JP4244772B2 - 流下ガラス異常監視装置 - Google Patents

Description

本発明は、高レベル放射性廃液をガラス固化する際に溶融炉からキャニスタに流下される流下ガラスの監視装置に係り、特に流下ガラスを画像処理にて監視するための流下ガラス異常監視装置に関するものである。

従来、原子炉施設においては、図６に示すように発生する高レベル放射性物質を含んだ廃液を溶融炉２１により溶融ガラスと混合して、放射性廃棄物を含んだガラスを流下させてキャニスタ２２に注入する。ガラスは、冷却され固化されることによりキャニスタ２２に封入され、原子炉施設において生じた放射性廃棄物を保管施設に保管できる形態となっていた。

ガラスが規定量まで注入されたキャニスタ２２は、台車２３によりフロア床３０上を移動し保管施設に搬入される。

図示したようなガラス固化設備の溶融炉２１から流れ落ちる流下ガラス２５の異常は、オペレータが目視によりその流下状況を観察するか、モニタにより監視することにより判断していた。

流下ガラス２５の流下異常の原因は、種々ある。代表的な異常原因としては、図７に示す溶融炉下部２１ａの主電極６１、底部電極６２、炉底補助電極６３等の異常により溶融槽２１における加熱が不均一になったり、加熱が不充分であることが考えられる。

また、溶融炉２１内で混合される放射性廃棄物に含まれる金属の粒等が、主電極６１等が発生する高周波電流を吸収し、溶融炉２１内の加熱が充分に行われないこともある。

このような加熱不充分等の異常は、流下ガラス２５が流下ノズル６６から流下する際に、ガラスの流れに揺れが発生したり、流下ガラスの粘度が高くなり膨らみが発生するという現象になって現れる。これらの現象を熟練したオペレータが観察し、異常現象から異常原因を推測する異常監視の方法が取られていた。

また、光ファイバを用いた溶融ガラス流下監視装置等が提案されている（特許文献１、２参照）。

特開平９−２８１２９４号公報 特開平９−２４３７９７号公報

しかしながら、従来の目視に頼る方法では、オペレータの判断に熟練が必要であるという問題点があった。また、個人差により判断にバラツキが出るという問題点があった。

また、溶融ガラス流下監視装置による場合、ガラス流下が異常になった場合にのみその異常が出力されるが、異常発生の前兆となる状況の把握や、異常が発生するまでの傾向などを記録することは出来ず、異常現象の予測が出来なかったり不充分であるといった問題点があった。

そこで、本発明の目的は、流下状態を画像データにより収集し、異常の兆候予測及び異常の判断が可能な流下ガラス異常監視装置を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するために創案されたものであり、第１の発明は、溶融炉内で放射性廃液を混入した溶融ガラスを、流下ノズルから流下ガラスとして流下させ、該流下ガラスをキャニスタに充填する際に、上記溶融炉から流下される流下ガラスの異常を検出するための流下ガラス異常監視装置において、流下しているガラスを一定時間毎に撮像するカメラと、一定時間毎に順次撮像された流下ガラスの画像を２値化し、その２値化画像に対して水平方向に走査して流下ガラスの左エッジ部及び右エッジ部を検出すると共に、検出した左エッジ部と右エッジ部から中心位置を算出し、順次撮像された画像ごとに算出した中心位置の変化から流下ガラスの揺れを検出するデータ処理装置とを備えた流下ガラス異常監視装置である。

第２の発明は、上記左エッジ部の検出は、水平な走査方向に走査することにより上記左エッジ部を検出し、上記右エッジ部の検出は、水平な走査方向とは逆に走査することにより上記右エッジ部を検出するものである。

第３の発明は、上記左エッジ部の検出は、前回検出した左エッジ部から左方へ所定距離離れた位置から走査方向に走査を始め、上記右エッジ部の検出は、前回検出した右エッジ部から右方へ所定距離離れた位置から走査方向とは逆に走査を始めるものである。

第４の発明は、上記揺れの検出は、上記流下ノズルの中心位置と上記左エッジ部及び上記右エッジ部より算出した中心位置との水平方向の差が閾値を超えることにより検出するものである。

第５の発明は、上記揺れの検出は、上記走査による上下に位置の異なる２本の走査線によりそれぞれの左エッジ部及びそれぞれの右エッジ部を検出し、検出されたそれぞれの上記左エッジ部及びそれぞれの上記右エッジ部から中心位置を算出し、算出したこれら上下の中心位置の水平方向の差が閾値を超えることにより上記揺れを検出するものである。

第６の発明は、上記揺れの検出は、過去の中心位置と最新の中心位置との水平方向の差が閾値を超えることにより検出するものである。

第７の発明は、上記データ処理装置は、上記検出した揺れの回数を計数し記憶するものである。

本発明によれば、流下状態を画像データにより収集し、異常の兆候予測及び異常の判断を可能にするという優れた効果を発揮する。

以下、本発明の好適実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の好適実施の形態である流下ガラス異常監視装置及びその設置状態を示す。

図示したように原子炉施設内には、放射性廃棄物をガラスと混合し溶融するための溶融炉２１と、溶融炉２１で溶融された溶融ガラスを流下させて注入し充填保管するためのキャニスタ２２と、キャニスタ２２を搬送するための台車２３と、溶融炉２１からキャニスタ２２に注入される流下ガラス２５の状況を監視し異常を検知するための流下ガラス異常監視装置１が設置されている。

ここでは、流下ガラス２５は、溶融炉２１で溶融された溶融ガラスが溶融炉下部２１ａから流下し、キャニスタ２２に注入される直前までの流下される溶融ガラスの状態を表すと共に、流下ガラス２５は、流下ガラス異常監視装置１で監視される対象であることを示す。

溶融炉２１は、原子炉施設において生じた高レベル放射性廃液を、原料ガラスを溶融させた溶融ガラスと混合させ、流下ガラス２５として流下させるための設備である。

キャニスタ２２は、溶融炉２１で溶融され放射性廃液が混合されて形成された流下ガラス２５を注入、流下してきた溶融ガラスを封止して、放射性廃棄物をガラス固化して保管するための金属製の容器である。キャニスタ２２は、直径約４０ｃｍ、高さ約１００ｃｍ、重量４００〜５００ｋｇ程度の円柱状をしたものである。

台車２３は、キャニスタ２２に注入される流下ガラス２５が規定量に達した時点で、キャニスタ２２をフロア床３０上を移動させ保管施設に搬送するためのキャリアである。

流下ガラス異常監視装置１は、流下しているガラスの全体の状態を撮像するべく流下ガラス２５に臨ませて設置したカメラ３と、カメラ３で撮像された画像を画像処理し画像処理したデータを記憶し記憶したデータから流下ガラス２５の揺れを検出するためのデータ処理装置２と、カメラ３の撮影を制御するためのカメラ制御装置５と、データ処理装置２及びカメラ制御装置５などを遠隔からオペレーションするための遠隔操作システム６とを備えて構成され、ケーブル４、７、８で接続されている。

流下ガラス異常監視装置１は、溶融炉２１からの流下ガラス２５をキャニスタ２２に充填する際に、溶融炉２１から流下される流下ガラス２５の異常を検出するための監視装置であり、カメラ３で撮像された画像を画像処理にて流下ガラス２５の揺れをデータ処理装置で検出する機能を有している。

流下ガラス異常監視装置１は、原子炉施設内において溶融炉２１からキャニスタ２２に注入される流下ガラス２５の画像を撮像し、撮像した流下ガラス２５の状態画像を解析することにより、流下ガラス２５の状態に揺れ等の異常が生じた場合に、その異常を検出しまた異常となる兆候を検出することができる。

データ処理装置２は、画像データ等を処理するためのデータ処理部１１と、カメラ３を制御するための制御信号をカメラ制御装置５に入力するための制御信号入力ボード１２と、カメラ３で撮影された画像をデジタル処理するための画像処理ボード１３と、画像処理ボード１３で画像をデジタル処理するための画像解析ソフト１４と、停電時にデータ処理装置２のデータをバックアップするための電源となる無停電電源部１５と、データ処理部１１で処理したデータを保存するためのデータ保存部１６と、オペレーション状態や処理データの状態等を表示するためのディスプレイ１７と、処理データ等をプリントアウトするためのプリンタ１８とを備えて構成される。

データ処理装置２は、カメラ３で一定時間毎に順次撮像された流下ガラス２５の画像を２値化処理し、処理された２値化画像に対して流下ガラスの流下方向に対する水平方向に走査して流下ガラス２５の左エッジ部及び右エッジ部を検出し、これらのデータからガラスの流下状態の異常の有無を検出するための処理装置である。

無停電電源部１５は、流下ガラス異常監視装置１に供給される電源電力が何らかの理由で停止した場合に、停電を検知する。停電を検知した無停電電源部１５は、外部からの供給電源から内蔵されている電池に切り換え、外部電源の代わりにデータ処理装置２に電源を供給するためのバックアップ電源である。無停電電源部１５は、外部から正常に電源が供給されている時は、そのまま流下ガラス異常監視装置１の各部材に電力を供給し、同時に内蔵されている図示しない電池に充電を行う。

データ処理部１１は、画像処理ボード１３により画像処理されたデータを演算処理し、流下ガラスの揺れの有無を判定し、演算結果をデータ保存部１６に出力する演算処理部である。

データ保存部１６は、画像処理ボード１３及びデータ処理部１１で処理・解析された画像処理及び演算結果を順次記憶、保存するためのメモリ部である。

ディスプレイ１７は、流下ガラス異常監視装置１のオペレーション状態や処理データの状態等を表示するための表示器である。

プリンタ１８は、画像処理データや流下ガラスの異常を示す揺れの有無及び揺れの回数、流下ガラス異常監視装置１の状態等をプリントアウトするための印字機である。

カメラ３は、溶融炉２１からキャニスタ２２に注入されるガラスの状態を撮影するために設置される撮影機であり、ガラスの揺れ等が画面に取り込まれるようにガラスの流下状態を流下位置の正面若しくはそれに近い位置に臨ませて設置する。カメラ３は、例えばＣＣＤ撮像管を用いたビデオカメラ、温度検知に優れた近赤外線カメラ等が用いられる。

カメラ３は、図中では説明のため１台を図示しているが、流下ガラス２５長手方向を軸中心とした円周上に２台以上を設置し流下ガラス２５の流下を撮影するとよく、流下ガラス２５の状態がよりよく監視出来、流下ガラス２５の揺れを多次元で捉える事が出来る。

カメラ制御装置５は、データ処理装置２内の制御信号入力ボード１２から供給された制御信号を受信し、カメラ３の撮影を制御するための制御装置である。

ケーブル４，８は、カメラ３で撮影した画像をカメラ制御装置５を経由してデータ処理装置２に伝送し、データ処理部２の制御信号入力ボード１２から供給された制御信号をカメラ制御装置５及びカメラ３に伝送するための信号線である。

遠隔操作システム６は、流下ガラス異常監視装置１を遠隔の監視室等から操作し、データ処理部２で処理されたデータ等を取得、操作するための操作システムである。

ケーブル７は、データ処理装置２で処理されたデータ等を遠隔操作システム６に伝送し、遠隔操作システム６のオペレーションをデータ処理装置２に伝送するための伝送線路で、例えば代表的にＬＡＮなどが利用される。

次に、流下ガラス異常監視装置１の動作概要を説明する。

溶融炉２１で放射性廃液と混合、溶融され生成された流下ガラス２５は、台車２３に搭載されたキャニスタ２２に注入、充填され、この流下ガラス２５の状態はカメラ３で撮像される。

カメラ３で撮像された流下ガラス２５の状態を示す画像は、ケーブル４、カメラ制御装置５、ケーブル８を介して、画像処理ボード１３に入力される。

画像処理ボード１３に入力された画像は、画像処理ボード１３において平滑化、２値化され、画像のノイズ除去を行うための収縮、膨張処理などの画像処理が行われた後、データ処理部１１に出力される。

図２は、カメラ３で撮影された流下ガラス２５の画像（図３に示す）を画像処理ボード１３及びデータ処理部１１で処理する手順を示すフローチャートである。

画像処理ボード１３に画像データが入力されると、フローチャートに示すステップ３１により画像処理のためのデジタル処理が開始される。

画像処理は、図３に示すような撮影した画像から流下するガラスのエッジを検出するための画像処理範囲の設定を行い、画面を平滑化することにより流下ガラス２５の写った領域とそれ以外の領域をそれぞれ連続した平面として処理し、設定した閾値により２値化し、収縮、膨張処理により流下ガラス２５の左エッジ部及び右エッジ部を鮮明し、図４に示す左エッジ部及び右エッジ部の検出処理を容易にする画像フィルタリングの一連処理である。

画像処理ボード１３で、カメラ３により撮像された画像全体（図３に示す。）の中から、画像を処理するために流下ガラス２５の写った範囲を設定する（ステップ３２）。

流下ガラス２５の位置検出を行うための画像範囲の設定は、対象とする位置情報の性質及び画像処理ボード１３の処理時間を考慮して設定される。

範囲の設定は、溶融炉下部２１ａから流下する溶融ガラスの状態、特にガラスの揺れや膨らみ等が充分に検出出来る範囲を選択し、溶融炉下部２１ａの流下ノズル６６の中心位置が明確になるように範囲設定するとよい。

また、画像処理範囲設定の際には、画像の鉛直方向、水平方向がガラスの流下している実際の鉛直方向、水平方向に一致するように画像の取り込みを行う。

なお、この補正によりカメラ３が傾いていると判断される場合には、この判断結果を制御信号入力ボード１２に送出し、ケーブル８を介してカメラ制御装置５に伝送し、カメラ制御装置５はカメラ３の姿勢を修正する制御信号をカメラ３に対して発する。姿勢修正のための制御信号を受信したカメラ３は、流下ガラス２５の画像を最も良い位置、姿勢から撮像するように姿勢を修正する。

ステップ３２では、初回のみデータ格納領域、データ数を初期化する処理が併せて行われる。

図４（ａ）、（ｂ）に処理範囲設定された流下ガラス２５の画像を示す。

図２のステップ３２で処理範囲が設定された画像は、次に画像の平滑化が行われる（ステップ３３）。

このステップ３３による画像の平滑化は、画像を滑らかにするために行われ、画像内の図形（流下ガラス２５を意味する。）の存在位置を後のステップで検出するための前処理である。

平滑化により、ノイズの含まれた画像は、暗い背景部分の領域ｚはノイズにより存在する明るい点等が周囲の暗い部分と一様になり、領域ｚ全体がムラの少ない連続した平面領域となる。同様に、ガラスが撮像された輝度の明るい領域ｘは、ノイズにより存在する暗い点等が周囲の明るい部分と一様になり、領域ｘ全体がムラの少ない連続した平面領域となる。

平滑化の処理には種々の手法があるが、例えば領域分割処理により、画像を値がほぼ一定とみなせる領域に分割する方法、エッジ検出処理により画像の輝度値が急激に変化するところを検出する方法などが用いられるとよい。

分割されたメッシュ領域毎に平滑化された画像は、公知の判別分析法により２値化される（ステップ３４）。

撮像された画像の中で、流下ガラス２５の写っている部分は図４（ａ）、（ｂ）で示す溶融したガラスの輝度により明るい領域ｘである。背景の部分は暗い領域ｚとなっている。ステップ３４の２値化とは、この２つの領域ｘ、ｚを明るさによる閾値を設け、その閾値の以下の暗い領域Ｚと、閾値を超える明るい領域Ｘとに２値化することである。

２値化された流下ガラス２５の画像データは、画像ノイズ、量子化ノイズを除去するための収縮（ステップ３５）、膨張（ステップ３６）の処理が行われる。

収縮、膨張の処理は、２値化した画像の背景と流下ガラス２５の不鮮明な境界を鮮明にし、後述するステップ３７の流下ガラスの左／右エッジ部検出処理を容易にするためのフィルタリング処理である。

この収縮処理は、２値化して得られた図形（即ち、流下ガラス２５の画像である領域Ｘ）の境界部分の画素を全て削除し、画像の境界部分を一皮分取り除く処理手法である。

膨張処理は、収縮処理とは逆に、得られた図形（即ち、流下ガラス２５の画像である領域Ｘ）の境界部分の画素から領域Ｚ方向に一画素加え、画像の境界部分を一皮分太らせる処理手法である。

収縮、膨張処理を行うことで、２値化画像中のノイズ成分の多くが除去され、画像背景と流下ガラスの境界部分であるガラスの左エッジ部及び右エッジ部を鮮明にするという効果がある。

このように画像処理されたデータは、データ保存部２６に記憶し、次のステップ３７，３８の処理がなされる。

画像処理ボード１３の処理結果を受け取ったデータ処理部１１は、左／右エッジ部検出処理を行う（ステップ３７）。

データ処理部１１は、画像処理ボード１３から入力された処理結果から流下ガラス２５の左エッジ部と右エッジ部を検出する。

図４により、この左エッジ部と右エッジ部を検出する手順を説明する。図４（ａ）は、処理範囲が設定された流下ガラス２５の正常時の画像を示す。図４（ｂ）は、処理範囲が設定された流下ガラス２５の異常時（流下ガラス２５に揺れがある。）の画像を示す。

検出手順例として、図４（ａ）の水平な走査線ＳＣ１のデータに注目して説明する。

先ず、データ数が０より大きく、前回の左エッジ部の検出が正常に行われている場合には、左側面候補位置の探索開始点を前回の左エッジ部−５０画素（図中Ｄ₀で示す所定距離）とする。但し、探索開始点は、０以上であることが前提条件である。それ以外の場合には、左側探索開始点は、０とする。

水平方向の走査線ＳＣ１において、２値化画像である画素に対して左側探索開始点Ｄ₀（または、０）から画像右端に向かって、画素の輝度が変化し明るくなる位置を左方から右方に（ここでは、これを走査方向とする。）走査する。即ち、暗い領域Ｚから明るい領域Ｘとなる点が検出された場合には、この点を流下ガラス２５の左側面候補位置ａとする。

画面右端迄探索しても検出されない場合には、前回検出位置を「失敗」として終了する。

次に、データ数が０よりも大きく、前回右エッジ部の検出に成功している場合には、右側面候補位置の探索開始点を前回の右エッジ部＋５０画素（図中Ｅ₀で示す所定距離）とする。但し、探索開始点は、画面右端よりも左側であることとし、それ以外の場合は探索開始点は画像の右端とする。

走査線ＳＣ１上の画素に対して右側探索開始点Ｅ₀（または右端）から左側面候補位置ａに向かって、画素の輝度が変化し明るくなる位置を右方から左方に（ここでは、これを走査方向とは逆方向とする。）探索する。即ち、暗い領域Ｚから明るい領域Ｘとなる点が検出された場合には、この点を流下ガラス２５の右側面候補位置ｂとする。

左側面候補位置ａ迄探索しても検出されない場合には、前回検出位置を「失敗」として終了する。

なお、此処で上下に位置の異なる２本の走査線ＳＣ１、２の走査は一例を示したもので、水平方向の走査であれば、上の走査方法にのみよる必要はなく、後のデータ処理が容易な走査方法を用いて良い。

例えば、走査線ＳＣ１、２を左から右に水平に走査させることにより、左側面候補位置ａ及び右側面候補位置ｂを検出する方法でもよい。

検出した左側面候補位置ａと右側面候補位置ｂとの間の距離を算出し、閾値ｗｉｄｔｈ＿ｔｈ以内であれば、左側面候補位置ａを左エッジ部Ａ₀と称し、右側面候補位置ｂを右エッジ部Ｂ₀と称する。

それ以外の場合には、前回検出位置を「失敗」として終了する。

次に、検出した左エッジ部Ａ₀と右エッジ部Ｂ₀との差から流下ガラス２５の幅を算出する。算出された流下ガラス２５の幅が閾値ｗｉｄｔｈ＿ｔｈより大きい時は、流下ガラス２５の流下幅取得の「失敗」と判定する。

左エッジ部Ａ₀と右エッジ部Ｂ₀との差が閾値ｗｉｄｔｈ＿ｔｈより小さいときは、流下ガラス２５の流下幅取得の「成功」と判定する。

ここで、流下幅が変化する場合は、溶融炉２１の加熱温度の変化により実際に流下ガラス２５の流下幅が変化している場合や、流下ガラス２５に正対したカメラ３に対して、流下ガラス２５がカメラ３の前後方向に揺れることにより、見掛け上ガラスの流下幅が変化している現象として捉えられる場合等がある。

流下ガラス２５の幅取得の「成功」と判定した場合には、次にデータ処理部１１は、流下ガラス２５の中心位置を算出する処理を行う（ステップ３８）。

先に検出した左エッジ部Ａ₀と右エッジ部Ｂ₀の位置座標の加算平均を取り、算出された値を流下ガラス２５の中心位置の座標Ｃ₀とする。

もう一方の走査線ＳＣ２に対しても、上記の手順と同様にして流下ガラス２５の左エッジ部Ａ₁、右エッジ部Ｂ₁の検出及び中心位置の座標Ｃ₁の算出を行う。

検出及び算出された結果をデータ保存部１６に保存し、またデータ数のカウンタに１を加算する。また前回位置検出を「成功」とする。

次に、データ処理部１１において流下ガラス２５の揺れ回数の算出手順を説明する。

流下ガラス２５の揺れの形態には種々あるので、揺れの検出も種々の形態が考えられるが、ここでは代表的な３種類の揺れ検出方法について説明する。

揺れ検出方法（１）
図７に示す溶融炉下部２１ａの流下ノズル６６の中心位置を、図４（ａ）、（ｂ）にノズル中心Ｎで表示する。

所定値であるノズル中心ＮとＣ₁（若しくは、Ｃ₀）との水平軸方向の差を求め、これは流下ガラス２５の流下ノズル６６からのズレを意味する。

求めた差を予め設定した閾値ｍｏｖｅ＿ｔｈ１と比較し、その差が閾値ｍｏｖｅ＿ｔｈ１以上の場合には、流下ガラス２５に揺れがあったものと判断する。揺れ回数（１）を１加算する。

揺れ検出方法（２）
図４（ａ）に示した流下ガラス２５の上下の中心位置Ｃ₀と中心位置Ｃ₁との水平軸方向の差を求める。これは流下ガラス２５の流下の位置が中心位置Ｃ₀から上下でズレている事を意味する。

求めた差を予め設定した閾値ｍｏｖｅ＿ｔｈ２と比較し、その差が閾値ｍｏｖｅ＿ｔｈ２以上の場合には、流下ガラス２５に揺れがあったものと判断する。揺れ回数（２）を１加算する。

揺れ検出方法（３）
先ず、流下ガラス２５の揺れを初期化する（初回のみ実施する）。

初期化が為された後、最新の中心位置をデータ保存部１６から取り出す。

この最新の中心位置データは、例えば図４（ｂ）で得られた中心位置の座標Ｃ₂であるものとする。

次に、データ保存部１６から過去算出した１００回分の流下ガラス２５の中心位置の平均値κを取得する。過去１００回分の流下ガラス２５の中心位置の平均値κ若しくは過去１００回分のデータがデータ保存部１６に保存されていない場合には、データ保存部１６に保存されている中心位置の全データを取り出し、全中心位置データの平均値κｏを算出する。

最新の中心位置Ｃ₂と、過去の中心位置の平均値κ又は平均値κｏとを比較し、その差が予め設定した揺れの閾値ｍｏｖｅ＿ｔｈ３以上の場合には、流下ガラス２５に揺れがあったものと判断する。揺れ回数（３）を１加算する。

図４（ａ）が、全く揺れのない状態であり、この状態が１００回連続して続いたとすると、平均値κは図中のＣ₀、（または、Ｃ₁）の位置に等しくなる。

図４（ｂ）に示すような揺れが流下ガラス２５に生じた場合には、平均値κとＣ ₂ の位置の差が流下ガラス２５の揺れになっていることが分かる。

此の流下ガラス２５の揺れ回数（３）を計数した例を、図５に示す。

図中、横軸は流下ガラス２５をキャニスタ２２に注入する経過時刻（単位：分）を表し、縦軸は流下ガラス２５の揺れの回数（単位：回）を表す。

図は、溶融炉２１に異常が発生している場合の特性図であり、特に経過時刻１５０分前後に揺れが多く発生していることが分かる。

この流下ガラス２５の揺れの頻発は、溶融炉２１におけるガラス加熱が正常に行われておらず、流下ガラス２５の粘度が加熱異常等により不均一になり、流下ガラス２５の流速、流量等が不安定になっていることを示している。

不十分な加熱により流下ガラス２５の粘度が高くなった場合には、図４（ｂ）に一点鎖線で示したように、流下ガラス２５の一部が膨らむような現象も見られる。

このような揺れの傾向は、揺れの検出方法（１）、（２）、（３）により検出された流下ガラス２５の揺れを各々別々に計数し記憶することで、揺れの原因を推定する情報とすることが出来る。

中心位置Ｃ₀、Ｃ₁、Ｃ₂以外にも、このように左エッジ部Ａ₀、Ａ₁、Ａ₂、右エッジ部Ｂ₀、Ｂ₁、Ｂ₂等のデータを記憶、演算することにより、流下ガラスの膨らみやガラスの塊の発生、捩れ等の異常を検出しても良い。

データ処理部１１で得られるこのようなデータを基に、流下ガラス２５の異常を検出出来、此は図１、図７で示す溶融炉下部２１ａに何らかの異常が発生しているか、発生しつつある兆候が現れている証である。

また、ステップ３７の左エッジ部及び右エッジ部の検出において、エッジ検出の失敗が頻発したり続くような場合にも、流下ガラス２５の流下に何等かの異常（例えば、図７で示す流下ノズル６６が詰まったり、破損したことによる異常）が発生した可能性があるので、これもカウントし異常判断の情報とすると良い。

得られたデータを蓄積し、此等データの傾向を見る事で、不具合箇所の推定（例えば、主電極６１、底部電極６２、炉底補助電極６３、流下ノズル６６等）や異常が発生しかかっている兆候を把握する事も可能になる。

このような、画像処理ボード１３及びデータ処理部１１の演算処理結果は、必要に応じてディスプレイ１７に表示され、またプリンタ１８に印字される。

また、ケーブル７を介して遠隔操作システム６から要求があった場合には、画像処理ボード１３及びデータ処理部１１の演算結果は、ケーブル７を介して遠隔操作システム６に伝送され、遠隔操作システムに保存されたり、遠隔操作システムに備えられた表示器に表示されたりする。

このように、流下ガラス２５の中心位置及び揺れの有無を判断して、処理は終了する（ステップ３９）。

流下ガラス異常監視装置１においては、流下ガラス２５の状況を画像から検出することにより、流下ガラス２５の揺れの発生を異常として検出することが出来る。流下ガラス２５の揺れの回数が多くなった場合には、検出データを基に異常発生のアラームを発したり、異常発生の兆候をいち早く察知し、ディスプレイ等に表示することが出来る。

以上説明したように、監視オペレータの習熟に頼っていた流下ガラス２５の状態監視を流下ガラス異常監視装置１を用いる事で、流下ガラス２５の状態を座標を決めて定量的に把握出来、ガラスの流下状態及び異常発生の状況を画像データから定量的に判断できるようになった。

また、この流下ガラス異常監視装置１のデータは記録、保存することでき、蓄積データをグラフに表示することも可能である。このため、過去の正常時の状態、異常時の状態データと比較することで、溶融炉２１における流下ガラス２５の異常の前兆を的確に把握したり、バラツキのない異常予測や異常判断を行うことが可能となる。

本発明の実施の形態は、流下ガラスの異常監視のみならず、溶融し流下させる各種設備の監視等に広く適用出来るという産業上の利用可能性を有する。

本実施の形態である流下ガラス異常監視装置及びその設置状態を示す説明図である。 本実施の形態である流下ガラス異常監視装置の画像処理手順を示すフローチャートである。 流下ガラスをカメラで撮影した画像を示す状態図である。 図４（ａ）は、流下ガラスの状態を示す概略図である。図４（ｂ）は、流下ガラスの揺れの状態を示す概略図である。 流下ガラスの揺れの回数を示す特性図である。 流下ガラスを流下させる設備を示す説明図である。 溶融炉下部の断面を示す横断面図である。

符号の説明

１ 流下ガラス異常監視装置
２ データ処理装置
３ カメラ
４ ケーブル
５ カメラ制御装置
６ 遠隔操作システム
７、８ ケーブル
１１ データ処理部
１２ 制御信号入力ボード
１３ 画像処理ボード
１４ 画像解析ソフト
１５ 無停電電源部
１６ データ保存部
１７ ディスプレイ
１８ プリンタ
２１ 溶融炉
２１ａ 溶融炉下部
２２ キャニスタ
２３ 台車
２５ 流下ガラス
３０ フロア床

Claims (7)

1. 溶融炉内で放射性廃液を混入した溶融ガラスを、流下ノズルから流下ガラスとして流下させ、該流下ガラスをキャニスタに充填する際に、上記溶融炉から流下される流下ガラスの異常を検出するための流下ガラス異常監視装置において、流下しているガラスを一定時間毎に撮像するカメラと、一定時間毎に順次撮像された流下ガラスの画像を２値化し、その２値化画像に対して水平方向に走査して流下ガラスの左エッジ部及び右エッジ部を検出すると共に、検出した左エッジ部と右エッジ部から中心位置を算出し、順次撮像された画像ごとに算出した中心位置の変化から流下ガラスの揺れを検出するデータ処理装置とを備えたことを特徴とする流下ガラス異常監視装置。
2. 上記左エッジ部の検出は、水平な走査方向に走査することにより上記左エッジ部を検出し、上記右エッジ部の検出は、水平な走査方向とは逆に走査することにより上記右エッジ部を検出する請求項１記載の流下ガラス異常監視装置。
3. 上記左エッジ部の検出は、前回検出した左エッジ部から左方へ所定距離離れた位置から走査方向に走査を始め、上記右エッジ部の検出は、前回検出した右エッジ部から右方へ所定距離離れた位置から走査方向とは逆に走査を始める請求項１または２記載の流下ガラス異常監視装置。
4. 上記揺れの検出は、上記流下ノズルの中心位置と上記左エッジ部及び上記右エッジ部より算出した中心位置との水平方向の差が閾値を超えることにより検出する請求項１〜３いずれか記載の流下ガラス異常監視装置。
5. 上記揺れの検出は、上記走査による上下に位置の異なる２本の走査線によりそれぞれの左エッジ部及びそれぞれの右エッジ部を検出し、検出されたそれぞれの上記左エッジ部及びそれぞれの上記右エッジ部から中心位置を算出し、算出したこれら上下の中心位置の水平方向の差が閾値を超えることにより上記揺れを検出する請求項１〜３いずれか記載の流下ガラス異常監視装置。
6. 上記揺れの検出は、過去の中心位置と最新の中心位置との水平方向の差が閾値を超えることにより検出する請求項１〜３いずれか記載の流下ガラス異常監視装置。
7. 上記データ処理装置は、上記検出した揺れの回数を計数し記憶する請求項１〜６いずれか記載の流下ガラス異常監視装置。

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