JP2014115157A - 油膜検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】検出対象面上の油膜を簡易にかつ感度よく検出することができるとともに、遠隔地においても誤検出であるか否かを簡易に確認する。
【解決手段】光源６からの検出光を検出対象面Ａに照射し、検出対象面Ａからの反射光を検出する光検出部８と、該光検出部８により検出された反射光の光量が所定の閾値を超えたか否かを判定する判定部９と、該判定部９により、反射光の光量が所定の閾値を超えたと判定された場合に検出対象面Ａを撮影して画像を取得する撮影部４と、該撮影部４により取得された画像を出力する画像出力部とを備える油膜検出装置１を提供する。
【選択図】図２

Description

本発明は、油膜検出装置に関するものである。

従来、浄水場や河川、湖沼等の水面（検出対象面）に存在する油膜を検出するために、光源からの検出光を検出対象面において走査させ、検出対象面からの反射光を凹面鏡によって集光し、その焦点位置に配置された受光素子によって受光することにより、反射率の相違によって検出対象面における油膜を非接触で検出する油膜検出装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
また、検出対象面を撮影するカメラを設置しておき、画像を撮影し続けて、画像処理によって油膜を検出する油膜検出装置が知られている（例えば、特許文献２参照。）。

国際公開第２００９／０２２６４９号 特開平８−１２８９１６号公報

しかしながら、特許文献１の装置は、反射光の相違によって油膜を検出する方式であるため、反射率の大きな異物が検出対象面に配置されると誤検出してしまうという問題がある。特に、油膜検出装置が、遠隔地の河川等に設置されている場合に、誤検出であるか否かを確認することが困難である。

一方、画像処理により油膜を検出する特許文献２の装置では、油膜の存在を感度よく検出することが困難であるとともに、検出頻度の少ない油膜の検出のために膨大な処理量の画像処理によって油膜の検出をし続けることには無駄が多いという不都合がある。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、検出対象面上の油膜を簡易にかつ感度よく検出することができるとともに、遠隔地においても誤検出であるか否かを簡易に確認することができる油膜検出装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明の一態様は、光源からの検出光を検出対象面に照射し、検出対象面からの反射光を検出する光検出部と、該光検出部により検出された反射光の光量が所定の閾値を超えたか否かを判定する判定部と、該判定部により、反射光の光量が所定の閾値を超えたと判定された場合に検出対象面を撮影して画像を取得する撮影部と、該撮影部により取得された画像を出力する画像出力部とを備える油膜検出装置を提供する。

本態様によれば、光源からの検出光を検出対象面に照射し、検出対象面からの反射光が光検出器により検出される。検出された反射光の光量は判定部に送られて、判定部において所定の閾値を超えているか否かが判定される。検出対象面に油膜が存在する場合には、油膜が存在しない場合と比較して反射率が高くなるので、検出される光量は大きくなる。したがって、判定部において、反射光の光量が所定の閾値を超えたと判定された場合には検出対象面に油膜が存在すると考えられるので、撮影部が駆動されて検査対象面が撮影されその画像が取得される。そして、取得された画像が画像出力部によって外部に出力されることにより、遠隔地においても、出力されてきた画像によって油膜の検出が誤検出であったか否かを容易に確認することができる。

上記態様においては、前記撮影部が、紫外光を点滅させる紫外光源を備え、紫外光を照射したときの検査対象面と、紫外光を照射しないときの検査対象面とを撮影してもよい。
このようにすることで、紫外光源から検査対象面に紫外光が照射されると、検査対象面に油膜が存在する場合には油膜から蛍光が発せられる。したがって、紫外光を照射したときの検査対象面の画像と紫外光を照射しないときの検査対象面の画像には蛍光の光量分の差が発生するので、この２種類の画像を取得することにより油膜の存在をより確実に検出することができる。

また、上記態様においては、前記紫外光源から紫外光を照射したときに前記撮影部により取得された画像から、紫外光を照射しないときに前記撮影部により取得された画像を減算する画像処理部を備えていてもよい。
このようにすることで、紫外光を照射したときに油膜から発生した蛍光の光量分の差分画像を得ることができ、油膜の存在をより確実に検出することができる。

また、上記態様においては、前記撮影部により取得された画像をループ録画する記憶部を備え、前記画像出力部が、前記記憶部にループ録画された、前記判定部により反射光の光量が所定の閾値を超えたと判定された時点を含む前後の所定期間の画像群を出力してもよい。
このようにすることで、油膜が検出された時点の前まで遡った所定期間の画像を少ない記憶容量で保存することができ、油膜の検出時前後の画像から油膜の存在をより確実に確認することができる。

本発明によれば、検出対象面上の油膜を簡易にかつ感度よく検出することができるとともに、遠隔地においても誤検出であるか否かを簡易に確認することができるという効果を奏する。

本発明の一実施形態に係る油膜検出装置を示す全体構成図である。 図１の油膜検出装置の内部構造を示すブロック図である。 図１の油膜検出装置に備えられたカメラを示すブロック図である。 図３のカメラの変形例を示すブロック図である。 図３のカメラの他の変形例を示すブロック図である。

本発明の一実施形態に係る油膜検出装置１について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る油膜検出装置１は、図１に示されるように、油膜の有無を検出する水面（検査対象面）Ａの上方に配置された検出器本体２と、該検出器本体２からの信号に基づいて、表示および信号出力を行う変換器３と、検出器本体２による検出範囲を含む水面Ａ上の領域を撮影するカメラ４と、これらを設置するためのスタンド５とを備えている。

検出器本体２は、図２に示されるように、レーザ光（検出光）を水面Ａ上において走査させる光源部６と、該光源部６から発せられたレーザ光の反射光を集光する放物面鏡７と、該放物面鏡７の焦点位置に配置され集光された反射光を検出する受光部８と、光源部６を制御し、受光部８からの信号に基づいて種々の信号を変換器３に出力する制御部９とを備えている。

光源部６は、図示しないレーザ光源とスキャナとを備え、レーザ光源から発せられたレーザ光をスキャナによって、水面Ａ上において所定の走査領域にわたって２次元的に走査するようになっている。
放物面鏡７には光源部６からのレーザ光を通過させる貫通孔７ａが設けられ、貫通孔７ａ以外の領域に戻った反射光を焦点位置に集光するようになっている。

受光部８は、例えば、フォトダイオードであり、検出した反射光の光量に応じた強度の電気信号を出力するようになっている。
制御部９は、光源部６に対して予め定められたタイミングで、予め定められた走査範囲にわたってレーザ光を出力するよう指示するようになっている。

また、制御部９は、受光部８により受光された反射光の光量情報を変換器３に対して出力するとともに、受光された反射光の光量を所定の閾値と比較して、所定の閾値を越えた場合に、その旨を示す信号（高輝度検出信号）を変換器３に対して出力するようになっている。

変換器３は、検出器本体２の制御部９からの信号を受信する制御部１０と、該制御部１０から出力される光量情報を表示する表示器１１と、制御部１０から出力された信号に基づいて外部に信号出力を行う出力部１２とを備えている。
表示器１１は、入力部を兼ねるタッチパネルであり、各種設定変更もできる。また、表示器１１は光量情報を任意の形式で表示することができる。

出力部１２は、制御部１０から出力された光量情報を、常時、外部、例えば、監視室に送信するとともに、高輝度検出信号が出力された場合には、外部に対して警報出力を行うようになっている。
また、出力部１２は、制御部１０から高輝度検出信号が出力されたときには、カメラ４に対して送信指令信号を出力するようになっている。

カメラ４は、図３に示されるように、検出器本体２による検出範囲を含む水面Ａ上の領域を撮影する撮影部４ａと、該撮影部４ａにおいて取得された画像の画像情報を記憶するメモリ４ｂと、変換器３からの送信指令信号に応じてメモリ４ｂ内の画像情報を外部に送信する送信部４ｃとを備えている。

撮影部４ａは、常時撮影を行い、メモリ４ｂに画像情報を出力している。メモリ４ｂは、所定時間にわたる画像を順次更新するようにループ録画を行っている。したがって、メモリ４ｂ内には、過去の所定時間にわたる画像が記憶されている。
送信部４ｃは、送信指令信号が入力されたときには、メモリ４ｂ内に記憶されている所定時間にわたる画像を外部に送信するようになっている。

このように構成された本実施形態に係る油膜検出装置１の作用について以下に説明する。
本実施形態に係る油膜検出装置１を用いて水面Ａ上の油膜を検出するには、図１に示されるように、検出したい水面Ａの上方に間隔をあけて下向きに検出器本体２およびカメラ４の撮影部４ａを配置し、制御部９を作動させることによるレーザ光の水面Ａへの照射とカメラ４による水面Ａの撮影とを実施する。

レーザ光源から発せられたレーザ光は、水面Ａに照射されて反射され、その反射光の内、レーザ光源の方向に戻った部分が放物面鏡７によって集光されて受光部８により受光される。受光部８からは受光された反射光の光量に比例する電気信号からなる光量情報が出力され、制御部９は、その電気信号を所定の閾値と比較して、閾値を越える電気信号が受光部８から出力されたか否かを判定する。

制御部９は、受光部８から入力されてきた光量情報を常時変換器３に出力するとともに、判定の結果、電気信号が閾値を越えた場合には、その旨を示す信号を変換器３に対して出力する。
変換器３においては、制御部１０が、検出器本体２から入力されてきた光量情報を表示器１１に表示するとともに、出力部１２を介して光量情報を外部に常時出力する。また、検出器本体２から高輝度検出信号が入力されてきたときには、警報出力を外部に出力するとともに、送信指令信号をカメラ４に出力する。

カメラ４は、レーザ光の走査範囲を含む領域を撮影部４ａによって常時撮影していて、所定時間にわたる画像をメモリ４ｂにループ録画している。そして、送信指令信号が変換器３から送られてきたときには、その時点でメモリ４ｂに記憶している画像を送信部４ｃにより外部に向けて送信する。

このように、本実施形態に係る油膜検出装置１によれば、水面上に油膜が存在する場合には、油膜が存在しない場合と比較して反射率が高くなるので、検出される光量が大きくなって、検出器本体２から高輝度検出信号が出力される。この場合には、出力部１２から警報出力が行われるので、遠隔地においても警報によって油膜が検出されたことを認識することができる。さらに、送信指令信号が出力された場合には、カメラ４から検出時点を含む過去の画像が出力されるので、遠隔地においても、出力されてきた画像によって油膜の検出が誤検出であったか否かを容易に確認することができるという利点がある。

この場合において、カメラ４は取得した画像を全て記憶するのではなく、ループ録画によって所定時間内の画像のみを記憶するので、過大なメモリ容量は必要なく、また、送信に要する時間や電力等も少なくて済むという利点がある。

なお、本実施形態においては、送信指令信号が出力された時点でメモリ４ｂに記憶されている過去の画像を外部に出力することとしたが、これに代えて、送信部４ｃが送信指令信号を受け取ってから所定時間後に画像情報を出力することにしてもよい。このようにすることで、送信指令信号を受け取ってからも所定時間にわたってループ録画することにより、送信指令信号が出力された時点の前後にわたる画像を外部に出力することができる。

また、図４に示されるように、カメラ４が紫外光Ｖを発生する紫外光源１５と、該紫外光源１５を制御する制御部１３とを備えていてもよい。制御部１３は、送信指令信号を受け取ると、所定時間にわたって紫外光源１５を点滅させて紫外光Ｖを断続的に水面Ａ上に照射させる。これにより、紫外光源１５が点灯されているときには、水面Ａ上に油膜が存在すれば、油膜から発せられた蛍光が外来光に重畳された状態で撮影される。また、紫外光源１５が消灯されているときには外来光のみによる画像が取得される。

そして、制御部１３は、所定時間経過後に送信部４ｃに対してメモリ４ｂ内の画像を出力するように指令する。これにより、外部に出力されるメモリ４ｂ内の画像としては、高輝度検出信号が出力される以前の過去の水面Ａの画像、高輝度検出信号が検出された後の水面Ａの画像および該水面Ａの画像に蛍光が重畳された画像を含む所定期間にわたる画像となる。

送られてきた画像を受け取った側においては、紫外光Ｖが照射されているときと、照射されていないときの画像の差分を演算することにより、蛍光成分のみを抽出することができ、より確実に油膜の有無を判定することができる。また、紫外光Ｖを照射したときと照射していないときの画像を取得しているので、昼間の明るい状態で撮影された場合、夜間の暗い状態で撮影された場合のいずれにおいても、蛍光成分のみを抽出できて、油膜の有無を確認することができるという利点がある。

また、本実施形態においては、紫外光Ｖが照射されているときと照射されていないときの画像の差分を外部において演算することとしたが、これに代えて、図５に示されるように、撮影部４ａにより取得された紫外光Ｖを照射したときの画像から紫外光Vを照射していないときの画像を減算する画像処理部１４を備えていてもよい。

画像処理部１４は、制御部１３からの信号に基づいて、隣接する２つのフレーム画像のうち紫外光Vを照射したときの画像から紫外光Vを照射していないときの画像を減算し、蛍光画像としてメモリ４ｂに記憶させる。これにより、高輝度検出信号が発せられたときには、紫外光Vを点滅させて画像を取得し、画像間演算によって蛍光画像を生成し、所定時間にわたる画像とともに蛍光画像を外部に出力することにより、遠隔地においても、より確実に油膜の有無を確認することができる。

また、本実施形態においては、検出器本体２に設けられた制御部９が、閾値を越える電気信号が受光部８から出力されたか否かを判定する判定部として機能することとしたが、これに代えて、変換器３に設けられた制御部１０が判定部としての機能を備えていてもよい。

Ａ 水面（検出対象面）
１ 油膜検出装置
４ カメラ（撮影部）
４ｂ メモリ（記憶部）
４ｃ 送信部（画像出力部）
６ 光源部（光源）
８ 受光部（光検出部）
９ 制御部（判定部）
１４ 画像処理部

Claims (4)

1. 光源からの検出光を検出対象面に照射し、検出対象面からの反射光を検出する光検出部と、
   該光検出部により検出された反射光の光量が所定の閾値を超えたか否かを判定する判定部と、
   該判定部により、反射光の光量が所定の閾値を超えたと判定された場合に検出対象面を撮影して画像を取得する撮影部と、
   該撮影部により取得された画像を出力する画像出力部とを備える油膜検出装置。
2. 前記撮影部が、紫外光を点滅させる紫外光源を備え、紫外光を照射したときの検査対象面と、紫外光を照射しないときの検査対象面とを撮影する請求項１に記載の油膜検出装置。
3. 前記紫外光源から紫外光を照射したときに前記撮影部により取得された画像から、紫外光を照射しないときに前記撮影部により取得された画像を減算する画像処理部を備える請求項２に記載の油膜検出装置。
4. 前記撮影部により取得された画像をループ録画する記憶部を備え、
   前記画像出力部が、前記記憶部にループ録画された、前記判定部により反射光の光量が所定の閾値を超えたと判定された時点を含む前後の所定期間の画像群を出力する請求項１から請求項３のいずれかに記載の油膜検出装置。

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