JPS613032A

JPS613032A - 水中懸濁物質監視装置

Info

Publication number: JPS613032A
Application number: JP12372484A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Tanaka; 昭裕田中; Mikio Yoda; 幹雄依田; Shunji Mori; 俊二森; Kenji Baba; 研二馬場; Shoji Watanabe; 昭二渡辺; Shunsuke Nokita; 舜介野北
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1984-06-18
Filing date: 1984-06-18
Publication date: 1986-01-09
Also published as: JPH0517495B2

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の利用分野〕本発明は、浄水場の７０ツク形成池（混和池ンにおける
フロック監視システムに係り、特に、画像処理技術を用
いてフロックの形成状況を把握するシステムに関する。

〔発明の背景〕

浄水場では、原水の濁質粒径が小さいので、これらを凝
集させて、凝集塊（フロック）とし、このフロックを沈
降ネせるプロセスになっている。

このため、フロック形成池（混和池）におけるフロック
の監視が必要不可欠でおる。

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

これに対して、最近は、第８図に示すように、工業用テ
レピカメルを用いて、フロック形成池内のフロック群を
監視する方法がある。その動作は工業用テレビカメラ４
をフロック形成池中に設置し、これにより入力した画像
情報を監視室などに設置されたモニタテレビ６でモニタ
するものでおる。しかし、この場合でも、監視法は人間
の視覚に依存するため、主観的、かつ、不連続的である
という欠点は同じである。５は工業用テレビカメラコン
トローラ、７は投光器、８は投光器コントローラである
。

そこで、浄水処理場水質管理の信頼性を向上さ糞るため
、フロック形成状況の２４時間連続定量的把握手段とし
て、第８図中、破線で示す９Ｖｉ工業用テレビカメラ４
て取り込んだ画像情報によりフロック形成状況を判断す
る画像認識装置である。

本フロック監視装置の動作は、工業用テレビカメラ４に
より取り込んだフロック形成池１中のフロック３の画像
情報を画像認識装ｒｌ！９で、例えば、二値化処理後、
フロック部の面積計算などを行ないその計算結果により
フロック形成状況を判別する。

画像認識装ＦＬ９により、精度良く、安定に画像認識す
る場合、工業用テレビカメラで画像１１゛ｊ報をいかに
一定の光条件下で取り込む〃・ということが重接なポイ
ントとなる。具体的にＶｉ被認識物に當に同一の光量を
投射するかがポイントとなる。たとえば、光量が少なけ
れは、フロックを小さく認識してしまい、逆に光量が多
ければ同一形状てあっても大きく認識してしまう。

また、一般に、浄水場の処理設備は、屋外に建設される
ことが多く、また、フロックを常時監視する目的で大気
解放されている。このため、フロック形成池に入射する
光量は、時間の経過と共に変化し、天候の変化などの影
響も受け、千差万別となる。

よって、第８図に示したシステムでは、自然現象として
の照度変化の影響を排除することが困難であり、何らか
の方策が必要である。

これに対処するため、たとえば、工業用テレビカメラ４
の近傍に照度計などを設置し、外光の照度情報を得、そ
の情報に基づいて投光器７の投光量を制御し、所定の光
量と外光の量との差分を補正することにより、所定の光
条件を作り出し、認１！ｌｌｋ鞘度の高い画像情報も得
られるが、一般に、これら計測装置をフロック監視シス
テムに組み入れるには、照度計出力を計算機で演算可能
とする信号に変換するインターフェース装置を必要とす
る。

照度計をフロック形成池内に設置するため、水密対策を
要すなど高価なものとなり、かつ、フロック監視システ
ムとしての構成部品の増加につながす、イδ頼性低下、
メンテナンス等のランニングコストの増加などをもたら
す。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、フロック形成状況を、−知の光条件の
もと、画像情報として安定して取り込むためのフロック
監視システムを提供するにある。

〔発明の概要〕

本発明の要点は、浄水処理場のフロック形成池において
、フロック形成状況を画イを処理技術を用いて定量的に
把握するため、照度を制御可能な投光手段と、この手段
により投光されたフロック画像情報取込領域の１１〜紋
を計測するために、この領域の近傍に設置された照度計
測用板と、画像情報取込手段により構成し、照度言１測
用板の映像情報を基に照度を算出し、そのＵ’ｉ報を投
光器コントローラにフィードバックｉ〜、いかなる外光
条件であってもそれを補正することができ、画像認識装
置の持つ能力を有効に活用し、簡単なシステム構成て、
信頼性高く、常に、安定した光条件のもと、画像情報を
得るにある。

〔発明の実施例〕

以下、図面に基づいて本発明の詳細な説明する。第１図
は本発明の実施例、第２図は第１図中■矢視部の拡大図
である。１はフロック形成池、２はパドル、３はフロッ
ク、４は工業用テレビカメラ、５は工業用テレビカメラ
４を制御するコントローラ、６はモニタテレビ、７は投
光器、８は投光器７０投光量を制御可能な投光器コント
ローラ、９は画像認識装置、１０は照度計測用板、１１
はイＮ測用窓ガラス、１２は水密容器、１３はバックス
クリーン、１４は照度特性格納メモリ、１５ｒまこれら
装置を制御する制御用計算機、１６は画像情報取込領域
、１７は照度設定値メモリ、１８は外光、１９は投光器
投射光である。

以下にフロック監視システムの動作を述べる。

第２図に一例を示すような長方形の長辺方向に一端から
一端に向かって、明度が黒から白へと無段階に変化する
ように塗色された照度計測用板１０が、破線で示した画
像情報取込領域１６の近傍、水密容器１２内に、工業用
テレビカメラ４の視野に入るように設置しである。そし
て、この照度計測機能１０には、外光１８（自然現象つ
まり昼夜差、時間差により叢化する光）の変化に応じた
光、および、投光器投射光１９が当たる。そこで、制御
用計算機１５より指令を出し、画像認識装置９に次の（
１）〜（６）の動作を行なわせる。

（１）、制御用計算機１５より画像情報取込指令を画像
認識装置９へ送り、工業用テレビカメラ４で画像情報を
取り込み、工業用テレビカメラコントｏ−ラ５１に介し
て、画像認識装置９に伝送する。

この映像情報を取り込むと、第３図（ａ）に示すような
映像が得られる。つまり、外光１８、投光器（２）取り
込んだ映像情報第３図（ａ）の内、照度計測用板１０の
映像情報のみを抽出する。（ｂｌ（３）上記（２）で抽
出した映像情報に二値化処理（所定のしきい１１す上り
高い輝度レベルにある映像情報部を”１″とし、低い輝
度レベルにある映像情報部を０″とする）を折力う。ｔ
Ｃ）（４）二値化処理された映像情報の内゛１＃（又は
”０”）部分の面積を演算する（具体的には画素数を演
算する）。（ｄ）（５）上記（４）で演算した結果をもとに、照度特性格
納メモリ１４にあらかじめ格納されている１＃（又は“
０″）部分面積−照度対応表を参照することによ拡照度
を算出する。（ｅ）こうして、任意の光榮件における照度が、画像認識装置
９の得意とする画像処理演算を行なうことにより、照度
計など特別な計測装置を用いることなく容易に計測でき
る。

（６）算出された照度情報は、制御用計算機１５へ伝送
され、照度設定値メモリ１７にあらかじめ格納されてい
る照度設定値に合致するかどうかが判断され、照度不足
なら投光量増加指令を、照度過大なら投光量減少指令を
、それぞれ、投光器コントローラ８へ伝送する。投光器
コントローラ８は、制御用計算機１５の指令に従って、
投光器７０投光量を制御する。

こうして、前述の（１）〜（６）のステップを細度かく
り返すことにより、照度情報が照度設定値メモリ１７内
の照度設定値に合致したら、制御用計算機１５はフロッ
ク形成状況把握演算指令を画像認識装置９へ送り、第３
図（ａ）中にＡで示した部分の画像情報を基に、フロッ
ク形成状況を判断（例えば、二値化処理後、フロック部
分の面積演算をする）する。

このように、外光がいかなる条件のもとでも、特別な照
度計測手段（照度計など）を用いず、画像認識装置に照
度計測機能をも合わせ持たせて有効活用することにより
、照度情報を適確に信頼性高く計測でき、その情報をも
とに投光量を制御することにより、常に一定の光条件を
画像情報取込領域１６に現出させ、安定したフロック画
像情報を取り込め、その画像情報に抽々の演算、例えば
、二値化処理後フロックの面積演算などを行ない、フロ
ックの形成状況を定量的に連続して把握することができ
る。

なお、照度計測用板１０として本実施例では長方形のも
の金剛いたが、その形状は特に規定されるものではない
。

第４図は他の実施例′″Ｃある。画像情報を得ようとす
るフロックだけを際立たせるために設けたノ（ツクスク
リーン１３上の一部に、第２図で説明した照度計測用塗
色２２を施こしたものである。

２０けバックスクリーン１３、観測窓ガラス１１を同時
に掃引するワイパーであり、２１はワイノく−２０を駆
動するモーフである。

第５図に本発明を濁度計へ応用した他の実施例を示す。

本実施例は、被検体の濁度に応じて変化する透過光量を
照度計測用板と画像認識装置によりとらえることにより
、被検体の濁度を計測しようとするものである。

図中、２３は被検体を導く導管、２４Ａ、Ｂは透明板、
７は一定量の光を投射する投光器、２５は平行光線反射
鏡、２６は被検体を一定流量で導管２３に送るポンプで
ある。第６図は、第５図中の■矢視図の拡大断面図であ
る。

このような特徴をもつ画像処理装置すを応用した濁度計
の動作を説明する。

被検体２７はポンプ２６により一冗流量で４看２３に送
られる。導管２３には透明板２４Ａ、Ｂが設けてあり、
透明板２４Ａには投光器７により投光され、平行光線反
射鏡２５て反射し、平行光線となった光が投射されてい
る。この平行光線２８は、透明板２４Ａを通り抜（ｊＸ
導管２３内を流れる被検体中の粒子２９などにより散乱
されるが、一部の散乱されず被検体を通溝した光３０は
、透明板２４Ｂを通過して照度計測用板１０に当たる。

つまり、被検体中の元金散乱する要因となる粒子数が多
ければ散乱される光量が多くなり、投光器７より投光さ
れた平行光線２８の内、被検体中を通過して、照度計測
用板１０に当だ２）４看２３通過光３０は減少し、逆に
、粒子しくが少なければ散乱される光量が少なくなり、
照度計測用板１０に当たる導管２３通過光３０は増加す
る。こうして、被検体の濁度に応じた光が照度計測用板
１０に投光されることになる。よって、この照度計測用
板１０の画像情報を工業用テレビカメラ４て取り込み、
第３図で説明したのと同様な処理、つまり、取り込んだ
照度計測用板１０の画像情報を画像認識装置９て二値化
処理後、″１″（又は“０＃）部分の面積演算を行ない
、濁度特性格納メモリ３１に格納されている“１”（又
は”０＃）部分面積−照度対応表を参照することにより
被検体の濁度を算出する。

また、照度計測用板１０を第７図３２に示すように、光
透過スクリーン上に第３図で説明した塗色を施こすこと
により、第７図に示すような光透過方式照度計測システ
ムも可能である。

本実施例では、画像情報取込装置として工業用テレビカ
メラを用いたが、その他、例えば、ラインセンサ等画像
情報を取り込めるものなら何を用いても良い。

〔発明の効果〕

本発明によれば、照度情報を投光量制御にフィードバッ
クすシ、）ことｅＣより、’７’＋’；に、安定してフ
ロック画像情報を取り込むことができ、ｆＱ　ｌ！ｊ　
ｒ！Ｉ’　ｔｌｌｌｌンステムをも構築することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の説明図、第２図は第１図の
■矢視図、第３図は本預明の動作説明図、第４図、第５
図は本発明の他の実施ａ°すのｊ’、ｒｌ明図、第６図
は第５図の■矢視断面図、第７μｍＦ、Ｌ本発明の他の
実施例の説明図、第８図は従来例の説ＶＩｌｉ図である
。

Claims

【特許請求の範囲】

１、浄水場フロック形成池内におけるフロック形成状況
を画像情報として取り込む装置において、投光量を制御
可能な投光手段と、この投光手段により投光された領域
近傍に設置され、明度が無段階に変化するように塗色さ
れた照度計測機構と、前記投光手段により投光された領
域と前記照度計測機構との画像情報取込手段と、前記画
像情報に種々演算を施こす画像処理手段とより構成した
ことを特徴とするフロック監視システム。