特許 5773933 水質自動監視装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5773933

(24)【登録日】2015年7月10日

(45)【発行日】2015年9月2日

(54)【発明の名称】水質自動監視装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 33/18 20060101AFI20150813BHJP

【ＦＩ】

   G01N33/18 E

【請求項の数】4

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2012-85988(P2012-85988)

(22)【出願日】2012年4月5日

(65)【公開番号】特開2013-217680(P2013-217680A)

(43)【公開日】2013年10月24日

【審査請求日】2014年6月25日

(73)【特許権者】

【識別番号】507371272

【氏名又は名称】環境電子株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】500548943

【氏名又は名称】山本 隆洋

(74)【代理人】

【識別番号】100119644

【弁理士】

【氏名又は名称】綾田 正道

(72)【発明者】

【氏名】山本 隆洋

【審査官】 三木 隆

(56)【参考文献】

【文献】 実用新案登録第３１０８３２１（ＪＰ，Ｙ２）

【文献】 特開２００８−１３４１１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０９８１５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０４７８０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−１６９５５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−０６３７４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−２２９９２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２５７８１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１２５７５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−１２７０９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２１８８３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０７４８４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２４６０１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／００８６８０２（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ３３／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

監視水槽内にヒメダカを複数匹常時飼育しておき、監視水槽の上部に設置したＣＣＤカメラの俯瞰映像を画像処理装置により監視水槽全面に複数個のブロックを配置し、一つのブロックには複数個のセンサードットを具備し、監視水槽内のヒメダカが動いてセンサードットに触れるとブロックが計数される仕組みのアルゴリズムにおいて、予めブロックの数を前記配置ブロック数より少なく設定しておき、所定の時間内に設定したブロック数以上が計数されないときアラームを発するようにした水質自動監視装置において、
前記水質自動監視装置のキャビネット内を、上段、中段、下段の三段に区分して上段には電気・電子関連機材である操作パネル、画像処理装置、ＣＣＤカメラ、リレータイマー、端子台、映像出力端子を配備し、中段には水関連機材である監視水槽、自動給餌器を配備し、監視水槽には、蛍光灯、受水槽、セラミックヒーター、給水管、配水管、オーバーフロー管を配備し、下段には給・排水関連であるドレン抜き弁、給水調整弁を配備し、
前記上段の操作パネルには、警報スイッチ、サーモスタットスイッチ、漏電ブレーカーを配置し、
前記画像処理装置は、前記操作パネルの後方に縦置きの状態で配置させ、その操作スイッチ類は画像処理装置から分離して前記操作パネルに配置したことを特徴とする水質自動監視装置。

【請求項2】

請求項１記載の水質自動監視装置において、
前記リレータイマーは1個のみ備え、アラームは1個のリレータイマーで異常時のみ発するような構成としたことを特徴とする水質自動監視装置。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の水質自動監視装置において、
前記キャビネットの側壁に換気ファンを備えることを特徴とする水質自動監視装置。

【請求項4】

請求項１〜３のいずれか１項に記載の水質自動監視装置において、
前記監視水槽はキャビネット１の幅方向へ長く直線状に水が流れるように配置されていることを特徴とする水質自動監視装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、河川水や湖沼水、地下水、湧水、排水などのあらゆる水に有害物質が含有したとき、ヒメダカなどの小型魚類を監視水槽に常時飼育しヒメダカの動きを画像処理により自動でアラームとする装置であって、市民の生命と安全、環境保護などのための壁掛小型形状の廉価な水質自動監視装置の技術に関する。

【背景技術】

【0002】

河川水や湖沼水、地下水、湧水、排水などのあらゆる水に有毒物質が混入する事故が世界的に起こっている。有毒物質はＰＣＢ（ポリ塩化ビフェニール）などの有機塩素系化合物、水銀、カドミュム、鉛、亜鉛、六価クロムなどの有害重金属、史上最悪といわれるダイオキシン、急性毒物であるシアン化カリウムや農薬などあり、また未知の毒物や複合した有毒物質であり、人間の有毒物質は９７０種で魚類はこのうち９７％は反応すると言われており、試薬を使う化学分析法に比べてコストも安く、反応結果も早く、試料水を連続で検査できることから魚類を使ったバイオアッセイ法が広く認知され、魚類を監視水槽に常時飼育して試料水を連続給水して自動で監視をする装置が実用に供されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開昭６３−１６９５５９号公報

【特許文献2】特開平０７−０６３７４７号公報

【特許文献3】特開平０９−２２９９２４号公報

【特許文献4】特開２００２−２５７８１５号公報

【特許文献5】特開２００４−１２５７５３号公報

【特許文献6】特開２００８−１３４１１９号公報

【特許文献7】特開２０１０−２４６０１５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、従来の魚類を監視水槽に飼育して自動で監視をする装置には以下の問題があった。
従来の魚類を使った原水中の毒物を判定する大掛かりなバイオアッセイ法の自動式監視装置は、自立型のキャビネット内に、上方から、大型モニター、表示パネル、映像分配装置、画像処理装置、警報スイッチ、サーモスタットスイッチ、漏電ブレーカー、ＣＣＤカラーカメラ、リレータイマー、端子台、映像出力端子、監視水槽、自動給餌器、ドレン抜き弁、給水調整弁、採水容器、漏水トレー等が収容され、監視水槽には、蛍光灯、受水槽、セラミックヒーター（加温器）、給水管、配水管、オーバーフロー管を備える等、多くの機材を具備する必要がある。

【0005】

また、上記機材のうち、キャビネット内への組み込みに多くのスペースを必要としていた監視水槽はその水の収容量を少なくすることである程度のコンパクト化は可能であるが、平置き形である映像分配装置及び画像処理装置のコンパクト化はできないため、映像分配装置及び画像処理装置の奥行サイズ（４５０mm）によって、特にキャビネットの奥行サイズが制限され、キャビネット自体のコンパクト化、ひいては装置のコンパクト化ができないという問題がある。

【0006】

また、従来の大掛かりな自動式監視装置では、アラームが注意１、注意２、注意３、異常というように、複数段階に発するものであったため、ＣＣＤカラーカメラの映像を複数に分配する映像分配装置が必要になると共に、分配された複数の映像を所定時間毎に切り替えるための複数のリレータイマーが必要で、これもキャビネット自体のコンパクト化、ひいては装置のコンパクト化ができない理由となっていた。
このため、部品点数が多く製品価格が高額になるだけでなく、キャビネットが大型化して屋内の施設内に広い設置スペースを必要とするため、小型の浄水場や小規模な取水場などには採用困難であった。

【0007】

本発明の解決しょうとする課題は、コンパクトかつ安価で、小型の浄水場や小規模な取水場などへの採用が可能な水質自動監視装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するため、請求項１記載の水質自動監視装置は、監視水槽内にヒメダカを複数匹常時飼育しておき、監視水槽の上部に設置したＣＣＤカメラの俯瞰映像を画像処理装置により監視水槽全面に複数個のブロックを配置し、一つのブロックには複数個のセンサードットを具備し、監視水槽内のヒメダカが動いてセンサードットに触れるとブロックが計数される仕組みのアルゴリズムにおいて、予めブロックの数を前記配置ブロック数より少なく設定しておき、所定の時間内に設定したブロック数以上が計数されないときアラームを発するようにした水質自動監視装置において、
前記水質自動監視装置のキャビネット内を、上段、中段、下段の三段に区分して上段には電気・電子関連機材である操作パネル、画像処理装置、ＣＣＤカメラ、リレータイマー、端子台、映像出力端子を配備し、中段には水関連機材である監視水槽、自動給餌器を配備し、監視水槽には、蛍光灯、受水槽、セラミックヒーター、給水管、配水管、オーバーフロー管を配備し、下段には給・排水関連であるドレン抜き弁、給水調整弁を配備し、
前記上段の操作パネルには、警報スイッチ、サーモスタットスイッチ、漏電ブレーカーを配置し、
前記画像処理装置は、前記操作パネルの後方に縦置きの状態で配置させ、その操作スイッチ類は画像処理装置から分離して前記操作パネルに配置したことを特徴とする。

【0009】

請求項２記載の水質自動監視装置は、請求項１記載の水質自動監視装置において、前記リレータイマーは1個のみ備え、アラームは1個のリレータイマーで異常時のみ発するような構成としたことを特徴とする。

【0010】

請求項３記載の水質自動監視装置は、請求項１又は２に記載の水質自動監視装置において、
前記キャビネットの側壁に換気ファンを備えることを特徴とする水質自動監視装置。

【0011】

請求項４記載の水質自動監視装置は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の水質自動監視装置において、
前記監視水槽はキャビネットの幅方向へ長く直線状に水が流れるように配置されていることを特徴とする水質自動監視装置。

【発明の効果】

【0012】

請求項１記載の水質自動監視装置では、上述のように、画像処理装置はその本体部から操作スイッチ類を分離して操作パネルに配置し、本体部は操作パネルの後方に立てた状態で配置させ構成としたことで、キャビネットの小型化が可能となり、これにより、コンパクトかつ安価で、小型の浄水場や小規模な取水場などへの採用が可能になるという効果が得られる。

【0013】

請求項２記載の水質自動監視装置では、上述のように、リレータイマーは1個のみ備え、アラームは1個のリレータイマーで異常時のみ発するようにしたことで、部品点数の削減とキャビネットの小型化が可能となり、これにより、コンパクトかつ安価で、小型の浄水場や小規模な取水場などへの採用が可能になるという効果が得られる。

【0014】

請求項３記載の水質自動監視装置では、上述のように、キャビネットの側壁に換気ファンを備えることで、屋外への設置が可能になる。

【0015】

請求項４記載の水質自動監視装置では、上述のように、監視水槽はキャビネットの幅方向へ長く直線状に水が流れるように配置することで、キャビネットの奥行サイズのコンパクト化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】実施例１の水質自動監視装置を示す正面図である。

【図2】実施例１の水質自動監視装置の前面扉を開いた状態を示す正面である。

【図3】ケーシング内における操作パネルと画像処理装置の配置関係を示す側面図である。

【図4】監視水槽を示す平面図である。

【図5】図３のＳ５−Ｓ５線における縦断面図である。

【図6】図３のＳ６−Ｓ６線における縦断面図である。

【図7】監視制御内容を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下にこの発明の実施例を図面に基づいて説明する。

【実施例1】

【0018】

この実施例１の壁掛小型形状の水質自動監視装置は、図１〜３に示すように、屋外壁掛型のキャビネット（７００（Ｗ）×８３０（Ｈ）×３００（Ｄ））１内を仕切り板１ｄ、１ｅで上段１ａ 、中段１ｂ、下段１ｃの三段に区分して上段１ａには操作パネル２、画像処理装置３、ＣＣＤカラーカメラ４、リレータイマー５、端子台６、映像出力端子７を備える。

【0019】

また、中段１ｂには監視水槽８、自動給餌器９を設置し、下段１ｃにはドレン抜き弁１０、給水調整弁１１を備える。
また、上段１ａの操作パネル２には、画像処理装置３のSENSスイッチ３２、警戒スイッチ１２、サーモスタット（加温器）１３のスイッチ１３ａ、漏電ブレーカー１４を備える。
また、中段１ｂの監視水槽８には蛍光灯１５、受水槽１６、セラミックヒーター（加温器）１７、給水管１８、配水管１９、オーバーフロー管２０、換気ファン２１、２１を備える。

【0020】

キャビネット１の前面扉２２には、運転中ランプ２３と、警報ランプ２４を備える。また、キャビネット１と前面扉２２との間には、前面扉２２の開閉を検知する扉スイッチを備える。

【0021】

さらに詳述すると、前記ＣＣＤカラーカメラ４は、監視水槽８内のヒメダカＭの動きを監視する俯瞰映像を撮影して画像処理装置３に送る。
前記リレータイマー５は、監視時間の設定を行うもので、この実施例では３００sec にセットされている。このリレータイマー５は1個のみ備え、アラームは1個のリレータイマー５で「異常時」のみ発するようにしている。

【0022】

前記端子台６には、外部電源（ＡＣ１００Ｖ）と、前面扉２２の警報ランプ２４が接続される。
前記映像出力端子７には、図示を省略した外部モニターが接続され、モニターにＣＣＤカラーカメラ４の映像が表示される。なお、小型のモニターであれば、キャビネット１内の、例えば、上段１ａと中断１ｂとの間を仕切る仕切り板１ｄ上に配備することができる。

【0023】

前記監視水槽８は、図４〜６に示すように、アクリル板で平面視で横長の略長方形（３１０（Ｗ）×１２５（Ｈ）×２１０（Ｄ））に形成され、蛍光灯１５の取り付け部分だけが透明になっている。
この監視水槽８は、奥行サイズのコンパクト化のために、キャビネット１の幅方向へ長く直線状に水が流れるように配置されている。
この監視水槽８内にはヒメダカＭを常時１５匹入れておく。
前記自動給餌器９は、監視水槽８内のヒメダカＭに定期的に所定回数給餌するもので、単３電池１本で駆動する。

【0024】

前記受水槽１６は、監視水槽８の給水側（図１の右側）に仕切り板８２を介して区画され、この受水槽１６に給水管１８が接続され、仕切り板８２に形成された多数の小孔８３を介して監視水槽８内に常時給水され、反対側の排水管１９から排水される。
前記オーバーフロー管２０は、監視水槽８内の水位を一定以上になるのを阻止する役目をなすもので、監視水槽８の上縁部分に接続されている。
また、監視水槽８の排水口、オーバーフロー口、及びドレン口には、それぞれヒメダカＭの通過を阻止するネット８１が設けられている。

【0025】

図１〜３に戻り、前記ドレン抜き弁１０は、監視水槽８内に溜まったドレンを定期的に抜く役目をなす。
前記給水量調整弁１１は、監視水槽８への給水量を調整することにより、監視水槽８内の水位を調整するもので、給水管１８に設けられている。

【0026】

前記加温器を構成するセラミックヒーター１７は、監視水槽７内の水温を一定の温度に維持させるために加温する役目をなすもので、この実施例では給水部に２００Ｗのセラミックヒーターが２本用いられている。
前記サーモスタット（加温器）１３は、水温を加温するセラミックヒーター（加温器）１７による監視水槽８内の水温を所定温度に制御するもので、サーモスタットスイッチ１３ａによりセラミックヒーター（加温器）１７のON/OFFを自動的に切り替えが行われる。
前記換気ファン２１、２１は、キャビネット１内の結露防止のため換気を行うもので、キャビネット１の左右両側壁の上部に設けられている。

【0027】

前記画像処理装置３は、ＣＣＤカラーカメラ４の俯瞰映像を監視水槽８全面に縦７個、横８個の合計５６個のブロックを配置し、一つのブロックには縦８個、横８個の合計６４個のセンサードットを具備し、監視水槽８内のヒメダカが動いてセンサードットに触れるとセンサードットが所属するブロックの数を解析する仕組みのアルゴリズムにおいて、予めブロックの数を少なく設定しておき、定めた時間内に設定したブロック以上が計数されないとき異常警報を出力して、警報ランプ２４を点灯させる。この警報ランプ２４は警戒スイッチ１２を押すことで停止させることができる。

【0028】

なお、画像処理装置３はその本体部３１からSENSスイッチ３２等の操作スイッチ類を分離して操作パネル２に配置し、本体部３１は操作パネル２の後方に立てた状態で配置されている。

【0029】

次に、監視制御内容を図７のフローチャートに基づいて説明する。
先ず、警戒スイッチ１２をＯＮにして前面扉２２を閉じると、ステップＳ１０に進んで運転中ランプ２３が点灯すると同時に、ステップＳ１１に進んでリレータイマー５がＯＮになり、ステップＳ１２に進む。
ステップＳ１２では、１SEC 毎にリセットを入力し、タイムアップするとステップＳ１３に進んでタイマーリセットしてステップＳ１０に戻る。
また、タイムアップなしの場合は、ステップＳ１４に進んでタイムアップした後、ステップＳ１５で警報ランプ２４を点灯させると同時に、ステップＳ１６で警報を出力する。

【0030】

次に、実施例１の効果を説明する。
この実施例１の水質自動監視装置では、上述のように、画像処理装置３はその本体部３１からSENSスイッチ３２等の操作スイッチ類を分離して操作パネル２に配置し本体部３１は操作パネル２の後方に立てた状態で配置させ、リレータイマー５は1個のみ備え、アラームは1個のリレータイマー５で異常時のみ発するような構成としたことで、部品点数の削減とキャビネット１の小型化が可能となり、これにより、コンパクトかつ安価で、小型の浄水場や小規模な取水場などへの採用が可能になるという効果が得られる。

【0031】

また、キャビネット１の側壁に換気ファンを２１備えることで、屋外への設置が可能になる。

【0032】

また、監視水槽８はキャビネット１の幅方向へ長く直線状に水が流れるように配置することで、キャビネット１の奥行サイズのコンパクト化が可能となる。

【符号の説明】

【0033】

１ キャビネット
１ａ 上段
１ｂ 中断
１ｃ 下段
１ｄ 仕切り板
１ｅ 仕切り板
２ 操作パネル
３ 画像処理装置
３１ 本体部
３２ SENSスイッチ
４ ＣＣＤカラーカメラ
５ リレータイマー
６ 端子台
７ 映像出力端子
８ 監視水槽
８１ ネット
８２ 仕切り板
８３ 小孔
９ 自動給餌器
１０ ドレン抜き弁
１１ 給水調整弁
１２ 警戒スイッチ
１３ サーモスタット（加温器）
１３ａ サーモスタットのスイッチ
１４ 漏電ブレーカー
１５ 蛍光灯
１６ 受水槽
１７ セラミックヒーター（加温器）
１８ 給水管
１９ 排水管
２０ オーバーフロー管
２１ 換気ファン
２２ 前面扉
２３ 運転中ランプ
２４ 警報ランプ
Ｍ ヒメダカ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】