を備えていてもよい。
水面上方にフラッシュ光源を設け、このフラッシュ光源
から水面に照射した光を、検体水面と略水平となる方向
に変更させ、検体である水の横面から水平方向に照らす
ためのフラッシュ光照射手段を備えていてもよい。
【００１１】また、本発明の放水制御システムは、沈澱
池に貯留される水中の浮遊物質量を測定し、沈澱池から
の放水を制御するシステムであって、上記浮遊物質撮影
機と、この浮遊物質撮影機で撮影した水中の浮遊物質の
デジタル映像から浮遊物質濃度を算出し、さらに雨量計
および水位計から送られる情報を総合して、沈澱池の放
水バルブに信号を送るコンピュータと、を備えている。
池に貯留される水中の浮遊物質量を測定し、沈澱池から
の放水を制御するシステムであって、上記浮遊物質撮影
機と、この浮遊物質撮影機で撮影した水中の浮遊物質の
デジタル映像から浮遊物質濃度を算出し、さらに雨量計
および水位計から送られる情報を総合して、沈澱池の放
水バルブに信号を送るコンピュータと、を備えている。
【００１２】本発明の浮遊物質撮影機は、上記のような
構成を有するため、従来技術のように試料となる水を採
取してそれをフィルタでろ過し、さらにろ過物の重量を
測定してＳＳ濃度を計算するというような手間はない。
構成を有するため、従来技術のように試料となる水を採
取してそれをフィルタでろ過し、さらにろ過物の重量を
測定してＳＳ濃度を計算するというような手間はない。
【００１３】すなわち本発明においては、試料となる水
を試料槽に入れ、この試料槽の上に、それぞれ光源およ
び撮像手段の例であるデジタルカメラを備えた２つのア
タッチメントを取り付け、全体として、外部からの光を
遮断した密閉型ボックス形状の浮遊物質撮影機としてい
る。
を試料槽に入れ、この試料槽の上に、それぞれ光源およ
び撮像手段の例であるデジタルカメラを備えた２つのア
タッチメントを取り付け、全体として、外部からの光を
遮断した密閉型ボックス形状の浮遊物質撮影機としてい
る。
【００１４】なお、上記２つのアタッチメントは、一体
型としても良く、さらに、フラッシュ光源用アタッチメ
ントを付加することも、さらにこのフラッシュ光源用ア
タッチメントを一体化することもできる。
型としても良く、さらに、フラッシュ光源用アタッチメ
ントを付加することも、さらにこのフラッシュ光源用ア
タッチメントを一体化することもできる。
【００１５】上記構成からなる本発明の浮遊物質撮影機
は、光源からの光を検体水面と略垂直に照射し、この光
を光反射手段によって水面と略平行な光へ変換し、この
平行な光によって検体水の横面から水中の浮遊物質を照
射する。そして光照射された浮遊物質は、水面上方に配
置したデジタルカメラによって撮影される。水中の浮遊
物質は水面と略平行な光によって横から照射され、一方
外部の光は遮断されているため、水面上からのデジタル
カメラ撮像であっても、水面で光が反射することなく良
好な映像を撮ることができる。
は、光源からの光を検体水面と略垂直に照射し、この光
を光反射手段によって水面と略平行な光へ変換し、この
平行な光によって検体水の横面から水中の浮遊物質を照
射する。そして光照射された浮遊物質は、水面上方に配
置したデジタルカメラによって撮影される。水中の浮遊
物質は水面と略平行な光によって横から照射され、一方
外部の光は遮断されているため、水面上からのデジタル
カメラ撮像であっても、水面で光が反射することなく良
好な映像を撮ることができる。
【００１６】また、フラッシュ光照射手段を併用すれ
ば、このフラッシュ光も水面と略平行な光に変換して検
体水の横から照射するため、一層鮮明な浮遊物質のデジ
タル映像を得ることができる。
ば、このフラッシュ光も水面と略平行な光に変換して検
体水の横から照射するため、一層鮮明な浮遊物質のデジ
タル映像を得ることができる。
【００１７】本発明の放水制御システムは、上記浮遊物
質撮影機からのデジタル映像をコンピュータに取り込
み、このデジタル映像から輝度値を検出する。この輝度
値は、ＳＳ濃度と相関性があるため、数種の濁水の輝度
値と、既述のろ過法によるＳＳ濃度とから相関係数を求
めておくことにより、輝度値からＳＳ濃度を簡単に算出
できる。
質撮影機からのデジタル映像をコンピュータに取り込
み、このデジタル映像から輝度値を検出する。この輝度
値は、ＳＳ濃度と相関性があるため、数種の濁水の輝度
値と、既述のろ過法によるＳＳ濃度とから相関係数を求
めておくことにより、輝度値からＳＳ濃度を簡単に算出
できる。
【００１８】また、沈澱池の水位が高すぎる場合や降雨
量が極端に多い場合は、沈澱池が溢れて災害を生じる恐
れがあるため、緊急時放水にも対応できるよう、コンピ
ュータには雨量計および水位計のデータもインプット
し、これらを総合的に判断して放水バルブの開閉指示を
発する。
量が極端に多い場合は、沈澱池が溢れて災害を生じる恐
れがあるため、緊急時放水にも対応できるよう、コンピ
ュータには雨量計および水位計のデータもインプット
し、これらを総合的に判断して放水バルブの開閉指示を
発する。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を具体的に
説明する。図1は、本発明の浮遊物質撮影機の一例を示
す正面断面図、図２は同浮遊物質撮影機の側断面図であ
る。浮遊物質撮影機１は、測定対象の水を収容する試料
槽の例である試料ボックス２と、光照射手段の例である
光源ボックス３と、撮像手段の一例であるレンズボック
ス４とを備えている。さらに、本例ではデジタル映像を
より鮮明に記録するためのフラッシュ光照射手段の例で
あるフラッシュボックス５も附設されている。そしてレ
ンズボックス４と、その左右にあるフラッシュボックス
５およびレンズボックス４とが、本例では構造上一体化
されている。
説明する。図1は、本発明の浮遊物質撮影機の一例を示
す正面断面図、図２は同浮遊物質撮影機の側断面図であ
る。浮遊物質撮影機１は、測定対象の水を収容する試料
槽の例である試料ボックス２と、光照射手段の例である
光源ボックス３と、撮像手段の一例であるレンズボック
ス４とを備えている。さらに、本例ではデジタル映像を
より鮮明に記録するためのフラッシュ光照射手段の例で
あるフラッシュボックス５も附設されている。そしてレ
ンズボックス４と、その左右にあるフラッシュボックス
５およびレンズボックス４とが、本例では構造上一体化
されている。
【００２０】また試料ボックス２は、試料水６を入れる
場合はレンズボックス４等から離間させることが可能で
あり、試料水採取後は本図の通りにセッティングし、パ
ッキング７によって外部光を遮断することができる。試
料水６としては、浮遊物質を含有する河川水等の水を対
象とする。
場合はレンズボックス４等から離間させることが可能で
あり、試料水採取後は本図の通りにセッティングし、パ
ッキング７によって外部光を遮断することができる。試
料水６としては、浮遊物質を含有する河川水等の水を対
象とする。
【００２１】ただし、一般の河川水、湖沼水、海水等に
は粗大な木片や木の葉、水中植物、油脂の固まりなどの
混入物がある。これらの粗大物は偶発的な混入物、異物
であるから、これらを浮遊物質に含めるとＳＳ濃度の内
容が不明確となり、また再現性も得られなくなることか
ら、一般にこれら粗大物は浮遊物質と別けて扱うことに
している。すなわち通常、１００ｍｍのふるい目を通過
しないものは偶発的混入物（異物）として除外し、１０
０ｍｍ目を通過して２ｍｍ目に止まる物質を固形物と
し、それ以下を浮遊物質として規定している。
は粗大な木片や木の葉、水中植物、油脂の固まりなどの
混入物がある。これらの粗大物は偶発的な混入物、異物
であるから、これらを浮遊物質に含めるとＳＳ濃度の内
容が不明確となり、また再現性も得られなくなることか
ら、一般にこれら粗大物は浮遊物質と別けて扱うことに
している。すなわち通常、１００ｍｍのふるい目を通過
しないものは偶発的混入物（異物）として除外し、１０
０ｍｍ目を通過して２ｍｍ目に止まる物質を固形物と
し、それ以下を浮遊物質として規定している。
【００２２】光源ボックス３の上部には光源窓８が設け
てあり、ここに例えば１ＫＷの水銀ランプ（図示せず）
をセッティングする。光源窓８から入射された光は、外
部光の遮断された光源ボックス３内を通過し、バウンド
・ミラー９によって試料水６の水面と略平行な光に変換
される。そして入光口１０からレンズボックス４の下周
辺の試料水６を照射する。なお、入光口１０から光源ボ
ックス３内へ試料水６が浸入するのを防ぐため、入光口
１０には透明板（プレパラート）１１が貼り付けてあ
り、また、この透明板１１から光がレンズボックス４内
へ漏れることを防止するため、透明板１１とレンズボッ
クス４との間には遮光フィルム１２が挿入されている。
てあり、ここに例えば１ＫＷの水銀ランプ（図示せず）
をセッティングする。光源窓８から入射された光は、外
部光の遮断された光源ボックス３内を通過し、バウンド
・ミラー９によって試料水６の水面と略平行な光に変換
される。そして入光口１０からレンズボックス４の下周
辺の試料水６を照射する。なお、入光口１０から光源ボ
ックス３内へ試料水６が浸入するのを防ぐため、入光口
１０には透明板（プレパラート）１１が貼り付けてあ
り、また、この透明板１１から光がレンズボックス４内
へ漏れることを防止するため、透明板１１とレンズボッ
クス４との間には遮光フィルム１２が挿入されている。
【００２３】レンズボックス４の上部にはレンズ窓１３
が設けてあり、ここに図示しないデジタルカメラのレン
ズ部が取り付けられる。またレンズボックス４の下部に
は透明なプレパラート製の撮影窓１４が開けられてい
て、入射口１０からの略水平な光によって照らされた浮
遊物質を上部からデジタルカメラで撮影することが可能
となっている。
が設けてあり、ここに図示しないデジタルカメラのレン
ズ部が取り付けられる。またレンズボックス４の下部に
は透明なプレパラート製の撮影窓１４が開けられてい
て、入射口１０からの略水平な光によって照らされた浮
遊物質を上部からデジタルカメラで撮影することが可能
となっている。
【００２４】また、フラッシュボックス５の上部にはフ
ラッシュ口１５が設けられていて図示しないフラッシュ
機器をセッティングすることができる。フラッシュ口１
５から入射された光は、外部光の遮断されたフラッシュ
ボックス５内を通過し、バウンド・ミラー９´によって
試料水６の水面と略平行な光に変換される。そしてこの
光は入光口１０´からレンズボックス４の下周辺の試料
水６を照射する。ここでも、入光口１０´からフラッシ
ュボックス５内へ試料水６が浸入するのを防ぐため、入
光口１０´には透明板１１´が貼り付けてあり、また、
この透明板１１´からの光がレンズボックス４内へ漏れ
ることを防止するため、透明板１１´とレンズボックス
４との間には遮光フィルム１２´が挿入されている。
ラッシュ口１５が設けられていて図示しないフラッシュ
機器をセッティングすることができる。フラッシュ口１
５から入射された光は、外部光の遮断されたフラッシュ
ボックス５内を通過し、バウンド・ミラー９´によって
試料水６の水面と略平行な光に変換される。そしてこの
光は入光口１０´からレンズボックス４の下周辺の試料
水６を照射する。ここでも、入光口１０´からフラッシ
ュボックス５内へ試料水６が浸入するのを防ぐため、入
光口１０´には透明板１１´が貼り付けてあり、また、
この透明板１１´からの光がレンズボックス４内へ漏れ
ることを防止するため、透明板１１´とレンズボックス
４との間には遮光フィルム１２´が挿入されている。
【００２５】浮遊物質撮影機１を使用して水中の浮遊物
質のデジタル映像情報を得るには、試料ボックス２中へ
試料水６を収容し、光源ボックス３、レンズボックス４
およびフラッシュボックス５を一体化させたアタッチメ
ントをセットし、外部光が入らないようにパッキング７
で密閉する。次に、光源ボックス３の上部にある光源窓
８から光を入射し、入射口１１から試料水６中の浮遊物
質に光を当てる。そして、光の当たっている浮遊物質
を、レンズ窓１３にレンズをセットしたデジタルカメラ
により、撮影窓１４を通して撮影し、この情報を図示し
ないコンピュータへ送信する。
質のデジタル映像情報を得るには、試料ボックス２中へ
試料水６を収容し、光源ボックス３、レンズボックス４
およびフラッシュボックス５を一体化させたアタッチメ
ントをセットし、外部光が入らないようにパッキング７
で密閉する。次に、光源ボックス３の上部にある光源窓
８から光を入射し、入射口１１から試料水６中の浮遊物
質に光を当てる。そして、光の当たっている浮遊物質
を、レンズ窓１３にレンズをセットしたデジタルカメラ
により、撮影窓１４を通して撮影し、この情報を図示し
ないコンピュータへ送信する。
【００２６】なお、例えば試料水６中の浮遊物質が多く
て光源ボックス８からの光では光度が不足する場合に
は、フラッシュボックス５からも光を照射し、浮遊物質
の左右から光を当てることにより、一層鮮明なデジタル
画像情報を得ることが可能となる。
て光源ボックス８からの光では光度が不足する場合に
は、フラッシュボックス５からも光を照射し、浮遊物質
の左右から光を当てることにより、一層鮮明なデジタル
画像情報を得ることが可能となる。
【００２７】また、上記の例では資料ボックス２へ試料
水６を採取する方式としたが、資料ボックス２に光遮断
手段を設けた試料水導入口および排出口を形成し、これ
を沈澱池内あるいは沈澱池に特別に設けた測定用流路に
沈め、沈澱池中の水のＳＳ濃度を直接測定することも可
能である。
水６を採取する方式としたが、資料ボックス２に光遮断
手段を設けた試料水導入口および排出口を形成し、これ
を沈澱池内あるいは沈澱池に特別に設けた測定用流路に
沈め、沈澱池中の水のＳＳ濃度を直接測定することも可
能である。
【００２８】図３は別実施例を示す図１と同様の図であ
り、この実施例にあっては前記光源ボックス３を省略
し、フラッシュボックス５から光を照射するようにして
いる。
り、この実施例にあっては前記光源ボックス３を省略
し、フラッシュボックス５から光を照射するようにして
いる。
【００２９】図４は、本発明の放水制御システムの一例
を示す概念図である。放水制御システム２０において
は、浮遊物質撮影機１から送られたデジタル情報を、例
えばパソコン２１に入力してこのデジタル映像の輝度値
を測定し、後述する方法で求めた輝度値とＳＳ濃度との
相関係数から、試料水６中のＳＳ濃度を計算する。そし
て、例えばＳＳ濃度が２００ｍｇ／リットル以下であれ
ば、沈澱池の排水管に設置された電動式の放水バルブ２
２へ開放信号を出し、２００ｍｇ／リットルを超えれば
放水バルブ２２へ遮断信号を送る。
を示す概念図である。放水制御システム２０において
は、浮遊物質撮影機１から送られたデジタル情報を、例
えばパソコン２１に入力してこのデジタル映像の輝度値
を測定し、後述する方法で求めた輝度値とＳＳ濃度との
相関係数から、試料水６中のＳＳ濃度を計算する。そし
て、例えばＳＳ濃度が２００ｍｇ／リットル以下であれ
ば、沈澱池の排水管に設置された電動式の放水バルブ２
２へ開放信号を出し、２００ｍｇ／リットルを超えれば
放水バルブ２２へ遮断信号を送る。
【００３０】さらにパソコン２１には、雨量計２３から
の信号および沈澱池の水位計２４からの信号を入力す
る。こうすることにより、ＳＳ濃度情報、降雨情報およ
び水位情報の３種類の情報を総合的に分析して、最終的
に放水バルブへの開閉信号を発することができる。
の信号および沈澱池の水位計２４からの信号を入力す
る。こうすることにより、ＳＳ濃度情報、降雨情報およ
び水位情報の３種類の情報を総合的に分析して、最終的
に放水バルブへの開閉信号を発することができる。
【００３１】すなわち、例えば連続降雨量が２０ｍｍを
超えたときであってＳＳ濃度が上昇し、水位には問題が
無い場合には放水バルブ２２を遮断したり、また、たと
えば降雨量が増加し沈澱池の水位が危険水域に達した場
合には、ＳＳ濃度が高くても放水バルブ２２を開放す
る、等の判断を行うことができる。なお、本発明の放水
制御システム２０を例えば沈澱池付近等であって送電不
能の地域で使用する場合には、電源２５としてソーラー
発電による電力を使用することも可能である。
超えたときであってＳＳ濃度が上昇し、水位には問題が
無い場合には放水バルブ２２を遮断したり、また、たと
えば降雨量が増加し沈澱池の水位が危険水域に達した場
合には、ＳＳ濃度が高くても放水バルブ２２を開放す
る、等の判断を行うことができる。なお、本発明の放水
制御システム２０を例えば沈澱池付近等であって送電不
能の地域で使用する場合には、電源２５としてソーラー
発電による電力を使用することも可能である。
【００３２】次に、試料水中のＳＳ濃度を計算するため
の輝度値とＳＳ濃度との相関係数について説明する。図
５は輝度と距離（ピクセル数：画素数）との関係を、濁
度が異なる試料ごとに測定した結果を示すグラフであ
り、このグラフから、ピクセル数が２０以下、つまり入
光口１０に近い部分からの反射の輝度はバラツキが大き
く、信頼性に乏しいことが分る。また、ピクセル数が４
０を超えると、濁度の高い試料からの反射輝度が濁度の
低い試料からの反射輝度よりも低下してしまう。これ
は、濁度が高いと光の入り口近傍での反射が多くなり、
その部分で照射光が消尽してしまうからと考えられる。
その結果、輝度とＳＳ濃度との関係が一定でなくなる。
したがって、輝度と距離（ピクセル数：画素数）との関
係を示す検量線から濁度を求める場合には、ピクセル数
が２０〜４０の範囲で比較する必要がある。
の輝度値とＳＳ濃度との相関係数について説明する。図
５は輝度と距離（ピクセル数：画素数）との関係を、濁
度が異なる試料ごとに測定した結果を示すグラフであ
り、このグラフから、ピクセル数が２０以下、つまり入
光口１０に近い部分からの反射の輝度はバラツキが大き
く、信頼性に乏しいことが分る。また、ピクセル数が４
０を超えると、濁度の高い試料からの反射輝度が濁度の
低い試料からの反射輝度よりも低下してしまう。これ
は、濁度が高いと光の入り口近傍での反射が多くなり、
その部分で照射光が消尽してしまうからと考えられる。
その結果、輝度とＳＳ濃度との関係が一定でなくなる。
したがって、輝度と距離（ピクセル数：画素数）との関
係を示す検量線から濁度を求める場合には、ピクセル数
が２０〜４０の範囲で比較する必要がある。
【００３３】図６は試料の濁度を求める別の方法を説明
した物であり、この方法では、濁度に対応したデジタル
画像をＲＧＢ毎に予め作成しておき、このデジタル画像
と試料のデジタル画像とを比較することによって濁度を
求める。
した物であり、この方法では、濁度に対応したデジタル
画像をＲＧＢ毎に予め作成しておき、このデジタル画像
と試料のデジタル画像とを比較することによって濁度を
求める。
【００３４】図５に示した検量線から濁度を求める方法
と、図６に示したデジタル画像から濁度を求める方法の
何れも本発明では採用することができる。前者は簡便で
あるが測定領域に制限が課せられ、後者は測定機器にコ
ストがかかるが正確な値が得られる。
と、図６に示したデジタル画像から濁度を求める方法の
何れも本発明では採用することができる。前者は簡便で
あるが測定領域に制限が課せられ、後者は測定機器にコ
ストがかかるが正確な値が得られる。
【００３５】
【発明の効果】本発明の浮遊物質撮影機によれば、水中
の浮遊物質は水面と略平行な横方向からの光によって照
射され、一方外部の光は遮断されているため、水面上か
らのデジタルカメラ撮像であっても、水面で光が反射す
ることなく良好な映像を撮ることができる。また、フラ
ッシュ光照射手段を併用すれば、このフラッシュ光も水
面と略平行な横方向からの光に変換してあるため、ＳＳ
濃度が高い場合であっても鮮明なデジタル映像を得るこ
とができる。
の浮遊物質は水面と略平行な横方向からの光によって照
射され、一方外部の光は遮断されているため、水面上か
らのデジタルカメラ撮像であっても、水面で光が反射す
ることなく良好な映像を撮ることができる。また、フラ
ッシュ光照射手段を併用すれば、このフラッシュ光も水
面と略平行な横方向からの光に変換してあるため、ＳＳ
濃度が高い場合であっても鮮明なデジタル映像を得るこ
とができる。
【００３６】また、本発明の放水制御システムは、上記
浮遊物質撮影機からのデジタル映像をコンピュータに取
り込みＳＳ濃度を簡単に算出できる。さらにコンピュー
タには雨量計および水位計のデータもインプットし、こ
れらを総合的に判断して沈澱池における放水バルブの開
閉指示を発する。したがって沈澱池の水位が高すぎる場
合や降雨量が極端に多く、沈澱池が溢れて災害を生じる
恐れがある場合には、緊急時放水にも対応することがで
きる。
浮遊物質撮影機からのデジタル映像をコンピュータに取
り込みＳＳ濃度を簡単に算出できる。さらにコンピュー
タには雨量計および水位計のデータもインプットし、こ
れらを総合的に判断して沈澱池における放水バルブの開
閉指示を発する。したがって沈澱池の水位が高すぎる場
合や降雨量が極端に多く、沈澱池が溢れて災害を生じる
恐れがある場合には、緊急時放水にも対応することがで
きる。
【図１】本発明の浮遊物質撮影機の一例を示す正面断面
図。
図。
【図２】同浮遊物質撮影機の側断面図。
【図３】別実施例を示す図１と同様の図。
【図４】本発明の放水制御システムの一例を示す概念
図。
図。
【図５】輝度と距離（ピクセル数）との関係を濁度が異
なる試料ごとに測定した結果を示すグラフ
なる試料ごとに測定した結果を示すグラフ
【図６】懸濁水の濁度とＲＧＢ毎の画像との関係を示す
図
図
１…浮遊物質撮影機、２…試料ボックス、３…光源ボッ
クス、４…レンズボックス、５…フラッシュボックス、
６…試料水、２０…放水制御システム、２１…パソコ
ン、２２…放水バルブ、２３…雨量計、２４…水位計。
クス、４…レンズボックス、５…フラッシュボックス、
６…試料水、２０…放水制御システム、２１…パソコ
ン、２２…放水バルブ、２３…雨量計、２４…水位計。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０３Ｂ 15/00 Ｇ０３Ｂ 15/00 Ｔ Ｓ 15/03 15/03 Ｚ 15/05 15/05 19/02 19/02
Claims (3)
- 【請求項１】 水中に浮遊する物質のデジタル映像を撮
影するための機器であって、外部からの光を遮断した密
閉型ボックス形状を有し、検体である水を収容するため
の試料槽と、前記試料槽の上方に設けた光源から試料槽
に対して略垂直に照射した光を、検体水面と略水平とな
る方向に変更させ、検体である水の横面から水平方向に
照らすための光照射手段と、前記光照射手段により略水
平方向から照らされた水中に含まれる浮遊物質のデジタ
ル映像を水面上方から撮影する撮像手段と、を備えてい
ることを特徴とする水中の浮遊物質撮影機。 - 【請求項２】 前記水面上方にフラッシュ光源を設け、
このフラッシュ光源から水面に照射した光を、検体水面
と略水平となる方向に変更させ、検体である水の横面か
ら水平方向に照らすためのフラッシュ光照射手段を備え
ていることを特徴とする請求項１に記載の水中の浮遊物
質撮影機。 - 【請求項３】 沈澱池に貯留される水中の浮遊物質量を
測定し、沈澱池からの放水を制御するシステムであっ
て、請求項１または２に記載の浮遊物質撮影機と、この
浮遊物質撮影機で撮影した水中の浮遊物質のデジタル映
像から浮遊物質濃度を算出し、さらに雨量計および水位
計から送られる情報を総合して、沈澱池の放水バルブに
信号を送るコンピュータと、を備えていることを特徴と
する放水制御システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001067980A JP3588328B2 (ja) | 2001-03-12 | 2001-03-12 | 水中の浮遊物質撮影機および放水制御システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001067980A JP3588328B2 (ja) | 2001-03-12 | 2001-03-12 | 水中の浮遊物質撮影機および放水制御システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002267591A true JP2002267591A (ja) | 2002-09-18 |
| JP3588328B2 JP3588328B2 (ja) | 2004-11-10 |
Family
ID=18926236
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001067980A Expired - Fee Related JP3588328B2 (ja) | 2001-03-12 | 2001-03-12 | 水中の浮遊物質撮影機および放水制御システム |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3588328B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105004646A (zh) * | 2015-03-27 | 2015-10-28 | 南京林业大学 | 一种室内人工模拟降雨试验系统 |
| JP6684976B1 (ja) * | 2020-01-31 | 2020-04-22 | 三井Ｅ＆Ｓ環境エンジニアリング株式会社 | 有機性廃棄物処理の前処理設備に用いる夾雑物画像解析システム及び夾雑物画像解析システムを用いた前処理設備の運転システム |
| JP2021099222A (ja) * | 2019-12-20 | 2021-07-01 | 株式会社クボタ | 浮遊物検出方法および液体撮像装置 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49144285U (ja) * | 1973-04-11 | 1974-12-12 | ||
| JPS6468638A (en) * | 1987-09-09 | 1989-03-14 | Yokogawa Electric Corp | Image observing device for particle in reaction tank |
| JPH0171657U (ja) * | 1987-10-31 | 1989-05-12 | ||
| JPH05332915A (ja) * | 1992-05-29 | 1993-12-17 | Hitachi Ltd | 水圏監視装置及び浄化装置 |
| JPH06102165A (ja) * | 1992-09-17 | 1994-04-15 | Toshiba Corp | 水中画像検出装置 |
| JPH0830765A (ja) * | 1994-07-14 | 1996-02-02 | Toyo Constr Co Ltd | 水域モニタリングシステム |
| JPH08146299A (ja) * | 1994-11-22 | 1996-06-07 | Toshiba Corp | 液中検体検出装置 |
| JPH09281100A (ja) * | 1996-04-12 | 1997-10-31 | Nkk Corp | 水質監視装置 |
-
2001
- 2001-03-12 JP JP2001067980A patent/JP3588328B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (8)
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| JP7296312B2 (ja) | 2019-12-20 | 2023-06-22 | 株式会社クボタ | 浮遊物検出方法および液体撮像装置 |
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| JP2021122752A (ja) * | 2020-01-31 | 2021-08-30 | Ｊｆｅ環境テクノロジー株式会社 | 有機性廃棄物処理の前処理設備に用いる夾雑物画像解析システム及び夾雑物画像解析システムを用いた前処理設備の運転システム |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3588328B2 (ja) | 2004-11-10 |
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