JP7296281B2 - 液体撮影装置 - Google Patents

Description

本発明は、槽内に貯留される液体中に浮遊する凝集フロックと、凝集フロックが沈降した上澄み液とを同時に撮影するための液体撮影装置に関する。

従来、例えば浄水場等において、図１４に示すような汚泥処理を行っている。すなわち、原水１０１（汚泥）を混和槽１０２に供給し、混和槽１０２内の原水１０１に凝集剤１０３を注入して攪拌し、その後、凝集槽１０４において、混和槽１０２から供給された微小フロック群を攪拌用パドル１０５によって順次攪拌し、粒径の大きな凝集フロック１０６を形成する。その後、沈殿池１０７において、凝集槽１０４から供給された凝集フロック１０６を沈殿させ、上澄み液１２０を処理した後に放流している。

凝集槽１０４には、凝集槽１０４内の原水１０１中の凝集フロック１０６を撮影する撮影装置１１０が設けられている。この撮影装置１１０は、図１５に示すように、工業用のテレビカメラ１１１（ＩＴＶ）を気密容器１１２内に収納し、凝集槽１０４内の原水１０１の水面１０９下に没したものである。気密容器１１２には透明な観察窓１１３が設けられ、観察窓１１３を通してテレビカメラ１１１で原水１０１中の凝集フロック１０６を撮影し、撮影した画像に基づいて凝集フロック１０６の大きさの分布や個数等を観測している。

気密容器１１２には、観察窓１１３の表面の汚れを取り除くためのワイパー１１４が設けられている。また、観察窓１１３の上方には、凝集フロック１０６を照射する照明装置１１５が配置されている。この照明装置１１５は凝集槽１０４内の原水１０１の水面１０９下に没している。

また、図１４に示すように、沈殿池１０７の出口には、沈殿池１０７内の上澄み液１２０の濁度を測定する濁度測定装置１２１が設けられている。濁度測定装置１２１は、図１６に示すように、工業用のテレビカメラ１２２（ＩＴＶ）と照明装置１２３とを気密容器１２４内に収納し、沈殿池１０７内の水面１１７下に没したものである。

気密容器１２４には、ガラス窓１２５，１２６と、ガラス窓１２５，１２６の表面の汚れを取り除くためのワイパー１２７とが設けられている。照明装置１２３の照明光は、ガラス窓１２５，１２６と両ガラス窓１２５，１２６間の上澄み液１２０とを経て、テレビカメラ１２２に取り込まれる。

これによると、濁度測定装置１２１で沈殿池１０７内の上澄み液１２０の濁度を測定し、この測定値に基づいて混和槽１０２への凝集剤１０３の注入量等を調節している。例えば、測定した上澄み液１２０の濁度が基準値よりも高い場合、凝集剤１０３の注入量を増加させ、測定した上澄み液１２０の濁度が基準値よりも低い場合、凝集剤１０３の注入量を減少させている。

上記のような汚泥処理システムについては例えば下記特許文献１に記載されている。

特公平６－６１４１０

しかしながら上記の従来形式では、図１５に示すように、撮影装置１１０については、テレビカメラ１１１を内蔵した気密容器１１２が原水１０１の水面１０９下に没した状態で凝集フロック１０６を撮影するため、観察窓１１３の表面に汚れが付着し易く、正確な撮影データを得ることができなくなる虞がある。このため、ワイパー１１４を作動して、頻繁に観察窓１１３を清掃する必要があるが、このようなワイパー１１４等の清掃手段が必要になるため、撮影装置１１０の構造が複雑化し、ワイパー１１４と観察窓１１３との間に異物が挟まってワイパー１１４が破損したり、観察窓１１３に傷が付くといった不具合が発生し易い。

同様に、図１６に示すように、濁度測定装置１２１については、テレビカメラ１２２と照明装置１２３とを内蔵した気密容器１２４が沈殿池１０７内の水面１１７下に没した状態で撮影するため、ガラス窓１２５，１２６の表面に汚れが付着し易く、正確な撮影データを得ることができなくなる虞がある。このため、ワイパー１２７を作動して、頻繁にガラス窓１２５，１２６を清掃する必要があるが、このようなワイパー１２７等の清掃手段が必要になるため、濁度測定装置１２１の構造が複雑化し、ワイパー１２７とガラス窓１２５，１２６との間に異物が挟まってワイパー１２７が破損したり、ガラス窓１２５，１２６に傷が付くといった不具合が発生し易い。

また、通常、凝集槽１０４における攪拌工程に数十分の時間を要し、沈殿池１０７における沈殿工程に数時間を要するため、上記のように沈殿池１０７の出口で測定した濁度に基づいて凝集剤１０３の注入量を調節する際、数時間のタイムラグが発生し、凝集剤１０３を最適な注入量に調節することが困難であった。

このようなタイムラグを低減させるための対策として、凝集槽１０４内に貯留される原水１０１（汚泥）の濁度を測定することが考えられる。しかしながら、凝集槽１０４内の液面上からカメラ撮影しようとすると、凝集槽１０４内の原水１０１が攪拌用パドル１０５等の攪拌装置で攪拌されているため、凝集槽１０４内の水面１０９が大きく波打ち、安定した画像を得ることができず、また、凝集槽１０４内の原水１０１中でカメラ撮影しようとすると、凝集槽１０４内の凝集フロック１０６が妨げとなって、本来測定したい凝集フロック１０６を除いた原水１０１の濁度が測定できないといった問題がある。

本発明は、簡素な構造で、安定した画像を得ることが可能な液体撮影装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本第１発明は、槽内に貯留される液体中に浮遊する凝集フロックと、凝集フロックが沈降した上澄み液とを同時に撮影するための液体撮影装置であって、
筒部材と、筒部材に固定された撮影手段とを有し、
筒部材は、液面下に没する水没部と、液面上に突出する突出部とを有し、
筒部材内は、水没部において、凝集フロックを撮影する筒状の第１撮影室と、凝集フロックが沈降した上澄み液を撮影する筒状の第２撮影室とに分けられており、
第１撮影室の上方と第２撮影室の上方とが筒部材の突出部内において連通し、
筒部材内の液面下に没する濁度判定標識が第２撮影室内に設けられ、
撮影手段は筒部材内の液面の上方から第１および第２撮影室内を撮影可能であり、
第１および第２撮影室は共に下端が液体中に浸漬された状態で開口し、
第２撮影室は第１撮影室よりも下方に長く形成された下方延長部を有しており、
下方延長部内で且つ濁度判定標識の下方には、液体中の凝集フロックが沈降する凝集フロック沈降領域が形成されているものである。

これによると、撮影手段で筒部材内の第１および第２撮影室内を撮影することにより、撮影された第１撮影室内の液面から、液体中の凝集フロックの画像が得られるとともに、撮影された第２撮影室内の液面から、濁度判定標識の画像が得られる。

このようにして得られた凝集フロックの画像に基づいて、凝集フロックの個数、大きさ、形状等を観測することができる。また、得られた濁度判定標識の画像に基づいて、第２撮影室内の液体の濁度を求めることができる。

この際、筒部材の水没部が槽内の液面下に没しているため、筒部材の周囲の液面が波打っていても、この波は筒部材に当って遮断され、筒部材内の液面は波立ちの少ない平穏な状態に保たれる。これにより、安定した画像を得ることができる。

また、撮影手段は、液面下に没せず、筒部材内の液面よりも上方に位置するため、液体中の汚れが撮影手段に付着することはなく、ガラス窓を清掃する等の清掃手段が不要になる。これにより、液体撮影装置の構造が簡素化される。

また、一台の液体撮影装置によって、槽内の凝集フロックの観測と濁度の測定とが行えるため、凝集フロック観測専用の撮影装置と濁度測定専用の撮影装置とを個別に設ける場合と比べて、小型軽量化を図ることができる。

また、下方延長部内の凝集フロック沈降領域において液体中の凝集フロックが沈降するため、第２撮影室内の液面付近には、粗大化した凝集フロックが少ない上澄み液が出現し、濁度判定標識は筒部材内の液面下に没した状態で上澄み液中に存在する。撮影手段で第１および第２撮影室内を撮影することによって得られた濁度判定標識の画像に基づいて、第２撮影室内の上澄み液の濁度を求めることができる。

本第２発明における液体撮影装置は、筒部材は上端が閉口し、
筒部材内の液面が筒部材外の液面よりも低いものである。

これによると、筒部材内は大気圧よりも高い正圧で水封された状態となり、筒部材内の液面の変動と波立ちが抑制される。

本第３発明における液体撮影装置は、筒部材内の液面よりも上方から第１および第２撮影室内を照射可能な第１照明装置を有し、
筒部材は遮光性を備え、
撮影手段の撮影中心軸が、筒部材内の液面に対し、斜め下方に向けて傾いているものである。

これによると、撮影手段の撮影中心軸が筒部材内の液面に対して斜め下方に向けて傾いているため、第１照明装置の照射光が筒部材内の液面に反射して生じる反射光が撮影手段の視野に入り込む量を低減することができる。これにより、撮影した画像に反射光が映り込んでしまうのを低減することができるため、得られた画像に基づいて、第１撮影室内の液体中の凝集フロックの個数や大きさを正確に観測するとともに第２撮影室内の液体の濁度を正確に求めることができる。

また、外部から筒部材内に入射しようとする光が遮断されるため、外部からの光が筒部材内の液面で反射する等の悪影響を防止することができる。

本第４発明における液体撮影装置は、筒部材内は、筒部材内の液面よりも上方位置から、第１撮影室と第２撮影室とに仕切られ又は分岐しているものである。

本第５発明における液体撮影装置は、筒部材内に気体を供給する気体供給装置と、
筒部材内の液体を揚水して筒部材外へ排出する揚水管とを有し、
揚水管は、一端が筒部材内で開口するとともに、他端が筒部材外で開口し、
揚水管の一端開口部が筒部材外の液面よりも下位であり、
揚水管の他端開口部が筒部材外の液面よりも上位であるものである。

これによると、気体供給装置から筒部材内に気体を供給することにより、筒部材内の液体が、揚水管の一端開口部から流入する気体に同伴して押し上げられて揚水管内を上昇し、揚水管の他端開口部から筒部材外に排出される。

このように筒部材内の液体が揚水管を通って筒部材外に排出されると、これに伴って、槽内の液体が筒部材の下端開口から筒部材内に流入するため、筒部材内の液体が筒部材の外部との間でゆっくりと循環して入れ替えられる。これにより、常に最新の性状の液体を筒部材内に導入することができる。

本第６発明における液体撮影装置は、濁度判定標識の上面に、明度および大きさの少なくともいずれかが異なる標識が表示されているものである。

これによると、撮影手段で筒部材内の第１および第２撮影室内を撮影することにより、撮影された第２撮影室内の液面から標識の画像が得られ、この画像に基づいて、第２撮影室内の液体の濁度を求めることができる。

本第７発明における液体撮影装置は、濁度判定標識は上面が上下方向に傾斜しているものである。

これによると、上面が傾斜せずに水平になった濁度判定標識を用いた場合に比べて、濁度の測定精度を向上させることができる。

本第８発明における液体撮影装置は、撮影深さを制限するための背景板が第１撮影室内に設けられ、
背景板は筒部材内の液面よりも下方の所定深さ位置に備えられているものである。

これによると、背景板によって撮影深さが制限されるため、液体中の複数個の凝集フロックが上下方向において重なった場合に１個の大きな凝集フロックとして撮影されてしまう頻度を大幅に低減することができる。これにより、得られた画像から凝集フロックの個数や大きさを正確に観測することができる。

本第９発明における液体撮影装置は、背景板に映る凝集フロックの影を消すための第２照明装置が備えられているものである。

これによると、背景板に映る凝集フロックの影を実在する凝集フロックと誤認してしまうのを防止することができる。これにより、得られた画像から凝集フロックの個数や大きさを正確に観測することができる。

以上のように本発明によると、簡素な構造で、安定した画像を得ることが可能な液体撮影装置を提供することができる。

本発明の第１の実施の形態における液体撮影装置を備えた凝集槽を有する汚泥処理システムの一部を示す図である。 同、凝集槽に備えられた液体撮影装置の縦断面図である。 図２におけるＸ－Ｘ矢視図である。 同、液体撮影装置の筒部材の斜視図である。 同、液体撮影装置によって撮影された標識の二値化後の画像の面積値と濁度との関係を示すグラフである。 本発明の第２の実施の形態における液体撮影装置の濁度判定標識を傾斜させた図である。 本発明の第３の実施の形態における凝集槽に備えられた液体撮影装置の縦断面図である。 本発明の第４の実施の形態における凝集槽に備えられた液体撮影装置の縦断面図である。 図８におけるＸ－Ｘ矢視図である。 同、液体撮影装置の底面図である。 本発明の第５の実施の形態における液体撮影装置の横断面図である。 本発明の第６の実施の形態における液体撮影装置の横断面図である。 本発明の第７の実施の形態における液体撮影装置の横断面図である。 従来の撮影装置と濁度測定装置を備えた汚泥処理システムを示す図である。 同、撮影装置の断面図である。 同、濁度測定装置の断面図である。

以下、本発明における実施の形態を、図面を参照して説明する。

（第１の実施の形態）
第１の実施の形態では、図１に示すように、１は産業廃水処理システムの一部であり、凝集槽２と、その下流側に設置された沈殿池３とを有している。凝集槽２には、凝集槽２内に貯留される汚泥５（液体の一例）に高分子凝集剤６を注入する注入装置７と、凝集槽２内の汚泥５を攪拌する攪拌装置８と、液体撮影装置１０とが備えられている。

尚、図１および図２では、液体撮影装置１０の構造を理解し易くするために、凝集槽２のサイズに対して液体撮影装置１０のサイズを実際のサイズ以上に大きく表現しており、実機においては、凝集槽２のサイズに対する液体撮影装置１０のサイズは図１および図２に示す割合よりも小さいものである。また、後述する他の実施の形態（図７および図８）についても同様である。

高分子凝集剤６を注入装置７から凝集槽２内の汚泥５に注入し、攪拌装置８で攪拌することにより、径の大きな凝集フロック１２（粗大フロック）が汚泥５中に形成される。

また、沈殿池３では汚泥５中の凝集フロック１２を沈殿させ、上澄み液１３を沈殿池３の出口から取り出して中和処理等を行った後に放流する。

液体撮影装置１０は、汚泥５中に浮遊する凝集フロック１２と、凝集フロック１２が沈降した上澄み液１４とを同時に撮影するための装置であり、図２～図４に示すように、筒部材２０と、筒部材２０に固定されたカメラ２１（撮影手段の一例）と、背景板２２と、濁度判定標識２３と、第１照明装置２４と、第２照明装置２５と、筒部材２０内に圧縮空気２６（気体の一例）を供給する空気供給装置２７（気体供給装置の一例）と、筒部材２０内の汚泥５を揚水して筒部材２０外へ排出する揚水管２８と、筒部材２０を凝集槽２に取り付ける取付部材２９とを有している。

筒部材２０は、金属製又は樹脂製の遮光体からなり、円筒状の周壁部３０と、周壁部３０の上端に設けられた天井部３１と、液面３５下に没する水没部３２と、液面３５上に突出する突出部３３とを有している。尚、筒部材２０の上部が突出部３３として構成され、突出部３３の下方が水没部３２として構成されている。

筒部材２０内は、水没部３２において、凝集フロック１２を撮影する半円筒状の第１撮影室３８と、上澄み液１４を撮影する半円筒状の第２撮影室３９とに分けられている。すなわち、第１撮影室３８と第２撮影室３９とは、筒部材２０内に設けられた仕切壁４０によって仕切られている。

第１撮影室３８は、半円周分の周壁部３０ａと仕切壁４０とで囲まれており、下端が汚泥５中に浸漬された状態で開口する第１下端開口部４１を有している。また、第２撮影室３９は、残り半円周分の周壁部３０ｂと仕切壁４０とで囲まれており、第１撮影室３８よりも下方に長く形成された下方延長部４３と、下方延長部４３の下端が汚泥５中に浸漬された状態で開口する第２下端開口部４４を有している。

尚、第２撮影室３９の下方延長部４３の周壁部３０ｂは、第１撮影室３８の周壁部３０ａよりも下方に長く形成されている。また、仕切壁４０は、その下端が下方延長部４３の周壁部３０ｂの下端と同じ高さになるように、下方に長く形成されている。筒部材２０内の液面３７から下方延長部４３の下端までの長さＡは筒部材２０の内径Ｄの１～１０倍（より好ましくは４～６倍）に設定されている。

仕切壁４０の上端部は筒部材２０内の液面３７よりも上方に突出しており、これにより、筒部材２０内は、筒部材２０内の液面３７よりも上方位置から、第１撮影室３８と第２撮影室３９とに仕切られている。

第１撮影室３８の上方と第２撮影室３９の上方とは筒部材２０の突出部３３内において連通している。また、筒部材２０内の液面３７は筒部材２０外の液面３５よりも低く保たれている。

カメラ２１は、筒部材２０の天井部３１に取り付けられて、筒部材２０内の液面３７よりも上方に位置しており、第１および第２撮影室３８，３９内を撮影可能である。尚、カメラ２１の撮影中心軸４６は筒部材２０内の液面３７に対して直交している。また、カメラ２１にはケーブル４７を介して画像処理装置（図示省略）が接続されている。

第１照明装置２４は、円環状の照明であり、カメラ２１のレンズ部分の周囲を取り囲むようにして筒部材２０の天井部３１に取り付けられており、筒部材２０内の液面３７よりも上方から第１および第２撮影室３８，３９内を照射可能である。尚、第１照明装置２４の光源には例えばＬＥＤ等が使用されている。

空気供給装置２７は、エアポンプ等からなり、給気管４９を介して筒部材２０の天井部３１に接続されている。

揚水管２８は、一端が筒部材２０内で開口するとともに、他端が筒部材２０外で開口し、上下方向の直管部２８ａが筒部材２０内に設けられている逆Ｌ形の管である。揚水管２８の一端開口部５０は、筒部材２０外の液面３５よりも下位にあり、第２撮影室３９内において下向きに開口している。また、揚水管２８の他端開口部５１は、筒部材２０外の液面３５よりも上位にあり、横向きに開口している。

背景板２２は、撮影深さを制限するための板であり、第１撮影室３８内に設けられて、筒部材２０内の液面３７よりも下方の所定深さ位置に備えられている。背景板２２には、光が透過し易い（透光性を有する）半透明の樹脂製或いはガラス製の板が用いられる。尚、背景板２２は、筒部材２０内の液面３７に対して平行になるように、取付軸５３を介して第１撮影室３８の周壁部３０ａと仕切壁４０との間に取り付けられている。

第２照明装置２５は、背景板２２上面に映る凝集フロック１２の影を消すための照明装置であり、仕切壁４０に取り付けられて、背景板２２の下方に位置している。尚、第２照明装置２５には、例えば防水機能を有するＬＥＤ等が使用されている。

濁度判定標識２３は、平板状の部材であり、第２撮影室３９内に設けられて、筒部材２０内の液面３７下に没している。尚、濁度判定標識２３は、その上面を筒部材２０内の液面３７に対して平行にし、取付軸５４を介して第２撮影室３９の周壁部３０ｂと仕切壁４０との間に取り付けられている。

濁度判定標識２３の上面には、大きさが同じで且つ明度（濃淡）が異なる複数の円形の標識５６ａ～５６ｅが表示されている。このうち、一端部に配置された標識５６ａは最も黒色に近い濃い灰色であり、他端部に配置された標識５６ｅは最も白色に近い濃い灰色であり、中間部に配置された標識５６ｂ～５６ｄは白黒の濃淡の度合いが段階的に異なった灰色である。

第２撮影室３９の下方延長部４３内で且つ濁度判定標識２３の下方には、汚泥５中の凝集フロック１２が沈降する凝集フロック沈降領域５７が形成されている。

尚、図３に示すように、第１撮影室３８と第２撮影室３９とは仕切壁４０を介して隣接しているため、カメラ２１の撮影視野５９（撮影可能範囲）内に第１撮影室３８の背景板２２と第２撮影室３９の濁度判定標識２３とを収めることができる。

以下、上記構成におる作用を説明する。

高分子凝集剤６を注入装置７から凝集槽２内の汚泥５に注入し、凝集槽２内の汚泥５を攪拌装置８で攪拌することにより、径の大きな凝集フロック１２を凝集槽２内の汚泥５中に形成する。

この際、後述するように、筒部材２０内の第２撮影室３９の汚泥５が揚水管２８を通じて筒部材２０外へ排出されるため、筒部材２０外の汚泥５が第２下端開口部４４から第２撮影室３９に流入するが、第２撮影室３９の凝集フロック沈降領域５７において汚泥５中の凝集フロック１２が沈降するため、筒部材２０内の第２撮影室３９の液面３７付近には、粗大化した凝集フロック１２が少ない上澄み液１４が出現し、濁度判定標識２３は筒部材２０内の液面３７下に没した状態で上澄み液１４中に存在する。

そして、第１照明装置２４で第１および第２撮影室３８，３９内を照射し、カメラ２１で第１および第２撮影室３８，３９内を撮影することにより、撮影された第１撮影室３８内の液面３７から、汚泥５中の凝集フロック１２の画像が得られるとともに、撮影された第２撮影室３９内の液面３７から、濁度判定標識２３の画像が得られる。

このようにして得られた凝集フロック１２の画像に基づいて、凝集フロック１２の個数、大きさ、形状等を観測することができる。また、得られた濁度判定標識２３の画像に基づいて、汚泥５中の凝集フロック１２に妨げられることなく、第２撮影室３９内の上澄み液１４の濁度を求めることができる。

この際、筒部材２０の水没部３２が凝集槽２内の液面３５下に没しているため、筒部材２０の周囲の液面３５が波打っていても、この波は筒部材３５に当って遮断され、筒部材２０内の液面３７は波立ちの少ない平穏な状態に保たれる。これにより、安定した画像を得ることができる。

また、カメラ２１は、液面３７下に没せず、筒部材２０内の液面３７よりも上方に位置するため、汚泥５中の汚れがカメラ２１に付着することはなく、ガラス窓を清掃する等の清掃手段が不要になる。これにより、液体撮影装置１０の構造が簡素化される。

また、一台の液体撮影装置１０によって、凝集槽２内の凝集フロック１２の観測と濁度の測定とが行えるため、凝集フロック観測専用の撮影装置と濁度測定専用の撮影装置とを個別に設ける場合と比べて、小型軽量化を図ることができる。

また、空気供給装置２７から筒部材２０内に圧縮空気２６を供給することにより、筒部材２０の第２撮影室３９内の上澄み液１４が、揚水管２８の一端開口部５０から流入する圧縮空気２６の気泡に同伴して押し上げられて揚水管２８内を上昇し、他端開口部５１から筒部材２０外に排出される。

このようなエアリフト作用によって第２撮影室３９内の上澄み液１４が揚水管２８を通って筒部材２０外に排出されると、これに伴って、凝集槽２内の汚泥５が第２撮影室３９の第２下端開口部４４から下方延長部４３内に流入するため、下方延長部４３内の汚泥５が筒部材２０の外部との間でゆっくりと循環して入れ替えられる。これにより、常に最新の性状の汚泥５を下方延長部４３内に導入して、その濁度を測定することができる。

この際、筒部材２０内は大気圧よりも高い正圧で水封された状態となり、筒部材２０内の液面３７の変動と波立ちが抑制される。

また、凝集フロック１２の沈降速度をＶ１（通常は数ｃｍ／分）とし、上澄み液１４と気泡との混合流体が揚水管２８内を下から上へ流れる時の管内流速をＶ２とすると、管内流速Ｖ２が沈降速度Ｖ１よりも低速（すなわちＶ１＞Ｖ２）になるように設計されている。

これにより、筒部材２０の下方延長部４３内の凝集フロック沈降領域５７において凝集フロック１２が確実に沈降し、凝集フロック沈降領域５７の凝集フロック１２が上昇して揚水管２８内に流入するのを防止することができる。

尚、図２に示すように、筒部材２０内の液面３７から下方延長部４３の下端までの長さＡを筒部材２０の内径Ｄの１～１０倍に設定しているため、攪拌装置８による攪拌の影響を受け難くなり、濁度測定までのタイムラグを短くすることができる。例えば、仮に上記長さＡを上記内径Ｄの１倍未満に設定すると、第２下端開口部４４が濁度判定標識２３の下方近傍に位置することになるため、攪拌装置８による攪拌の影響を受け易くなってしまう。また、仮に上記長さＡが上記内径Ｄの１０倍を超えると、第２下端開口部４４から筒部材２０内に流入した汚泥５が上昇して濁度判定標識２３に達するまでに時間を要し、濁度測定までのタイムラグが長くなってしまう。

また、筒部材２０は遮光体からなるため、外部から筒部材２０内に入射しようとする光が遮断され、これにより、外部からの光が筒部材２０内の液面３７で反射する等の悪影響を防止することができる。

また、上記のようにカメラ２１で第１および第２撮影室３８，３９内を撮影する際、第１撮影室３８内において、背景板２２によって撮影深さが制限されるため、背景板２２よりも深い箇所の凝集フロック１２は撮影されることはなく、背景板２２よりも浅い箇所の凝集フロック１２が撮影される。このように、背景板２２よりも深い箇所の凝集フロック１２を間引いて撮影することができるため、汚泥５中の複数個の凝集フロック１２が上下方向において重なった場合に１個の大きな凝集フロック１２として撮影されてしまう頻度を大幅に低減することができる。これにより、得られた画像から凝集フロック１２の個数や大きさを正確に観測することができる。

また、第２照明装置２５を点灯することにより、第２照明装置２５の照射光の一部が下方から上方へ背景板２２を透過するため、背景板２２の上面に映る凝集フロック１２の影が消去される。これにより、背景板２２の上面に映る凝集フロック１２の影を実在する凝集フロック１２と誤認してしまうのを防止することができ、得られた画像から凝集フロック１２の個数や大きさを正確に観測することができる。

また、上記のようにして撮影された濁度判定標識２３の標識５６ａ～５６ｅは以下のような画像処理を施される。すなわち、カメラ２１で撮影された標識５６ａ～５６ｅの画像を所定の明度閾値で二値化し、二値化後の標識５６ａ～５６ｅの画像の面積値と濁度との相関関係に基づいて、濁度を求める。

例えば、筒部材２０内の第２撮影室３９の上澄み液１４中の濁質が黒色や赤色等の有色成分を含んでいる場合、上澄み液１４の濁り具合が上昇すると、撮影された標識５６ａ～５６ｅの画像を所定の明度閾値で二値化した場合、各標識５６ａ～５６ｅの画像のうちの黒と認識される部分の面積（又は標識の数）が増えるとともに、白と認識される部分の面積（又は標識の数）が減る関係がある。また、上澄み液１４の濁り具合が低下すると、撮影された標識５６ａ～５６ｅの画像を所定の明度閾値で二値化した場合、各標識５６ａ～５６ｅの画像のうちの黒と認識される部分の面積（又は標識の数）が減るとともに、白と認識される部分の面積（又は標識の数）が増える関係がある。

図５は、二値化後の標識５６ａ～５６ｅの画像の黒と認識される部分の面積値と濁度との相関関係を示すグラフである。これによると、濁度が上昇した場合、二値化後の標識５６ａ～５６ｅの画像の黒と認識される部分の面積値が一定の割合で上昇する。このうち、第１のグラフＧ１は、上記第１の実施の形態において、図２に示すように上面を水平方向にした濁度判定標識２３を使用した場合に該当する。また、第２のグラフＧ２は、後述する第２の実施の形態において、上面が上下方向に傾斜している濁度判定標識２３を使用した場合に該当する。

尚、上記第１の実施の形態では、上澄み液１４中の濁質が有色成分を含んでいる場合について説明したが、上澄み液１４中の濁質が白色成分のみを含んでいる場合は、濁度が大きくなるほど、白と認識される部分の面積値が増加するため、図５のグラフとは逆の関係になり、黒と認識される部分の面積値が小さくなるので、この点について注意が必要である。

（第２の実施の形態）
第２の実施の形態では、図６に示すように、濁度判定標識２３は、その上面が上下方向に傾斜した状態で、第２撮影室３９内に設けられている。ここでは、一端部に配置された最も黒色に近い濃い灰色の標識５６ａを上位にし、他端部に配置された最も白色に近い淡い灰色の標識５６ｅを下位にして、上位ほど明度が小さくなるように濁度判定標識２３を傾斜させている。濁度判定標識２３の傾斜角度Ｂは例えば４５°に設定されている。

これによると、二値化後の標識５６ａ～５６ｅの画像の黒と認識される部分の面積値と濁度とは図５の第２のグラフＧ２のような関係になる。図５の第２のグラフＧ２の傾きＣ２は第１のグラフＧ１の傾きＣ１よりも大きいため、第１のグラフＧ１と比べて第２のグラフＧ２の方が、面積値の変化量に対する濁度の変化量が小さくなる。これにより、第１のグラフＧ１よりも第２のグラフＧ２の方が、面積値の誤差に対する濁度の誤差が小さくなるので、濁度判定標識２３を傾斜させた方が、濁度判定標識２３を水平方向にした第１の実施の形態と比べて、濁度の測定精度を向上させることができる。

また、第２撮影室３９内の上澄み液１４中に、凝集フロック１２より微細な固形粒子が存在しても、このような微細固形粒子は傾斜した濁度判定標識２３の上面に堆積し難いため、安定した測定が可能である。

尚、上記第２の実施の形態では、濁度判定標識２３の傾斜角度Ｂを４５°に設定しているが、濁度判定標識２３を４５°以外の傾斜角度Ｂで傾斜させてもよい。また、濁度判定標識２３の傾斜角度Ｂを変更可能にし、汚泥５の性状等に応じて最適な傾斜角度Ｂに調節してもよい。

上記第２の実施の形態では、一端部に配置された最も黒色に近い濃い灰色の標識５６ａが上位で且つ他端部に配置された最も白色に近い淡い灰色の標識５６ｅが下位になるように濁度判定標識２３を傾斜しているが、逆に、一端部に配置された標識５６ａが下位で且つ他端部に配置された標識５６ｅが上位になるように濁度判定標識２３を傾斜してもよい。或いは、最も黒色に近い濃い灰色の標識５６ａのみを複数個配列した濁度判定標識を傾斜させてもよい。

（第３の実施の形態）
第３の実施の形態では、図７に示すように、筒部材２０は汚泥５の液面３５，３７に対して所定角度で傾斜しており、これにより、カメラ２１の撮影中心軸４６が、筒部材２０内の液面３７に対し、斜め下方に向けて所定角度Ｅで傾いている。

これによると、第１照明装置２４の照射光６２が筒部材２０内の液面３７に反射して生じる反射光６３がカメラ２１の撮影視野５９に入り込む量を低減することができる。これにより、撮影した画像に反射光６３が映り込んでしまうのを低減することができるため、得られた画像に基づいて、第１撮影室３８内の汚泥５中の凝集フロック１２の個数や大きさを正確に観測するとともに第２撮影室３９内の上澄み液１４の濁度を正確に求めることができる。

上記第３の実施の形態では、筒部材２０を液面３５，３７に対して所定角度で傾斜させることにより、カメラ２１の撮影中心軸４６を筒部材２０内の液面３７に対して斜め下方に向けて所定角度Ｅで傾斜させているが、筒部材２０を液面３５，３７に対して傾斜させずに垂直に立てたままで（図２参照）、カメラ２１を筒部材２０の天井部３１に傾斜して取り付けることにより、撮影中心軸４６を、筒部材２０内の液面３７に対し、斜め下方に向けて所定角度Ｅで傾斜させてもよい。また、第１照明装置２４を筒部材２０の周壁部３０に傾斜して取り付け、第１照明装置２４の光軸を、筒部材２０内の液面３７に対し、斜め下方に向けて傾斜させてもよい。

（第４の実施の形態）
先述した第１の実施の形態では、図２に示すように、仕切壁４０を介して筒部材２０内を第１撮影室３８と第２撮影室３９とに仕切っているが、以下に説明する第４の実施の形態では、図８～図１０に示すように、筒部材２０内を第１撮影室３８と第２撮影室３９とに分岐している。

すなわち、筒部材２０は、長円形の筒状に形成された周壁部７０と、周壁部７０の下端部から分岐した円筒状の第１および第２分岐筒７１，７２と、これら両分岐筒７１，７２の上端部外周間に設けられた閉止板７３とを有している。第１分岐筒７１の上端部外周と第２分岐筒７２の上端部外周との間は閉止板７３によって閉止されている。

第１および第２分岐筒７１，７２はそれぞれ上下両端が開口しており、第１分岐筒７１内に第１撮影室３８が形成され、第２分岐筒７２内に第２撮影室３９が形成されている。

第１下端開口部４１は第１分岐筒７１の下端に形成されている。また、第２分岐筒７２は第１分岐筒７１よりも下方に長く形成された下方延長部４３を有しており、第２下端開口部４４は下方延長部４３の下端に形成されている。

第１および第２分岐筒７１，７２の上端部はそれぞれ筒部材２０内の液面３７よりも上方に突出しており、これにより、筒部材２０内は、筒部材２０内の液面３７よりも上方位置から、第１撮影室３８と第２撮影室３９とに仕切られている。

これによると、先述した第１の実施の形態と同様の作用および効果を得ることができる。
（その他の実施の形態）
第５の実施の形態として、図１１に示すように、濁度判定標識２３の標識５６ａ～５６ｅは、明度が同じ（全て黒色）で大きさが異なっているものでもよい。また、第６の実施の形態として、図１２に示すように、濁度判定標識２３の標識５６ａ～５６ｅは、明度と大きさの両者が異なっているものでもよい。さらに、第７の実施の形態として、図１３に示すように、濁度判定標識２３の標識５６ａ～５６ｅは、１つの円の中心ほど濃く、円の外周ほど薄くなるものであってもよい。

また、標識５６ａ～５６ｅは、円形に限定されるものではなく、円形以外の形状例えば四角形等であってもよい。また、標識５６ａ～５６ｅは白色と黒色の濃淡を段階的に変化させているが、白黒に限定されるものではなく、汚泥５等の液体の性状に応じて例えば青色や赤色の濃淡を段階的に変化させてもよい。

上記各実施の形態では、濁度判定標識２３は筒部材２０内の液面３７下に完全に没しているが、全ての標識５６ａ～５６ｅが筒部材２０内の液面３７下に没していれば、濁度判定標識２３の一部が筒部材２０内の液面３７上に突出していてもよい。

上記各実施の形態では、第１照明装置２４で第１撮影室３８と第２撮影室３９とを広範囲にわたり全体的に照射しているが、第１照明装置２４を用いて、カメラ２１の撮影視野５９のみをピンポイントで照射してもよい。

上記各実施の形態では、液体撮影装置１０に第２照明装置２５を備えているが、凝集フロック１２の影が背景板２２に映るといった不具合の影響が問題にならないほど少ない場合は、第２照明装置２５を備えていない液体撮影装置１０であってもよい。

また、液体撮影装置１０に背景板２２を備えているが、複数個の凝集フロック１２が上下方向において重なって１個の大きな凝集フロック１２として撮影されてしまうといった不具合の影響が問題にならないほど少ない場合は、背景板２２を備えていない液体撮影装置１０であってもよい。

２ 凝集槽
５ 汚泥（液体）
１０ 液体撮影装置
１２ 凝集フロック
１４ 上澄み液
２０ 筒部材
２１ カメラ（撮影手段）
２２ 背景板
２３ 濁度判定標識
２４ 第１照明装置
２５ 第２照明装置
２６ 圧縮空気（気体）
２７ 空気供給装置（気体供給装置）
２８ 揚水管
３２ 水没部
３３ 突出部
３５ 筒部材外の液面
３７ 筒部材内の液面
３８ 第１撮影室
３９ 第２撮影室
４３ 下方延長部
４６ 撮影中心軸
５０ 一端開口部
５１ 他端開口部
５６ａ～５６ｅ 標識
５７ 凝集フロック沈降領域

Claims (9)

1. 槽内に貯留される液体中に浮遊する凝集フロックと、凝集フロックが沈降した上澄み液とを同時に撮影するための液体撮影装置であって、
   筒部材と、筒部材に固定された撮影手段とを有し、
   筒部材は、液面下に没する水没部と、液面上に突出する突出部とを有し、
   筒部材内は、水没部において、凝集フロックを撮影する筒状の第１撮影室と、凝集フロックが沈降した上澄み液を撮影する筒状の第２撮影室とに分けられており、
   第１撮影室の上方と第２撮影室の上方とが筒部材の突出部内において連通し、
   筒部材内の液面下に没する濁度判定標識が第２撮影室内に設けられ、
   撮影手段は筒部材内の液面の上方から第１および第２撮影室内を撮影可能であり、
   第１および第２撮影室は共に下端が液体中に浸漬された状態で開口し、
   第２撮影室は第１撮影室よりも下方に長く形成された下方延長部を有しており、
   下方延長部内で且つ濁度判定標識の下方には、液体中の凝集フロックが沈降する凝集フロック沈降領域が形成されていることを特徴とする液体撮影装置。
2. 筒部材は上端が閉口し、
   筒部材内の液面が筒部材外の液面よりも低いことを特徴とする請求項１に記載の液体撮影装置。
3. 筒部材内の液面よりも上方から第１および第２撮影室内を照射可能な第１照明装置を有し、
   筒部材は遮光性を備え、
   撮影手段の撮影中心軸が、筒部材内の液面に対し、斜め下方に向けて傾いていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液体撮影装置。
4. 筒部材内は、筒部材内の液面よりも上方位置から、第１撮影室と第２撮影室とに仕切られ又は分岐していることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の液体撮影装置。
5. 筒部材内に気体を供給する気体供給装置と、
   筒部材内の液体を揚水して筒部材外へ排出する揚水管とを有し、
   揚水管は、一端が筒部材内で開口するとともに、他端が筒部材外で開口し、
   揚水管の一端開口部が筒部材外の液面よりも下位であり、
   揚水管の他端開口部が筒部材外の液面よりも上位であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の液体撮影装置。
6. 濁度判定標識の上面に、明度および大きさの少なくともいずれかが異なる標識が表示されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の液体撮影装置。
7. 濁度判定標識は上面が上下方向に傾斜していることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の液体撮影装置。
8. 撮影深さを制限するための背景板が第１撮影室内に設けられ、
   背景板は筒部材内の液面よりも下方の所定深さ位置に備えられていることを特徴とする請求項１から請求項７の何れか１項に記載の液体撮影装置。
9. 背景板に映る凝集フロックの影を消すための第２照明装置が備えられていることを特徴とする請求項８に記載の液体撮影装置。

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