Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP7446984B2 - Floating object observation device - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP7446984B2 - Floating object observation device - Google Patents

Floating object observation device Download PDF

Info

Publication number
JP7446984B2
JP7446984B2 JP2020207182A JP2020207182A JP7446984B2 JP 7446984 B2 JP7446984 B2 JP 7446984B2 JP 2020207182 A JP2020207182 A JP 2020207182A JP 2020207182 A JP2020207182 A JP 2020207182A JP 7446984 B2 JP7446984 B2 JP 7446984B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid surface
laser light
floating object
case
observation device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2020207182A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2022094367A (en
Inventor
公一 岡田
伸和 鈴木
泰宏 兼品
大維 権
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kubota Corp
Original Assignee
Kubota Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kubota Corp filed Critical Kubota Corp
Priority to JP2020207182A priority Critical patent/JP7446984B2/en
Publication of JP2022094367A publication Critical patent/JP2022094367A/en
Priority to JP2024027964A priority patent/JP7685638B2/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7446984B2 publication Critical patent/JP7446984B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Description

本発明は、例えば液体中のフロック等の浮遊物を撮像する浮遊物観測装置に関する。 The present invention relates to a floating object observation device that images floating objects such as flocs in a liquid.

従来、この種の浮遊物観測装置としては、例えば図14に示すように、原水101を貯留する攪拌槽102の外側方からシートレーザ光103を照射し、攪拌槽102内の原水101におけるシートレーザ光103で照射された照射領域を攪拌槽102の外部から撮影するように構成されているものがある。 Conventionally, as shown in FIG. 14, this type of floating object observation device irradiates sheet laser light 103 from the outside of a stirring tank 102 that stores raw water 101, and detects sheet laser light in the raw water 101 in the stirring tank 102. Some devices are configured to photograph the irradiated area irradiated with the light 103 from outside the stirring tank 102.

ここで、攪拌槽102は、シートレーザ光103が入射する入射領域と撮影が行われる視野領域とがそれぞれ透明なガラス窓(図示省略)で構成されている。また、シートレーザ光103は攪拌槽102の外部に設けられた照射部104から扇状に拡がって照射される。また、攪拌槽102の外部には、シートレーザ光103にて照射された攪拌槽102内の照射領域を撮影して撮影画像を生成する撮影部105が設けられている。 Here, in the stirring tank 102, an incident area into which the sheet laser beam 103 enters and a visual field area into which photographing is performed are each constituted by transparent glass windows (not shown). Further, the sheet laser beam 103 is emitted from an irradiation unit 104 provided outside the stirring tank 102 in a fan-like manner. Furthermore, a photographing unit 105 is provided outside the stirring tank 102 for photographing an irradiated area within the stirring tank 102 irradiated with the sheet laser beam 103 to generate a photographed image.

これによると、撮影部105で攪拌槽102内の照射領域を撮影することにより、シートレーザ光103で照射された照射領域内の原水101中のフロックが撮影された撮影画像を得ることができる。この撮影画像を2値化処理することにより、フロックの形状、大きさ、個数等を測定することができる。 According to this, by photographing the irradiation area in the stirring tank 102 with the photographing unit 105, it is possible to obtain a photographed image in which flocs in the raw water 101 within the irradiation area irradiated with the sheet laser beam 103 are photographed. By binarizing this captured image, the shape, size, number, etc. of the flocs can be measured.

尚、上記のような浮遊物観測装置は例えば下記特許文献1に記載されている。 Incidentally, a floating object observation device as described above is described, for example, in Patent Document 1 below.

特開2018-4506JP2018-4506

しかしながら上記の従来形式では、シートレーザ光103を攪拌槽102の外部から内部へ入射可能にするための入射用ガラス窓および攪拌槽102の外部から内部の撮影を可能にするための撮影用ガラス窓を攪拌槽102に設ける必要があり、このようなガラス窓が汚れた場合、撮影画像の精度が低下する虞があるので、ガラス窓を頻繁に清掃しなければならず、メンテナンスに手間を要するといった問題がある。 However, in the above-mentioned conventional type, there is an entrance glass window for allowing the sheet laser beam 103 to enter the stirring tank 102 from the outside to the inside, and a photographing glass window for allowing the inside of the stirring tank 102 to be photographed from the outside. must be provided in the stirring tank 102, and if such a glass window becomes dirty, there is a risk that the accuracy of the photographed image will decrease, so the glass window must be cleaned frequently, which requires time and effort for maintenance. There's a problem.

本発明は、メンテナンスの手間を軽減することが可能で且つ浮遊物の鮮明な画像を得ることができる浮遊物観測装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a floating object observation device that can reduce maintenance effort and obtain clear images of floating objects.

上記目的を達成するために、本第1発明は、液体中の浮遊物を観測する浮遊物観測装置であって、
横方向へ拡がるシートレーザ光を液面に照射するレーザ光源と、液面から入射したシートレーザ光で照射された浮遊物を撮像する撮像装置とが液面の上方に設けられ、
シートレーザ光が液面の上方から液面に入射する箇所を液面入射箇所とし、
シートレーザ光が浮遊物に当たって反射した反射光のうちの撮像装置に入射する反射光が液面を通過する箇所を液面通過箇所とすると、
液面入射箇所と液面通過箇所とを液面の上下に亘って取り囲んで液面の波を遮る波除け部材が設けられ、
シートレーザ光で照射される浮遊物を撮像装置で撮像する撮像範囲が液面下において少なくとも波除け部材よりも下方の領域を含んでいるものである。
In order to achieve the above object, the first invention is a floating object observation device for observing floating objects in a liquid, comprising:
A laser light source that irradiates the liquid surface with sheet laser light that spreads laterally, and an imaging device that images floating objects irradiated with the sheet laser light that has entered from the liquid surface are provided above the liquid surface,
The point where the sheet laser beam enters the liquid surface from above the liquid surface is defined as the liquid surface incident point,
If the part where the reflected light incident on the imaging device among the reflected light that is reflected by the sheet laser beam hitting the floating object passes through the liquid surface is defined as the liquid surface passage point.
A wave shielding member is provided that surrounds the liquid surface incident point and the liquid surface passing point above and below the liquid surface to block waves on the liquid surface,
The imaging range in which floating objects irradiated with sheet laser light are imaged by an imaging device includes at least an area below the wave shielding member below the liquid surface.

これによると、レーザ光源と撮像装置とを液面の上方に設けているため、入射用ガラス窓や撮影用ガラス窓を槽に設ける必要は無く、メンテナンスを容易に行うことができ、メンテナンスの手間を軽減することが可能である。 According to this, since the laser light source and the imaging device are installed above the liquid surface, there is no need to provide a glass window for incidence or a glass window for photographing in the tank, and maintenance can be easily performed, reducing maintenance costs. It is possible to reduce the

また、波除け部材が液面入射箇所と液面通過箇所とを液面の上下に亘って取り囲んで液面の波を遮っているため、シートレーザ光や反射光が液面の波の影響を受けて液体中で不規則に揺動するのを防止することができる。これにより、撮像した画像が乱れるのを防止することができ、浮遊物の鮮明な画像を得ることができる。 In addition, since the wave shielding member surrounds the liquid surface incident point and the liquid surface passing point above and below the liquid surface and blocks waves on the liquid surface, the sheet laser beam and reflected light are not affected by the waves on the liquid surface. This can prevent irregular swinging in the liquid. Thereby, it is possible to prevent the captured image from being distorted, and it is possible to obtain a clear image of the floating object.

また、撮像範囲は液面下において少なくとも波除け部材よりも下方の領域を含んでいるため、浮遊物が波除け部材の内側に流入し難い場合であっても、波除け部材よりも下方の領域における浮遊物を撮像装置で確実に撮像することができ、浮遊物の観測精度が向上する。 In addition, since the imaging range includes at least the area below the wave shield member below the liquid surface, even if it is difficult for floating objects to flow inside the wave shield member, the area below the wave shield member The floating object can be reliably imaged by the imaging device, and the accuracy of observing the floating object is improved.

本第2発明における浮遊物観測装置は、レーザ光源から照射され液面で反射したシートレーザ光が撮像装置に入射するのを防止する遮光部材が、レーザ光源と撮像装置との間に設けられているものである。 In the floating object observation device according to the second aspect of the present invention, a light shielding member is provided between the laser light source and the imaging device to prevent sheet laser light emitted from the laser light source and reflected on the liquid surface from entering the imaging device. It is something that exists.

これによると、遮光部材がレーザ光源から照射され液面で反射したシートレーザ光を遮ることにより、上記液面で反射したシートレーザ光が撮像装置に入射するのを防止することができるため、浮遊物の鮮明な画像を得ることができる。 According to this, the light shielding member blocks the sheet laser light irradiated from the laser light source and reflected on the liquid surface, thereby preventing the sheet laser light reflected on the liquid surface from entering the imaging device. You can get clear images of objects.

本第3発明における浮遊物観測装置は、レーザ光源と撮像装置とを収容する不透明なケースが波除け部材を兼用し、
液面入射箇所と液面通過箇所とがケース内にあり、
ケースの下端部に、液面下において開口する下端開口部が形成され、
撮像範囲は少なくとも下端開口部の下方の領域を含んでおり、
シートレーザ光はケース内から下端開口部を通って撮像範囲に達し、
反射光は撮像範囲から下端開口部を通ってケース内に進入するものである。
In the floating object observation device according to the third aspect of the present invention, the opaque case that houses the laser light source and the imaging device also serves as a wave shielding member,
There is a liquid level entrance point and a liquid level passage point inside the case.
A lower end opening that opens below the liquid level is formed at the lower end of the case,
The imaging range includes at least an area below the bottom opening,
The sheet laser light reaches the imaging range from inside the case through the bottom opening,
The reflected light enters the case from the imaging range through the lower end opening.

これによると、ケースが液面入射箇所と液面通過箇所とを取り囲んで液面の波を遮っているため、シートレーザ光や反射光が液面の波の影響を受けて液体中で不規則に揺動するのを防止することができる。 According to this, because the case surrounds the liquid surface incident point and the liquid surface passage point and blocks the liquid surface waves, the sheet laser beam and reflected light are affected by the liquid surface waves and become irregular in the liquid. It is possible to prevent it from swinging.

また、浮遊物観測装置を屋外に設置した場合、太陽光はケースで遮られるため、太陽光が撮像装置に入射するのを防止することができ、浮遊物の鮮明な画像を得ることができる。 Further, when the floating object observation device is installed outdoors, sunlight is blocked by the case, so sunlight can be prevented from entering the imaging device, and a clear image of the floating object can be obtained.

本第4発明における浮遊物観測装置は、シートレーザ光の進行経路と反射光の進行経路とが撮像範囲において直交するように、レーザ光源と撮像装置とが配置されているものである。 In the floating object observation device according to the fourth aspect of the present invention, the laser light source and the imaging device are arranged so that the traveling path of the sheet laser beam and the traveling path of the reflected light are orthogonal in the imaging range.

これによると、撮像範囲における焦点(ピント)のずれを減らすことができ、焦点の合った鮮明な浮遊物の画像を得ることができる。 According to this, it is possible to reduce the shift in focus in the imaging range, and it is possible to obtain a clear and focused image of floating objects.

本第5発明における浮遊物観測装置は、浮遊物は、液体に凝集剤を添加することによって生成されたフロックである。 In the floating object observation device according to the fifth aspect of the present invention, the floating objects are flocs generated by adding a flocculant to a liquid.

これによると、鮮明なフロックの画像を得ることができ、フロックの観測精度が向上する。 According to this, a clear image of the flocs can be obtained, and the accuracy of floc observation is improved.

以上のように本発明によると、メンテナンスの手間を軽減することが可能であり、浮遊物の鮮明な画像を得ることができる。また、浮遊物の観測精度が向上する。 As described above, according to the present invention, it is possible to reduce maintenance effort and obtain clear images of floating objects. Furthermore, the accuracy of observing floating objects is improved.

本発明の第1の実施の形態における浮遊物観測装置の断面図である。FIG. 1 is a sectional view of a floating object observation device according to a first embodiment of the present invention. 同、浮遊物観測装置の平面図である。FIG. 2 is a plan view of the floating object observation device. 同、浮遊物観測装置の主要構成を立体的に示した基本概念図である。It is a basic conceptual diagram showing the main components of the floating object observation device in three dimensions. 本発明の第2の実施の形態における浮遊物観測装置の断面図である。FIG. 3 is a sectional view of a floating object observation device according to a second embodiment of the present invention. 同、浮遊物観測装置の平面図である。FIG. 2 is a plan view of the floating object observation device. 本発明の第3の実施の形態における浮遊物観測装置の断面図である。It is a sectional view of the floating object observation device in a 3rd embodiment of the present invention. 同、浮遊物観測装置の一部切欠き底面図である。It is a partially cutaway bottom view of the floating object observation device in the same. 本発明の第4の実施の形態における浮遊物観測装置の断面図である。It is a sectional view of the floating object observation device in the 4th embodiment of the present invention. 同、浮遊物観測装置の一部切欠き底面図である。It is a partially cutaway bottom view of the floating object observation device in the same. 本発明の第5の実施の形態における浮遊物観測装置の断面図である。It is a sectional view of the floating object observation device in the 5th embodiment of the present invention. 同、浮遊物観測装置の一部切欠き底面図である。It is a partially cutaway bottom view of the floating object observation device in the same. 本発明の第6の実施の形態における浮遊物観測装置の断面図である。It is a sectional view of the floating object observation device in a 6th embodiment of the present invention. 図12におけるX-X矢視図である。13 is a view taken along the line XX in FIG. 12. FIG. 従来の浮遊物観測装置の図である。It is a diagram of a conventional floating object observation device.

以下、本発明における実施の形態を、図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

(第1の実施の形態)
第1の実施の形態では、図1に示すように、1は例えば浄水場に設置されているフロック形成槽である。フロック形成槽1内には原水2(液体の一例)が貯留され、原水2に凝集剤を添加することにより、原水2中に多数のフロック3(浮遊物の一例)が生成されている。
(First embodiment)
In the first embodiment, as shown in FIG. 1, 1 is a floc formation tank installed in a water purification plant, for example. Raw water 2 (an example of a liquid) is stored in the flocculation tank 1, and by adding a flocculant to the raw water 2, a large number of flocs 3 (an example of suspended matter) are generated in the raw water 2.

図1~図3に示すように、フロック形成槽1には、原水2中のフロック3を観測する浮遊物観測装置10が設けられている。浮遊物観測装置10は、シートレーザ光11を水面4(液面)に照射するレーザ光源12と、水面4から入射したシートレーザ光11で照射されたフロック3を撮像するカメラ14(撮像装置の一例)とを有している。 As shown in FIGS. 1 to 3, the floc formation tank 1 is provided with a floating object observation device 10 for observing flocs 3 in the raw water 2. The floating object observation device 10 includes a laser light source 12 that irradiates a sheet laser beam 11 onto the water surface 4 (liquid surface), and a camera 14 (an imaging device) that images the flocs 3 irradiated with the sheet laser beam 11 incident from the water surface 4. example).

尚、シートレーザ光11は、図2に示すように平面視においてレーザ光源12から横方向へ扇状に拡がっているとともに、図1に示すように側面視においてほぼ線状になっている。 Note that the sheet laser light 11 spreads in a fan shape in the lateral direction from the laser light source 12 in a plan view as shown in FIG. 2, and is substantially linear in a side view as shown in FIG.

これらレーザ光源12とカメラ14とは、水面4の上方に設けられ、フロック形成槽1の槽壁1aに固定された固定フレーム(図示せず)等で支持されている。 These laser light source 12 and camera 14 are provided above the water surface 4 and are supported by a fixed frame (not shown) or the like fixed to the tank wall 1a of the flocculation tank 1.

尚、シートレーザ光11が水面4の上方から水面4に入射する箇所を水面入射箇所16(液面入射箇所)とする。また、シートレーザ光11がフロック3に当たって反射した反射光のうちのカメラ14のレンズ15に入射する反射光17が水面4を下から上に通過する箇所を水面通過箇所18(液面通過箇所)とする。
水面入射箇所16と水面通過箇所18とを取り囲んで水面4の波を遮る波除け部材20が設けられている。波除け部材20は、フロック形成槽1の槽壁1a又は底部に固定された固定フレーム(図示せず)等で支持されている円筒状の部材であり、下端部が水面4の下方に没しており、上端部が水面4の上方に突出している。
Note that a location where the sheet laser beam 11 enters the water surface 4 from above the water surface 4 is defined as a water surface incident location 16 (liquid surface incident location). Also, a water surface passing point 18 (liquid surface passing point) is a point where the reflected light 17 of the reflected light that is reflected by the sheet laser beam 11 hitting the flock 3 and entering the lens 15 of the camera 14 passes through the water surface 4 from bottom to top. shall be.
A wave shielding member 20 is provided that surrounds the water surface incident point 16 and the water surface passing point 18 and blocks waves on the water surface 4. The wave shielding member 20 is a cylindrical member supported by a fixed frame (not shown) fixed to the tank wall 1a or bottom of the flocculation tank 1, and its lower end is submerged below the water surface 4. The upper end protrudes above the water surface 4.

シートレーザ光11で照射されるフロック3をカメラ14で撮像する撮像範囲21が水面4下において波除け部材20の下端よりも下方の領域に設定されている。尚、シートレーザ光11の進行経路23と反射光17の進行経路24とが撮像範囲21において直交する位置に、レーザ光源12とカメラ14とが配置されている。このように配置した場合、シートレーザ光11の入射角A1は54°となり、屈折角A2は37°となる。また、反射光17の入射角B1は37°となり、屈折角B2は54°となる。尚、上記入射角A1,B1および屈折角A2,B2の数値は、一例であり、原水2の性状(例えば比重等)によって異なる。 An imaging range 21 in which the flock 3 irradiated with the sheet laser beam 11 is imaged by the camera 14 is set below the water surface 4 and below the lower end of the wave shielding member 20. Note that the laser light source 12 and the camera 14 are arranged at a position where the traveling path 23 of the sheet laser beam 11 and the traveling path 24 of the reflected light 17 intersect at right angles in the imaging range 21 . In this arrangement, the incident angle A1 of the sheet laser beam 11 is 54°, and the refraction angle A2 is 37°. Further, the incident angle B1 of the reflected light 17 is 37°, and the refraction angle B2 is 54°. Note that the values of the incident angles A1, B1 and the refraction angles A2, B2 are merely examples, and vary depending on the properties (for example, specific gravity, etc.) of the raw water 2.

また、図1では、便宜上、フロック形成槽1のサイズを浮遊物観測装置10よりも一回り程度大きく描いているが、実際には、フロック形成槽1のサイズは浮遊物観測装置10と比べて大幅に大きなものである。 In addition, in FIG. 1, the size of the flocculation tank 1 is depicted to be about one size larger than the floating object observation device 10 for convenience, but in reality, the size of the flocculation tank 1 is larger than that of the floating object observation device 10. It is significantly larger.

上記構成における作用を以下に説明する。 The operation of the above configuration will be explained below.

シートレーザ光11をレーザ光源12から照射し、カメラ14で撮像範囲21内のフロック3を撮像する。この際、波除け部材20が水面入射箇所16と水面通過箇所18とを水面4の上下に亘って取り囲んで水面4の波を遮っているため、シートレーザ光11や反射光17が水面4の波の影響を受けて原水2中で不規則に揺動するのを防止することができる。これにより、撮像した画像が乱れるのを防止することができ、フロック3の鮮明な画像を得ることができる。 A sheet laser beam 11 is irradiated from a laser light source 12, and a camera 14 images the flock 3 within an imaging range 21. At this time, since the wave shielding member 20 surrounds the water surface incident point 16 and the water surface passing point 18 above and below the water surface 4 and blocks waves on the water surface 4, the sheet laser beam 11 and the reflected light 17 are not reflected on the water surface 4. It is possible to prevent irregular shaking in the raw water 2 due to the influence of waves. Thereby, it is possible to prevent the captured image from being distorted, and it is possible to obtain a clear image of the flock 3.

また、撮像範囲21は波除け部材20の下端よりも下方の領域に設定されているため、フロック3が波除け部材20の内側に流入し難い場合であっても、波除け部材20の下方の領域におけるフロック3をカメラ14で確実に撮像することができ、フロック3の観測精度が向上する。 Furthermore, since the imaging range 21 is set in an area below the lower end of the wave shielding member 20, even if the flocs 3 are difficult to flow into the inside of the wave shielding member 20, the area below the wave shielding member 20 is The flocs 3 in the area can be reliably imaged by the camera 14, and the observation accuracy of the flocs 3 is improved.

また、シートレーザ光11の進行経路23と反射光17の進行経路24とが撮像範囲21において直交するため、撮像範囲21における焦点(ピント)のずれを減らすことができ、焦点の合った鮮明なフロック3の画像を得ることができる。このようにして得られた画像を2値化処理することにより、フロック3の形状、大きさ、個数等を精度良く測定することができ、フロック3の観測精度が向上する。 Furthermore, since the traveling path 23 of the sheet laser beam 11 and the traveling path 24 of the reflected light 17 are perpendicular to each other in the imaging range 21, it is possible to reduce the shift in focus in the imaging range 21, and to obtain clear and focused images. An image of flock 3 can be obtained. By binarizing the image obtained in this manner, the shape, size, number, etc. of the flocs 3 can be measured with high accuracy, and the observation accuracy of the flocs 3 is improved.

また、レーザ光源12とカメラ14とを水面4の上方に設けているため、入射用ガラス窓や撮影用ガラス窓をフロック形成槽1に設ける必要は無く、メンテナンスを容易に行うことができ、メンテナンスの手間を軽減することが可能である。 In addition, since the laser light source 12 and camera 14 are provided above the water surface 4, there is no need to provide a glass window for incidence or a glass window for photographing in the floc formation tank 1, which facilitates maintenance. It is possible to reduce the effort involved.

また、レーザ光源12やカメラ14が原水2に接触しないので、レーザ光源12やカメラ14を水中に設置する場合に比べて、レーザ光源12およびカメラ14の汚れや故障を防止することができる。 Furthermore, since the laser light source 12 and the camera 14 do not come into contact with the raw water 2, it is possible to prevent the laser light source 12 and the camera 14 from becoming dirty or malfunctioning, compared to the case where the laser light source 12 and the camera 14 are installed underwater.

(第2の実施の形態)
第2の実施の形態では、図4,図5に示すように、レーザ光源12から照射されたシートレーザ光11の一部11aが水面4で反射することがある。このように水面4で反射した一部のシートレーザ光11aがカメラ14に入射するのを防止する遮光部材30が、レーザ光源12とカメラ14との間における水面4に設けられている。遮光部材30は、平板状の不透明な部材であり、波除け部材20に取り付けられている。
(Second embodiment)
In the second embodiment, as shown in FIGS. 4 and 5, a portion 11a of the sheet laser beam 11 emitted from the laser light source 12 may be reflected on the water surface 4. A light shielding member 30 is provided on the water surface 4 between the laser light source 12 and the camera 14 to prevent part of the sheet laser light 11a reflected on the water surface 4 from entering the camera 14 in this manner. The light shielding member 30 is a flat, opaque member, and is attached to the wave shielding member 20.

これによると、遮光部材30が水面4で反射したシートレーザ光11aを遮ることにより、上記水面4で反射したシートレーザ光11aがカメラ14に入射するのを防止することができる。このため、フロック3の鮮明な画像を得ることができる。 According to this, the sheet laser beam 11a reflected on the water surface 4 can be prevented from entering the camera 14 by the light shielding member 30 blocking the sheet laser beam 11a reflected on the water surface 4. Therefore, a clear image of the flock 3 can be obtained.

上記第1および第2の実施の形態では、図1,図4に示すように、撮像範囲21を波除け部材20の下端よりも下方の領域に設定しているが、撮像範囲21の上部が波除け部材20の下端よりも多少上方にあってもよい。 In the first and second embodiments described above, as shown in FIGS. 1 and 4, the imaging range 21 is set to a region below the lower end of the wave shielding member 20, but the upper part of the imaging range 21 is It may be located somewhat above the lower end of the wave shield member 20.

上記第1および第2の実施の形態では、図2,図5に示すように、波除け部材20を円筒状に形成しているが、角筒状に形成してもよい。 In the first and second embodiments, the wave shielding member 20 is formed in a cylindrical shape as shown in FIGS. 2 and 5, but it may be formed in a rectangular tube shape.

(第3の実施の形態)
第3の実施の形態では、図6,図7に示すように、レーザ光源12とカメラ14とが不透明なケース35内に収容されている。ケース35は、波除け部材20としての機能を兼ね備えており、側面視においてV形状に接続された一方のケース体35aと他方のケース体35bとを有している。尚、ケース35の下部は水面4下に没しているとともに、ケース35の上部は水面4上に突出している。
(Third embodiment)
In the third embodiment, as shown in FIGS. 6 and 7, the laser light source 12 and camera 14 are housed in an opaque case 35. The case 35 also has a function as the wave shielding member 20, and includes one case body 35a and the other case body 35b connected in a V shape when viewed from the side. Note that the lower part of the case 35 is submerged below the water surface 4, and the upper part of the case 35 protrudes above the water surface 4.

両ケース体35a,35bはそれぞれ、上端部が閉じられた四角形状の筒であり、上板60と下板61と一対の側板62と上端蓋板63とを有している。両ケース体35a,35bの下端部同士が接続されている。また、ケース35の下端部には、水面4下において開口する下端開口部36が形成されている。 Each of the case bodies 35a and 35b is a rectangular cylinder with a closed upper end, and includes an upper plate 60, a lower plate 61, a pair of side plates 62, and an upper end cover plate 63. The lower ends of both case bodies 35a and 35b are connected to each other. Further, a lower end opening 36 that opens below the water surface 4 is formed at the lower end of the case 35 .

レーザ光源12が一方のケース体35a内に設けられ、カメラ14が他方のケース体35b内に設けられ、下端開口部36は両ケース体35a,35b内に連通している。また、水面入射箇所16は一方のケース体35a内にあり、水面通過箇所18は他方のケース体35b内にある。さらに、撮像範囲21は下端開口部36の下方の領域に設定されている。 A laser light source 12 is provided in one case body 35a, a camera 14 is provided in the other case body 35b, and a lower end opening 36 communicates with both case bodies 35a and 35b. Further, the water surface incident point 16 is located within one case body 35a, and the water surface passing location 18 is located within the other case body 35b. Further, the imaging range 21 is set in an area below the lower end opening 36.

尚、このときのレーザ光源12とカメラ14との水平方向における間隔をC1とし、水面4から撮像範囲21までの撮像深さをD1とする。 Note that the distance between the laser light source 12 and the camera 14 in the horizontal direction at this time is C1, and the imaging depth from the water surface 4 to the imaging range 21 is D1.

上記構成における作用を以下に説明する。 The operation of the above configuration will be explained below.

レーザ光源12から照射されたシートレーザ光11は、一方のケース体35a内を通り、下端開口部36から撮像範囲21に達する。また、反射光17は、撮像範囲21から下端開口部36を通り、他方のケース体35b内に進入してカメラ14に入射する。 The sheet laser light 11 irradiated from the laser light source 12 passes through one case body 35a and reaches the imaging range 21 from the lower end opening 36. Further, the reflected light 17 passes through the lower end opening 36 from the imaging range 21, enters the other case body 35b, and enters the camera 14.

この際、一方のケース体35aが水面入射箇所16を取り囲んで水面4の波を遮るとともに、他方のケース体35bが水面通過箇所18を取り囲んで水面4の波を遮っているため、シートレーザ光11や反射光17が水面4の波の影響を受けて原水2中で不規則に揺動するのを防止することができる。 At this time, one case body 35a surrounds the water surface incident point 16 and blocks the waves on the water surface 4, and the other case body 35b surrounds the water surface passage point 18 and blocks the waves on the water surface 4, so that the sheet laser beam It is possible to prevent the reflected light 11 and the reflected light 17 from swinging irregularly in the raw water 2 due to the influence of waves on the water surface 4.

また、浮遊物観測装置10を屋外に設置した場合、太陽光はケース35で遮られるため、太陽光がカメラ14に入射するのを防止することができ、フロック3の鮮明な画像を得ることができる。 Further, when the floating object observation device 10 is installed outdoors, sunlight is blocked by the case 35, so sunlight can be prevented from entering the camera 14, and a clear image of the flocs 3 can be obtained. can.

(第4の実施の形態)
第4の実施の形態では、図8,図9に示すように、ケース35を側面視においてU形状に形成することにより、レーザ光源12とカメラ14との水平方向における間隔C2を上記第3の実施の形態で示した間隔C1(図6参照)よりも拡大して、撮像深さD2を上記第3の実施の形態で示した撮像深さD1(図6参照)よりも増加させている。
(Fourth embodiment)
In the fourth embodiment, as shown in FIGS. 8 and 9, the case 35 is formed into a U shape when viewed from the side, so that the distance C2 between the laser light source 12 and the camera 14 in the horizontal direction is adjusted to the third value. The interval C1 (see FIG. 6) shown in the embodiment is expanded, and the imaging depth D2 is made larger than the imaging depth D1 (see FIG. 6) shown in the third embodiment.

ケース35は、一方のケース体35aと、他方のケース体35bと、一方のケース体35aの下部と他方のケース体35bの下部との間に接続された中間ケース体35cとを有している。 The case 35 has one case body 35a, the other case body 35b, and an intermediate case body 35c connected between the lower part of the one case body 35a and the lower part of the other case body 35b. .

中間ケース体35cは中間上板66と一対の中間側板67とを有している。中間上板66は、両ケース体35a,35bの上板60の下端部間に設けられている。また、中間側板67は、両ケース体35a,35bの側板62の下端部間に設けられている。
中間ケース体35cは水面4下に没している。また、下端開口部36は、中間ケース体35c内に連通しており、中間上板66の下方で且つ一対の中間側板67の下端部間に形成されている。中間ケース体35c内の一端部と一方のケース体35a内の下端部とが連通しているとともに、中間ケース体35c内の他端部と他方のケース体35b内の下端部とが連通している。
The intermediate case body 35c has an intermediate upper plate 66 and a pair of intermediate side plates 67. The intermediate upper plate 66 is provided between the lower end portions of the upper plate 60 of both case bodies 35a and 35b. Moreover, the intermediate side plate 67 is provided between the lower ends of the side plates 62 of both case bodies 35a and 35b.
The intermediate case body 35c is submerged below the water surface 4. Further, the lower end opening 36 communicates with the interior of the intermediate case body 35c, and is formed below the intermediate upper plate 66 and between the lower ends of the pair of intermediate side plates 67. One end in the intermediate case body 35c and a lower end in one case body 35a are in communication, and the other end in the intermediate case body 35c and a lower end in the other case body 35b are in communication. There is.

これによると、図6および図8に示すように、レーザ光源12とカメラ14との水平方向における間隔C1,C2を拡大縮小することにより、容易に、撮像深さを最適な撮像深さD1,D2に変更することができる。 According to this, as shown in FIGS. 6 and 8, by enlarging or reducing the horizontal distances C1 and C2 between the laser light source 12 and the camera 14, the imaging depth can be easily adjusted to the optimal imaging depth D1, It can be changed to D2.

また、長さの異なる複数種類の中間ケース体35cを準備しておき、これらの中間ケース体35cを交換することで、撮像深さを最適な撮像深さに変更することができる。 Further, by preparing a plurality of types of intermediate case bodies 35c having different lengths and exchanging these intermediate case bodies 35c, the imaging depth can be changed to the optimal imaging depth.

(第5の実施の形態)
先述した第4の実施の形態では図8に示すように、中間ケース体35cは水面4下に没しているが、以下に説明する第5の実施の形態では、図10,図11に示すように、中間ケース体35cの下部が水面4下に没しており、中間ケース体35cの上部が水面4上に突出している。
(Fifth embodiment)
In the fourth embodiment described above, as shown in FIG. 8, the intermediate case body 35c is submerged below the water surface 4, but in the fifth embodiment described below, as shown in FIGS. As shown, the lower part of the intermediate case body 35c is submerged below the water surface 4, and the upper part of the intermediate case body 35c protrudes above the water surface 4.

中間ケース体35cの内部には、水面4と、水面4上に形成されて両ケース体35a,35bの内部空間38,39に連通する空間40とが存在する。 Inside the intermediate case body 35c, there are a water surface 4 and a space 40 formed on the water surface 4 and communicating with the internal spaces 38, 39 of both case bodies 35a, 35b.

これによると、先述した第4の実施の形態と同様の作用および効果が得られる。 According to this, the same operation and effect as the fourth embodiment described above can be obtained.

上記第3~第5の実施の形態では、両ケース体35a,35bをそれぞれ角筒状に形成しているが、円筒状に形成してもよい。 In the third to fifth embodiments described above, both case bodies 35a and 35b are each formed into a rectangular tube shape, but they may also be formed into a cylindrical shape.

(第6の実施の形態)
先述した第3~第5の実施の形態では側面視においてV形状又はU形状に形成されたケース35を示したが、以下に説明する第6の実施の形態では、図12,図13に示すように、四角箱状のケース45内にレーザ光源12とカメラ14とが収容されている。
(Sixth embodiment)
In the third to fifth embodiments described above, the case 35 was shown to be V-shaped or U-shaped in side view, but in the sixth embodiment described below, the case 35 is shown in FIGS. 12 and 13. As shown, the laser light source 12 and camera 14 are housed in a square box-shaped case 45.

ケース45は、波除け部材20としての機能を兼ね備えており、長方形の角筒状の胴壁部46と、胴壁部46の上端に設けられた天井部47とを有している。尚、ケース45の下部は水面4下に没しているとともに、ケース45の上部は水面4上に突出している。また、ケース45の下端部には、水面4下において開口する下端開口部36が形成されている。また、水面入射箇所16と水面通過箇所18とはケース45内にある。さらに、撮像範囲21は下端開口部36の下方の領域に設定されている。 The case 45 also has a function as a wave shielding member 20, and has a rectangular square tube-shaped body wall part 46 and a ceiling part 47 provided at the upper end of the body wall part 46. Note that the lower part of the case 45 is submerged below the water surface 4, and the upper part of the case 45 protrudes above the water surface 4. Further, a lower end opening 36 that opens below the water surface 4 is formed at the lower end of the case 45 . Further, the water surface incident point 16 and the water surface passing point 18 are located inside the case 45. Further, the imaging range 21 is set in an area below the lower end opening 36.

これによると、レーザ光源12から照射されたシートレーザ光11は、ケース45内から下端開口部36を通って撮像範囲21に達する。また、反射光17は、撮像範囲21から下端開口部36を通ってケース45内に進入し、カメラ14に入射する。 According to this, the sheet laser light 11 irradiated from the laser light source 12 reaches the imaging range 21 from inside the case 45 through the lower end opening 36. Further, the reflected light 17 enters the case 45 from the imaging range 21 through the lower end opening 36 and enters the camera 14 .

この際、ケース45の胴壁部46が水面入射箇所16と水面通過箇所18とを取り囲んで水面4の波を遮っているため、シートレーザ光11や反射光17が水面4の波の影響を受けて原水2中で不規則に揺動するのを防止することができる。 At this time, since the body wall portion 46 of the case 45 surrounds the water surface incident point 16 and the water surface passing point 18 and blocks the waves on the water surface 4, the sheet laser beam 11 and the reflected light 17 are not affected by the waves on the water surface 4. Therefore, it is possible to prevent irregular shaking in the raw water 2.

また、浮遊物観測装置10を屋外に設置した場合、太陽光はケース45で遮られるため、太陽光がカメラ14に入射するのを防止することができ、フロック3の鮮明な画像を得ることができる。 Further, when the floating object observation device 10 is installed outdoors, sunlight is blocked by the case 45, so sunlight can be prevented from entering the camera 14, and a clear image of the floc 3 can be obtained. can.

さらに、図12および図13の各仮想線で示すように、ケース45の内部に、上記第1の実施の形態で示した波除け部材20を設けてもよい。これにより、水面4の波がケース45と波除け部材20とで二段階にわたり遮られるため、シートレーザ光11や反射光17が水面4の波の影響を受けて原水2中で不規則に揺動するのを、より一層確実に防止することができる。 Furthermore, as shown by virtual lines in FIGS. 12 and 13, the wave shielding member 20 shown in the first embodiment may be provided inside the case 45. As a result, the waves on the water surface 4 are blocked in two stages by the case 45 and the wave shielding member 20, so that the sheet laser beam 11 and the reflected light 17 are affected by the waves on the water surface 4 and oscillate irregularly in the raw water 2. movement can be more reliably prevented.

上記第6の実施の形態では、ケース45の胴壁部46を角筒状に形成しているが、円筒状に形成してもよい。 In the sixth embodiment, the body wall portion 46 of the case 45 is formed into a rectangular tube shape, but it may also be formed into a cylindrical shape.

上記各実施の形態では、撮像範囲21を、ケース35,45の下端すなわち下端開口部36よりも下方の領域に設定しているが、撮像範囲21の上部が下端開口部36よりも多少上方に入り込んでいてもよい。 In each of the embodiments described above, the imaging range 21 is set to the lower end of the cases 35, 45, that is, the area below the lower end opening 36, but the upper part of the imaging range 21 is set to be slightly higher than the lower end opening 36. It's okay to be in it.

上記各実施の形態では、浮遊物観測装置10をフロック形成槽1に設けているが、フロック形成槽1以外の槽、例えば沈殿槽等に設けてもよい。また、浮遊物の一例であるフロック3を浮遊物観測装置10で観測しているが、フロック3以外の粒子を観測してもよい。 In each of the embodiments described above, the floating object observation device 10 is provided in the flocculation tank 1, but it may be provided in a tank other than the flocculation tank 1, for example, a sedimentation tank. Further, although the floc 3, which is an example of a floating object, is observed by the floating object observation device 10, particles other than the floc 3 may be observed.

2 原水(液体)
3 フロック(浮遊物)
4 水面
10 浮遊物観測装置
11 シートレーザ光
12 レーザ光源
14 カメラ(撮像装置)
16 水面入射箇所(液面入射箇所)
17 反射光
18 水面通過箇所(液面通過箇所)
20 波除け部材
21 撮像範囲
23,24 進行経路
30 遮光部材
35 ケース
36 下端開口部
45 ケース
C1,C2 レーザ光源とカメラとの間隔
D1,D2 撮像深さ
2 Raw water (liquid)
3 Flock (floating matter)
4 Water surface 10 Floating object observation device 11 Sheet laser beam 12 Laser light source 14 Camera (imaging device)
16 Water surface incident point (liquid surface incident point)
17 Reflected light 18 Water surface passing point (liquid surface passing point)
20 Wave shield member 21 Imaging range 23, 24 Travel path 30 Light shielding member 35 Case 36 Lower end opening 45 Case C1, C2 Distance between laser light source and camera D1, D2 Imaging depth

Claims (5)

液体中の浮遊物を観測する浮遊物観測装置であって、
横方向へ拡がるシートレーザ光を液面に照射するレーザ光源と、液面から入射したシートレーザ光で照射された浮遊物を撮像する撮像装置とが液面の上方に設けられ、
シートレーザ光が液面の上方から液面に入射する箇所を液面入射箇所とし、
シートレーザ光が浮遊物に当たって反射した反射光のうちの撮像装置に入射する反射光が液面を通過する箇所を液面通過箇所とすると、
液面入射箇所と液面通過箇所とを液面の上下に亘って取り囲んで液面の波を遮る波除け部材が設けられ、
シートレーザ光で照射される浮遊物を撮像装置で撮像する撮像範囲が液面下において少なくとも波除け部材よりも下方の領域を含んでいることを特徴とする浮遊物観測装置。
A floating object observation device for observing floating objects in a liquid,
A laser light source that irradiates the liquid surface with sheet laser light that spreads laterally, and an imaging device that images floating objects irradiated with the sheet laser light that has entered from the liquid surface are provided above the liquid surface,
The point where the sheet laser beam enters the liquid surface from above the liquid surface is defined as the liquid surface incident point,
If the part where the reflected light that is incident on the imaging device among the reflected light that is reflected by the sheet laser beam hitting the floating object passes through the liquid surface is defined as the liquid surface passage point.
A wave shielding member is provided that surrounds the liquid surface incident point and the liquid surface passing point above and below the liquid surface to block waves on the liquid surface,
A floating object observation device characterized in that an imaging range for imaging floating objects irradiated with a sheet laser beam by an imaging device includes at least an area below a wave shielding member below the liquid surface.
レーザ光源から照射され液面で反射したシートレーザ光が撮像装置に入射するのを防止する遮光部材が、レーザ光源と撮像装置との間に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の浮遊物観測装置。 2. A light shielding member that prevents sheet laser light emitted from the laser light source and reflected on the liquid surface from entering the imaging device is provided between the laser light source and the imaging device. floating object observation device. レーザ光源と撮像装置とを収容する不透明なケースが波除け部材を兼用し、
液面入射箇所と液面通過箇所とがケース内にあり、
ケースの下端部に、液面下において開口する下端開口部が形成され、
撮像範囲は少なくとも下端開口部の下方の領域を含んでおり、
シートレーザ光はケース内から下端開口部を通って撮像範囲に達し、
反射光は撮像範囲から下端開口部を通ってケース内に進入することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の浮遊物観測装置。
The opaque case that houses the laser light source and imaging device doubles as a wave shield,
There is a liquid level entrance point and a liquid level passage point inside the case.
A lower end opening that opens below the liquid level is formed at the lower end of the case,
The imaging range includes at least an area below the bottom opening,
The sheet laser light reaches the imaging range from inside the case through the bottom opening,
3. The floating object observation device according to claim 1, wherein the reflected light enters the case from the imaging range through a lower end opening.
シートレーザ光の進行経路と反射光の進行経路とが撮像範囲において直交するように、レーザ光源と撮像装置とが配置されていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の浮遊物観測装置。 Any one of claims 1 to 3, wherein the laser light source and the imaging device are arranged so that the traveling path of the sheet laser light and the traveling path of the reflected light are orthogonal in the imaging range. Floating object observation device described in . 浮遊物は、液体に凝集剤を添加することによって生成されたフロックであることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の浮遊物観測装置。 5. The floating object observation device according to claim 1, wherein the floating objects are flocs generated by adding a flocculant to the liquid.
JP2020207182A 2020-12-15 2020-12-15 Floating object observation device Active JP7446984B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020207182A JP7446984B2 (en) 2020-12-15 2020-12-15 Floating object observation device
JP2024027964A JP7685638B2 (en) 2020-12-15 2024-02-28 Floating object observation device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020207182A JP7446984B2 (en) 2020-12-15 2020-12-15 Floating object observation device

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2024027964A Division JP7685638B2 (en) 2020-12-15 2024-02-28 Floating object observation device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2022094367A JP2022094367A (en) 2022-06-27
JP7446984B2 true JP7446984B2 (en) 2024-03-11

Family

ID=82162580

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020207182A Active JP7446984B2 (en) 2020-12-15 2020-12-15 Floating object observation device
JP2024027964A Active JP7685638B2 (en) 2020-12-15 2024-02-28 Floating object observation device

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2024027964A Active JP7685638B2 (en) 2020-12-15 2024-02-28 Floating object observation device

Country Status (1)

Country Link
JP (2) JP7446984B2 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070077178A1 (en) 2005-10-05 2007-04-05 Heinz Wagner Photometric method and apparatus for measuring a liquid's turbidity, fluorescence, phosphorescence and/or absorption coefficient

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3319944B2 (en) * 1996-04-12 2002-09-03 日本鋼管株式会社 Water quality monitoring device

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070077178A1 (en) 2005-10-05 2007-04-05 Heinz Wagner Photometric method and apparatus for measuring a liquid's turbidity, fluorescence, phosphorescence and/or absorption coefficient

Also Published As

Publication number Publication date
JP2024061737A (en) 2024-05-08
JP7685638B2 (en) 2025-05-29
JP2022094367A (en) 2022-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5411350B2 (en) Digital imaging system, plenoptic optical device, and image data processing method
CN109416497B (en) camera
EP3467705A1 (en) Photosensitive image element, image collector, fingerprint collection device, and display device
CN110849897B (en) Non-contact type cleaning monitoring and processing system for surface of optical element
JP7446984B2 (en) Floating object observation device
JP6667535B2 (en) Imaging device with telecentric optical objective having primary cylindrical lens
JP2003107365A5 (en)
JP2018146239A5 (en)
JP2017500603A (en) Optical configuration for imaging samples
WO2022049941A1 (en) Downward flow device, water quality inspection system, and water quality inspection method
JP2015152780A (en) Optical system and imaging apparatus using the same
Nedderman The use of stereoscopic photography for the measurement of velocities in liquids
JP7773968B2 (en) Floating object observation device
JP5321305B2 (en) Scanning microscope
JP2009219085A5 (en)
DE202014102312U1 (en) Optoelectronic sensor
ES3042415T3 (en) Methods and apparatus for optimised interferometric scattering microscopy
JP7843220B2 (en) Floating object observation device
US20250060483A1 (en) Underwater imaging
JP2011191253A (en) Laser shape recognition sensor and measuring device
JP5007470B2 (en) Transparency inspection device
EP4198571A1 (en) Underwater imaging
JP6799640B1 (en) Fluid flow detection device and fluid flow detection method
US20200386977A1 (en) Light-sheet fluorescence imaging with elliptical light shaping diffuser
CN114187500B (en) Underwater video detection method and device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230622

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20240130

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20240131

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20240228

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7446984

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150