JPS6117938A - 水中懸濁物質の監視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、上水処理場においてフロックの形成状況を画
像認識技術を用いて自動認識してなるフロック監視装置
に関する。

〔発明の背景〕

上水処踵埴においてフロックの形成の良否は、水処理に
とって極めて重要であり、後続の処理プロセスに直接的
に大きな影響を及ぼす。良好なフロック形成が行われな
いと、沈電池でフロックが沈降せず濾過池の負荷が増大
する。更に、フロック沈降の認知が遅れると、微小フロ
ックが一過性から流出することもある。従って、上水処
理場の水質管理の信頼性を向上させるためには、フロッ
ク形成状況の定量的な把握が必要となる。

現状でのフロック監視例を第１図〜第３図で説明する。

第１図でフロック形成池１には、フロック攪拌用のパド
ル２を設けておき、フロック３の攪拌を行う。このフロ
ック３を目視により観察する。監視員は専門家であるが
、目視では定量的把握は困難である。

第２図は監視用ＴＶ左カメラをフロック形成池１の真上
に設け、このカメラ４で直接にフロックを撮像する事例
である。このカメラ４からの映像信号をコントローラ５
を介してＣＲＴ６に取込み表示させる。ＣＲＴ６の表示
画面を監視員が目視によシ監視し、フロック形成状況の
判断を行う。

ＴＶカメラ４でフロックを撮像している点で第１図の例
と異なるが、最終判断は目視によってなす点で変りはな
い。更に、撮像する時間も一定の時間をおいてなすため
、フロックの形成の過程を正確に把握することが困難で
あった。

第３図は、連続的にフロック形成状況を把握してなる事
例を示す。本実施例は、計算機等より成る画像認識装置
１１を設けた点に特徴を持つ。画像認識装置１１は、Ｔ
Ｖカメラ４からのフロック画像を取込み、画像処理によ
シフロック形成状況を自動把握する。画像処理とは、２
値化処理、フロック本体の面積計算処理等を云う。その
面積の大きさによってフロック形成状況を把握できる。

自動認識を行っている点で第１図、第２図に比して進歩
しているが、下記の問題点を持つ。

画像認識装置１１により、精度よく、安定に画像認識す
るには、ＴＶカメラ４から画像情報をいかに、一定の条
件下で、取込むかがポイントとなる。これを第４図、第
５図で説明する。

第４図、第５図は、球状物１２に光を照射し、工業用Ｔ
Ｖカメラ１５により画像情報を取込む例である。第４図
は光の相違、第５図は光の照射位置の相違が、各々画像
情報の取込みに与える影響を説明する図である。

第４図は、球状物１２（フロックと考えてよい）に対し
て、同一方向から強い光１３、弱い光１４を照射して、
同一方向から工業用テレビカメラ１５により画像情報を
取り込む場合である。この時、工業用テレビカメラ１５
により取り込んだ画像情報である輝度情報は、第４図中
１６のようになる。即ち、光が強い場合の方が、輝度情
報中白レベル１７の占める割合が大きくなる。この輝度
情報１６をしきい値１８で２値化処理した場合の情報が
２値化情報２０である。つまシ、同一形状の被認識物で
あっても、光の強さの違いにより、その２値化情報２０
は、第４図中１６Ｈに示すように違ってくることがわか
る。

第５図は、球状物１２に対して、異なる位置から同一の
強さの光２１．２２を照射して、同一方向から工業用テ
レビカメラ１５によシ画像情報を取シ込む場合である。

この時、工業用テレビカメラ１５により取り込んだ画像
情報である輝度情報は、第５図中、２３のようになる。

即ち、光を工業用テレビカメラ１５と同一方向から照射
した方が、輝度情報中白レベル１７の占める割合が大き
くなる。この輝度情報２３をしきい値１８で２値化処理
した情報が２値化情報２４である。つまシ、同一形状の
被認識物であっても、光を照射される位置が違えば、そ
の２値化情報２４は、第５図中Ａ、Ｈに示すように違っ
てくることがわかる。

以上、第４．５図を用いて説明したように、画像処理技
術を用いた場合、被認識物への光の当て方（光量、照射
方向など）が大きな問題としてクローズアップされる。

一般に、上水処理場における処理設備は、その規模の大
きさによる制約から屋外に建設される。

このため、フロック形成池に入射する光の量は、時間の
経過とともに昼と夜で違い、同時刻でも天候による変化
、四季の移り変りによる光の強さの変化等によシ千差万
別とな夛、また、時間の経過とともに光の入射角度が刻
々と変化する。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、フロック形成状況を安定且つ精度よく
得ることを可能としたフロック監視装置を提供するもの
である。

〔発明の概要〕

本発明は、フロックをＴＶカメラによって撮像するに際
し、フロック撮影空間中に照射光以外の光を入射させな
いようにして撮影をはかった点に特徴を持つ。

〔発明の実施例〕

第６図は本発明の実施例図を示す。フロック形成池１内
には、フロック攪拌用パドル２を設置した。撮影装置５
０は、内部に投光器７とＴＶカメラ４とを搭載する。撮
影装置５０の外部は遮光部材２５をもって箱形をなし、
フロック形成池１の水面と接触する面はガラス板２６を
もって構成した。遮光部材２５は外部光を遮光する役割
を持つ。

このガラス板２６を介して投光器７の照射光はフロック
形成池内に入射させる。更に、投光器７を受けたフロッ
ク形成池内からの反射光は、ガラス板２６を介してＴＶ
カメラ４が撮像する。反射光とは、主としてフロック本
体３からのものである。

更に、撮影装置５０は、外光遮断用の突起部２５Ａを持
つ。更に、撮影装置５０は、全体の重みのために水中に
没しないようにフロートをつけておくか、又は軽量部材
よ多構成する。ガラス板２６と遮光部材２５とは密着し
ており、ガラス板２６を介してフロック形成池の水が内
部に侵入しないように構成した。

画像認識装置１１は、コントローラ８を介して投光器７
による照射光量を指定する。更に、画像認識装置１１ば
、コントローラ５を介してＴＶカメラ４からの画像情報
を受取り画像認識を行う。

動作を説明する。

投光器７の投光領域を２７とする。この投光領域は、Ｔ
Ｖカメラ４での撮像視野でもある。投光領域２７には、
外部光、特に自然光は入射しない。

突起部２５Ａによって遮光されるためである。

投光器７からの一定光は、ガラス板２６を介してフロッ
ク形成池１内に入射する。入射光は、形成池内に侵入し
、フロックが存在すればこのフロックに当り反射する。

この反射光をＴＶカメラ４が撮像し、画像認識装置１１
がこれを取込む。

画像認識装置１１は、撮像画像から得られた２値化画像
情報をもとに、フロックの数やフロックの面積を計算し
、フロック形成状況を認識する。

この実施例によれば、撮像視野内では投光器７からの照
射光による反射光のみが存在する。従って、太陽光の具
合や夜であるとかの条件に無関係に一定の反射光となり
、フロック形成状況の把握に外部光によるばらつきの影
響はなくなる。

第７図は他の実施例である。突起部２５Ａの代シに、フ
ロック形成池の全面をおおう大きさの遮光用支持部２５
Ｂを設けた点に特徴を持つ。　　　　　　　　　１この
実施例によれば、フロック形成池１の水面全面に遮光用
支持部２５Ｂを設けたが故に、外部光は完全に遮断でき
る。従って、完全に投光器７の投光量によってのみ撮像
が可能となる。

第８図は他の実施例図を示す。本実施例は、撮影装置５
０を水中に沈めてフロック形成を撮影可能とせしめたも
のである。撮影装置５０は投光部５０Ａと撮影部５０Ｂ
より成り、且つこの投光部５０Ａと撮影部５０Ｂとは同
一外部遮光部材２５によって箱状に形成され、且つ両者
は連結した構成をなす。投光部５０Ａの内部には投光器
７を設け、撮影部５０Ｂの内部にはＴＶカメラを設けた
。

更に、ガラス板２６Ａ、２６Ｂを介して密封しており、
該ガラス板２６Ａを介して投光器７とＴＶカメラ４とが
対向する。

この実施例によれば、ガラス板２６Ａと２６Ｂとの間の
空間が光照射区域、撮影区域となる。この区域内には、
外部光の入射は少なく、その区域内のフロックの正確な
把握が可能となる。

第９図は他の実施例である。この実施例は、撮影装置５
０で投光器７とＴＶカメラ４とを同一空間内に設けると
共に、その位置が互いに９０°に／Ｑ１ なるように設置した点に特徴を持つ。ガラス板２６Ｃ，
２６Ｄを介して投光し、受光することになる。

この実施例では、ＴＶカメラ４と投光器７とが同一ガラ
ス面を介して投光し受光する構成をとっていないため、
投光時のガラス面による反射光が直接にＴＶカメラで撮
像するという無用な障害を除去できる利点を持つ。尚、
ＴＶカメラ４と投光器７とは逆の位置であってもよい。

９０°以外の事例もありうる。

第１０図は、撮影装置を構成する投光器７とＴＶカメラ
４とを分離した構成の実施例である。

投光器７をフロック池１の側面に設置した。更に、撮影
部５０Ｃは遮光部材で箱形を形成し、内部にＴＶカメラ
４を設置した。支持部３１はフロック池の全面部に設け
た。投光器７の照射光はガラス板２６Ｂを介して水中に
照射となり、ＴＶカメラ４は、ガラス板２６Ｆを介して
その反射光を受光する。

第１１図の実施例は、第１０図の実施例にあつて、撮影
部５０Ｃ自体を水中に沈めて投光器４と対向せしめた点
に特徴を持つ。３２は表面遮光部材である。

以上の各種の実施例によれば、撮影光が一定であるため
、フロックの形成状況を正確に把握可能となった。

尚、遮光部材はすべて固定した構成としたが、駆動機構
を用いて撮影時にのみ遮光させるようにしてもよい。ま
た、ＴＶカメラ以外の撮像手段であってもよい。写真に
よっても可能である。

第１２図は、第６図に対応した具体的実施例である。フ
ロック形成池１は、３個が継続の接続をなす。各フロッ
ク形成池１は攪拌用パドル２が設けてあり、フロックの
攪拌を行う。最終段のフロック形成池１に、撮影装置５
０を設けた。この撮影装置５０は水面に浮かばせており
、ガラス板２６（第６図参照）がその水面に接触してい
る。

第１３図は、撮影装置５０を設けた部分の拡大図である
。バブル２は、回転翼２人を有し、図示ない駆動系によ
って矢印方向に回転し、フロック攪拌を行っている。駆
動系を排し自然回転であってもよい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、フロック形成池内のフロック形成状況
把握するための画像情報を取シ込む時に大きな問題とな
る。外光条件の時間、天候、季節などによる変動の影響
を受けずに、安価かつ単純な機構で、常に一定の光条件
のもと安定してフロックの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〜第３図は従来例図、第４図、第５図はフロック
撮影の説明図、第６図〜第１１図は本発明の実施例図、
第１２図、第１３図は実装例に基づ〈実施例である。 １・・・フロック形成池、２・・・パドル、３・・・フ
ロック、４・・・ＴＶカメラ、７・・・投光器、５．８
・・・コントローラ、１１・・・画像認識装置、５０・
・・撮影装置、２５・・・遮光部材、２６・・・ガラス
板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、フロック形成池中の外部光を遮光した部分に光を投
   光する投光器と、該投光器によつて投光された光（反射
   光又は透過光）を受光する受光手段と、該受光手段から
   の受光像を画像処理してフロック形成状況を認識する認
   識装置と、より成るフロック監視装置。 ２、上記投光器と受光手段とは外部からの光を遮光する
   遮光箱の中に挿入され、該遮光箱の一部に設けたガラス
   板を介してフロック形成池への投光及び受光を行つてな
   る特許請求の範囲第１項記載のフロック監視装置。 ３、上記受光手段はＴＶカメラより成る特許請求の範囲
   第１項又は第２項記載のフロック監視装置。