WO2017179599A1 - ガス監視プログラム、システム、記録媒体及び方法 - Google Patents

ガス監視プログラム、システム、記録媒体及び方法 Download PDF

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WO2017179599A1
WO2017179599A1 PCT/JP2017/014904 JP2017014904W WO2017179599A1 WO 2017179599 A1 WO2017179599 A1 WO 2017179599A1 JP 2017014904 W JP2017014904 W JP 2017014904W WO 2017179599 A1 WO2017179599 A1 WO 2017179599A1
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gas
leakage
concentration
thickness product
image
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都築　斉一
清貴 村上
久典 川島
亮 峯岸
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コニカミノルタ株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
    • G01N21/3504—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light for analysing gases, e.g. multi-gas analysis
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
    • G01M3/02—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
    • G01M3/04—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B21/00—Alarms responsive to a single specified undesired or abnormal condition and not otherwise provided for
    • G08B21/18—Status alarms
    • G08B21/182—Level alarms, e.g. alarms responsive to variables exceeding a threshold
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/20—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof for generating image signals from infrared radiation only
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00—Details of television systems
    • H04N5/30—Transforming light or analogous information into electric information
    • H04N5/33—Transforming infrared radiation

Definitions

  • the present invention relates to gas monitoring based on infrared captured images useful for predictive maintenance.
  • Patent Document 1 describes a system that analyzes a physical parameter having a value indicating the operating state of a machine and performs a diagnosis for predictive maintenance.
  • Patent Document 2 describes a system in which diagnosis for predictive maintenance is performed with reference to a parameter indicating an operating state, and a manager performs detailed diagnosis by communicating with a remote management computer as necessary.
  • the present invention has been made in view of the above problems in the prior art, and an object of the present invention is to continuously monitor the gas leaking from the piping facility and predict the maintenance time of the piping facility.
  • the invention according to claim 1 for solving the above-described problem is an image acquisition step of sequentially acquiring continuous frames of infrared images obtained by photographing a range including piping equipment to be monitored; A concentration thickness product calculating step of calculating a concentration thickness product of leakage gas in the image based on the infrared image acquired in the image acquiring step; A gas leakage position estimation step for estimating a gas leakage position of a leakage gas in the image based on the infrared image over a plurality of time-series frames acquired in the image acquisition step; Referring to the flow material information of the piping facility, the gas leak position estimated by the gas leak position estimation step is collated, and the gas species flowing through the pipe closest to the gas leak position is the leaked gas from the gas leak position.
  • Gas type setting step to set as the gas type of A maintenance threshold setting step for setting a maintenance threshold for the concentration thickness product of the leaked gas of the gas type set by the gas type setting step;
  • the amount of leakage per unit time of the gas type set by the gas type setting step from the gas leakage position estimated by the gas leakage position estimation step over a plurality of time-series frames acquired by the image acquisition step.
  • a leakage amount estimation step for estimating based on the infrared image;
  • a maintenance time prediction calculation step for predicting and calculating a time when the concentration / thickness product calculated by the concentration / thickness product calculation step exceeds the maintenance threshold based on the time change of the leakage amount per unit time estimated by the leakage amount estimation step;
  • the invention according to claim 2 is a maintenance threshold judgment step for judging whether or not the concentration thickness product calculated by the concentration thickness product calculation step exceeds the maintenance threshold; A notification step for notifying that the maintenance threshold has been exceeded when the maintenance threshold is determined to have exceeded the maintenance threshold; The gas monitoring program according to claim 1, for causing a computer to execute.
  • the gas monitoring according to the first or second aspect wherein the computer executes a gas type correcting step of correcting and setting the gas type set by the gas type setting step based on an input signal. It is a program.
  • the invention according to claim 4 is an image acquisition step of sequentially acquiring continuous frames of infrared images obtained by imaging a range including piping equipment to be monitored;
  • a gas type setting step for setting as a gas type of gas;
  • a maintenance threshold setting step for setting a maintenance threshold for the concentration thickness product of the leaked gas of the gas type set by the gas type setting step;
  • a leakage amount estimation step for estimating a leakage amount per unit time of the gas type set by the gas type setting step from the gas leakage position estimated by the gas leakage position estimation step;
  • a maintenance time prediction calculation step for predicting and calculating a time when the concentration / thickness product calculated by the concentration / thickness product calculation step exceeds the maintenance threshold based on the time change of the leakage amount per unit time estimated by the leakage amount estimation step;
  • the invention according to claim 5 is a maintenance threshold judgment step for judging whether or not the concentration thickness product calculated by the concentration thickness product calculation step exceeds the maintenance threshold; A notification step for notifying that the maintenance threshold has been exceeded when the maintenance threshold is determined to have exceeded the maintenance threshold;
  • the invention according to claim 6 includes a computer capable of executing a gas type correction step of correcting and setting the gas type set by the gas type setting step based on an input signal. It is a gas monitoring system.
  • the invention according to claim 7 is an image acquisition step of sequentially acquiring continuous frames of infrared images obtained by photographing a range including piping equipment to be monitored; A concentration thickness product calculating step of calculating a concentration thickness product of leakage gas in the image based on the infrared image acquired in the image acquiring step; A gas leakage position estimation step for estimating a gas leakage position of a leakage gas in the image based on the infrared image over a plurality of time-series frames acquired in the image acquisition step; Referring to the flow material information of the piping facility, the gas leak position estimated by the gas leak position estimation step is collated, and the gas species flowing through the pipe closest to the gas leak position is the leaked gas from the gas leak position.
  • Gas type setting step to set as the gas type of A maintenance threshold setting step for setting a maintenance threshold for the concentration thickness product of the leaked gas of the gas type set by the gas type setting step;
  • the amount of leakage per unit time of the gas type set by the gas type setting step from the gas leakage position estimated by the gas leakage position estimation step over a plurality of time-series frames acquired by the image acquisition step.
  • a leakage amount estimation step for estimating based on the infrared image;
  • a maintenance time prediction calculation step for predicting and calculating a time when the concentration / thickness product calculated by the concentration / thickness product calculation step exceeds the maintenance threshold based on the time change of the leakage amount per unit time estimated by the leakage amount estimation step;
  • It is a computer-readable recording medium which recorded the gas monitoring program for making a computer perform.
  • the invention according to claim 8 uses a computer, An image acquisition step of sequentially acquiring consecutive frames of infrared images obtained by imaging a range including piping equipment to be monitored; A concentration thickness product calculating step of calculating a concentration thickness product of leakage gas in the image based on the infrared image acquired in the image acquiring step; A gas leakage position estimation step for estimating a gas leakage position of a leakage gas in the image based on the infrared image over a plurality of time-series frames acquired in the image acquisition step; Referring to the flow material information of the piping facility, the gas leak position estimated by the gas leak position estimation step is collated, and the gas species flowing through the pipe closest to the gas leak position is the leaked gas from the gas leak position.
  • Gas type setting step to set as the gas type of
  • a maintenance threshold setting step for setting a maintenance threshold for the concentration thickness product of the leaked gas of the gas type set by the gas type setting step;
  • the amount of leakage per unit time of the gas type set by the gas type setting step from the gas leakage position estimated by the gas leakage position estimation step over a plurality of time-series frames acquired by the image acquisition step.
  • a leakage amount estimation step for estimating based on the infrared image;
  • a maintenance time prediction calculation step for predicting and calculating a time when the concentration / thickness product calculated by the concentration / thickness product calculation step exceeds the maintenance threshold based on the time change of the leakage amount per unit time estimated by the leakage amount estimation step; , It is a monitoring method to execute.
  • an infrared imaging part it is explanatory drawing explaining the relationship between the infrared image image
  • FIG. 6 is a schematic diagram of a first image frame in which a gas region is detected in the gas leak position estimation function of the present embodiment. It is a figure which shows the discrimination
  • FIG. 6 is a schematic diagram of a first image frame in which a gas region is detected in the gas leak position estimation function of the present embodiment. It is a figure which shows the discrimination
  • FIG. 19A2 shows the discrimination
  • FIG. 10 is a schematic diagram of a third image frame in which a gas region is detected in the gas leak position estimation function of the present embodiment. It is a figure which shows the discrimination
  • a gas monitoring system 1 that executes the gas monitoring method of the present embodiment includes an infrared camera 2, an information processing device 3, a display device 4, an input device 5, and an information storage device 6. It is prepared for.
  • the information processing device 3 is a computer calculation unit that executes various calculations according to a gas monitoring program recorded on a computer-readable recording medium based on an infrared image captured by the infrared camera 2 and an input signal from the input device 5. including.
  • the information processing device 3 stores an infrared image captured by the infrared camera 2 and a calculation result of the information processing device 3.
  • the display device 4 displays images and sounds, and the input device 5 inputs operation signals to the information processing device 3.
  • the information processing device 3, the display device 4, the input device 5, and the information storage device 6 may be configured in one computer, a server, and one or more client computers. It may be configured in a distributed manner.
  • the information processing device 3 is provided in the main computer to perform calculations described below
  • the information storage device 6 is provided in the server
  • the display device 4 and the input device 5 are provided in the main computer and other browsing computers.
  • An information sharing system may be configured. In that case, the setting change is limited to input from the main computer and other authorized computers (users).
  • the infrared camera 2 is photographing a range including the piping equipment to be monitored shown in FIG.
  • the pipe 11, the pipe 12 and the pipe 13, the valve 11 a provided in the pipe 11, and the joint 13 a provided in the pipe 13 are shown.
  • the information processing apparatus 3 executes an image acquisition step for sequentially acquiring consecutive frames of an infrared image (YES in step E1 and step E2). Note that all infrared images are recorded in the information storage device 6 (step E2).
  • the information processing apparatus 3 executes a concentration / thickness product calculation step (E3) for calculating a concentration / thickness product of leakage gas in the image based on the infrared image acquired in the image acquisition step (E2).
  • the calculated concentration / thickness product is recorded in the information storage device 6 (E3).
  • the information processing apparatus 3 estimates the gas leakage position of the leakage gas in the image based on the infrared image over a plurality of time-series frames acquired in the image acquisition step (E2) (E4). ). Note that this step is passed through before the number of frames necessary for gas leak position estimation is obtained.
  • the gas leak position estimated in this step is recorded in the information storage device 6 (E4).
  • the gas leak position 11b is estimated as the leak source of the leak gas 11c shown in FIG. 2, and the gas leak position 13b is estimated as the leak source of the leak gas 13c.
  • the information processing device 3 refers to the distribution material information of the piping equipment stored in the information storage device 6 and collates with the gas leakage positions 11b and 13b estimated in the gas leakage position estimation step (E4). Then, a gas type setting step (E5) for setting the gas type flowing through the pipe closest to the gas leak position as the gas type of the leaked gas from the gas leak positions 11b and 13b is executed.
  • the gas type of the leaked gas from the gas leaking position 11b shown in FIG. 2 is set to water vapor since the flow material information in the pipe 11 is water. Therefore, the leakage gas 11c is set as water vapor.
  • the gas type of the leaked gas from the gas leak position 13b shown in FIG. 2 is set to methane since the flow material information of the pipe 13 is methane. Therefore, the leakage gas 13c is set as methane.
  • the information processing apparatus 3 executes a maintenance threshold setting step (E6) for setting a maintenance threshold for the concentration thickness product of the leaked gas of the gas type set in the gas type setting step (E5).
  • the maintenance threshold is set based on the absorbance coefficient for each gas type shown in FIG.
  • the vertical axis of the graph of FIG. 4 is an absorbance coefficient when the thickness is 1 m at a concentration of 10% of the lower explosion limit concentration.
  • Information on the absorbance coefficient for each gas type is stored in the information storage device 6, and the information processing device 3 refers to the gas type set in the gas type setting step (E5) and sets a maintenance threshold. Since the gas type of the leaked gas from the gas leak position 13b shown in FIG.
  • the maintenance threshold is set with reference to the methane information.
  • the information processing device 3 corrects and sets the gas type set by the gas type setting step (E5) based on the input signal. Perform steps.
  • the maintenance threshold is also corrected and set according to the correction. This is so that it can be corrected when an error is discovered by a monitor or the like.
  • the information processing apparatus 3 performs a maintenance threshold judgment step (E7) for judging whether or not the density thickness product calculated in the density thickness product calculation step (E3) exceeds a maintenance threshold, and a maintenance threshold judgment step (E7).
  • a notification step for notifying that the maintenance threshold has been exceeded that is, an alarm issuing step (E8) is executed.
  • the information processing device 3 executes the report history recording step (E9) for recording the report history in the information storage device 6.
  • the report history includes the report date and time, the set gas type, the position information of the report target (gas leak estimated position), and the like.
  • the information processing device 3 uses the gas leakage position per unit time set in the gas type setting step (E5) from the gas leakage position estimated in the gas leakage position estimation step (E4) as an image acquisition step.
  • a leakage amount estimation step (E10) is performed for estimation based on the infrared images over a plurality of time-series frames acquired in (E2). Note that this step is passed through before the number of frames necessary for leak amount estimation is obtained.
  • the information processing device 3 records the estimated leakage amount per unit time in the information storage device 6 (E10). For example, as shown by the solid line portion in the graph of FIG. 5, the transition is recorded by recording each time the number of input frames increases and the latest estimated value is updated.
  • the information processing apparatus 3 determines that the concentration / thickness product calculated in the concentration / thickness product calculation step (E3) is based on the temporal change in the leakage amount per unit time estimated in the leakage amount estimation step (E10).
  • a maintenance time prediction calculation step (E11) for predicting and calculating a time exceeding the maintenance threshold set in the setting step (E6) is executed. As shown in FIG. 5, the prediction calculation of the maintenance time models the increasing tendency from the already recorded transition (solid line part), and preserves the time T2 when the predicted transition (broken line part) is inserted and becomes the threshold value T1. This is done by predicting the time.
  • the concentration / thickness product calculated in the concentration / thickness product calculating step (E3) exceeds the maintenance threshold set in the maintenance threshold setting step (E6) when there is a leakage amount per unit time corresponding to the threshold T1.
  • the threshold value T1 is set.
  • the information processing device 3 refers to the facility information, maintenance capability information (maintenance worker personnel, maintenance work machine tools, etc.), production (sales) performance data, demand performance / prediction data, etc. stored in the information storage device 6. To create and output a maintenance work plan. This maintenance work plan is made on the condition that each maintenance target part is maintained by the predicted maintenance period, and is given priority to matching with the demand and considering that the maintenance work can be efficiently performed.
  • the information processing device 3 drafts and outputs a production plan and a sales plan corresponding to the drafted maintenance work plan.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining the relationship between the gas drifting in the space and the coordinate system virtually set in the space.
  • a gas leak monitoring target for example, a place where gas transport pipes are connected.
  • a gas leaking point P is generated at that location, and the gas leaked from the gas leaking point P is drifting through the space.
  • the axis indicating the direction (vertical direction) directly above the gas leak point P is taken as the y-axis.
  • the x1, x2, and x3 axes are axes that are orthogonal to the y axis and indicate the horizontal direction.
  • the z1 axis is orthogonal to the x1 axis and the y axis, and is an axis indicating the depth direction in the coordinate system of the x1 axis, the y axis, and the z1 axis.
  • the z2 axis is orthogonal to the x2 axis and the y axis, and is an axis indicating the depth direction in the coordinate system of the x2, y, and z2 axes.
  • the z3 axis is orthogonal to the x3 axis and the y axis, and indicates the depth direction in the coordinate system of the x3 axis, the y axis, and the z3 axis.
  • the plane PL1 is a plane defined by the x1 axis and the z1 axis.
  • the plane PL2 is a plane defined by the x2 axis and the z2 axis.
  • the plane PL3 is a plane defined by the x3 axis and the z3 axis.
  • the axis indicating the direction directly above the gas leakage point P is defined as a second axis (y-axis)
  • the axis orthogonal to the second axis and indicating the horizontal direction is defined as the first axis (x1 axis, x2 axis, x3 axis)
  • the axes perpendicular to the second axis and the first axis and indicating the depth direction are defined as third axes (z1, z2, and z3 axes).
  • the first axis corresponds to the horizontal axis (FIG. 14) set on the infrared image, as will be described later. Since the leaked gas spreads evenly in the horizontal direction and the depth direction of the space, the gas concentration distribution on the first axis indicating the horizontal direction of the space and the gas on the third axis indicating the depth direction of the space Can be considered to be equal.
  • FIG. 7 is a graph showing the gas concentration distribution in the horizontal and depth directions of the space. 6 and 7, when the horizontal direction is the x1 axis, the depth direction is the z1 axis. When the horizontal direction is the x2 axis, the depth direction is the z2 axis. When the horizontal direction is the x3 axis, the depth direction is the z3 axis.
  • the gas concentration decreases as the distance from the gas leaking point P increases.
  • the shape of the graph indicating the concentration distribution of the gas on the x-axis and the shape of the graph indicating the concentration distribution of the gas on the z-axis can be regarded as the shape of the graph of the normal distribution, and the same coordinates
  • the gas concentration distribution on the x-axis and the gas concentration distribution on the z-axis are the same. That is, the gas concentration distribution on the x-axis is expressed by equation (1), and the gas concentration distribution on the z-axis is expressed by equation (2).
  • C indicates the gas concentration distribution.
  • ⁇ indicates a standard deviation, that is, gas spread.
  • y shows the distance to the gas leak location P.
  • a represents an index. As the distance from the gas leaking point P increases, the gas spreads and the concentration decreases.
  • the gas concentration distribution on the x1 axis and the gas concentration distribution on the z1 axis are the same
  • the gas concentration distribution on the x2 axis and the gas concentration distribution on the z2 axis are the same
  • the x3 axis The concentration distribution of the upper gas is the same as the concentration distribution of the gas on the z3 axis.
  • FIG. 8 is a graph showing the distribution of gas concentration thickness product.
  • the graph 1 shows distribution of the concentration thickness product of the gas on x1 axis
  • Graph 2 shows the distribution of the concentration thickness product of the gas on the x2 axis.
  • Graph 3 shows the distribution of the concentration thickness product of the gas on the x3 axis.
  • the shape of these graphs is regarded as the shape of a normal distribution graph.
  • the gas concentration-thickness product decreases as the distance from the gas leakage point P increases, and the spread in the horizontal direction (x 1 axis, x 2 axis, x 3 axis) increases.
  • the gas concentration distribution on the x-axis is obtained based on the gas concentration-thickness product on the x-axis, and this is regarded as the gas concentration distribution on the z-axis.
  • FIG. 9 is a block diagram clearly showing elements constituting the gas concentration distribution calculation function of the gas monitoring system 1.
  • the infrared camera 2 takes a space in which gas drifts (in other words, a background containing gas) as a subject, takes an infrared image of the subject, and generates image data indicating the infrared image.
  • the infrared camera 2 includes an optical system 20, a filter 21, an infrared image sensor 22, and a signal processing unit 23.
  • the optical system 20 forms a thermal image of the space where the gas is drifting on the infrared image sensor 22.
  • the gas to be measured is, for example, methane.
  • a gas leak monitoring target for example, a place where gas transport pipes are connected.
  • the filter 21 cuts the absorption line of the gas to be measured.
  • the filter 21 is disposed between the optical system 20 and the infrared image sensor 22 in a state (first state) removed from between the optical system 20 and the infrared image sensor 22 by a switching mechanism (not shown). Switching to the state (second state) is enabled.
  • the infrared image sensor 22 has a structure in which a plurality of sensor pixels capable of detecting infrared rays are two-dimensionally arranged.
  • the infrared image sensor 22 receives infrared rays that have passed through the optical system 20 in the first state, and receives infrared rays that have passed through the optical system 20 and the filter 21 in the second state.
  • the signal processing unit 23 converts the analog signal output from the infrared image sensor 22 into a digital signal and performs known image processing. This digital signal becomes image data D1.
  • the display device 4 displays an infrared image taken by the infrared camera 2.
  • the display device 4 is realized by, for example, a liquid crystal display.
  • the input device 5 is realized by a keyboard or a touch panel provided on the display device 4, and performs various inputs related to gas measurement.
  • the information processing apparatus 3 includes a display control unit 30, a calculation unit 31, a first generation unit 32, a second generation unit 33, a setting unit 34, and an acquisition unit 35 as functional blocks.
  • the information processing apparatus 3 is realized by a CPU (Central Processing Unit), a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), and the like.
  • the acquisition unit 35 is a communication interface that communicates with a communication unit (not shown) of the infrared camera 2.
  • the acquisition unit 35 acquires moving image data D1 (image data indicating an infrared image of space) sent from the communication unit of the infrared camera 2.
  • the display control unit 30 causes the display device 4 to display an infrared image or the like indicated by the moving image data D1 acquired by the acquisition unit 35.
  • the display control unit 30 and the display device 4 function as an output unit.
  • the output unit outputs a graph (third graph) indicating the gas concentration distribution in the depth direction of the space.
  • the calculation unit 31 calculates the concentration thickness product of the gas drifting in the space.
  • the calculation of the concentration thickness product will be described.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram for explaining the relationship between an infrared image taken with the filter 21 removed from between the optical system 20 and the infrared image sensor 22 and a background containing gas in the infrared camera 2.
  • FIG. 11 is an explanatory diagram for explaining the relationship between an infrared image captured in a state where the filter 21 is disposed between the optical system 20 and the infrared image sensor 22 and a background containing gas in the infrared camera 2. The gas is leaking from the gas leak monitoring object and drifting through the space.
  • the infrared image is configured by two-dimensionally arranging M (plural) pixels from the first to the Mth.
  • the infrared image is composed of, for example, 128 horizontal pixels ⁇ 96 vertical pixels. In this case, the number of pixels M is 128 ⁇ 96.
  • Image data D1 indicating an infrared image includes M pixel data.
  • the pixel data indicates the background temperature of the area corresponding to the pixel.
  • the background is virtually divided into M areas from 1st to Mth corresponding to each of M pixels.
  • the first pixel corresponds to the first region, and the pixel data of the first pixel indicates the background temperature of the first region.
  • the Jth pixel corresponds to the Jth region, and the pixel data of the Jth pixel indicates the background temperature of the Jth region.
  • the background temperature of that area when there is gas in that area (background temperature with gas), and the area when there is no gas in that area Background temperature (background temperature without gas) is required.
  • the background temperature with gas in the Jth region and the background temperature without gas in the Jth region are required.
  • an infrared image is taken with the filter 21 removed from between the optical system 20 and the infrared image sensor 22 (FIG. 10).
  • an infrared image is taken with the filter 21 disposed between the optical system 20 and the infrared image sensor 22 (FIG. 11).
  • the gas absorption line is cut by the filter 21, the same case as when there is no gas is realized. This realizes a case where there is gas in a certain area (for example, the Jth area) and a case where there is no gas in that area (Jth area).
  • the so-called second site method is used to calculate the gas concentration / thickness product.
  • the amount of infrared rays in each of the two regions where the leaked gas is drifting and the background temperature is different is obtained.
  • the two areas are any of the M areas, and are hereinafter referred to as area A and area B.
  • the concentration / thickness product ct is calculated by the following equation, and the concentration / thickness product ct at which both sides of the following equation are the same is obtained as the gas concentration / thickness product ct in the region A and region B.
  • P A is the amount of infrared rays are observed by infrared camera 2 in the region A
  • B (T back_A, ⁇ ) is the background radiation amount of infrared rays in the region A (T back_A the background in the area A temperature , ⁇ is the wavelength)
  • P B is the amount of infrared radiation observed by the infrared camera 2 in region B
  • B (T back — B, ⁇ ) is the amount of background radiation infrared in region B (T back — B Is the background temperature in region B)
  • S ( ⁇ ) is the optical system transmittance
  • ct is the concentration thickness product of the gas (c is the concentration
  • t is the thickness
  • ⁇ and Each ⁇ ( ⁇ ) is a parameter (coefficient).
  • the integration is performed over the observed infrared wavelength range.
  • the amount of infrared rays in the region A is obtained based on pixel data of pixels corresponding to the region A among the M pixels.
  • the amount of infrared rays in the region B is obtained based on the pixel data of the pixels corresponding to the region B among the M pixels.
  • the gas concentration thickness product of a certain region is obtained based on the pixel data of the pixel corresponding to that region.
  • the calculation unit 31 calculates the gas concentration thickness product in association with each of the M regions (M pixels).
  • FIG. 12 is a flowchart for explaining the gas concentration distribution calculating operation of the system 1 according to the present embodiment.
  • the display control part 30 displays the infrared image image
  • FIG. 13 is an image diagram showing an infrared image displayed on the display device 4.
  • the operator of the gas monitoring system 1 operates the input device 5 to position the position of the gas leak point (for example, the gas leak point P shown in FIG. 6) with the cursor 100 in the infrared image displayed on the display device 4. specify. That is, in the infrared image displayed on the display device 4, the position where the operator pays attention is set as the focus position, and the operator operates the input device 5 to input the focus position.
  • the setting unit 34 designates the gas leak position estimated in the gas leak position estimation step (E4) as the position of interest.
  • the setting unit 34 sets a horizontal axis passing through the designated attention position on the infrared image.
  • the horizontal axis is an axis indicating the horizontal direction of the space where the leaked gas is drifting.
  • the horizontal axis is set to the Jth line of the infrared image.
  • the number of pixels in each row is seven, but in the case of an infrared image having a horizontal width of 128 pixels, the number of pixels in each row is 128.
  • the horizontal axis corresponds to an axis indicating the horizontal direction of the space indicated by the x-axis (for example, x1, x2, and x3 axes) in FIG.
  • the calculation unit 31 uses the pixel data of each pixel included in the image data D1 indicating the infrared image for each pixel arranged in the direction overlapping the horizontal axis among all the pixels constituting the infrared image displayed on the display device 4.
  • the gas concentration thickness product is calculated corresponding to each pixel (step S2).
  • the calculation unit 31 includes pixels arranged in the direction overlapping the horizontal axis (the J ⁇ 3rd pixel, the J ⁇ 2th pixel, the J ⁇ 1th pixel, the Jth pixel, and the J + 1th pixel). , J + 2 pixel, J + 3 pixel), the gas concentration-thickness product is calculated corresponding to each pixel based on the pixel data of each pixel included in the image data D1 indicating the infrared image.
  • the calculation unit 31 is based on the pixel data of the J-3th pixel, and the gas concentration / thickness product corresponding to the J-3th pixel (the gas concentration / thickness product of the J-3th region). ) And the gas concentration thickness product corresponding to the J-2th pixel (the gas concentration thickness product of the J-2th region) is calculated based on the pixel data of the J-2th pixel. Based on the pixel data of the J ⁇ 1th pixel, the gas concentration / thickness product corresponding to the J ⁇ 1th pixel (the gas concentration / thickness product of the J ⁇ 1th region) is calculated.
  • the gas concentration / thickness product corresponding to the Jth pixel (the gas concentration / thickness product of the Jth region) is calculated.
  • J + 1 Calculate the gas concentration thickness product corresponding to the 1st pixel (the gas concentration thickness product of the J + 1th region).
  • the gas concentration / thickness product corresponding to the J + 2 pixel (the gas concentration / thickness product of the J + 2 region) is calculated, and the pixel data of the J + 3 pixel is obtained. Based on this, the gas concentration / thickness product corresponding to the J + 3rd pixel (the gas concentration / thickness product of the J + 3rd region) is calculated.
  • the first generation unit 32 generates a graph (first graph) showing the distribution of the concentration thickness product of the gas on the horizontal axis shown in FIG. 14 using the concentration thickness product calculated in step S2 (step 1). S3).
  • FIG. 15 is a graph showing the distribution of the gas concentration / thickness product calculated in step S2 and a graph obtained by Gaussian fitting of this graph.
  • the former graph is a line indicated by ct (actual measurement), and the latter graph is a line indicated by ct (calculation).
  • the horizontal axis of the graph indicates the order of pixels (order of pixels from 0th to 127th). For example, in the case of the Jth row, the order of the pixels from the 0th to the 127th pixel in the Jth row is shown.
  • the vertical axis of the graph represents the gas concentration thickness product.
  • the first generation unit 32 generates a graph of ct (actual measurement), that is, a graph (fourth graph) indicating the distribution of the gas concentration / thickness product calculated in step S2. Then, the first generation unit 32 fits the ct (actual measurement) graph using the least square method so as to have a normal distribution shape, and the ct (calculation) graph from the ct (measurement) graph. Is generated.
  • the graph of ct (calculation) is the first graph. In the present embodiment, the ct (calculation) graph is the first graph, but the ct (actual measurement) graph may be the first graph.
  • the second generation unit 33 uses the graph (first graph) generated in step S3 to perform a predetermined gas concentration / thickness product from zero to 127th pixels (each pixel). Are determined as reference pixels.
  • the ct (calculation) graph as the first graph has a zero concentration-thickness product corresponding to the 0th to 32nd pixels, and a gas corresponding to the 33rd pixel. It is assumed that the concentration thickness product of is greater than zero.
  • the second generation unit 33 determines, as a reference pixel, the 32nd pixel that is a pixel in which the gas concentration thickness product is switched from zero to a value greater than zero.
  • the second generation unit 33 indicates the horizontal direction of the space, the axis corresponding to the horizontal axis (FIG. 14) is the first axis, and the distance between the reference pixel and each pixel (pixels from 0th to 127th)
  • a converted value is a value obtained by converting a distance into a space, and a gas concentration thickness product corresponding to each pixel (0th to 127th pixels) shown in the first graph is set to each pixel (0th to 127).
  • a graph (second graph) indicating the gas concentration distribution on the first axis is generated by dividing by the converted value corresponding to the first pixel) (step S4).
  • the first axis is, for example, the x1 axis, the x2 axis, or the x3 axis in FIG.
  • the order of the reference pixels is 32 among the pixels arranged in the direction overlapping the horizontal axis (FIG. 14).
  • a value obtained by converting the size of one pixel into a distance in space is 1 meter.
  • the gas concentration thickness product corresponding to the 50th pixel shown in the ct (calculation) graph is 500.
  • the concentration of the gas corresponding to the 50th pixel is 500 ⁇ (50 ⁇ 32) ⁇ 1.
  • the second generation unit 33 calculates the gas concentration for each pixel.
  • FIG. 16 is a graph (second graph) generated in step S4.
  • the horizontal axis of the graph indicates the order of pixels (order of pixels from 0th to 127th). For example, in the case of the Jth row, the order of the pixels from the 0th to the 127th pixel in the Jth row is shown.
  • the vertical axis of the graph indicates the gas concentration.
  • the display control unit 30 causes the display device 4 to display the graph (second graph) generated in step S4 as a graph (third graph) indicating the gas concentration distribution in the depth direction of the space (step S5).
  • FIG. 17 is an image diagram showing an infrared image and a graph 101 (third graph) showing a gas concentration distribution in the depth direction of the space.
  • the graph 101 is displayed on the display device 4 so as to be superimposed on the infrared image of FIG.
  • the gas concentration distribution on the axes (for example, z1, z2, and z3 axes) indicating the depth direction from the position of the origin shown in FIG. 6 is obtained.
  • the general formula for obtaining this is as follows.
  • Gas concentration Gas concentration / thickness product / distance (distance is the distance between the position of the gas leak point P and the position of interest)
  • the gas concentration is obtained on the assumption that the gas concentration distribution in the depth direction is the same. That is, the gas concentration on the axis indicating the depth direction from this position at a position shifted in the horizontal direction from the origin (for example, an arbitrary position on the x1 axis) is the depth direction from the position of the origin (the origin of the x1 axis).
  • the gas concentration is obtained by using the gas concentration distribution on the axis indicating.
  • the first generation unit 32 generates a graph (first graph) showing the distribution of the concentration thickness product of the gas on the horizontal axis set on the infrared image shown in FIG. Generate (step S3).
  • the second generation unit 33 generates a graph (second graph) indicating the gas concentration distribution based on the first graph (step S4).
  • the second graph is a graph showing the gas concentration distribution on the first axis when the axis corresponding to the horizontal axis is the first axis in the space where the gas is drifting. For example, when the first axis is the x1 axis shown in FIG.
  • FIG. 6 is a graph showing the gas concentration distribution on the x1 axis, and when the first axis is the x2 axis, the gas concentration distribution on the x2 axis is shown.
  • FIG. 6 is a graph showing the gas concentration distribution on the x3 axis when the first axis is the x3 axis.
  • the display control unit 30 causes the display device 4 to display the second graph as a graph (third graph) indicating the gas concentration distribution in the depth direction of the space (step S5).
  • the third graph shows the gas concentration distribution on the third axis when the third axis is the axis that is orthogonal to the first axis and that indicates the depth direction in the space.
  • the first axis is the x1 axis shown in FIG. 6 and the third axis is the z1 axis
  • it is a graph showing the gas concentration distribution on the z1 axis
  • the first axis is the x2 axis.
  • the graph shows the gas concentration distribution on the z2 axis
  • the first axis is the x3 axis
  • the third axis is the z3 axis. It is a graph which shows concentration distribution of gas on z3 axis. Therefore, according to the present gas monitoring system 1, the gas concentration distribution in the depth direction of the space can be measured.
  • the display control unit 30 includes an infrared image captured by the infrared camera 2, and a graph (third graph) showing the gas concentration distribution in the depth direction. Are displayed together on the display device 4. Thereby, the operator of this gas monitoring system 1 can recognize the state of gas leaking from the infrared image, and can also recognize the concentration distribution of the gas in the depth direction.
  • the above display is not essential in order to execute the concentration thickness product calculation step (E3) and the leakage amount estimation step (E10).
  • the gas leak position estimation function of the gas monitoring system 1 will be described.
  • the gas monitoring system 1 includes a visible light camera A20 in addition to the above-described elements.
  • the information processing apparatus 30 includes a gas detection unit A31, a block division unit A32, a block determination unit A33, a count unit A34, a leak position estimation unit A35, and an image composition unit A36 as functional unit blocks.
  • the infrared camera 2 detects infrared radiant energy emitted from the monitoring object and converts it into a digital image signal.
  • the visible light camera A20 detects visible light emitted from the monitoring object and converts it into a digital image signal.
  • the angles of view of the infrared camera 2 and the visible light camera A20 are the same. Industrial plant piping facilities and the like are monitored.
  • the infrared camera 2 and the visible light camera A20 perform continuous imaging at a predetermined frame rate (for example, 30 fps), and the frame data is sequentially input to the information processing apparatus 30.
  • the gas detection unit A31 detects a gas region in units of pixels from the infrared image signal input from the infrared camera 2 using a method such as a temperature threshold method or a moving object detection method.
  • the temperature threshold method is a method for discriminating whether or not a gas region is in accordance with a temperature threshold that is distinguished from the environmental temperature range when a gas that is hot or cold at the time of leakage is detected from the normal environmental temperature range where the monitoring target is placed. It is.
  • the moving object detection method is a method in which, for example, an area where a difference signal of a luminance signal of a specific pixel is larger than a predetermined threshold with respect to another reference frame is determined as a moving object area, and the moving object area is used as a gas area.
  • the block division unit A32 divides each frame image of the infrared image signal into a plurality of blocks with a predetermined size. For example, the size of one block is 10 ⁇ 10 pixels.
  • a block discriminating process for discriminating whether or not the block is a gas region is executed for each block of each frame using the detection result of the gas detecting unit A31. If pixels of a predetermined percentage (for example, 50%) or more among pixels in the block are detected as gas regions by the gas detection unit A31, they are determined as gas regions.
  • the block discriminating unit A33 gives an identification value of 1 to a block discriminated as a gas region and 0 to a block discriminated as not being a gas region.
  • the counting unit A34 performs a counting process that counts the number of times that the gas region is determined by the block determination process for each block over a plurality of time-series frames.
  • the leak position estimation unit A35 executes a leak position estimation process in which a block whose count value by the count unit A34 is equal to or greater than a predetermined value is set as a gas leak estimation position.
  • the image composition unit A36 uses the visible light image input from the visible light camera A20 as a back layer, and extracts the pixels detected as the gas region by the gas detection unit A31 from the infrared image signal input from the infrared camera 2.
  • An image composition process for superimposing an infrared imaging visualized image obtained by converting this into a visible light range while setting a predetermined transmittance and overlaying an image clearly indicating a block set as a gas leak estimated position by the leak position estimating unit A35 Execute.
  • the composite image by the image composition unit A36 is displayed and output on the display device 4. The user can grasp the gas distribution region and the gas leak position by viewing this image.
  • the above processing contents will be described with reference to FIGS. For simplicity, a case where three frames are processed will be described. It is assumed that the gas region G1 is detected by the gas detection unit A31 in the first frame F1 as shown in FIG. 19A1. In response to this, the block discriminating unit A33 gives an identification value of 1 to a block discriminated as a gas region and 0 to a block discriminated as not being a gas region as shown in FIG. 19B1. Next, it is assumed that the gas region G2 is detected in the second frame F2 by the gas detection unit A31 as shown in FIG. 19A2.
  • the block discriminating unit A33 gives an identification value of 1 to a block discriminated as a gas region and 0 to a block discriminated as not being a gas region as shown in FIG. 19B2.
  • the gas region G3 is detected in the third frame F3 by the gas detection unit A31 as shown in FIG. 19A3.
  • the block discriminating unit A33 gives an identification value of 1 to a block discriminated as a gas region and 0 to a block discriminated as not being a gas region, as shown in FIG. 19B3.
  • the count value for each block counted by the counting unit A34 through the above process is as shown in FIG. 20A. Further, as shown in FIG.
  • the leak position estimation unit A35 sets a block B47 having a count value equal to or greater than a predetermined value as a gas leak estimation position.
  • the predetermined value is the maximum value.
  • the image composition unit A36 uses the visible light image I3 input from the visible light camera A20 as a back layer, and detects the gas region from the infrared image signal input from the infrared camera 2 by the gas detection unit A31.
  • Infrared imaging visualized image (G3) obtained by extracting extracted pixels and converting them into a visible light range is set with a predetermined transmittance and superimposed, and a block set as a gas leak estimated position by leak position estimating unit A35
  • An image obtained by superimposing images specifying B47 is synthesized.
  • the visible light image to be synthesized and the infrared imaging visualization image are displayed as a still image as the latest one of the frames used for the above processing, or reproduced and displayed as a moving image as the latest several frames.
  • the above display is not essential.
  • the present invention can be used for continuously monitoring the gas leaking from the piping facility and predicting the maintenance time of the piping facility.

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Abstract

配管設備から漏洩するガスを継続的に監視して、当該配管設備の保全時期を予測する。本システムの情報処理装置（コンピューター）は、赤外線画像に基づき漏洩ガスの濃度厚み積を算出するステップ（Ｅ３）と、時系列の複数フレームに亘る赤外線画像に基づき同画像中にある漏洩ガスのガス漏れ位置を推定するステップ（Ｅ４）と、配管設備の流通物質情報を参照してＥ４のガス漏れ位置と照合し漏洩ガスのガス種を設定するステップ（Ｅ５）と、Ｅ５で設定されたガス種の漏洩ガスの濃度厚み積について保全閾値を設定するステップ（Ｅ６）と、単位時間あたりの漏洩量を時系列の複数フレームに亘る赤外線画像に基づき推算するステップ（Ｅ１０）と、Ｅ１０の単位時間あたりの漏洩量の時間変化に基づき、Ｅ３の濃度厚み積がＥ６の保全閾値を超える時期を予測計算する保全時期予測計算ステップ（Ｅ１１）とを実行する。

Description

ガス監視プログラム、システム、記録媒体及び方法
　本発明は、予知保全に有用な赤外線撮影画像に基づくガス監視に関する。
　プラントにおける配管のフランジ部やバルブ部からのガス類のリークはその構造上避けられないが、長時間のランニングが必要となる大型のプラントにおいては、環境に与える影響が小さく、問題にならない範囲であれば、経過観察をしながらリークした状態のまま製造を継続し、定期補修時、あるいは臨時補修時に製造を止めて部品交換などのメンテナンスを実施している。
　これは過剰な設備投資を抑えながら、合理的に事故を無くすALARP（As Low As Reasonably Practicable）という考え方に基づいており、平成18年3月　厚生労働省安全衛生部安全課「危険性または有毒性等の調査等に関する指針（通称　リスクアセスメント指針）同解説」p.24にも記載されている。
　しかし、経過観察を行う場合でも作業者が見回りを実施する必要が有り、その漏れの状況を定量的で連続的、一括に管理する手段が無く、修繕やそれに伴う製造、販売計画は不確実な情報に基づいたものであり、過剰な安全マージンが必要になるなど十分合理的なものではなかった。
　特許文献１には、機械の動作状態を示す値を持つ物理パラメータを解析し、予知保全のための診断を行うシステムが記載されている。
　特許文献２には、運転状態を示すパラメータを参照し予知保全のための診断を行い、必要に応じて遠隔地にある管理コンピューターと通信し管理者が詳細に診断するシステムが記載されている。
特開平７－９３０１８号公報 特開平５－４６８９１号公報
　しかしながら、特許文献１，２に記載のシステムにあっては、予知保全に用いるパラメータとして機械の動作そのものを参照しており、実際に発生している漏洩（異常）そのものをパラメータとして監視することがなかった。
　本発明は以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであって、配管設備から漏洩するガスを継続的に監視して、当該配管設備の保全時期を予測することを課題とする。
　以上の課題を解決するための請求項１記載の発明は、監視対象とする配管設備を含む範囲を撮影した赤外線画像の連続するフレームを順次取得する画像取得ステップと、
前記画像取得ステップで取得した前記赤外線画像に基づき同画像中にある漏洩ガスの濃度厚み積を算出する濃度厚み積算出ステップと、
前記画像取得ステップで取得した時系列の複数フレームに亘る前記赤外線画像に基づき同画像中にある漏洩ガスのガス漏れ位置を推定するガス漏れ位置推定ステップと、
　前記配管設備の流通物質情報を参照して、前記ガス漏れ位置推定ステップにより推定されたガス漏れ位置と照合し、当該ガス漏れ位置直近の配管に流通するガス種を当該ガス漏れ位置からの漏洩ガスのガス種として設定するガス種設定ステップと、
前記ガス種設定ステップにより設定されたガス種の漏洩ガスの濃度厚み積について保全閾値を設定する保全閾値設定ステップと、
前記ガス漏れ位置推定ステップにより推定されたガス漏れ位置からの前記ガス種設定ステップにより設定されたガス種の単位時間あたりの漏洩量を、前記画像取得ステップで取得した時系列の複数フレームに亘る前記赤外線画像に基づき推算する漏洩量推算ステップと、
前記漏洩量推算ステップにより推算される単位時間あたりの漏洩量の時間変化に基づき、前記濃度厚み積算出ステップにより算出した濃度厚み積が前記保全閾値を超える時期を予測計算する保全時期予測計算ステップと、
をコンピューターに実行させるためのガス監視プログラムである。
　請求項２記載の発明は、前記濃度厚み積算出ステップにより算出した濃度厚み積が前記保全閾値を超えたか否か判断する保全閾値判断ステップと、
前記保全閾値判断ステップにより前記保全閾値を超えたと判断した場合に、前記保全閾値を超えたことを報知する報知ステップと、
をコンピューターに実行させるための請求項１に記載のガス監視プログラムである。
　請求項３記載の発明は、入力信号に基づき前記ガス種設定ステップにより設定されたガス種を修正設定するガス種修正ステップをコンピューターに実行させるための請求項１又は請求項２に記載のガス監視プログラムである。
　請求項４記載の発明は、監視対象とする配管設備を含む範囲を撮影した赤外線画像の連続するフレームを順次取得する画像取得ステップと、
前記画像取得ステップで取得した前記赤外線画像に基づき同画像中にある漏洩ガスの濃度厚み積を算出する濃度厚み積算出ステップと、
前記画像取得ステップで取得した時系列の複数フレームに亘る前記赤外線画像に基づき同画像中にある漏洩ガスのガス漏れ位置を推定するガス漏れ位置推定ステップと、
前記配管設備の流通ガス種情報を参照して、前記ガス漏れ位置推定ステップにより推定されたガス漏れ位置と照合し、当該ガス漏れ位置直近の配管に流通するガス種を当該ガス漏れ位置からの漏洩ガスのガス種として設定するガス種設定ステップと、
前記ガス種設定ステップにより設定されたガス種の漏洩ガスの濃度厚み積について保全閾値を設定する保全閾値設定ステップと、
前記ガス漏れ位置推定ステップにより推定されたガス漏れ位置からの前記ガス種設定ステップにより設定されたガス種の単位時間あたりの漏洩量を推算する漏洩量推算ステップと、
前記漏洩量推算ステップにより推算される単位時間あたりの漏洩量の時間変化に基づき、前記濃度厚み積算出ステップにより算出した濃度厚み積が前記保全閾値を超える時期を予測計算する保全時期予測計算ステップと、
を実行可能にされたコンピューターを備えるガス監視システムである。
　請求項５記載の発明は、前記濃度厚み積算出ステップにより算出した濃度厚み積が前記保全閾値を超えたか否か判断する保全閾値判断ステップと、
前記保全閾値判断ステップにより前記保全閾値を超えたと判断した場合に、前記保全閾値を超えたことを報知する報知ステップと、
を実行可能にされたコンピューターを備える請求項４に記載のガス監視システムである。
　請求項６記載の発明は、入力信号に基づき前記ガス種設定ステップにより設定されたガス種を修正設定するガス種修正ステップを実行可能にされたコンピューターを備える請求項４又は請求項５に記載のガス監視システムである。
　請求項７記載の発明は、監視対象とする配管設備を含む範囲を撮影した赤外線画像の連続するフレームを順次取得する画像取得ステップと、
前記画像取得ステップで取得した前記赤外線画像に基づき同画像中にある漏洩ガスの濃度厚み積を算出する濃度厚み積算出ステップと、
前記画像取得ステップで取得した時系列の複数フレームに亘る前記赤外線画像に基づき同画像中にある漏洩ガスのガス漏れ位置を推定するガス漏れ位置推定ステップと、
前記配管設備の流通物質情報を参照して、前記ガス漏れ位置推定ステップにより推定されたガス漏れ位置と照合し、当該ガス漏れ位置直近の配管に流通するガス種を当該ガス漏れ位置からの漏洩ガスのガス種として設定するガス種設定ステップと、
前記ガス種設定ステップにより設定されたガス種の漏洩ガスの濃度厚み積について保全閾値を設定する保全閾値設定ステップと、
前記ガス漏れ位置推定ステップにより推定されたガス漏れ位置からの前記ガス種設定ステップにより設定されたガス種の単位時間あたりの漏洩量を、前記画像取得ステップで取得した時系列の複数フレームに亘る前記赤外線画像に基づき推算する漏洩量推算ステップと、
前記漏洩量推算ステップにより推算される単位時間あたりの漏洩量の時間変化に基づき、前記濃度厚み積算出ステップにより算出した濃度厚み積が前記保全閾値を超える時期を予測計算する保全時期予測計算ステップと、
をコンピューターに実行させるためのガス監視プログラムを記録したコンピューター読み取り可能な記録媒体である。
　請求項８記載の発明は、コンピューターを用いて、
監視対象とする配管設備を含む範囲を撮影した赤外線画像の連続するフレームを順次取得する画像取得ステップと、
前記画像取得ステップで取得した前記赤外線画像に基づき同画像中にある漏洩ガスの濃度厚み積を算出する濃度厚み積算出ステップと、
前記画像取得ステップで取得した時系列の複数フレームに亘る前記赤外線画像に基づき同画像中にある漏洩ガスのガス漏れ位置を推定するガス漏れ位置推定ステップと、
前記配管設備の流通物質情報を参照して、前記ガス漏れ位置推定ステップにより推定されたガス漏れ位置と照合し、当該ガス漏れ位置直近の配管に流通するガス種を当該ガス漏れ位置からの漏洩ガスのガス種として設定するガス種設定ステップと、
前記ガス種設定ステップにより設定されたガス種の漏洩ガスの濃度厚み積について保全閾値を設定する保全閾値設定ステップと、
前記ガス漏れ位置推定ステップにより推定されたガス漏れ位置からの前記ガス種設定ステップにより設定されたガス種の単位時間あたりの漏洩量を、前記画像取得ステップで取得した時系列の複数フレームに亘る前記赤外線画像に基づき推算する漏洩量推算ステップと、
前記漏洩量推算ステップにより推算される単位時間あたりの漏洩量の時間変化に基づき、前記濃度厚み積算出ステップにより算出した濃度厚み積が前記保全閾値を超える時期を予測計算する保全時期予測計算ステップと、
を実行する監視方法である。
　本発明によれば、配管設備から漏洩するガスを継続的に監視して、当該配管設備の保全時期を予測することができる。
本実施形態に係るガス監視システムのブロック図である。 本実施形態に係るガス監視システムにより撮影する一例の赤外線画像を可視化した模式図である。 本実施形態に係るガス監視システムによる処理内容を示すフローチャートである。 爆発下限濃度の１０％の濃度で１ｍの厚みがあるときの吸光度係数を縦軸とした各ガス種の吸光度係数の波長分布を示すグラフである。 本発明の一実施形態に係るガス監視システムにより計算した単位時間あたりの漏洩量の時間変化を示すグラフであり、実線部分は既に起こった漏洩に関し、破線部分は予測に関する。 空間を漂っているガスと、空間に仮想的に設定された座標系との関係を説明する説明図である。 空間の水平方向及び奥行き方向のガスの濃度分布を示すグラフである。 ガスの濃度厚み積の分布を示すグラフである。 本実施形態に係るガス監視システムのガス濃度分布算出機能を構成する要素等を明示したブロック図である。 赤外線撮像部において、フィルタが光学系と赤外線イメージセンサとの間から除かれた状態で撮影された赤外線画像とガスを含む背景との関係を説明する説明図である。 赤外線撮像部において、フィルタが光学系と赤外線イメージセンサとの間に配置された状態で撮影された赤外線画像とガスを含む背景との関係を説明する説明図である。 本実施形態に係るガス監視システムのガス濃度分布算出動作を説明するフローチャートである。 表示部に表示された赤外線画像を示す画像図である。 表示部に表示された赤外線画像上に設定された水平軸を示す模式図である。 ステップＳ２で算出されたガスの濃度厚み積の分布を示すグラフ、及び、このグラフをガウスフィッティングしたグラフである。 ステップＳ４で生成されたグラフである。 赤外線画像、及び、空間の奥行き方向のガスの濃度分布を示すグラフを示す画像図である。 本実施形態に係るガス監視システムのガス漏れ位置推定機能を構成する要素等を明示したブロック図である。 本実施形態のガス漏れ位置推定機能に係り、ガス領域が検出された１番目の画像フレームの模式図である。 図１９Ａ１の画像フレームに対するガス領域の判別結果を示す図である。 本実施形態のガス漏れ位置推定機能に係り、ガス領域が検出された２番目の画像フレームの模式図である。 図１９Ａ２の画像フレームに対するガス領域の判別結果を示す図である。 本実施形態のガス漏れ位置推定機能に係り、ガス領域が検出された３番目の画像フレームの模式図である。 図１９Ａ３の画像フレームに対するガス領域の判別結果を示す図である。 本実施形態のガス漏れ位置推定機能に係り、画像フレームに対するカウント処理結果及びガス漏れ位置推定ブロックを示す模式図である。 本実施形態のガス漏れ位置推定機能に係り、推定結果表示用の合成画像の一例を示す模式図である。
　以下に本発明の一実施形態につき図面を参照して説明する。以下は本発明の一実施形態であって本発明を限定するものではない。
〔ガス監視システム（プログラム、方法）の概要〕
　図１に示すように、本実施形態のガス監視方法を実行するガス監視システム１は、赤外線カメラ２と、情報処理装置３と、表示装置４と、入力装置５と、情報記憶装置６とを備えて構成される。
　情報処理装置３は、赤外線カメラ２により撮影された赤外線画像や、入力装置５からの入力信号に基づき、コンピューター読み取り可能な記録媒体に記録されたガス監視プログラムに従って各種演算を実行するコンピューターの演算部を含む。
　情報処理装置３は、赤外線カメラ２により撮影された赤外線画像や、情報処理装置３の演算結果を記憶する。
　表示装置４は画像や音声を表示し、入力装置５は操作信号を情報処理装置３に入力する。
　ハードウエアの構成の形態は問わず、情報処理装置３、表示装置４、入力装置５及び情報記憶装置６が一台のコンピューターに構成されていてもよいし、サーバーと一又は複数のクライアントコンピューターと分散して構成されていてもよい。好ましくは、情報処理装置３をメインコンピューターに設けて以下に説明する演算を担わせ、情報記憶装置６をサーバーに設け、表示装置４及び入力装置５をメインコンピューター及び他の閲覧用コンピューターに設けて、情報共有システムを構成するとよい。その場合、設定変更については、メインコンピューター及び他の権限を付与したコンピューター（ユーザー）からの入力に限定して運用する。
　いま、赤外線カメラ２が図２に示す監視対象とする配管設備を含む範囲を撮影しているとする。図２には、配管１１，配管１２及び配管１３、並びに配管１１に設けられたバルブ１１ａ、配管１３に設けられた継手１３ａが映っている。
　図３に示すフローチャートに沿って説明する。
　まず、情報処理装置３は、赤外線画像の連続するフレームを順次取得する画像取得ステップを実行する（ステップＥ１でＹＥＳでステップＥ２）。なお、赤外線画像はすべて情報記憶装置６に記録するものとする（ステップＥ２）。
　次に、情報処理装置３は、画像取得ステップ（Ｅ２）で取得した赤外線画像に基づき同画像中にある漏洩ガスの濃度厚み積を算出する濃度厚み積算出ステップ（Ｅ３）を実行する。なお、算出した濃度厚み積を情報記憶装置６に記録する（Ｅ３）。
　次に、情報処理装置３は、画像取得ステップ（Ｅ２）で取得した時系列の複数フレームに亘る赤外線画像に基づき同画像中にある漏洩ガスのガス漏れ位置を推定するガス漏れ位置推定ステップ（Ｅ４）を実行する。なお、ガス漏れ位置推定に必要なフレーム数が得られる前は、本ステップはスルーされる。本ステップで推定したガス漏れ位置を情報記憶装置６に記録する（Ｅ４）。例えば、図２に示す漏洩ガス１１ｃの漏出元としてガス漏れ位置１１ｂを推定し、漏洩ガス１３ｃの漏出元としてガス漏れ位置１３ｂが推定される。
　次に、情報処理装置３は、情報記憶装置６に保存されている配管設備の流通物質情報を参照して、ガス漏れ位置推定ステップ（Ｅ４）により推定されたガス漏れ位置１１ｂ、１３ｂと照合し、当該ガス漏れ位置直近の配管に流通するガス種を当該ガス漏れ位置１１ｂ、１３ｂからの漏洩ガスのガス種として設定するガス種設定ステップ（Ｅ５）を実行する。例えば、図２に示すガス漏れ位置１１ｂからの漏洩ガスのガス種は、配管１１の流通物質情報が用水であることから、水蒸気と設定される。従って、漏洩ガス１１ｃを水蒸気と設定する。また、図２に示すガス漏れ位置１３ｂからの漏洩ガスのガス種は、配管１３の流通物質情報がメタンであることから、メタンと設定される。従って、漏洩ガス１３ｃをメタンと設定する。
　次に、情報処理装置３は、ガス種設定ステップ（Ｅ５）により設定されたガス種の漏洩ガスの濃度厚み積について保全閾値を設定する保全閾値設定ステップ（Ｅ６）を実行する。保全閾値は、図４に示すガス種ごとの吸光度係数に基づき設定される。図４のグラフの縦軸は、爆発下限濃度の１０％の濃度で１ｍの厚みがあるときの吸光度係数である。このようなガス種ごとの吸光度係数の情報は、情報記憶装置６に保存されおり、情報処理装置３がガス種設定ステップ（Ｅ５）により設定されたガス種について参照して保全閾値を設定する。図２に示すガス漏れ位置１３ｂからの漏洩ガスのガス種はメタンと設定されているから、メタンの情報を参照して保全閾値を設定する。このようにガス監視システムに監視する漏洩ガスのガス種を設定する機能を設けることで使用環境を反映し、評価尺度であるプラントの危険度を正確に把握することが可能になる。なお、情報処理装置３は、入力装置５からガス種修正の入力信号があった場合には、当該入力信号に基づきガス種設定ステップ（Ｅ５）により設定されたガス種を修正設定するガス種修正ステップを実行する。修正に応じて保全閾値も修正設定する。監視員等により誤りが発見された場合に修正できるようにするためである。
　次に、情報処理装置３は、濃度厚み積算出ステップ（Ｅ３）により算出した濃度厚み積が保全閾値を超えたか否か判断する保全閾値判断ステップ（Ｅ７）と、保全閾値判断ステップ（Ｅ７）により保全閾値を超えたと判断した場合に、保全閾値を超えたことを報知する報知ステップ、すなわち警報発報ステップ（Ｅ８）を実行する。情報処理装置３は、警報発報ステップ（Ｅ８）を実行したら、発報歴を情報記憶装置６に記録する発報歴記録ステップ（Ｅ９）を実行する。発報歴には、発報日時、設定ガス種、発報対象の位置情報（ガス漏れ推定位置）などが含まれる。　
　警報発報ステップ（Ｅ８）により警報発報があると、直ちに保全作業を実施しなければならない。
　しかし、いつごろ警報発報が有り得るかを予測する情報があれば保全作業の計画を立てる上で便宜がよい。そこで、以下のステップを実行する。
　すなわち、情報処理装置３は、ガス漏れ位置推定ステップ（Ｅ４）により推定されたガス漏れ位置からのガス種設定ステップ（Ｅ５）により設定されたガス種の単位時間あたりの漏洩量を、画像取得ステップ（Ｅ２）で取得した時系列の複数フレームに亘る赤外線画像に基づき推算する漏洩量推算ステップ（Ｅ１０）を実行する。なお、漏洩量推算に必要なフレーム数が得られる前は、本ステップはスルーされる。また、情報処理装置３は、推算した単位時間あたりの漏洩量を情報記憶装置６に記録する（Ｅ１０）。例えば、図５のグラフの実線部分のように、入力されるフレーム数が増えて最新の推定値が更新されるたびに記録されることで、その推移が記録される。
　次に、情報処理装置３は、漏洩量推算ステップ（Ｅ１０）により推算される単位時間あたりの漏洩量の時間変化に基づき、濃度厚み積算出ステップ（Ｅ３）により算出した濃度厚み積が、保全閾値設定ステップ（Ｅ６）で設定した保全閾値を超える時期を予測計算する保全時期予測計算ステップ（Ｅ１１）を実行する。
　保全時期の予測計算は、図５に示すように、既に記録された推移（実線部分）からその増加傾向をモデル化し、予測推移（破線部分）を外挿入して閾値Ｔ１になる時期Ｔ２を保全時期として予測することで行う。この閾値Ｔ１に相当する単位時間あたりの漏洩量があるときに、濃度厚み積算出ステップ（Ｅ３）により算出した濃度厚み積が、保全閾値設定ステップ（Ｅ６）で設定した保全閾値を超えるとの基準により、当該閾値Ｔ１を設定する。
　以上のように、配管設備から漏洩するガスを継続的に監視して、当該配管設備の保全時期を予測することができる。
　したがって、配管設備の部位ごとに保全時期の予測が出力されるので、これを閲覧した管理者は、効率の良い保全計画を立案することができる。しかしながら、設備が大規模であるとその立案は困難を極める。
　そこで情報処理装置３は、情報記憶装置６に記憶された設備情報、保全能力情報（保全作業者人員、保全作業機械器具等）、生産（販売）実績データ、需要実績・予測データ等を参照して、保全作業計画を立案し出力する。
　この保全作業計画は、各保全対象部位が予測した保全期間までに保全されることを条件とし、需要にマッチングすること優先し、保全作業が効率よく実施できることをも考慮して立案される。
　情報処理装置３は、立案した保全作業計画に対応した製造計画、販売計画も立案し出力する。
〔濃度厚み積の算出方法と奥行き方向のガスの濃度分布の算出方法〕
　ここでは、上記濃度厚み積算出ステップ（Ｅ３）を実施するための濃度厚み積の算出方法、及び上記漏洩量推算ステップ（Ｅ１０）を実施するための基礎技術となる奥行き方向のガスの濃度分布の算出方法につき説明する。
　図６は、空間を漂っているガスと、空間に仮想的に設定された座標系との関係を説明する説明図である。空間には、ガス漏れの監視対象（例えば、ガス輸送管どうしが接続されている場所）がある。その場所にガス漏れ箇所Ｐが発生し、ガス漏れ箇所Ｐから漏れたガスが空間を漂っている。
　ガス漏れ箇所Ｐの真上方向（鉛直方向）を示す軸をｙ軸とする。ｘ１軸、ｘ２軸、ｘ３軸は、それぞれ、ｙ軸と直交し、水平方向を示す軸である。ｚ１軸は、ｘ１軸及びｙ軸と直交し、ｘ１軸、ｙ軸及びｚ１軸の座標系において、奥行き方向を示す軸である。ｚ２軸は、ｘ２軸及びｙ軸と直交し、ｘ２軸、ｙ軸及びｚ２軸の座標系において、奥行き方向を示す軸である。ｚ３軸は、ｘ３軸及びｙ軸と直交し、ｘ３軸、ｙ軸及びｚ３軸の座標系において、奥行き方向を示す軸である。平面ＰＬ１は、ｘ１軸とｚ１軸とで規定される平面である。平面ＰＬ２は、ｘ２軸とｚ２軸とで規定される平面である。平面ＰＬ３は、ｘ３軸とｚ３軸とで規定される平面である。
　空間において、ガス漏れ箇所Ｐの真上方向を示す軸を第２の軸（ｙ軸）とし、第２の軸と直交し、水平方向を示す軸を第１の軸（ｘ１軸、ｘ２軸、ｘ３軸）とし、第２の軸及び第１の軸と直交し、奥行き方向を示す軸を第３の軸（ｚ１軸、ｚ２軸、ｚ３軸）とする。第１の軸は、後で説明するように、赤外線画像上に設定された水平軸（図１４）と対応する。漏れたガスは、空間の水平方向と奥行き方向とに均等に広がるので、空間の水平方向を示す第１の軸上のガスの濃度分布と、空間の奥行き方向を示す第３の軸上のガスの濃度分布とは、等しいと見なすことができる。
　これを図面で説明する。図７は、空間の水平方向及び奥行き方向のガスの濃度分布を示すグラフである。図６及び図７を参照して、水平方向がｘ１軸のとき、奥行き方向はｚ１軸となる。水平方向がｘ２軸のとき、奥行き方向はｚ２軸となる。水平方向がｘ３軸のとき、奥行き方向はｚ３軸となる。ガスの濃度は、ガス漏れ箇所Ｐから離れるに従って低くなる。ガスの濃度の最大値Ｖ１を、ｘ１軸とｚ１軸との場合、ｘ２軸とｚ２軸との場合、ｘ３軸とｚ３軸との場合とで比較すると、ｘ１軸とｚ１軸との場合の最大値Ｖ１＞ｘ２軸とｚ２軸との場合の最大値＞ｘ３軸とｚ３軸との場合の最大値Ｖ１となる。
　本実施形態は、ｘ軸上のガスの濃度分布を示すグラフの形状、及び、ｚ軸上のガスの濃度分布を示すグラフの形状は、正規分布のグラフの形状と見なすことができ、同じ座標系の場合、ｘ軸上のガスの濃度分布とｚ軸上のガスの濃度分布とが、同じであることを前提とする。すなわち、ｘ軸上のガスの濃度分布は、式（１）となり、ｚ軸上のガスの濃度分布は、式（２）となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　ｃは、ガスの濃度分布を示す。σは、標準偏差、つまり、ガスの広がりを示す。ｙは、ガス漏れ箇所Ｐまでの距離を示す。ａは、指数を示す。ガス漏れ箇所Ｐから離れるに従ってガスが広がり、かつ、濃度が低下する。
　例えば、ｘ１軸上のガスの濃度分布とｚ１軸上のガスの濃度分布とが同じであり、ｘ２軸上のガスの濃度分布とｚ２軸上のガスの濃度分布とが同じであり、ｘ３軸上のガスの濃度分布とｚ３軸上のガスの濃度分布とが同じである。
　図８は、ガスの濃度厚み積の分布を示すグラフである。図６及び図８を参照して、グラフ１は、ｘ１軸上のガスの濃度厚み積の分布を示す。グラフ２は、ｘ２軸上のガスの濃度厚み積の分布を示す。グラフ３は、ｘ３軸上のガスの濃度厚み積の分布を示す。本実施形態では、これらのグラフの形状が正規分布のグラフの形状と見なす。グラフ１、グラフ２及びグラフ３から分かるように、ガス漏れ箇所Ｐから離れるに従ってガスの濃度厚み積が小さくなり、かつ、水平方向（ｘ１軸、ｘ２軸、ｘ３軸）の広がりが大きくなる。
　本実施形態では、ｘ軸上のガスの濃度厚み積を基にして、ｘ軸上のガスの濃度分布を求め、これを、ｚ軸上のガスの濃度分布と見なすのである。
　図９は、本ガス監視システム１のガス濃度分布算出機能を構成する要素等を明示したブロック図である。
　赤外線カメラ２は、ガスが漂っている空間（言い換えれば、ガスを含む背景）を被写体とし、被写体の赤外線画像を撮影し、赤外線画像を示す画像データを生成する。赤外線カメラ２は、光学系２０、フィルタ２１、赤外線イメージセンサ２２及び信号処理部２３を備える。
　光学系２０は、ガスが漂っている空間の熱画像を赤外線イメージセンサ２２上で結像させる。測定対象となるガスは、例えば、メタンである。空間には、ガス漏れの監視対象（例えば、ガス輸送管どうしが接続されている場所）がある。
　フィルタ２１は、測定対象となるガスの吸収線をカットする。フィルタ２１は、切り替え機構（不図示）によって、光学系２０と赤外線イメージセンサ２２との間から除かれた状態（第１の状態）と光学系２０と赤外線イメージセンサ２２との間に配置された状態（第２の状態）とに切り替え可能にされている。
　赤外線イメージセンサ２２は、赤外線を検知できる複数のセンサ画素が二次元に配列された構造を有する。赤外線イメージセンサ２２は、第１の状態のとき、光学系２０を通過した赤外線を受光し、第２の状態のとき、光学系２０及びフィルタ２１を通過した赤外線を受光する。
　信号処理部２３は、赤外線イメージセンサ２２から出力されたアナログ信号を、デジタル信号に変換し、公知の画像処理をする。このデジタル信号が、画像データＤ１となる。
　表示装置４は、赤外線カメラ２によって撮影された赤外線画像等が表示される。表示装置４は、例えば、液晶ディスプレイにより実現される。
　入力装置５は、キーボードや表示装置４に設けられたタッチパネルにより実現され、ガス測定に関連する各種入力がされる。
　情報処理装置３は、機能ブロックとして、表示制御部３０、算出部３１、第１の生成部３２、第２の生成部３３、設定部３４及び取得部３５を備える。なお、情報処理装置３は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）、及び、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）等によって実現される。
　取得部３５は、赤外線カメラ２の通信部（不図示）と通信する通信インターフェイスである。取得部３５は、赤外線カメラ２の通信部から送られてきた動画データＤ１（空間の赤外線画像を示す画像データ）を取得する。
　表示制御部３０は、取得部３５によって取得された動画データＤ１で示される赤外線画像等を表示装置４に表示させる。表示制御部３０及び表示装置４は、出力部として機能する。出力部は、空間の奥行き方向のガスの濃度分布を示すグラフ（第３のグラフ）を出力する。
　算出部３１は、空間を漂っているガスの濃度厚み積を算出する。濃度厚み積の算出について説明する。図１０は、赤外線カメラ２において、フィルタ２１が光学系２０と赤外線イメージセンサ２２との間から除かれた状態で撮影された赤外線画像とガスを含む背景との関係を説明する説明図である。図１１は、赤外線カメラ２において、フィルタ２１が光学系２０と赤外線イメージセンサ２２との間に配置された状態で撮影された赤外線画像とガスを含む背景との関係を説明する説明図である。ガスは、ガス漏れの監視対象から漏れており、空間を漂っている。赤外線画像は、１番目からＭ番目までのＭ個（複数）の画素が二次元に配列されて構成される。赤外線画像は、例えば、横１２８画素×縦９６画素で構成される。この場合、画素数Ｍは、１２８×９６となる。赤外線画像を示す画像データＤ１は、Ｍ個の画素データを含む。画素データは、画素に対応する領域の背景温度を示す。
　背景は、Ｍ個の画素のそれぞれに対応する１番目からＭ番目までのＭ個の領域に仮想的に分割されている。例えば、１番目の画素は、１番目の領域に対応しており、１番目の画素の画素データは、１番目の領域の背景温度を示している。Ｊ番目の画素は、Ｊ番目の領域に対応しており、Ｊ番目の画素の画素データは、Ｊ番目の領域の背景温度を示している。
　ある領域に位置するガスの濃度厚み積を算出するためには、その領域にガスが有る場合のその領域の背景温度（ガス有り背景温度）、及び、その領域にガスが無い場合のその領域の背景温度（ガス無し背景温度）が必要となる。例えば、Ｊ番目の領域に位置するガスの濃度厚み積を算出するためには、Ｊ番目の領域のガス有り背景温度、及び、Ｊ番目の領域のガス無し背景温度が必要となる。
　本実施形態では、まず、フィルタ２１を光学系２０と赤外線イメージセンサ２２との間から除いた状態で、赤外線画像を撮影する（図１０）。次に、フィルタ２１を光学系２０と赤外線イメージセンサ２２との間に配置した状態で、赤外線画像を撮影する（図１１）。後者の状態のとき、フィルタ２１によりガスの吸収線がカットされるので、ガスが無い場合と同じ場合が実現される。これにより、ある領域（例えば、Ｊ番目の領域）にガスが有る場合とその領域（Ｊ番目の領域）にガスが無い場合とを実現する。
　本実施形態では、いわゆるセカンドサイト（Ｓｅｃｏｎｄ　Ｓｉｇｈｔ）方式を利用して、ガスの濃度厚み積を算出する。この方式では、漏れたガスが漂っており、かつ、背景温度が異なる２つの領域のそれぞれの赤外線量を求める。２つの領域は、Ｍ個の領域のいずれかであり、以下、領域Ａ、領域Ｂとする。セカンドサイト方式では、次式で濃度厚み積ｃｔの値を振り、次式の両辺が最も等しくなる濃度厚み積ｃｔを、領域Ａ及び領域Ｂにおけるガスの濃度厚み積ｃｔとして求めている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　ここで、ＰＡは、領域Ａにおける赤外線カメラ２によって観測された赤外線量であり、Ｂ（Ｔｂａｃｋ＿Ａ，λ）は、領域Ａにおける背景輻射赤外線量であり（Ｔｂａｃｋ＿Ａは、領域Ａにおける背景温度であり、λは波長である）、ＰＢは、領域Ｂにおける赤外線カメラ２によって観測された赤外線量であり、Ｂ（Ｔｂａｃｋ＿Ｂ，λ）は、領域Ｂにおける背景輻射赤外線量であり（Ｔｂａｃｋ＿Ｂは、領域Ｂにおける背景温度である）、Ｓ（λ）は、光学系透過率であり、ｃｔは、ガスの濃度厚み積であり（ｃは濃度であり、ｔは厚みである）、εおよびα（λ）それぞれは、パラメータ（係数）である。積分∫は、観測した赤外線の波長範囲に亘って実行される。
　領域Ａにおける赤外線量は、Ｍ個の画素のうち、領域Ａに対応する画素の画素データを基にして求められる。領域Ｂにおける赤外線量は、Ｍ個の画素のうち、領域Ｂに対応する画素の画素データを基にして求められる。このように、ある領域のガスの濃度厚み積は、その領域に対応する画素の画素データを基にして求められる。算出部３１は、ガスの濃度厚み積を、Ｍ個の領域（Ｍ個の画素）のそれぞれに対応させて算出する。
　第１の生成部３２、第２の生成部３３及び設定部３４については、本ガス監視システム１のガス濃度分布算出動作で説明する。図１２は、本実施形態に係る本システム１のガス濃度分布算出動作を説明するフローチャートである。図９及び図１２を参照して、表示制御部３０は、赤外線カメラ２によって撮影された赤外線画像を表示装置４に表示させる（ステップＳ１）。図１３は、表示装置４に表示された赤外線画像を示す画像図である。
　本ガス監視システム１の操作者は、入力装置５を操作して、表示装置４に表示された赤外線画像において、ガス漏れ箇所（例えば、図６に示すガス漏れ箇所Ｐ）の位置をカーソル１００で指定する。すなわち、表示装置４に表示された赤外線画像において、操作者が注目する位置を注目位置とし、操作者が入力装置５を操作して、注目位置を指定する入力がされる。又はこれに代えて、設定部３４はガス漏れ位置推定ステップ（Ｅ４）で推定したガス漏れ位置を注目位置に指定する。設定部３４は、指定された注目位置を通る水平軸を赤外線画像上に設定する。水平軸は、漏れたガスが漂っている空間の水平方向を示す軸である。図１４は、表示装置４に表示された赤外線画像上に設定された水平軸を示す模式図である。水平軸は、赤外線画像のＪ行目に設定されている。図１４では、簡単のために、各行の画素を７個にしているが、横が１２８画素の赤外線画像の場合、各行の画素は１２８個となる。水平軸は、図６のｘ軸（例えば、ｘ１軸、ｘ２軸、ｘ３軸）で示される空間の水平方向を示す軸と対応する。
　算出部３１は、表示装置４に表示された赤外線画像を構成する全画素のうち、水平軸と重なる方向に並ぶ各画素について、赤外線画像を示す画像データＤ１に含まれる各画素の画素データを基にして、ガスの濃度厚み積を各画素に対応させて算出する（ステップＳ２）。図１４を参照して、算出部３１は、水平軸と重なる方向に並ぶ各画素（Ｊ－３番目の画素、Ｊ－２番目の画素、Ｊ－１番目の画素、Ｊ番目の画素、Ｊ＋１番目の画素、Ｊ＋２番目の画素、Ｊ＋３番目の画素）について、赤外線画像を示す画像データＤ１に含まれる各画素の画素データを基にして、ガスの濃度厚み積を各画素に対応させて算出する。
　詳しく説明すると、算出部３１は、Ｊ－３番目の画素の画素データを基にして、Ｊ－３番目の画素に対応するガスの濃度厚み積（Ｊ－３番目の領域のガスの濃度厚み積）を算出し、Ｊ－２番目の画素の画素データを基にして、Ｊ－２番目の画素に対応するガスの濃度厚み積（Ｊ－２番目の領域のガスの濃度厚み積）を算出し、Ｊ－１番目の画素の画素データを基にして、Ｊ－１番目の画素に対応するガスの濃度厚み積（Ｊ－１番目の領域のガスの濃度厚み積）を算出し、Ｊ番目の画素の画素データを基にして、Ｊ番目の画素に対応するガスの濃度厚み積（Ｊ番目の領域のガスの濃度厚み積）を算出し、Ｊ＋１番目の画素の画素データを基にして、Ｊ＋１番目の画素に対応するガスの濃度厚み積（Ｊ＋１番目の領域のガスの濃度厚み積）を算出し、Ｊ＋２番目の画素の画素データを基にして、Ｊ＋２番目の画素に対応するガスの濃度厚み積（Ｊ＋２番目の領域のガスの濃度厚み積）を算出し、Ｊ＋３番目の画素の画素データを基にして、Ｊ＋３番目の画素に対応するガスの濃度厚み積（Ｊ＋３番目の領域のガスの濃度厚み積）を算出する。
　第１の生成部３２は、ステップＳ２で算出された濃度厚み積を用いて、図１４に示す水平軸上のガスの濃度厚み積の分布を示すグラフ（第１のグラフ）を生成する（ステップＳ３）。図１５は、ステップＳ２で算出されたガスの濃度厚み積の分布を示すグラフ、及び、このグラフをガウスフィッティングしたグラフである。前者のグラフは、ｃｔ（実測）で示す線であり、後者のグラフは、ｃｔ（計算）で示す線である。グラフの横軸は、画素の順番（０番目から１２７番目までの画素の順番）を示している。例えば、Ｊ行目の場合、Ｊ行目の０番目から１２７番目までの画素の順番を示している。グラフの縦軸は、ガスの濃度厚み積を示している。
　第１の生成部３２は、ｃｔ（実測）のグラフ、すなわち、ステップＳ２で算出されたガスの濃度厚み積の分布を示すグラフ（第４のグラフ）を生成する。そして、第１の生成部３２は、正規分布の形状になるように、ｃｔ（実測）のグラフを、最小二乗法を用いてフィッティングして、ｃｔ（実測）のグラフからｃｔ（計算）のグラフを生成する。ｃｔ（計算）のグラフが、上記第１のグラフとなる。本実施形態では、ｃｔ（計算）のグラフを、第１のグラフにしているが、ｃｔ（実測）のグラフを第１のグラフにしてもよい。
　第２の生成部３３は、ステップＳ３で生成されたグラフ（第１のグラフ）を用いて、０番目から１２７番目までの画素（各画素）の中からガスの濃度厚み積がゼロとなる所定の画素を基準画素として決定する。図１５を参照して、第１のグラフであるｃｔ（計算）のグラフは、０番目から３２番目までの画素に対応するガスの濃度厚み積がゼロであり、３３番目の画素に対応するガスの濃度厚み積がゼロより大きいとする。第２の生成部３３は、ガスの濃度厚み積がゼロからゼロより大きい値に切り替わる画素である３２番目の画素を基準画素として決定する。
　第２の生成部３３は、空間の水平方向を示し、水平軸（図１４）と対応する軸を第１の軸とし、基準画素と各画素（０番目から１２７番目までの画素）との距離を空間での距離に換算した値を換算値とし、第１のグラフで示される各画素（０番目から１２７番目までの画素）に対応するガスの濃度厚み積を、各画素（０番目から１２７番目までの画素）に対応する換算値で割ることにより、第１の軸上のガスの濃度分布を示すグラフ（第２のグラフ）を生成する（ステップＳ４）。第１の軸は、例えば、図６のｘ１軸、ｘ２軸又はｘ３軸である。
　具体的に説明すると、水平軸（図１４）と重なる方向に並ぶ各画素の中で、基準画素の順番を、３２とする。一つの画素のサイズを空間での距離に換算した値を、１メートルとする。ｃｔ（計算）のグラフで示される５０番目の画素に対応するガスの濃度厚み積が、５００とする。５０番目の画素に対応するガスの濃度は、５００÷（５０－３２）×１となる。第２の生成部３３は、各画素について、ガスの濃度を算出する。
　図１６は、ステップＳ４で生成されたグラフ（第２のグラフ）である。グラフの横軸は、画素の順番（０番目から１２７番目までの画素の順番）を示している。例えば、Ｊ行目の場合、Ｊ行目の０番目から１２７番目までの画素の順番を示している。グラフの縦軸は、ガスの濃度を示している。
　表示制御部３０は、ステップＳ４で生成されたグラフ（第２のグラフ）を、空間の奥行き方向のガスの濃度分布を示すグラフ（第３のグラフ）として表示装置４に表示させる（ステップＳ５）。図１７は、赤外線画像、及び、空間の奥行き方向のガスの濃度分布を示すグラフ１０１（第３のグラフ）を示す画像図である。グラフ１０１は、図１３の赤外線画像上に重ねて表示装置４に表示されている。
　本実施形態では、図６に示す原点の位置から奥行き方向を示す軸（例えば、ｚ１軸、ｚ２軸、ｚ３軸）上のガスの濃度分布を求めている。これを求めるための一般式は、以下の通りである。
　　ガスの濃度＝ガスの濃度厚み積÷距離
　　（距離は、ガス漏れ箇所Ｐの位置と注目位置との距離である。）
　本実施形態では、同じ平面（例えば、平面ＰＬ１）の場合、奥行き方向のガスの濃度分布が同じと仮定して、ガスの濃度を求める。つまり、原点から水平方向にずれた位置（例えば、ｘ１軸上の任意の位置）において、この位置から奥行き方向を示す軸上のガスの濃度は、原点の位置（ｘ１軸の原点）から奥行き方向を示す軸上のガス濃度分布を用いて、ガスの濃度を求める。
　本実施形態の主な効果を説明する。図９及び図１２を参照して、第１の生成部３２は、図１３に示す赤外線画像上に設定された水平軸上のガスの濃度厚み積の分布を示すグラフ（第１のグラフ）を生成する（ステップＳ３）。第２の生成部３３は、第１のグラフを基にして、ガスの濃度分布を示すグラフ（第２のグラフ）を生成する（ステップＳ４）。第２のグラフは、ガスが漂っている空間において、水平軸と対応する軸を第１の軸としたとき、第１の軸上のガスの濃度分布を示すグラフである。例えば、第１の軸が図６に示すｘ１軸のとき、ｘ１軸上のガスの濃度分布を示すグラフであり、第１の軸がｘ２軸のとき、ｘ２軸上のガスの濃度分布を示すグラフであり、第１の軸がｘ３軸のとき、ｘ３軸上のガスの濃度分布を示すグラフである。
　表示制御部３０は、第２のグラフを、空間の奥行き方向のガスの濃度分布を示すグラフ（第３のグラフ）として、表示装置４に表示させる（ステップＳ５）。第３のグラフは、空間において、第１の軸と直交し、奥行き方向を示す軸を第３の軸としたとき、第３の軸上のガスの濃度分布を示す。例えば、第１の軸が図６に示すｘ１軸であり、かつ、第３の軸がｚ１軸のとき、ｚ１軸上のガスの濃度分布を示すグラフであり、第１の軸がｘ２軸であり、かつ、第３の軸がｚ２軸のとき、ｚ２軸上のガスの濃度分布を示すグラフであり、第１の軸がｘ３軸であり、かつ、第３の軸がｚ３軸のとき、ｚ３軸上のガスの濃度分布を示すグラフである。従って、本ガス監視システム１によれば、空間の奥行き方向のガスの濃度分布を測定することができる。
　また、本実施形態によれば、図１７に示すように、表示制御部３０は、赤外線カメラ２によって撮像された赤外線画像と、奥行き方向のガスの濃度分布を示すグラフ（第３のグラフ）とを一緒に表示装置４に表示させている。これにより、本ガス監視システム１の操作者は、赤外線画像からガスが漏れている様子を認識できると共に、奥行き方向のガスの濃度分布を認識することができる。
　なお、上記濃度厚み積算出ステップ（Ｅ３）、上記漏洩量推算ステップ（Ｅ１０）を実行するためには、以上の表示は必須ではない。
〔単位時間あたりの漏洩量の推算方法〕
　以上の説明に加えて、上記漏洩量推算ステップ（Ｅ１０）を実施するための単位時間あたりの漏洩量の推算方法につき説明する。
１）上述のように奥行き方向のガスの濃度分布を測定することができる。
２）奥行き方向のガスの濃度は、濃度厚み積がガスの透過像から得られているので、ある断面のガス分布が推定できる。
３）ガス雲の形状は、途切れる部分などがあるので、この途切れた部分をパターンマッチングし追跡することでガスの移動速度を算出する。
４）ガスの移動速度×断面ガス濃度＝漏出速度として、ガスの単位時間あたりの漏洩量を推算する。
〔ガス漏れ位置の推定方法〕
　ここでは、上記ガス漏れ位置推定ステップ（Ｅ４）を実施するためのガス漏れ位置の推定方法につき説明する。
　本ガス監視システム１のガス漏れ位置推定機能につき説明する。
　図１８に示すように本ガス監視システム１は、既出の要素のほか可視光カメラＡ２０を備える。情報処理装置３０は、機能部ブロックとして、ガス検出部Ａ３１と、ブロック分割部Ａ３２と、ブロック判別部Ａ３３と、カウント部Ａ３４と、漏れ位置推定部Ａ３５と、画像合成部Ａ３６とを有する。
　赤外線カメラ２は、監視対象物から出ている赤外線放射エネルギーを検出し、それをデジタル画像信号に変換する。可視光カメラＡ２０は、監視対象物から放射される可視光を検出し、それをデジタル画像信号に変換する。赤外線カメラ２及び可視光カメラＡ２０の画角は一致している。工業プラントの配管設備などが監視対象物となる。
　赤外線カメラ２及び可視光カメラＡ２０が所定のフレームレート（例えば３０ｆｐｓ）で連続撮像を行い、そのフレームデータが順次に情報処理装置３０に入力される。
　ガス検出部Ａ３１は、赤外線カメラ２から入力された赤外線画像信号から、温度閾値法や動体検出法などの方法を用いて、画素単位でガス領域を検出する。温度閾値法は、監視対象物の置かれる通常の環境温度範囲より漏洩時に高温又は低温になるガスを検出対象とする場合に、環境温度範囲と弁別する温度閾値によってガス領域か否か判別する方法である。動体検出法は、基準となる他のフレームに対する、例えば特定画素の輝度信号の差分信号が所定の閾値より大きい領域を動体領域と判別し、動体領域をガス領域とする方法である。基準となる他のフレームとしては、直前又は数フレーム前のフレームや、一定期間画像全体として静止していた過去のフレームが選ばれる。
　ブロック分割部Ａ３２は、赤外線画像信号の各フレーム画像を所定のサイズで複数のブロックに分割する。１ブロックのサイズとしては、例えば１０×１０画素である。
　ブロック判別部Ａ３３では、各フレームの各ブロックに対して、ガス検出部Ａ３１の検出結果を用いて、そのブロックはガス領域であるか否かを判別するブロック判別処理を実行する。ブロック内の画素のうち所定の割合（例えば５０％）以上の画素がガス検出部Ａ３１によりガス領域と検出されていれば、ガス領域と判別する。ブロック判別部Ａ３３は、ガス領域と判別したブロックに１、ガス領域でないと判別したブロックに０との識別値を与える。
　カウント部Ａ３４は、時系列の複数のフレームに亘り、ブロック判別処理によりガス領域と判別された回数をブロックごとにカウントするカウント処理を実行する。
　漏れ位置推定部Ａ３５は、カウント部Ａ３４によるカウント値が所定値以上のブロックをガス漏れ推定位置として設定する漏れ位置推定処理を実行する。
　画像合成部Ａ３６は、可視光カメラＡ２０から入力された可視光画像をバックレイヤーとし、赤外線カメラ２から入力された赤外線画像信号のうちガス検出部Ａ３１によりガス領域と検出された画素を抽出してこれを可視光範囲に変換した赤外線撮像可視化画像を所定の透過率を設定して重ね合わせるとともに、漏れ位置推定部Ａ３５によりガス漏れ推定位置として設定されたブロックを明示する画像を重ね合わせる画像合成処理を実行する。画像合成部Ａ３６による合成画像は表示装置４に表示出力される。ユーザーはこの画像を見てガスの分布領域及びガス漏れ位置を把握することができる。
　以上の処理内容を図１９及び図２０を参照して説明する。簡単のため３フレーム分を処理する場合につき説明する。
　ガス検出部Ａ３１により、図１９Ａ１に示すように最初のフレームＦ１中にガス領域Ｇ１が検出されたとする。
　これを受けブロック判別部Ａ３３は、図１９Ｂ１に示すようにガス領域と判別したブロックに１、ガス領域でないと判別したブロックに０との識別値を与える。
　次に、ガス検出部Ａ３１により、図１９Ａ２に示すように２番目のフレームＦ２中にガス領域Ｇ２が検出されたとする。
　これを受けブロック判別部Ａ３３は、図１９Ｂ２に示すようにガス領域と判別したブロックに１、ガス領域でないと判別したブロックに０との識別値を与える。
　次に、ガス検出部Ａ３１により、図１９Ａ３に示すように３番目のフレームＦ３中にガス領域Ｇ３が検出されたとする。
　これを受けブロック判別部Ａ３３は、図１９Ｂ３に示すようにガス領域と判別したブロックに１、ガス領域でないと判別したブロックに０との識別値を与える。
　以上の過程を経てカウント部Ａ３４がカウントしたブロックごとのカウント値は図２０Ａに示す通りとなる。また、図２０Ａに示すようにカウント値が所定値以上のブロックＢ４７を漏れ位置推定部Ａ３５がガス漏れ推定位置として設定する。ここでは、所定値を最多値とする。
　画像合成部Ａ３６は、図２０Ｂに示すように可視光カメラＡ２０から入力された可視光画像Ｉ３をバックレイヤーとし、赤外線カメラ２から入力された赤外線画像信号のうちガス検出部Ａ３１によりガス領域と検出された画素を抽出してこれを可視光範囲に変換した赤外線撮像可視化画像（Ｇ３）を所定の透過率を設定して重ね合わせるとともに、漏れ位置推定部Ａ３５によりガス漏れ推定位置として設定されたブロックＢ４７を明示する画像を重ね合わせた画像を合成する。
　合成する可視光画像と赤外線撮像可視化画像は、以上の処理に使用したフレームのうち最新の１フレームとして静止画とし表示するか、最新の数フレームとして動画様に再生表示する。
　なお、上記ガス漏れ位置推定ステップ（Ｅ４）を実行するためには、以上の表示は必須ではない。
　本発明は、配管設備から漏洩するガスを継続的に監視して、当該配管設備の保全時期を予測することに利用することができる。
１　ガス監視システム
２　赤外線カメラ
３　情報処理装置
４　表示装置
５　入力装置
６　情報記憶装置

Claims (8)

  1. 監視対象とする配管設備を含む範囲を撮影した赤外線画像の連続するフレームを順次取得する画像取得ステップと、
    前記画像取得ステップで取得した前記赤外線画像に基づき同画像中にある漏洩ガスの濃度厚み積を算出する濃度厚み積算出ステップと、
    前記画像取得ステップで取得した時系列の複数フレームに亘る前記赤外線画像に基づき同画像中にある漏洩ガスのガス漏れ位置を推定するガス漏れ位置推定ステップと、
    前記配管設備の流通物質情報を参照して、前記ガス漏れ位置推定ステップにより推定されたガス漏れ位置と照合し、当該ガス漏れ位置直近の配管に流通するガス種を当該ガス漏れ位置からの漏洩ガスのガス種として設定するガス種設定ステップと、
    前記ガス種設定ステップにより設定されたガス種の漏洩ガスの濃度厚み積について保全閾値を設定する保全閾値設定ステップと、
    前記ガス漏れ位置推定ステップにより推定されたガス漏れ位置からの前記ガス種設定ステップにより設定されたガス種の単位時間あたりの漏洩量を、前記画像取得ステップで取得した時系列の複数フレームに亘る前記赤外線画像に基づき推算する漏洩量推算ステップと、
    前記漏洩量推算ステップにより推算される単位時間あたりの漏洩量の時間変化に基づき、前記濃度厚み積算出ステップにより算出した濃度厚み積が前記保全閾値を超える時期を予測計算する保全時期予測計算ステップと、
    をコンピューターに実行させるためのガス監視プログラム。
  2. 前記濃度厚み積算出ステップにより算出した濃度厚み積が前記保全閾値を超えたか否か判断する保全閾値判断ステップと、
    前記保全閾値判断ステップにより前記保全閾値を超えたと判断した場合に、前記保全閾値を超えたことを報知する報知ステップと、
    をコンピューターに実行させるための請求項１に記載のガス監視プログラム。
  3. 入力信号に基づき前記ガス種設定ステップにより設定されたガス種を修正設定するガス種修正ステップをコンピューターに実行させるための請求項１又は請求項２に記載のガス監視プログラム。
  4. 監視対象とする配管設備を含む範囲を撮影した赤外線画像の連続するフレームを順次取得する画像取得ステップと、
    前記画像取得ステップで取得した前記赤外線画像に基づき同画像中にある漏洩ガスの濃度厚み積を算出する濃度厚み積算出ステップと、
    前記画像取得ステップで取得した時系列の複数フレームに亘る前記赤外線画像に基づき同画像中にある漏洩ガスのガス漏れ位置を推定するガス漏れ位置推定ステップと、
    前記配管設備の流通ガス種情報を参照して、前記ガス漏れ位置推定ステップにより推定されたガス漏れ位置と照合し、当該ガス漏れ位置直近の配管に流通するガス種を当該ガス漏れ位置からの漏洩ガスのガス種として設定するガス種設定ステップと、
    前記ガス種設定ステップにより設定されたガス種の漏洩ガスの濃度厚み積について保全閾値を設定する保全閾値設定ステップと、
    前記ガス漏れ位置推定ステップにより推定されたガス漏れ位置からの前記ガス種設定ステップにより設定されたガス種の単位時間あたりの漏洩量を推算する漏洩量推算ステップと、
    前記漏洩量推算ステップにより推算される単位時間あたりの漏洩量の時間変化に基づき、前記濃度厚み積算出ステップにより算出した濃度厚み積が前記保全閾値を超える時期を予測計算する保全時期予測計算ステップと、
    を実行可能にされたコンピューターを備えるガス監視システム。
  5. 前記濃度厚み積算出ステップにより算出した濃度厚み積が前記保全閾値を超えたか否か判断する保全閾値判断ステップと、
    前記保全閾値判断ステップにより前記保全閾値を超えたと判断した場合に、前記保全閾値を超えたことを報知する報知ステップと、
    を実行可能にされたコンピューターを備える請求項４に記載のガス監視システム。
  6. 入力信号に基づき前記ガス種設定ステップにより設定されたガス種を修正設定するガス種修正ステップを実行可能にされたコンピューターを備える請求項４又は請求項５に記載のガス監視システム。
  7. 監視対象とする配管設備を含む範囲を撮影した赤外線画像の連続するフレームを順次取得する画像取得ステップと、
    前記画像取得ステップで取得した前記赤外線画像に基づき同画像中にある漏洩ガスの濃度厚み積を算出する濃度厚み積算出ステップと、
    前記画像取得ステップで取得した時系列の複数フレームに亘る前記赤外線画像に基づき同画像中にある漏洩ガスのガス漏れ位置を推定するガス漏れ位置推定ステップと、
    前記配管設備の流通物質情報を参照して、前記ガス漏れ位置推定ステップにより推定されたガス漏れ位置と照合し、当該ガス漏れ位置直近の配管に流通するガス種を当該ガス漏れ位置からの漏洩ガスのガス種として設定するガス種設定ステップと、
    前記ガス種設定ステップにより設定されたガス種の漏洩ガスの濃度厚み積について保全閾値を設定する保全閾値設定ステップと、
    前記ガス漏れ位置推定ステップにより推定されたガス漏れ位置からの前記ガス種設定ステップにより設定されたガス種の単位時間あたりの漏洩量を、前記画像取得ステップで取得した時系列の複数フレームに亘る前記赤外線画像に基づき推算する漏洩量推算ステップと、
    前記漏洩量推算ステップにより推算される単位時間あたりの漏洩量の時間変化に基づき、前記濃度厚み積算出ステップにより算出した濃度厚み積が前記保全閾値を超える時期を予測計算する保全時期予測計算ステップと、
    をコンピューターに実行させるためのガス監視プログラムを記録したコンピューター読み取り可能な記録媒体。
  8. コンピューターを用いて、
    監視対象とする配管設備を含む範囲を撮影した赤外線画像の連続するフレームを順次取得する画像取得ステップと、
    前記画像取得ステップで取得した前記赤外線画像に基づき同画像中にある漏洩ガスの濃度厚み積を算出する濃度厚み積算出ステップと、
    前記画像取得ステップで取得した時系列の複数フレームに亘る前記赤外線画像に基づき同画像中にある漏洩ガスのガス漏れ位置を推定するガス漏れ位置推定ステップと、
    前記配管設備の流通物質情報を参照して、前記ガス漏れ位置推定ステップにより推定されたガス漏れ位置と照合し、当該ガス漏れ位置直近の配管に流通するガス種を当該ガス漏れ位置からの漏洩ガスのガス種として設定するガス種設定ステップと、
    前記ガス種設定ステップにより設定されたガス種の漏洩ガスの濃度厚み積について保全閾値を設定する保全閾値設定ステップと、
    前記ガス漏れ位置推定ステップにより推定されたガス漏れ位置からの前記ガス種設定ステップにより設定されたガス種の単位時間あたりの漏洩量を、前記画像取得ステップで取得した時系列の複数フレームに亘る前記赤外線画像に基づき推算する漏洩量推算ステップと、
    　前記漏洩量推算ステップにより推算される単位時間あたりの漏洩量の時間変化に基づき、前記濃度厚み積算出ステップにより算出した濃度厚み積が前記保全閾値を超える時期を予測計算する保全時期予測計算ステップと、
    を実行する監視方法。
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