JP5207185B2 - 粉塵測定方法及び粉塵測定装置 - Google Patents
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Description
作業環境における粉塵濃度を測定して粉塵濃度が規定より高い場合は、換気を強化するなどして作業環境を良好に維持する必要がある。
半導体産業など粉塵を嫌う産業における粉塵の測定には、投光器と受光器をガスの流れに対して直角方向に対向させて光を横断させ、粉塵による光の透過量の大小を測定して粉塵濃度と関連付けがおこなわれている。
本発明は、トンネル工事現場に限らず携帯可能なデジタルカメラ等の撮影装置を使用して簡単に粉塵を測定できるようにするものである。
白斑画像は、オートフォーカスで撮影した場合、多くのデジタルカメラでは白色系の円形画像として撮影されるが、特定のデジタルカメラで撮影すると、図2に示すように白斑画像は、六角形の画像として撮影される。これは、デジタルカメラのCCD素子の配列の特異性によるものと考えられる。
前述のように、微粒子の反射光が画像として捉えることができるのは、レンズから約50mm以内であることから、撮影装置の焦点距離を50mm以内に設定して撮影すると、背景の映りこみがなくなり、白斑画像の識別が容易となり、個数のカウントがしやすくなる。
撮影装置がカラー画像用の場合は、モノクロ処理、エッジ強調処理、減色処理、反転処理などの適宜の画像処理を施して円形画像を抽出して測定の精度を向上させることが可能である。
デジタルカメラがモノクロ撮影モードを有している場合は、その機能を利用しても良い。
2 円形画像抽出手段
3 面積算定手段
4 比較手段
5 基準値設定手段
6 カウント手段
7 表示手段
図1の右側の画像は、デジタルコンパクトカメラを使用して施工中のトンネル内を撮影したものである。デジタルカメラをオートフォーカスとし、内蔵ストロボで閃光を発して撮影した。空気中に浮遊するセメント微粒子に閃光が反射して白色の円形画像が多数、種々の大きさで撮影された。一方、図1の左側の画像は、ストロボを使用しない場合であり、微粒子からの反射光が発生しないのでストロボ使用時に出現した白色系円形画像は撮影されない。なお、図1の画像は、撮影したカラー画像をモノクロ処理し、白斑を識別しやすいように白黒反転処理をおこなったものであり、白色系円形画像は円形のグレー画像で示されている。デジタルカメラ自体にモノクロ撮影モードがある場合は、その機能を利用しても良い。
画面の中央の奥に作業用車輌のヘッドライトと作業用の照明具から光が発せられているが、図3(1)のマクロモードにした場合は、全体的にバックが暗く撮影され、作業用車輌のヘッドライトが円形画像として撮影され、図3(2)では映りこんでいる正面と左側の作業用車輌が撮影されず、背景が黒色系であるので、微粒子の存在を示す白斑画像の識別が容易となっている。
以上のように、ストロボを使用すると、空気中に浮遊している微粒子が照射された光を反射し、この反射光が白斑として撮影される。この現象を利用することによって、撮影した画像中の白斑画像をカウントすることによってセメント微粒子粉塵の濃度を推定することが可能である。
すなわち、本発明方法に基づき、カメラのレンズ近傍から50mm程度以内に存在する粉塵に基づき撮影したデジタル画像を記憶した記憶媒体等から画像を読取る手段1と、読み取った画像から白色系円形画像を抽出する手段2と、その抽出画像の面積を算定する手段3と、その面積を予め設定した基準範囲と比較する比較手段4と、基準範囲内の円形画像をカウントする手段6、及びカウント結果を表示する表示手段7からなるものである。基準範囲は、適宜変更することができるように基準値変更手段5が設けてある。
エッジ処理をおこなって円形画像を抽出しやすくしたり、モノクロ処理、減色処理など、デジタル画像の画像処理手段を適宜採用して円形画像を抽出しやすくする。
特に、価格が従来の粉塵測定装置に比較して格段に安価であるデジタルカメラを使用する場合は、ポケットに入れて携行することが可能であり、足場の不確かなトンネル内への持ち込みも容易であり、操作はフラッシュ撮影という単純なものであり、撮影自体は気軽におこなうことができる。
デジタルカメラによる撮影は、通常、撮影者はカメラを目の高さに保持して撮影するので、作業員が吸引する可能性が極めて高い領域の粉塵濃度を簡便に計測することができ、撮影した画像をコンピュータで簡単に解析して濃度を算出することができる。
従って、測定を頻繁におこなうことが可能であり、安価な装置で環境の悪化を即座に認識することができ、粉塵が多く、環境基準を超えたと判断された場合は、換気の強化などで環境改善を図ることができるので作業者は良好な作業環境で仕事をすることができるようになる。
Claims (4)
- 粉塵微粒子の浮遊する自由空間にカメラのレンズ近傍から閃光を発し、レンズ近傍から50mm程度の位置を照射し、同時にカメラにより、浮遊する微粒子を白斑画像として撮影し、該白斑画像の数をカウントすることを特徴とする粉塵測定方法。
- 請求項1において、背景を黒色として撮影する粉塵測定方法。
- 請求項1において、撮影装置の焦点距離を50mm以下として撮影する粉塵測定方法。
- 前記請求項1乃至3記載のいずれかの方法により、カメラのレンズ近傍から50mm程度以内に存在する粉塵に基づき撮影された画像中の白斑画像を抽出する画像抽出手段、該白斑画像の面積を計算する面積計算手段、及び面積計算手段で得られた数値が設定範囲内にあるかを判定する比較手段、設定範囲内の白斑画像の数をカウントする手段、及びカウント結果を表示する表示手段とからなる粉塵測定装置。
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