JPH068784B2 - フロツク監視装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、浄水場のフロック形成池（混和池）における
フロック監視装置に関する。

〔発明の背景〕

浄水場では、原水の濁質粒径が小さいので、これらを凝
集させて、凝集塊（フロック）とし、このフロックを沈
降させるプロセスになっている。このため、フロック形
成池（混和池）におけるフロックの監視が必要不可欠で
ある。

従来、フロックの監視は、浄水場の維持管理者が、一日
数回、目視により監視していた。目視に依存するため、
判断基準が主観的、かつ、定性的であり、監視結果が運
転操作が反映されにくい欠点があった。さらに、監視頻
度が不連続なため、凝集不良時の対策が後手になり、ト
ラブルが大きくなる欠点があった。

他方、第６図の如き監視装置も依存する。図で、フロッ
ク形成池１００は、三段のフロック形成池１００Ａ，１
００Ｂ，１００Ｃで構成し、各形成池１００Ａ〜１００
Ｃ内にフロック３の攪拌用パドル２Ａ，２Ｂ，２Ｃを設
けた。最終段のフロック形成池１００Ｃ内に、フロック
撮像用ＴＶカメラ４を設けた。更に、駆動回路８で点灯
される投光器７を形成池１００Ｃ内に設けた。ＴＶコン
トローラ５は、ＴＶカメラ４からの撮像画像取込みを行
い、ＴＶ６がこれを画面上に表示する。ＴＶ６は監視室
に設置した。

この装置によれば、監視が人間の視界によるため、精度
に欠ける欠点を持つ。

他の従来例として、計算機を利用してフロックを認識す
る例もある（特開昭54-143239号）。規模が異なるが、
第６図に示せば、ＴＶコントローラ５に点線で示す如く
計算機（画像認識装置）９を接続したことになる。この
従来例は、計算機９でフロックを認識するとの大局的考
え方は示されているが、実際のフロック監視の具体的問
題点をほり下げた記載はない。

フロックの監視にあっては、ＴＶカメラで画像情報をい
かに一定の光条件下で取り込むかということが重要なポ
イントとなる。具体的には被認識物に常に同一の光量を
投射するかがポイントとなる。たとえば、光量が少なけ
れば、フロックを小さく認識してしまい、逆に光量が多
ければ同一形状であっても大きく認識してしまう。

そもそも、被認識物であるフロックは、浄水場フロック
形成池の水中という特殊な環境で形成され、工業用テレ
ビカメラ、投光器等も水中設置する必要がある。なた、
フロック自体は、数ミクロンから数ミリまでと種々の大
きさのフロックが水中に散在し、このため、それらフロ
ックによって投光器からの光が乱反射されるため、画像
情報取込時の投光器からの光量がいくらであるかを正確
に把握する方法がなく、また、投光器の発行部自体の寿
命により、投光器の投光量自体も変化するが、それさえ
同様にフロックの影響によりできなく、常に均一な条件
を作ることが困難であった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、安定な光条件のもとで撮像を可能とし
たフロック監視装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、投光器の投光の一部をＴＶカメラの設置室内
に導き、この光をＴＶカメラが観測して撮像し、この撮
像した投光器の投光量が変動しているか否かを調べ、許
容値以上の変動があれば、投光器を制御して規定値にな
るようにしたものである。

〔発明の実施例〕

第１図は、本発明のフロック監視装置の実施例図を示
す。フロック形成池１００Ｃ内には、フロック３の攪拌
用パドル２Ｃ、投光器７、ＴＶカメラ箱１２、バックス
クリーン１３、導光路１０を設けた。

フロック形成池１００Ｃの外部の監視室内には、各種制
御処理要素を設けた。即ち、この要素はＴＶカメラ４の
撮像画像を取込むＴＶコントローラ５、画像認識装置
（計算機）９、駆動回路８、制御用計算機（プロセッ
サ）１５、照度設定値メモリ１７、照度特性格納メモリ
１４、ＴＶ６である。

第１図中のII矢視部の断面図を中心とする詳細図を投２
図に示す。ＴＶカメラ箱１２は、気密封止された外箱１
２Ａ、内部に設けたＴＶカメラ４、フロック監視窓とな
るガラス窓１１、及び該ガラス窓１１の一部を通して導
光路１０を導く開口１１Ａ、光フィルタ２０を持つ。

投光器７は、内部に投光ランプ２１を持つ。導光路１０
は投光ランプ２１からの投光の一部の光を導く光通路で
ある。この導光路１０の内部には反射ミラー１８を設
け、光を箱１２内に導びいている。光フィルタ２０は、
導光路１０からの光が強すぎてＴＶカメラ４の感光部が
入力オーバにならぬように光を弱める機能を持つ。

第３図は画像認識装置９及び制御プロセッサ１５の両者
を含めての処理フローチャートを示す。

ステップ１ 制御用計算機１５より画像情報取込指令を画像認識装置
９へ送り、工業用テレビカメラ４で画像情報を取り込
み、工業用テレビカメラコントローラ５を介して、画像
認識装置９に伝送する。

この画像情報を取り込むと、第４図（ａ）に示すような
画像が得られる。つまり、第４図（ａ）のＡ部には、第
２図に示した導光機構１０を通ることにより、水中の状
況、例えばフロックの形成状況がどのような光を乱反射
する状況にあってもこれらの影響を受けることなく、投
光器投射光１９本来の強さに応じた明るさの画像情報が
得られる。また、この情報には、投光器７の発光部２１
の経年変化による光量低下による影響も含まれている。

ステップ２ 取り込んだ画像情報第４図（ａ）の内、照度計測エリア
（第４図（ａ）のＡ部）の画像情報のみを抽出する。

ステップ３ 上記ステップ２で抽出した映像情報の濃度頻度分布（明
るさのレベルの分布状況）を求める。

ステップ４ 上記ステップ３で演算した結果をもとに、照度特性格納
メモリ１４にあらかじめ格納されている濃度頻度分布−
照度対応表を参照することにより、照度を算出する。こ
うして、任意の光条件における照度が、画像認識装置９
の得意とする画像処理演算を行うことにより、照度計な
ど特別な計測装置を用いることなく、また、水中のフロ
ック等、外部の影響受けることなく容易に計測できる。

ステップ５ 算出された照度情報は、制御用計算機１５へ伝送され、
照度設定値メモリ１７にあらかじめ格納されている照度
設定値に合致するかどうかが判断され、照度不足なら投
光量増加指令を、照度過大なら投光量減少指令を、それ
ぞれ、投光器コントローラ８へ伝送する。投光器コント
ローラ８は、制御用計算機１５の指令に従って投光器の
投光量を制御する。

ステップ６ こうして、前述の（１）〜（５）のステップを何度かく
り返すことにより、照度情報が照度設定値メモリ１７内
に照度設定値に合致したら、制御用計算機１５はフロッ
ク形成状況把握演算指令を画像認識装置９へ送り、第４
図（ａ）中にＢで示した部分の画像情報を基に、フロッ
ク形成状況を判断（例えば、二値化処理後、フロック部
分の面積演算をする）する。

以上述べた方法により、水中の状況、例えば、フロック
の形成状況がどのような光を乱反射する状況にあって
も、それらの影響を受けず、また、投光器７の発光部２
１の経年変化による光量低下があってもその影響を補正
し特別な照度計測手段（照度計など）を用いず、画像認
識装置に照度計測機能をも合わせ持たせて有効活用する
ことにより、照度情報を適確に信頼性高く計測でき、そ
の情報をもとに投光量を制御することにより、常に一定
の光条件を画像情報取込領域１６に現出させ、安定した
フロック画像情報を取り込め、その画像情報に種々の演
算、例えば、二値化処理後フロックの面積演算などを行
ない、フロックの形成状況を定量的に連続して把握する
ことができる。

また、照度計などを用いて照度計測しても良いことは、
明白である。

第５図は、本発明の他の実施例である。第５図において
は、バックボードのかわりに、スリガラス等の半透明ボ
ード２３を設置し、該ボード２３を隔てて、投光器７と
工業用テレビカメラ４とを設置することにより、画像情
報取込領域１６の光条件の均一性をねらったものであ
る。この時、導光機構が複雑になるのを防ぐため、光フ
ァイバー２２を設置したものである。この光ファイバー
２２を用いることにより、投光器７の設置位置に自由度
が生まれ、最適な位置に設置することが可能となる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、水中の状況、例えば、フロックの形成
状況がどのような光を反射する状況にあっても、それら
の影響を受けず、また、投光器の経年変化による性能の
劣化が生じてもそれを補正することが可能となり、簡単
な構成で、照度情報を適確の信頼性高く計測でき、その
照度情報を投光量制御にフィードバックすることによ
り、常に均一な光条件のもと安定してフロック画像情報
を取り込むことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例図、第２図はその一部詳細図、
第３図は処理フローチャート、第４図（ａ），（ｂ），
（ｃ）は本発明の動作説明図、第５図は本発明の他の実
施例図、第６図は従来例図である。 １００Ｃ…フロック形成池、２Ｃ…パドル、３…フロッ
ク、４…ＴＶカメラ、７…投光器、９…画像認識装置、
１５…制御用計算機、１４，１７…メモリ、１０…導光
路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】フロック形成池内に設けられ、フロックへ
   の光の照射を行う投光器と；フロック形成池内に設けら
   れ、上記投光器の光照射部分を撮像する、気密封止され
   た箱収納のＴＶカメラと；上記投光器からの照射光の一
   部をＴＶカメラの気密封止された撮像視野内に導く導光
   路と；上記ＴＶカメラで撮像したフロック画像を取込み
   画像認識を行うと共に、上記ＴＶカメラで撮像した導光
   路からの光量を取込み照度規定値と比較し規定値外のと
   き上記投光器へ照度規定値の光を放出すべき制御信号を
   出力する処理手段と；該制御信号を受けて投光器の照度
   調整を行う駆動回路と；より成るフロック監視装置。