JP3059692B2 - 液状物質の液位測定・監視方法 - Google Patents
液状物質の液位測定・監視方法Info
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Description
た液状物質や粘性を有する物質等の液位を非接触で測定
・監視する方法に関し、さらに詳しくは、撮像により得
られた容器内の画像を数値処理して行う液位測定・監視
方法に関するものである。
液位測定において、特に測定対象が高温であったり、あ
るいは、近づくことが難しい有害物質等である場合に
は、作業の安全性やセンサ材料の特性変化等の面から、
しばしば非接触形のセンサが使用されており、一般的に
この種の非接触形の液位センサとしては、例えば、超音
波式、レーザ式、あるいは放射温度計式等が知られてい
る。
式やレーザ式では、液状物質を貯溜するガラス製の容器
あるいは、ガラス製の窓を隔てての測定であって、ガラ
ス面において音波やレーザ光の反射が生ずるため、高精
度の測定は不可能または困難であった。また、放射温度
計では、温度領域が限定され、測定対象が限定されてし
まうといった欠点があった。
欠点を解消するために成されたものであって、液状物質
を貯溜する容器内の液位を容器内に測定冶具等を入れる
ことなく、容易にかつ精度良く測定・監視する方法を提
供することを目的としている。
載の本発明では、 容器(1)内に貯溜された液状物質
の液位(H)を測定・監視する方法であって、前記容器
(1)周縁の所定位置に基準線(9)を設け、この容器
(1)の上方より撮像装置(5)にて容器(1)内を撮
像し、得られた撮像信号をコンピュータ(7)に入力し
て映像をモニタ(8)に表示すると共に、同心円状に得
られた基準線画像(9a)および液面画像(2a)の画
像の中心位置(O)から各周上までの距離(X0)およ
び(X1)を算出し、算出した中心位置(O)から基準
線画像(9a)までの距離(X0)および中心位置
(O)から液面画像(2a)までの距離(X1)と、撮
像装置(5)の設置位置で決まる容器(1)の底面から
前記撮像装置(5)の結像面(11)までの距離(H
0)および容器(1)の基準線(9)から結像面(1
1)までの距離(H1)より液位(H)を算出すること
を特徴とするものである。
像装置(5)の撮像信号は階調信号であり、この階調値
の特定のピーク値を各々基準線画像(9a)および液面
画像(2a)とすることを特徴とするものである。
記基準線画像(9a)および液面画像(2a)の中心位
置(O)は、モニタ画面上で走査した少なくとも3本以
上の基準線走査線(13)と基準線画像(9a)との交
点の座標より算出することを特徴とするものである。
置の概略を示す図である。図中、1は円筒形の容器であ
って、内部に無害、有害な液体状物質、または粘性を有
する物質等が図示する液面2の位置まで貯留されてい
る。この容器1の上部中央には覗き窓3が設けてあり、
その上方には、この覗き窓3を介して容器1内を撮像す
るための撮像装置としてモニタカメラ5が据え付けられ
ている。このモニタカメラ5の撮像出力線21は撮像に
よって得られた入力画像を数値処理するためのコンピュ
ータ7に接続されていて、さらに、コンピュータ7は入
力された画像を表示するモニタ8を備えている。
像用の照明4が供給される別の覗き窓20が設けてあ
る。
に、底面に平行する環状の基準線9が設けてあり、この
基準線9が液位算出の際の基準値として利用される。し
たがって、前記モニタカメラ5による撮像でこの基準線
9が画像として読みとり可能である必要がある。
覗き窓3を通してモニタカメラ5が撮像した容器1内の
撮像信号(すなわち、基準線9と液面2の映像)が階調
信号として画像入力ボード6に入力され、コンピュータ
7に取り込まれる。コンピュータ7は、この階調信号の
特定のピーク値を検知して基準線画像9aおよび液面画
像2aとして逐次モニタ8に表示すると共に、モニタ表
示されたこれら基準線画像9aおよび液面画像2aに基
づいて液位を算出しデジタルおよびアナログで表示す
る。
て説明する。
像状況を示す図である。
メラ5の結像面11を判りやすく拡大表現したものであ
る。なお、破線10はモニタカメラ5の視野を示してい
る。
て、容器1内の映像、すなわち、基準線9と液面2はこ
の結像面11上に同心円状に映し出される。
すると、基準線画像9aは常に一定であるが、これに応
じて液面画像2aの円の径が大小に変化する。もし、液
面2が基準線9を越えたとすると、撮像で得られた液面
画像2aの円の径が基準線画像9aの円の径より大きく
なる。コンピュータ7による液位算出処理の際、上記し
た画像がモニタ8上に表示される。
ラ5の結像面11の距離をH0、基準線9とモニタカメ
ラ5の結像面11の距離をH1とし、同心円状に得られ
た基準線画像9aおよび液面画像2aの中心から各周上
までの距離をX0、X1とすると、求める液位Hは下式
で表すことができる。
画素数とする。
よびH1と画像上で検出した画素数X0、X1とから液
位Hを求めることができる。
準線画像9aおよび液面画像2aの中心位置は据え付け
するモニタカメラ5のパンにより一定しないため、X0
およびX1の算出は次のような方法で行なわれる。
ており、(X0,Y0)を原点とする、(X0,Y
m)、(Xm,Ym)、(Xm,Y0)の座標値で表さ
れる映像区画12内に基準線9および液面2の映像、す
なわち基準線画像9aおよび液面2aが表示される。な
お、Xmは水平画素数、Ymは垂直画素数である。
めるには、まず、例えば3本の基準線走査線13、1
3、13に沿って走査し、各基準線走査線13と基準線
画像9aの交点A、B、Cの座標を求め、この3点A、
B、Cのそれぞれの座標から基準線画像9aの中心位置
Oの座標を算出する。
から中心位置Oに向かう液面走査線14に沿って走査
し、液面走査線14と液面画像2aの交点Eの座標を求
め、中心座標(点O)から液面画像2a(点E)までの
距離(画素数)X1および中心座標から基準線画像9a
(点D)までの距離(画素数)X0を求める。このよう
に周上の任意の3点A、B、Cの座標から画像の中心位
置を求めるようにすることで、例えば、容器1が円形で
ない場合やモニタカメラ5の中心線が容器1の中心を通
らない場合でも、常に、距離X0,X1は正確に算出で
きる。また、本実施形態のように、撮像信号を階調信号
として取り込み、この階調値の特定のピーク値を画像と
することによって、より正確な画像位置が検出できるの
で、高精度な液位測定が可能となる。
に塗装表示したもの、アスベスト系のペーパを容器サイ
ズにパッキン状に切り出したものを容器1に設置したも
の、あるいは、既成容器1のフランジ部の境界面を基準
線9として利用することも勿論可能である。要するに、
モニタカメラ5が基準線を画像として読み取りれるもの
であれば如何なるものでも利用可能である。
状物質である場合、内容物が基準線9を越えるとモニタ
映像による基準線9の判別が難しくなるめ、基本的に
は、基準線9は常に液面2より上方に位置するように設
定される。また、測定対象が透明で基準線9の撮像が可
能であればこの限りではなく、何れの場合も上記した数
式により液位Hの算出は可能である。
5で液状物質が貯留される容器1内を撮像し、その画像
を数値処理して非接触による液位算出を行うから、既成
の容器であってもその容器等を改造することなく液位の
測定・監視ができるため、特に内容物が有害物質であっ
て容器の改造が困難な場合などに有効である。
カメラであるため、そのメンテナンス時にも容器内の気
密が確保できるから、内容物が有害物質である場合に有
効である。
れている施設等においては、その映像信号を処理するこ
とで、液位の測定・監視が簡単に実現できる。
本発明によれば、撮像装置にて液状物質が貯留された容
器内を撮像し、同心円状に得られた基準線画像と液面画
像の映像より液位を算出するようにしたので、非接触に
よる液位測定が可能となり、特に、化学プラントや原子
力プラントのように測定対象が有害物質である場合や、
製鉄所等のように測定環境が高温である場合には、作業
者の安全性も確保されることから極めて好適である。
置であり、メンテナンス時にも容器内の気密が確保でき
るから、特に有害物質等の液位測定に極めて有効であ
る。すでに、容器内の撮像装置が装備されているプラン
トであれば、その映像信号を数値処理することで、液位
の測定・監視が容易に、かつ正確に行える。
撮像信号を階調信号として、その特定ピーク値を画像と
して処理することによって、正確な画像位置が読みとれ
るようになり、高精度な液位測定が実現できる。
像により得られた基準線画像と液面画像の中心位置を基
準線画像上の3カ所以上の座標から算出するようにした
ので、容器が円形でない場合や、モニタカメラの中心線
が容器の中心よりずれている場合であっても、同心円状
に得られた基準線画像および液面画像の中心から各周上
までの距離を常に正確に算出できるようになる。その結
果、精度の良い液位測定が実現できる。
示す図である。
である。
る。
Claims (3)
- 【請求項1】 容器(1)内に貯溜された液状物質の液
位(H)を測定・監視する方法であって、 前記容器(1)周縁の所定位置に基準線(9)を設け、 この容器(1)の上方より撮像装置(5)にて容器
(1)内を撮像し、 得られた撮像信号をコンピュータ(7)に入力して映像
をモニタ(8)に表示すると共に、同心円状に得られた
基準線画像(9a)および液面画像(2a)の画像の中
心位置(O)から各周上までの距離(X0)および(X
1)を算出し、 算出した中心位置(O)から基準線画像(9a)までの
距離(X0)および中心位置(O)から液面画像(2
a)までの距離(X1)と、撮像装置(5)の設置位置
で決まる容器(1)の底面から前記撮像装置(5)の結
像面(11)までの距離(H0)および容器(1)の基
準線(9)から結像面(11)までの距離(H1)より
液位(H)を算出することを特徴とする液状物質の液位
測定・監視方法。 - 【請求項2】 前記撮像装置(5)の撮像信号は階調信
号であり、この階調値の特定のピーク値を各々基準線画
像(9a)および液面画像(2a)とすることを特徴と
する請求項1に記載の液状物質の液位測定・監視方法。 - 【請求項3】 前記基準線画像(9a)および液面画像
(2a)の中心位置(O)は、モニタ画面上で走査した
少なくとも3本以上の基準線走査線(13)と基準線画
像(9a)との交点の座標より算出することを特徴とす
る請求項1に記載の液状物質の液位測定・監視方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9210321A JP3059692B2 (ja) | 1997-08-05 | 1997-08-05 | 液状物質の液位測定・監視方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9210321A JP3059692B2 (ja) | 1997-08-05 | 1997-08-05 | 液状物質の液位測定・監視方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1151747A JPH1151747A (ja) | 1999-02-26 |
JP3059692B2 true JP3059692B2 (ja) | 2000-07-04 |
Family
ID=16587498
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9210321A Expired - Lifetime JP3059692B2 (ja) | 1997-08-05 | 1997-08-05 | 液状物質の液位測定・監視方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3059692B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI473976B (zh) * | 2013-06-28 | 2015-02-21 | Univ Nat Taiwan Ocean | 液面高度量測模組 |
CN106296674B (zh) * | 2016-08-04 | 2019-02-22 | 电子科技大学 | 一种椭圆形无栅格油位计的自动读数方法 |
-
1997
- 1997-08-05 JP JP9210321A patent/JP3059692B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH1151747A (ja) | 1999-02-26 |
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