KR101942240B1 - Underwater cctv system for floc observation - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 플록 관찰용 수중 CCTV 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수중의 영상을 촬영하고, 촬영된 수중 영상에 근거하여 플록 및 탁도를 검출하여 이상 여부를 판단하고, 판단 결과에 따라 디스플레이 장치 또는 경고음을 출력하여 정수시설에 대한 관리를 효율적으로 수행할 수 있는 플록 관찰용 수중 CCTV 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an underwater CCTV system for flock observation. More particularly, the present invention relates to an underwater CCTV system for flock observation. More particularly, the present invention relates to an underwater CCTV system for flock observation, To an underwater CCTV system for flock observation, which can efficiently manage water purification facilities by outputting a warning sound.
일반적으로 식수는 각종 유해물질에 대해 일생동안 섭취하여도 유해하지 않은 자연 상태의 물(암반대 수층안의 지하수, 용천수 등)과 같은 샘물과, 이런 샘물을 먹는데 적합하도록 물리적/화학적 처리를 가하여 제조한 먹는샘물과, 수자원(수원지, 댐, 계곡수, 강물 등)을 식수로 음용하기 위해 정수처리한 수돗물로 분류될 수 있다.Generally, drinking water is produced by applying a physical / chemical treatment to various kinds of harmful substances such as natural water which is not harmful even if taken for a lifetime, such as ground water and spring water in a cancer-opposing water layer, It can be categorized into drinking water and tap water which is treated with water to drink water for drinking water (water source, dam, valley water, river water, etc.).
상기의 분류 중에서, 수자원을 식수로 생산하는 정수처리시설은 응집제가 저장되어 있는 응집제 탱크, 상기 응집제 탱크로부터 공급되는 응집제와 원수가 혼합되는 혼화지, 상기 혼화지로부터 공급되는 혼합수가 저속 교반되어, 불순물이 응집된 플록(floc)이 생성되는 응집지, 상기 응집지로부터 플록이 포함된 혼합수가 유입되며 응집 플록이 침전되는 침전지 및 상기 침전지의 상등수를 여과하여 정수된 물을 생산하는 여과지를 포함하여 구성되어, 사용 목적에 적합하도록 수질을 개선하는 시설물이다.Among the above-mentioned classifications, the water treatment plant for producing water resources by drinking water includes a flocculant tank in which flocculants are stored, a flocculant in which raw water is mixed with a flocculant supplied from the flocculant tank, A flocculant in which flocculated flocs are formed, a sedimentation tank in which mixed water containing flocs is introduced from the flocculation floes and flocculated flocs are precipitated, and a filter paper for filtering purified water of the sedimentation tank to produce purified water And is a facility that improves water quality to suit the purpose of use.
여기서, 상기 정수처리시설의 정수효율을 결정하는 가장 주된 요인은 혼화지로 투입되는 약품, 즉 응집제의 혼합량과 상기 응집제와 혼합된 혼화수가 응집지에서 교반되며 플록을 형성하는 과정이라 할 수 있다. 상기 혼화지로의 응집제 투여량은 주입방법에 따라 혼화효율이 크게 변하게 되는데, Alum이나 PACL의 경우 가수분해가 1초 이내에 이루어지고, 입자와의 흡착이 순간적으로 이루어지며, 또한 적은 양의 응집제를 많은 양의 원수와 순간적으로 혼화시켜야 하기 때문에 그 운영이 상당히 어려운 실정이다.Here, the most important factor determining the water purification efficiency of the water treatment plant is the mixing amount of the chemicals to be mixed with the coagulant, and the mixing water mixed with the coagulant is stirred in the coagulant to form flocs. In the case of Alum or PACL, the hydrolysis takes place in less than one second, the adsorption of the coagulant to the particles occurs momentarily, and the amount of the coagulant is small It is very difficult to operate because it has to blend momentarily with the enemy of Yang.
위와 같은 문제점을 해소하고자 응집지의 플록을 검출하는 다양한 기술이 개발되었다.In order to solve the above problems, various techniques for detecting flocs on the aggregated paper have been developed.
응집지의 플록을 검출하는 기술 중의 하나로서, 등록특허공보 제10-0448560호에는 응집지의 플록 측정 시스템이 개시되었다.As one of the techniques for detecting flocs in cohesive paper, Japanese Patent Application No. 10-0448560 discloses a floc measurement system of cohesive paper.
상기 기술은 응집지의 수면으로부터 소정 깊이의 플록을 촬영할 수 있도록 원통형 촬영관이 렌즈에 설치되고 상기 렌즈의 선단을 밀폐시키는 덮개가 설치되는 카메라와 상기 렌즈와 이격되어 상기 렌즈측으로 조명하는 램프, 상기 덮개를 세척하도록 물을 분사하는 펌프로 구성되어, 카메라에 의해 수중의 플록을 촬영하는 응집지의 플록 측정 시스템에 관한 것이다.The technique includes a camera in which a cylindrical photographing tube is installed on a lens so as to photograph a flock of a predetermined depth from a surface of a cohesive paper and a lid is installed to close the front end of the lens and a lamp which is separated from the lens and illuminates to the lens side, And a pump for spraying water to wash the flock of the flock.
그러나 상기의 기술은 렌즈가 수면상에서 수중으로 길게 형성되고 일측 선단은 수중에 위치하며 일측에는 카메라가 설치됨에 따라 카메라로부터 피사체인 플록과의 거리가 상당하여 초점을 맞추기가 어렵고, 렌즈측으로 조사되는 램프의 광원에 의해 촬영된 영상에서 플록 검출이 용이하지 않은 문제점이 있다.However, according to the above technique, since the lens is formed long in water on the water surface and one end is located in the water and a camera is installed on one side, the distance from the camera to the flock which is the subject is considerable and it is difficult to focus, There is a problem in that floc detection is not easy in the image taken by the light source of FIG.
또한, 공개특허공보 제10-2004-0067702호에는 플록의 실시간 영상검출에 의한 정수처리장의 응집제 투입량 자동제어 방법이 개시되었다.In addition, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-2004-0067702 discloses a method of automatically controlling the amount of coagulant introduced into a water treatment plant by detecting real-time image of flocs.
상기 기술은 플록의 상태를 실시간으로 영상처리한 데이터에 근거하여 응집제의 투입량 및 혼합속도를 제어하는 것으로서, 응집지의 표층을 촬영한 영상을 이용한다는 점에서, 플록의 상태를 정확히 검출할 수 없는 단점이 있다.The above technique controls the amount of the coagulant to be injected and the mixing speed based on the data obtained by real-time image processing of the floc state, and it is a disadvantage that the state of the floc can not be accurately detected because the image of the surface layer of the coagulant is used. .
또한, 등록특허공보 제10-1715613호에는 수처리시설의 플록 모니터링 장치가 개시되었다. 상기 기술은 수평으로 이동하는 가이드레일에 수직으로 이동하는 가이드레일을 포함하고, 상기 수직으로 이동하는 가이드레일에 카메라를 설치하고, 상기 카메라를 향하는 방향으로 보색 광을 발생시켜 플록을 촬영하는 것으로서, 보색 광이 카메라에 의해 촬영된다는 점에서, 역시 플록의 상태를 정확히 검출할 수 없는 단점이 있다.In addition, JP-A-10-1715613 discloses a flock monitoring apparatus of a water treatment facility. The technique includes a guide rail that moves vertically to a horizontally moving guide rail, a camera is installed on the vertically moving guide rail, a complementary color light is generated in a direction toward the camera to photograph the flock, Since the complementary light is captured by the camera, there is a disadvantage in that the flock state can not be accurately detected.
본 발명은 상기 종래기술이 갖는 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명에서 해소하고자 하는 과제는, 수처리시설에서 응집지의 수중에 카메라를 설치하여 플록 영상을 실시간을 디스플레이 장치에 표시하고, 촬영된 플록 영상을 분석하여 이상 발생시에 알람신호와 디스플레이 장치에 이를 표시할 수 있는 플록 관찰용 수중 CCTV 시스템을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the problems of the prior art, and it is an object of the present invention to solve the problem of the prior art by providing a camera in a water treatment facility to display a flock image in real time on a display device, And an object thereof is to provide an underwater CCTV system for flock observation capable of analyzing a flock image and displaying it on an alarm signal and a display device when an abnormality occurs.
상기의 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 플록 관찰용 수중 CCTV 시스템은 응집지의 수중에 설치되어 수중 영상을 촬영하는 촬영장치; 상기 촬영장치에서 촬영된 영상을 수신하고, 수신된 영상에서 플록의 양과 탁도를 분석하여 이상 여부를 판단하는 제어장치; 상기 제어장치의 제어에 따라 상기 촬영장치에서 촬영된 영상을 표시하는 디스플레이 장치; 및 상기 제어장치의 제어에 따라 이상 발생시 경고음을 출력하는 알람장치를 포함하여 구성되고, 상기 제어장치는 수신된 영상을 분석하여 발생된 플록이 설정치 이하이거나 탁도가 설정치 이상인 경우 응집제 투입에 이상이 발생된 것으로 판단하고, 이상 발생시 상기 디스플레이 장치로 식별가능한 팝업화면을 표시하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an underwater CCTV system for flock observation, comprising: a photographing device installed in a water of a cohesive paper to photograph an underwater image; A control unit for receiving an image photographed by the photographing apparatus and analyzing the amount and turbidity of the floc in the received image to determine an abnormality; A display device for displaying an image photographed by the photographing device under the control of the control device; And an alarm device for outputting a warning sound when an abnormality occurs according to the control of the control device. The control device analyzes the received image, and if the flock generated by the analysis of the received image is less than the set value or the turbidity is equal to or higher than the set value, And displays a pop-up screen that can be identified by the display device when an error occurs.
여기서, 상기 촬영장치는 일측 선단이 상기 응집지의 수중에 입수되고 타측 선단이 수면 상부로 노출되도록 설치되는 제1 수직관; 및 상기 제1 수직관의 수중 선단에 설치되고, 상기 응집지의 하측을 향하여 수중 영상을 촬영하도록 설치되는 카메라부를 포함하는 것을 특징으로 한다.Here, the photographing apparatus includes a first vertical tube, one end of which is received in the water of the cohesive paper, and the other end of which is exposed to the upper part of the water surface; And a camera unit installed at the distal end of the first vertical tube for taking underwater images toward the lower side of the aggregated paper.
또한, 상기 카메라부는 내부 공간이 형성되고, 상측 플랜지와 하측 플랜지가 구비되는 몸체; 상기 제1 수직관에 내통되도록 결합되고, 상기 몸체의 상측 플랜지와 결합되는 상부캡; 상기 몸체의 하측 플랜지와 결합되고, 중심부는 투명 글래스가 구비되는 하부캡; 상기 몸체의 상측 플랜지와 상부캡 사이 및 하측 플랜지와 하부캡 사이에 각각 설치되어 상기 몸체의 내부를 방수시키는 실링재; 상기 몸체 내부에 설치되고, 상기 하부캡의 투명 글래스를 통해 응집지의 수중을 촬영하는 카메라; 및 상기 몸체에 설치되고, 상기 카메라의 촬영방향으로 광원을 조명하는 램프를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The camera unit may include a body having an internal space formed therein and having an upper flange and a lower flange; An upper cap coupled with the first vertical tube to communicate with the upper flange of the body; A lower cap coupled to the lower flange of the body, the center of which is provided with a transparent glass; A sealing member installed between the upper flange and the upper cap of the body and between the lower flange and the lower cap to seal the inside of the body; A camera installed inside the body and photographing the water of the cohesive paper through the transparent glass of the lower cap; And a lamp mounted on the body and illuminating a light source in a photographing direction of the camera.
또한, 상기 카메라의 렌즈는 상기 하부캡의 투명 글래스에 면접되고, 상기 램프는 상기 하부캡의 투명 글래스에 설치되되, 상기 렌즈 주변에 복수 개 구비될 수 있다.In addition, the lens of the camera is interposed in the transparent glass of the lower cap, and the lamp is installed in the transparent glass of the lower cap, and a plurality of the lamps may be provided around the lens.
아울러, 상기 촬영장치는 상기 제1 수직관과 평행하게 설치되는 제2 수직관; 및 상기 제2 수직관에 설치되어 회전동작에 따라 상기 하부캡의 투명 글래스 외측을 닦는 와이퍼부를 더 포함하여 구성될 수 있다.In addition, the photographing apparatus may include a second vertical tube installed parallel to the first vertical tube; And a wiper unit installed at the second vertical tube and wiping the outside of the transparent glass of the lower cap according to the rotation operation.
본 발명에 의하면, 촬영된 영상에 근거하여 응집제의 투입 여부를 신속히 검출할 수 있고, 검출 결과에 대한 판단시 이상 여부에 대해 시각적 또는 청각적으로 출력함에 따라 신속한 대응을 수립할 수 있는 장점이 있다.According to the present invention, it is possible to quickly detect whether or not the coagulant is input based on the photographed image, and it is possible to establish a quick response as the visual or auditory output of the abnormality is determined in the determination of the detection result .
또한, 본 발명은 정수처리시설의 현장운영에 있어 설치비용이 저렴하고 현장 운영자에 의한 운전 및 관리가 수월함으로써, 소수의 인원으로 비교적 큰 용량의 정수처리시설을 운영할 수 있는 장점이 있다.In addition, the present invention is advantageous in that it is possible to operate a relatively large-capacity water treatment facility with a small number of personnel because the installation cost is low in the field operation of the water treatment facility and the operation and management by the field operator is easy.
아울러, 공급되는 사용 목적에 적합한 수질의 물을 공급할 수 있으므로, 공급되는 물에 대한 신뢰성을 확보할 수 있는 장점이 있다.In addition, since water of suitable water quality can be supplied for the purpose of use, reliability of water to be supplied can be secured.
도 1은 본 발명에 따른 플록 관찰용 수중 CCTV 시스템의 전체적인 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 플록 관찰용 수중 CCTV 시스템에 적용된 촬영장치의 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 플록 관찰용 수중 CCTV 시스템에 적용된 촬영장치의 카메라부에 대한 분해 사시도.
도 4는 도 3에 따른 카메라부의 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 플록 관찰용 수중 CCTV 시스템에서 제2 수직관에 설치된 와이퍼부를 나타낸 사시도.
도 6은 본 발명에 따른 플록 관찰용 수중 CCTV 시스템에 적용된 제어장치의 구성도.
도 7은 본 발명에 따른 플록 관찰용 수중 CCTV 시스템에 적용된 디스플레이 장치에서 표시되는 화면을 나타낸 도면대용 사진.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a general block diagram of a underwater CCTV system for flock observation in accordance with the present invention; FIG.
2 is a perspective view of a photographing apparatus applied to a underwater CCTV system for flock observation according to the present invention;
3 is an exploded perspective view of a camera unit of a photographing apparatus applied to a underwater CCTV system for flock observation according to the present invention.
4 is a sectional view of the camera unit according to Fig. 3;
5 is a perspective view of a wiper section installed in a second vertical tube in the underwater CCTV system for flocking according to the present invention.
6 is a configuration diagram of a control device applied to a underwater CCTV system for flock observation according to the present invention.
7 is a view showing a screen displayed on a display device applied to a underwater CCTV system for flock observation according to the present invention.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 플록 관찰용 수중 CCTV 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수중의 영상을 촬영하고, 촬영된 수중 영상에 근거하여 플록 및 탁도를 검출하여 이상 여부를 판단하고, 판단 결과에 따라 디스플레이 장치 또는 경고음을 출력하여 정수시설에 대한 관리를 효율적으로 수행할 수 있는 플록 관찰용 수중 CCTV 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an underwater CCTV system for flock observation. More particularly, the present invention relates to an underwater CCTV system for flock observation. More particularly, the present invention relates to an underwater CCTV system for flock observation, To an underwater CCTV system for flock observation, which can efficiently manage water purification facilities by outputting a warning sound.
도 1은 본 발명에 따른 플록 관찰용 수중 CCTV 시스템의 전체적인 구성을 나타낸 도면이다.1 is a diagram showing the overall configuration of a underwater CCTV system for flock observation according to the present invention.
첨부된 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 플록 관찰용 수중 CCTV 시스템은 촬영장치(100), 제어장치(200), 디스플레이 장치(300) 및 알람장치(400)를 포함하여 구성된다.1, the underwater CCTV system for flocking according to the present invention comprises a photographing
촬영장치(100)는 응집지의 수중에 설치되어 수중 영상을 촬영하는 것으로서, 방수 기능을 갖는 장치로 구성된다.The photographing
도 2는 본 발명에 따른 플록 관찰용 수중 CCTV 시스템에 적용된 촬영장치의 사시도를 나타낸 것이다.2 is a perspective view of a photographing apparatus applied to a underwater CCTV system for flock observation according to the present invention.
첨부된 도 2를 참조하면, 촬영장치(100)는 제1 수직관(110), 제2 수직관(120), 카메라부(130) 및 와이퍼부(140)를 포함하여 구성된다.2, the photographing
제1 수직관(110)은 일측 선단이 상기 응집지(1)의 수중에 입수되고 타측 선단이 수면 상부로 노출되도록 설치되는 것으로서, 그 내부는 관통되어 통신선 또는 전원선 등의 전선이 배선된다.The first
제2 수직관(120)은 상기 제1 수직관(110)과 평행하게 설치되는 것으로서, 제2 수직관에는 와이퍼부(140)가 설치된다.The second
이때, 상기 제1 수직관(110)과 제2 수직관(120)은 응집지(1)의 수면에 직교하게 설치될 수 있고, 응집지(1)에 설치되는 별도의 브래킷(도면부호 미표시)에 안내되어 설치될 수 있다. 또한, 상기 제1 수직관(110)과 제2 수직관(120) 사이에는 평행간격을 유지하면서 결합시키기 위한 스페이서(150)가 구비된다.At this time, the first
카메라부(130)는 상기 제1 수직관(110)의 수중 선단에 설치되고, 상기 응집지(1)의 하측을 향하여 수중 영상을 촬영하도록 설치되며, 응집지(1)의 수중 영상을 촬영하여 송출한다.The
도 3은 본 발명에 따른 플록 관찰용 수중 CCTV 시스템에 적용된 촬영장치의 카메라부에 대한 분해 사시도이고, 도 4는 도 3에 따른 카메라부의 단면도이다.FIG. 3 is an exploded perspective view of a camera unit of a photographing apparatus applied to a underwater CCTV system for flocking according to the present invention, and FIG. 4 is a sectional view of the camera unit according to FIG.
첨부된 도 3 및 도 4를 참조하면, 촬영장치(100)의 카메라부(130)는 몸체(131), 상부캡(132), 하부캡(133), 실링재(134), 카메라(135) 및 램프(136)를 포함하여 구성된다.3 and 4, the
몸체(131)는 내부 공간이 형성되고, 상하측에는 각각 상측 플랜지(131A)와 하측 플랜지(131B)가 구비되는 것으로서, 첨부된 도면에는 원통형으로 도시하였으나, 설계조건에 따라서 다양한 형상으로 이루어질 수 있다.The
상부캡(132)은 상기 제1 수직관(110)에 내통되도록 결합되고, 상기 몸체(131)의 상측 플랜지(131A)와 결합되어 몸체(131)의 상부를 밀폐시킨다.The
하부캡(133)은 상기 몸체(131)의 하측 플랜지(131B)와 결합되고, 중심부는 투명 글래스(133A)가 구비되어 몸체(131)의 하부를 밀폐시킨다.The
실링재(134)는 상기 몸체(131)의 상측 플랜지(131A)와 상부캡(132) 사이 및 하측 플랜지(131B)와 하부캡(133) 사이에 각각 설치되어 상기 몸체(131)의 내부를 방수시키는 기능을 수행한다. 이러한, 실링재(134)로는 수밀성 또는 기밀성을 유지할 수 있는 재질이면 충분한 것으로서, 합성수지 또는 합성 고무의 페이스트 등으로 이루어질 수 있다.The sealing
카메라(135)는 상기 몸체 내부에 설치되고, 상기 하부캡(133)의 투명 글래스(133A)를 통해 응집지(1)의 수중을 촬영하고, 촬영된 영상을 제어장치(200)로 전송하는 기능을 수행한다.The
설계조건에 따라서, 상기 카메라(135)는 몸체(131)의 수밀 상태가 유지되지 못하는 경우를 대비하여 방수 기능을 갖는 카메라가 사용될 수 있다.According to the design conditions, the
램프(136)는 상기 몸체(131)에 설치되고, 상기 카메라(135)의 촬영방향으로 광원을 조명하는 기능을 수행한다.The
이때, 상기 램프(136)에서 조명되는 광원이 상기 카메라(135)의 렌즈모듈에 직접 입사되지 못하도록 상기 램프(136)는 상기 카메라(135)의 렌즈(135A)의 선단과 동일 선상에 위치하도록 설치된다.At this time, the
즉, 상기 카메라(135)의 렌즈(135A)는 상기 투명 글래스(133A)의 내측에 면접되어 설치되고, 상기 램프(136)는 상기 투명 글래스(133A)의 내측에 설치된다.That is, the
이러한 구성에 따르면, 상기 카메라(135)의 촬영방향에 대하여 상기 램프(136)의 조명방향이 순광을 유지함에 따라 응집지의 플록을 정확하게 촬영할 수 있게 된다. 즉, 순광은 피사체인 플록이 가지는 형태 및 색감을 정확하게 촬영할 수 있는 장점이 있다.According to such a configuration, since the lighting direction of the
여기서, 상기 램프(136)도 몸체(131)의 수밀 상태가 유지되지 못하는 경우를 대비하여 방수 기능을 갖도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 첨부된 도 4의 확대부분을 참조하면, 상기 램프(136)는 전원의 인가에 따라 광원을 조사하는 램프모듈(136A)과 상기 램프모듈(136A)의 외부를 감싸 수밀하는 투명 또는 반투명 재질의 수밀재(136B)로 이루어질 수 있다.Here, the
이에 따라, 몸체(131)의 수밀 상태가 유지되지 못하여 몸체(131) 내부로 응집지의 물이 유입되어도, 카메라(135) 및 램프(136)는 방수 상태를 유지하여 기기의 침수 피해를 방지할 수 있고, 촬영 및 조명의 기능을 계속하여 수행할 수 있는 장점이 있다.Accordingly, even if the water in the cohesive paper flows into the
와이퍼부(140)는 상기 제2 수직관(120)에 설치되어 회전동작에 따라 상기 하부캡(133)의 투명 글래스(133A) 외측을 세척하는 기능을 수행한다.The
도 5는 본 발명에 따른 플록 관찰용 수중 CCTV 시스템에서 제2 수직관에 설치된 와이퍼부를 나타낸 사시도이다.5 is a perspective view illustrating a wiper unit installed in a second vertical tube in the underwater CCTV system according to the present invention.
첨부된 도 2를 참조하면, 와이퍼부(140)는 제2 수직관(120)의 내부에 회동가능하도록 설치되는 회전축(141), 상기 회전축(141)의 상부측 선단에 설치되는 핸들(142), 상기 회전축(141)의 하부측 선단에 설치되어 상기 핸들(141)의 회전동작에 의해 회전되는 회전체(143), 상기 회전체(143)에 결합되는 와이퍼암(144) 및 상기 와이퍼암(144)에 결합되고 투명 글래스(133A) 외측에 접촉되는 블레이드(145)를 포함하여 구성된다.2, the
이에 따라, 사용자가 상기 핸들(142)을 회전동작하면, 상기 블레이드(145)가 상기 투명 글래스(133A)의 외측에 접촉된 상태에서 슬라이딩되어, 상기 투명 글래스(133A)를 닦아 내게 된다.Accordingly, when the user rotates the
본 발명에서, 카메라부(130)의 촬영방향이 응집지(1)의 하부를 향하여 설치됨에 따라 응집제에 의해 발생될 플록이 상기 카메라부(130)에 침전되어 촬영을 방해하지는 않는다. 그러나 상기 카메라부(130)가 응집지(1)의 수중에 위치하기 때문에 수중에 함유된 이물질이 투명 글래스(133A)의 외측에 부착될 수 있다.In the present invention, since the photographing direction of the
이때, 상기 수중에 위치하여 상기 투명 글래스(133A)의 외측에 접촉되는 블레이드(145)는 응집지(1)의 탁도에 따라 육안 관찰이 용이하지 않을 수 있다. 따라서, 상기 핸들(142)의 방향과 블레이드(145)가 설치되는 와이퍼암(144)의 방향은 상기 회전축(141)을 중심으로 동일선상에 위치하도록 구성될 수 있다.At this time, the
다음으로, 제어장치(200, 도 1 참조)에 대해서 설명한다.Next, the control device 200 (see Fig. 1) will be described.
제어장치(200)는 상기 촬영장치(100)에서 촬영된 영상을 수신하고, 수신된 영상에서 플록의 양과 탁도를 분석하여 이상 여부를 판단하는 기능을 수행하는 것으로서, 제어 로직을 수행할 수 있는 컴퓨터, 개인 단말기 또는 서버 등으로 구성될 수 있다.The
상기 제어장치(200)는 상기 촬영장치(100)로부터 전송되는 영상을 수신하고, 수신된 영상을 분석하여 발생된 플록이 설정치 이하이거나 탁도가 설정치 이상인 경우 응집제 투입에 이상이 발생된 것으로 판단하고, 이상 발생시 상기 디스플레이 장치(300)로 식별가능한 팝업화면을 표시하도록 제어한다.The
이때, 상기 촬영장치(100)는 응집지(1)의 규모에 따라 복수 개 구비될 수 있다. 이에, 상기 촬영장치(100)가 복수 개 구비되는 경우, 상기 제어장치(200)는 상기 촬영장치(100)에서 촬영된 영상을 구분하여 상기 디스플레이 장치(300)에 표시되도록 제어하고, 이상인 것으로 판단된 촬영장치(100)로부터 수신된 영상이 표시되는 디스플레이 장치(300)에만 식별가능한 팝업화면이 표시되도록 구성될 수 있다.At this time, a plurality of photographing
여기서, 상기 팝업화면은 배경화면의 색을 일정 간격으로 변경하거나 특정 문자를 블링크 방식으로 출력하여 육안 식별이 용이하도록 구성될 수 있다.Here, the pop-up screen may be configured to change the color of the background screen at regular intervals or to output a specific character in a blinking manner to facilitate visual identification.
도 6은 본 발명에 따른 플록 관찰용 수중 CCTV 시스템에 적용된 제어장치의 구성을 나타낸 도면이다.FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of a control apparatus applied to the underwater CCTV system for flock observation according to the present invention.
첨부된 도 6을 참조하면, 상기 제어장치(200)는 수신부(210), 검출부(220), 출력부(230), 저장부(240) 및 통신부(250)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 6, the
수신부(210)는 상기 촬영장치(100)에서 전송되는 영상을 수신하고, 수신된 영상을 검출부(220)로 전송한다.The receiving
검출부(220)는 수신된 영상을 분석하여 응집제의 투입 여부를 판단한다.The
혼화지로 투입되는 약품, 즉 응집제의 혼합량과 상기 응집제와 혼합된 혼화수가 응집지(1)에서 교반되며 플록이 형성된다.The mixing amount of the chemicals to be injected into the admixture, that is, the mixing amount of the flocculating agent and the mixing water mixed with the flocculating agent are stirred in the flocculation paper 1, and flocs are formed.
응집제로는 황산알루미늄, 폴리염화알루미늄, 황산철과 염화철 등이 사용되고 보조제로 소석회, 소다회, 가성소다, 알긴산나트륨 또는 활성규산 등이 사용된다.Aluminum sulfate, aluminum chloride, iron sulfate, and iron chloride are used as coagulants, and calcium sulfate, soda ash, caustic soda, sodium alginate or activated silicic acid are used as an auxiliary agent.
이때, 정수처리시설의 응집제 투입에 오류가 발생하여 응집제가 투입되지 못하거나 투입량이 기준 이하로 감소되는 경우에는 플록 발생이 감소되고 탁도는 증가된다. 또한, 응집지(1)에서는 응집제와 원수가 잘 혼합되도록 교반작용이 이루어짐에 따라 발생된 플록이 유동하게 된다.At this time, when the flocculant is not supplied due to an error in the introduction of the flocculant in the water treatment plant or the amount of the flour is reduced below the standard, floc occurrence is reduced and turbidity is increased. In addition, in the agglomerate 1, as the stirring action is performed so that the agglutinating agent and the raw water are mixed well, the generated flocs flow.
이에, 검출부(220)는 수신된 영상 중에서 정지화면을 이용하여 이상 여부를 검출할 수 있도록 구성될 수 있다. 응집제가 적정량 미만 또는 투입되지 않으면, 플록의 응집력이 저하되어 그 크기가 현저히 줄어들고 탁도는 증가되게 된다.Accordingly, the
본 발명에서는 영상 즉, 정지화면을 이용하여 플록의 응집형태와 개수, 탁도를 윤곽선 검출방식 또는 이진화방식 중에서 선택된 하나의 방식 또는 2개의 방식을 혼용하여 사용될 수 있다.In the present invention, the flocculation type, the number, and the turbidity of the floc can be used by using an image, that is, a still image, by using one method or two methods selected from the contour detection method or the binarization method.
먼저, 윤곽선 검출방식을 이용한 플록의 양과 탁도를 분석방식에 대해서 설명한다.First, the method of analyzing the amount and turbidity of flocs using the contour detection method will be described.
응집제가 이상 투입하게 되면 촬영된 영상에서 플록의 크기는 작아지는데, 영상에서 배경으로 판단되는 영역과 플록으로 판단되는 영역의 밝기 차이를 이용하여 플록의 외곽선을 검출하고, 상기 검출된 영역의 넓이를 산출하여 플록의 크기 및 개수를 산출하게 된다.When the flocculant is used up, the size of the flock is reduced in the captured image. The outline of the flock is detected by using the brightness difference between the region judged as background and the region judged as floc in the image, and the width of the detected region And the size and number of flocs are calculated.
영상의 모든 화소는 색정보를 가지고 있고, 영상 영역에서 밝기가 급격하게 변화하는 화소를 오브젝트 영역의 경계로 하여 윤곽을 검출한다. 즉, 윤곽선 검출은 화소의 밝기 변화에 의해 플록의 윤곽을 검출하는 것으로서, 밝기의 변화치는 그라디언트와 라플라시안 미분 연산을 이용하여 검출될 수 있다.All pixels of the image have color information, and a contour is detected with a pixel whose brightness suddenly changes in the image area as the boundary of the object area. That is, contour detection is to detect the contour of the floc by the brightness change of the pixel, and the brightness change value can be detected by using the gradient and the Laplacian differential computation.
또한, 윤곽선 검출방식에서 탁도는 플록의 크기 및 개수에 반비례하기 때문에 윤곽선 검출방식을 통해 검출된 플록의 크기가 설정치 이하이거나 또는 개수가 설정치 이하인 경우에는 탁도가 증가된 것으로 판단할 수 있다.Also, since the turbidity is inversely proportional to the size and number of flocs in the contour detection system, it can be judged that the turbidity is increased when the size of the floc detected through the contour detection method is less than the set value or the number is less than the set value.
또는, 탁도가 증가된 상태에서 촬영된 영상을 확대하면, 플록의 윤곽선이 층을 이루어 나타나는 계단현상이 발생된다. 즉, 배경 영역으로 판단되는 영역의 화소와 플록으로 판단되는 화소와의 이격 거리가 설정 화소 개수 이상으로 멀어지게 되면, 탁도가 증가한 것으로 판단될 수 있다.Alternatively, if the image is enlarged when the turbidity is increased, a step phenomenon occurs in which the outline of the floc appears as a layer. That is, if the distance between the pixel of the area determined to be the background area and the pixel determined to be floc is greater than the set number of pixels, it can be judged that the turbidity has increased.
다음으로, 이진화 검출방식을 이용한 플록의 양과 탁도를 분석방식에 대해서 설명한다.Next, the method of analyzing the amount and turbidity of flocs using the binarization detection method will be described.
이진화 방식은 영상 영역에서 임계값을 산출하고, 산출된 임계값을 이용하여 플록의 크기 및 개수를 검출하는 방식이다.The binarization method is a method of calculating a threshold value in an image area and detecting the size and number of flocs using the calculated threshold value.
이때, 영상 이진화 방식에는 다양한 방식이 있으나, 본 발명에서는 적응(Adaptive) 이진화 방식이 적용될 수 있다.At this time, there are various methods for the image binarization method, but an adaptive binarization method can be applied in the present invention.
상기 적응 이진화 방식은 전체 영상의 히스토그램을 이용하는 것이 아니라 영상의 일부분에 대한 히스토그램을 가지고 그 일부분의 임계값을 산출한 다음, 산출된 임계값을 이용하여 해당 부분을 이진화하는 방식이다.In the adaptive binarization method, a histogram of a part of an image is used instead of a histogram of a whole image, a threshold value of a part of the histogram is calculated, and the corresponding part is binarized using the calculated threshold value.
부연하면, 상기 적응 이진화 방식은 영상의 전체 영역을 m x m개의 소영상으로 분할한 다음, 분할된 소영상내의 각각 픽셀에서 최대 밝기값과 최소 밝기값의 평균 밝기값을 산출하고, 평균 밝기값과 각 픽셀의 밝기값을 이용하여 밝기 분산값을 산출한 다음, 산출된 밝기 분산값에서 일정한 상수(사용자 입력값)를 감산하여 산출되게 된다.Further, the adaptive binarization method divides the entire area of the image into mxm small images, calculates the average brightness value of the maximum brightness value and the minimum brightness value in each pixel in the divided small image, The brightness variance value is calculated using the brightness value of the pixel, and then the brightness variance value is calculated by subtracting a constant value (user input value) from the calculated brightness variance value.
이진화 방식에 의해 영상 촬영시의 주변 밝기값과 사용자의 입력값에 따라 이진화처리에 따른 임계값이 산출되기 때문에 이진화를 수행하는 데 따른 최적의 임계값을 산출할 수 있는 장점이 있다.Since the threshold value according to the binarization processing is calculated according to the surrounding brightness value at the time of image capturing and the input value of the user by the binarization method, there is an advantage that the optimal threshold value for performing the binarization can be calculated.
이에 따라, 응집제가 적정량 투입되지 못한 상태에서 촬영된 영상을 이진화 방식으로 처리하면, 탁도의 증가에 따라 작은 픽셀을 가지는 점들로 표시되거나 전체 영역이 단일색(검은색)으로 표시되게 된다.Accordingly, if the image taken in a state in which an appropriate amount of the flocculant is not applied is processed by the binarization method, the turbidity may be displayed as dots having small pixels or the entire area may be displayed as a single color (black).
설계조건에 따라서, 윤곽선 검출방식과 이진화방식의 2개 방식을 혼용하여 사용될 수 있다. 예를 들면, 윤곽선 검출방식으로 플록의 크기 및 개수를 검출한 다음, 검출된 플록의 영역을 이진화 방식을 적용하여 플록의 형상을 보정하여 플록의 크기 및 개수를 검출하도록 구성될 수 있다.According to the design conditions, it is possible to use the two methods of the contour detection method and the binary method in combination. For example, the size and number of flocs may be detected by the contour detection method, and then the area of the detected flocs may be subjected to a binarization method to correct the shape of the flocs to detect the size and number of flocs.
이와 같이, 검출된 플록의 크기 및 개수와 탁도에 근거하여 상기 검출부(220)는 검출된 플록이 설정치 이하이거나 탁도가 설정치 이상인 경우 응집제 투입에 이상이 발생된 것으로 판단하게 된다.In this way, when the detected flock is less than the set value or the turbidity is equal to or greater than the set value, the detecting
이때, 응집지는 교반작용에 따라 플록이 유동되게 되는데, 정지화면을 이용한 1개의 영상을 이용하여 응집제의 투입에 대한 이상 여부를 판단하는 경우, 판단오류가 발생될 수 있다. 따라서, 이상 여부에 대한 판단은 소정의 시간 동안 복수 개의 영상의 평균치를 이용하여 도출될 수 있도록 구성될 수 있다.At this time, the flocs flow due to the agitating action. When judging the abnormality with respect to the input of the flocculant by using one image using the still image, a judgment error may occur. Therefore, the determination of the anomaly can be made using the average value of a plurality of images for a predetermined time.
출력부(240)는 상기 수신부(210)에 수신된 영상을 실시간으로 출력하도록 제어한다. 또한, 상기 검출부(220)의 검출결과에 따라 응집제 투입에 이상이 발생된 것으로 판단되는 경우, 상기 검출부(220)의 제어에 따라 특정 문자와 경고음을 발생시키는 제어신호를 출력하는 기능을 수행한다.The
저장부(250)는 상기 수신부(210)에서 수신된 영상을 저장 관리한다. 또한, 상기 검출부(220)에서 사용된 정지화면에 대한 영상과 상기 정지화면의 영상에 대한 판단결과를 저장 관리한다.The
이때, 저장되는 수신 영상은 오래된 순서에 따라 삭제되도록 하여 저장부(250)의 저장공간을 효율적으로 활용하도록 구성될 수 있다.At this time, the received images to be stored may be deleted according to the old order, so that the storage space of the
또한, 상기 정지영상에 대한 판단결과는 응집제의 투입에 대한 이상 여부의 데이터로 활용되도록 하여, 반복 학습에 의해 판단 오류를 감소시키도록 구성될 수 있다.In addition, the judgment result on the still image may be utilized as data on the abnormality with respect to the input of the coagulant, and the judgment error may be reduced by repeated learning.
통신부(260)는 제어장치(200)와 외부 기기와의 통신을 수행하여 응집제의 투입 이상 발생시 저장된 휴대단말기 또는 원격지의 관리서버 등과 통신을 통해 해당 정보를 송수신하는 기능을 수행한다. The communication unit 260 communicates with the
한편, 디스플레이 장치(300) 및 알람장치(400)는 상기 제어장치(200)의 제어에 따라 영상을 출력하거나 경고음을 출력하는 기능을 수행한다.On the other hand, the
도 7은 본 발명에 따른 플록 관찰용 수중 CCTV 시스템에 적용된 디스플레이 장치에서 표시되는 화면을 나타낸 도면대용 사진이다.7 is a photograph showing a screen displayed on a display device applied to a underwater CCTV system for flock observation according to the present invention.
첨부된 도 7을 참조하면, 복수 개로 구성된 각각의 촬영장치(100)에서 촬영된 영상이 구분되어 디스플레이된다. 이에 해당 구역의 응집지에서 응집제의 투입에 따른 이상 발생시 촬영장치의 설치 위치에 근거하여 이상이 발생된 구역을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 7, images photographed by a plurality of photographing
본 발명에 의하면, 촬영된 영상에 근거하여 응집제의 투입 여부를 신속히 검출할 수 있고, 검출 결과에 대한 판단시 이상 여부에 대해 시각적 또는 청각적으로 출력함에 따라 신속한 대응을 수립할 수 있는 장점이 있다.According to the present invention, it is possible to quickly detect whether or not the coagulant is input based on the photographed image, and it is possible to establish a quick response as the visual or auditory output of the abnormality is determined in the determination of the detection result .
또한, 본 발명은 정수처리시설의 현장운영에 있어 설치비용이 저렴하고 현장 운영자에 의한 운전 및 관리가 수월함으로써, 소수의 인원으로 비교적 큰 용량의 정수처리시설을 운영할 수 있는 장점이 있다.In addition, the present invention is advantageous in that the installation cost is low in the field operation of the water treatment facility and the operation and management by the field operator is easy, so that a relatively large capacity water treatment facility can be operated with a small number of personnel.
아울러, 공급되는 사용 목적에 적합한 수질의 물을 공급할 수 있으므로, 공급되는 물에 대한 신뢰성을 확보할 수 있는 장점이 있다.In addition, since water of suitable water quality can be supplied for the purpose of use, reliability of water to be supplied can be secured.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시 예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미치는 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능하다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
100: 촬영장치 110: 제1 수직관
120: 제2 수직관 130: 카메라부
140: 와이퍼부 200: 제어장치
300: 디스플레이 장치 400: 알람장치100: photographing apparatus 110: first perpendicular tube
120: second vertical tube 130: camera part
140: Wiper part 200: Control device
300: Display device 400: Alarm device
Claims (5)
상기 촬영장치에서 촬영된 영상을 수신하고, 수신된 영상에서 플록의 양과 탁도를 분석하여 이상 여부를 판단하는 제어장치;
상기 제어장치의 제어에 따라 상기 촬영장치에서 촬영된 영상을 표시하는 디스플레이 장치; 및
상기 제어장치의 제어에 따라 이상 발생시 경고음을 출력하는 알람장치;
를 포함하여 구성되고,
상기 제어장치는,
상기 촬영장치에서 전송되는 영상을 수신하는 수신부;
상기 수신부에서 수신된 영상 중에서 정지화면을 통해 영상의 배경으로 판단되는 영역과 플록으로 판단되는 영역의 밝기 차이를 그라디언트와 라플라시안 미분 연산을 이용하여 플록의 외곽선을 검출하고, 상기 검출된 영역의 넓이를 산출하여 플록의 크기 및 개수를 산출하는 검출부;
상기 수신부에서 수신된 영상과 상기 검출부에서 사용된 정지화면에 대한 영상 및 상기 정지화면의 영상에 대한 판단결과를 저장 관리하는 저장부; 및
외부 기기와의 통신을 수행하여 응집제의 투입 이상 발생시 저장된 휴대단말기 또는 원격지의 관리서버로 해당 정보를 송신하는 통신부;
를 포함하여 구성되며,
상기 제어장치는,
수신된 영상을 분석하여 발생된 플록이 설정치 이하이거나 탁도가 설정치 이상인 경우 응집제 투입에 이상이 발생된 것으로 판단하고, 이상 발생시 상기 디스플레이 장치로 식별가능한 팝업화면을 표시하도록 제어하고,
상기 촬영장치는,
일측 선단이 상기 응집지의 수중에 입수되고 타측 선단이 수면 상부로 노출되도록 설치되는 제1 수직관; 및
상기 제1 수직관의 수중 선단에 설치되고, 상기 응집지의 하측을 향하여 수중 영상을 촬영하도록 설치되는 카메라부;
를 포함하며,
상기 카메라부는,
내부 공간이 형성되고, 상측 플랜지와 하측 플랜지가 구비되는 몸체;
상기 제1 수직관에 내통되도록 결합되고, 상기 몸체의 상측 플랜지와 결합되는 상부캡;
상기 몸체의 하측 플랜지와 결합되고, 중심부는 투명 글래스가 구비되는 하부캡;
상기 몸체의 상측 플랜지와 상부캡 사이 및 하측 플랜지와 하부캡 사이에 각각 설치되어 상기 몸체의 내부를 방수시키는 실링재;
상기 몸체 내부에 설치되고, 상기 하부캡의 투명 글래스를 통해 응집지의 수중을 촬영하는 카메라; 및
상기 몸체에 설치되되, 상기 카메라의 렌즈 선단과 동일 선상에 위치하도록 설치되고, 전원의 인가에 따라 광원을 조사하는 램프모듈과 상기 램프모듈의 외부를 감싸 수밀하는 투명 또는 반투명 재질의 수밀재로 이루어지며, 상기 카메라의 촬영방향으로 광원을 조명하는 램프;
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 플록 관찰용 수중 CCTV 시스템.
A photographing device installed in the water of the cohesive paper to photograph an underwater image;
A control unit for receiving an image photographed by the photographing apparatus and analyzing the amount and turbidity of the floc in the received image to determine an abnormality;
A display device for displaying an image photographed by the photographing device under the control of the control device; And
An alarm device for outputting a warning sound when an abnormality occurs under the control of the control device;
And,
The control device includes:
A receiving unit for receiving an image transmitted from the photographing apparatus;
A brightness difference between a region judged as a background of an image and a region judged as a floc by using a still picture among the images received by the receiving unit is detected by using a gradient and a Laplacian differential calculation to calculate the width of the detected region, A detector for calculating the size and number of flocs;
A storage unit for storing and managing a result of the determination of the image received by the receiving unit, the image of the still image used in the detecting unit, and the image of the still image; And
A communication unit for performing communication with an external device and transmitting the information to a management server of a portable terminal or a remote place when an input of the coagulant is abnormal;
And,
The control device includes:
Analyzing the received image to determine that an abnormality has occurred in the coagulant input when the generated floc is less than the set value or the turbidity is equal to or greater than the set value, and controls the display device to display a pop-
The photographing apparatus comprises:
A first vertical pipe installed at one end of the water in the water of the cohesive paper so that the other end thereof is exposed to the upper part of the water surface; And
A camera unit installed at the tip of the first vertical tube in the water and installed to photograph an underwater image toward the lower side of the aggregated paper;
/ RTI >
The camera unit includes:
A body having an inner space formed therein and having an upper flange and a lower flange;
An upper cap coupled with the first vertical tube to communicate with the upper flange of the body;
A lower cap coupled to the lower flange of the body, the center of which is provided with a transparent glass;
A sealing member installed between the upper flange and the upper cap of the body and between the lower flange and the lower cap to seal the inside of the body;
A camera installed inside the body and photographing the water of the cohesive paper through the transparent glass of the lower cap; And
A lamp module installed on the body and arranged to be in line with the lens tip of the camera and irradiating a light source according to the application of a power source and a transparent or semi-transparent water- A lamp for illuminating a light source in a photographing direction of the camera;
Wherein the CCTV system comprises:
상기 카메라의 렌즈는 상기 하부캡의 투명 글래스에 면접되고,
상기 램프는 상기 하부캡의 투명 글래스에 설치되되, 상기 렌즈 주변에 복수 개 구비되는 것을 특징으로 하는 플록 관찰용 수중 CCTV 시스템.
The method according to claim 1,
The lens of the camera is interfaced to the transparent glass of the lower cap,
Wherein the lamp is installed in a transparent glass of the lower cap, and a plurality of the lamps are provided around the lens.
상기 촬영장치는,
상기 제1 수직관과 평행하게 설치되는 제2 수직관; 및
상기 제2 수직관에 설치되어 회전동작에 따라 상기 하부캡의 투명 글래스 외측을 닦아내는 와이퍼부;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플록 관찰용 수중 CCTV 시스템.
The method according to claim 1,
The photographing apparatus comprises:
A second vertical tube installed parallel to the first vertical tube; And
A wiper unit installed on the second vertical tube and wiping the transparent glass outside of the lower cap according to a rotation operation;
Further comprising: means for determining whether or not the flock is in use.
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