(57)【要約】【課題】ユーザーの設定ミス等により適切な閾値が設定されなかった場合や、測定系の結露や汚れ、あるいはセンサの劣化等によりセンサの出力レベルが低下した場合であっても、常に適切な閾値が自動的に設定され、検知漏れや誤検知が生じにくい検知装置を提供する。【解決手段】閾値設定手段７は、第１校正値と、第２校正値とに基づき閾値を求め、記憶手段４に記憶させることができるようになっている。また、閾値再設定手段８は、第１校正値と被測定試料を測定したときのセンサの出力値とを比較し、該出力値と第１校正値との差分に応じて再設定する閾値を求め、記憶手段４に記憶させた閾値を再設定（修正）することができるようになっている。 【選択図】図１
2015194441.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサと、
前記センサの出力値と比較され、検知対象物質を検知したか否かの判定に用いられる閾値を記憶する記憶手段と、
被測定試料を測定したときのセンサの出力値が前記閾値を超えた場合に検知対象物質を検知したと判定する判定手段と、
を備えた検知装置であって、
前記検知対象物質が存在しない校正用試料を測定したときのセンサの出力値である第１校正値と、前記検知対象物質が存在する校正用試料を測定したときのセンサの出力値である第２校正値と、に基づき前記閾値を求め、前記記憶手段に記憶させる閾値設定手段を有することを特徴とする検知装置。
【請求項２】
前記記憶手段に記憶させた閾値を再設定する閾値再設定手段をさらに有し、
前記閾値再設定手段は、前記第１校正値と被測定試料を測定したときのセンサの出力値とを比較し、該出力値と前記第１校正値との差分に応じて再設定する閾値を求めることを特徴とする請求項１に記載の検知装置。
【請求項３】
前記判定手段が検知対象物質を検知したと判定したときに、外部に信号を出力する出力手段をさらに有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサの出力値が所定の閾値を超えた場合に検知対象物質を検知したと判定する検知装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
被測定試料中や表面上に存在する検知対象物質（例えば、異物、有害物質、有毒物質等）を検知する装置として、被測定試料を測定したときのセンサの出力値が、あらかじめ設定された閾値を超えた場合に、検知対象物質を検知したと判定する検知装置が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載の油膜検出装置では、油の反射率が水の反射率よりも高く（油の種類にもよるが、油の反射率の方が１．５倍〜２倍程度高い。）、木の葉等のゴミ（異物）の反射率が水の反射率よりも低いことを利用し、水面に照射した光の反射量（センサの出力値）が、水面の反射量よりも高いレベルに設定した閾値を超えた（上回った）ときには、水面上に油膜が存在すると判定して油膜ありの信号を出力し、水面の反射量よりも低いレベルに設定した閾値を超えた（下回った）ときには、水面上に異物が存在すると判定して異物ありの信号を出力するようになっている。
また、例えば、特許文献２に記載の油検知装置では、センサからの信号を所定の時間に区分し、信号電圧があらかじめ定めた閾値を超えた時間や区分の割合から油の有無を判定し、警報を出力するようになっている。
【０００４】
このような検知装置は、現場に設置される際や、その後定期的に、ユーザーや作業員による校正が行われ、センサの出力レベルが確認される（例えば、特許文献３の段落［０００５］、［００３６］、「００５０」等参照）。すなわち、検知対象物質が存在しない校正用試料を測定したときのセンサの出力値と、検知対象物質が存在する校正用試料を測定したときのセンサの出力値とが取得される。そして、ユーザー等は、これらの出力値を参考にして、設定されている閾値が適切か否かを確認し、必要に応じて適切な閾値に変更する作業を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１４９１４６号公報
【特許文献２】特開２００２−８２０５４号公報
【特許文献３】特開２０１１−７５４３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上述のような検知装置においては、例えば、ユーザー等の確認漏れや設定ミス等により適切な閾値が設定されていない場合には、検知対象物質が存在するにもかかわらず検知対象物質を検知したと判定しない（検知漏れ）、あるいは、検知対象物質が存在しないにもかかわらず検知対象物質を検知したと判定してしまう（誤検知）という問題があった。
また、例えば、測定系の結露や汚れ等により測定環境に変動が生じることでセンサへの入力が減少したり、センサの劣化等によりセンサ自体の感度が低下したりする場合には、センサの出力レベルが校正時よりも低下し、あらかじめ設定（あるいは校正時に変更）した閾値が不適切となるため、上述の場合と同様に検知漏れや誤検知が生じるという問題があった。
【０００７】
例えば、上述のような油膜検知装置では、光源や受光部はケース内に収容されており、水面への光の照射や反射光の受光は窓を介して行われるため、窓に結露や汚れが生じると、センサの出力レベルが校正時よりも低下する。このため、特許文献１に記載の油膜検出装置においては、水面に油膜が存在するにもかかわらず油膜あり信号を出力しなかったり、水面にゴミ等の異物が存在しないにもかかわらず異物あり信号を出力してしまったりするおそれがある。また、特許文献２に記載の油検知装置においては、閾値が適切に設定されていない場合や、校正（閾値の設定・修正）後にセンサの出力レベルが低下した場合には、油の有無の判定を正しく行うことができず、また、適切な警報を出力することができない。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、常に適切な閾値が自動的に設定され、検知漏れや誤検知が生じにくい検知装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を達成するために、本発明は、以下の構成を採用した。
［１］ センサと、前記センサの出力値と比較され、検知対象物質を検知したか否かの判定に用いられる閾値を記憶する記憶手段と、被測定試料を測定したときのセンサの出力値が前記閾値を超えた場合に検知対象物質を検知したと判定する判定手段と、を備えた検知装置であって、
前記検知対象物質が存在しない校正用試料を測定したときのセンサの出力値である第１校正値と、前記検知対象物質が存在する校正用試料を測定したときのセンサの出力値である第２校正値と、に基づき前記閾値を求め、前記記憶手段に記憶させる閾値設定手段を有することを特徴とする検知装置。
【００１０】
［２］前記記憶手段に記憶させた閾値を再設定する閾値再設定手段をさらに有し、
前記閾値再設定手段は、前記第１校正値と被測定試料を測定したときのセンサの出力値とを比較し、該出力値と前記第１校正値との差分に応じて再設定する閾値を求めることを特徴とする［１］に記載の検知装置。
【００１１】
［３］前記判定手段が検知対象物質を検知したと判定したときに、外部に信号を出力する出力手段をさらに有することを特徴とする［１］または［２］に記載の検知装置。
【００１２】
上記[１]の発明によれば、ユーザーが意識することなく適切な閾値が設定される。
また、上記［２］の発明によれば、検知対象物質が存在しない校正用試料を測定したときのセンサの出力値（第１校正値、すなわち校正時のセンサの出力レベルのベース値）と、被測定試料を測定したときのセンサの出力値（通常は被測定試料に検知対象物質が存在していないため、当該測定時のセンサの出力レベルのベース値といえる）とを比較し、その差分に応じて閾値を適切な値に修正することができる。さらに、上記［３］の発明によれば、適切な検知信号や警報を出力することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ユーザーの設定ミス等により適切な閾値が設定されなかった場合や、測定系の結露や汚れ、あるいはセンサの劣化等によりセンサの出力レベルが低下した場合であっても、常に適切な閾値が自動的に設定され、検知漏れや誤検知が生じにくい検知装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態に係る油膜検知装置の概略ブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る油膜検知装置により水面上の油膜を検知する場合において、油膜が流れてきたときのセンサの出力値と警報出力の状態を示す図である。
【図３】センサの出力レベルの状態を説明する図である。
【図４】センサの出力レベルが低下した場合に、閾値を再設定した状態を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、本実施の形態は、検知装置の一例として、水面上の油膜を検知する油膜検知装置を例にとって説明する。
図１に示すように、本実施の形態に係る油膜検知装置１は、センサ２と、信号処理手段３と、記憶手段４と、判定手段５と、出力手段６と、閾値設定手段７と、閾値再設定手段８と、を備えている。
【００１６】
センサ２は、ＬＥＤやレーザーなどの光源（図示しない）から水面に照射した光の反射光を受光し、その受光量に応じた受光信号を出力するフォトダイオード等の受光器である。
また、信号処理手段３、記憶手段４、判定手段５、出力手段６、閾値設定手段７および閾値再設定手段８は、油膜検知装置１内の図示しない電気回路、ＣＰＵ、ＲＯＭ、インターフェース等により構成されている。
【００１７】
信号処理手段３は、増幅器、Ａ／Ｄ変換器、ピークホールド手段等を備え、センサから出力された受光信号を、後述する判定手段、閾値設定手段および閾値再設定手段で閾値との比較等に用いられるセンサの出力値として出力する。
【００１８】
記憶手段４は、検知対象物質である油膜を検知したか否かの判定に用いられる閾値を記憶している。また、後述する校正により取得される、検知対象物質が存在しない校正用試料（水）を測定したときのセンサの出力値である第１校正値と、検知対象物質が存在する校正用試料（油）を測定したときのセンサの出力値である第２校正値を記憶している。
【００１９】
判定手段５は、信号処理手段３から入力されたセンサの出力値と、記憶手段４が記憶している閾値とを比較し、センサの出力値が閾値を超えた場合に油膜を検知したと判定する。
また、出力手段６は、判定手段５が油膜を検知したと判定したときに、外部に検知信号（警報）を出力するようになっている。
【００２０】
閾値設定手段７は、第１校正値と、第２校正値とに基づき閾値を求め、記憶手段４に記憶させることができるようになっている。
また、閾値再設定手段８は、第１校正値と被測定試料を測定したときのセンサの出力値とを比較し、該出力値と第１校正値との差分に応じて再設定する閾値を求め、記憶手段４に記憶させた閾値を再設定（修正）することができるようになっている。
【００２１】
次に、この実施の形態の動作を、図２を参照しながら説明する。
図２は、油膜検知装置１により水面上の油膜を検知する場合において、油膜が流れてきたときのセンサの出力値と警報出力の状態を示す図である。
【００２２】
図２において、縦軸はセンサの出力レベル、横軸は経過時間である。
また、出力レベルＬ１は、油膜が存在しない通常状態の水面からの反射光量に応じた出力レベルであり、出力レベルＬ２は、油膜が存在する場合の反射光量に応じた出力レベルである。
そして、出力レベルＬｔは、油膜を検知したか否かの判定に用いられる閾値のレベルであり、Ｓは、被測定試料を測定したときのセンサの出力値を示したものである。
【００２３】
油膜検知装置１は、油の反射率が水の反射率よりも高い（油の種類にもよるが、油の反射率の方が１．５倍〜２倍程度高い。）ことを利用して、水面上の油膜を検知する装置である。すなわち、油膜検知装置１は、図示しない光源により水面の所定の範囲に光を照射し、その反射光をセンサ２が受光し、その受光量に応じたセンサの出力値を閾値と比較して、センサの出力値が閾値を超えた（上回った）場合、水面上に油膜を検知したと判定するものである。
したがって、油膜検知装置１では、閾値Ｌｔは、出力レベルＬ１とＬ２との間に設定される。本実施の形態では、閾値Ｌｔは、出力レベルＬ１とＬ２との中間値に設定されている。
【００２４】
図２において、センサの出力値Ｓは、測定開始後しばらくは出力レベルＬ１の付近にある。これは、水面上に油膜が存在していないためである。
そして、水面上に油膜が流れてくるとセンサの出力値Ｓは、出力レベルＬ２付近まで上昇する。時間ｔｓと時間ｔｅの間は、閾値Ｌｔを超えるため、油膜検知装置１は、水面上に油膜を検知したと判定し、警報を出力する。
その後再び水面上に油膜が存在しなくなると、センサの出力値Ｓは出力レベルＬ１の付近に下がり、閾値Ｌｔを下回る時間ｔｅ以降では、警報の出力が停止される。
【００２５】
ここで、センサの出力レベルは、光源の発光強度、センサの感度、油の種類等により変化する。つまり、出力レベルＬ１と出力レベルＬ２は、それぞれ、油膜が存在しない通常状態の水面からの反射光量と、油膜が存在する場合の反射光量に応じたものではあるが、常に一定のレベルにあるわけではない。
このため、油膜検知装置１は、個々の装置の状態や現場の状況に応じて精度よく油膜を検知するために、校正が必要である。
【００２６】
油膜検知装置１の校正は、例えば、次のようにして行われる。
まず、校正用の容器に、検知対象物質が存在しない校正用試料として水を入れ、これに光を照射して反射光の受光量をセンサ２により測定し、このときのセンサの出力値を第１校正値として記憶手段４に記憶する。
次いで、校正用の容器に、検知対象物質が存在する校正用試料として油を入れ、これに光を照射して反射光の受光量をセンサ２により測定し、このときのセンサの出力値を第２校正値として記憶手段４に記憶する。
第１校正値は、油膜が存在しない通常状態の水面からの反射光量に応じた出力レベル（出力レベルＬ１）であり、センサの出力レベルのベース値といえる。そして、第２校正値は、油膜が存在する場合の反射光量に応じた出力レベル（出力レベルＬ２）である。
【００２７】
本実施の形態に係る油膜検知装置１は、この第１校正値と第２校正値とを取得した際に、閾値設定手段７において、第１校正値と第２校正値とに基づき閾値Ｌｔを演算し、記憶手段４に記憶させることができるようになっている。
このため、ユーザー等が意識することなく適切な閾値が自動的に設定される。したがって、ユーザー等は、校正後に適切な閾値が設定されているか否かを確認したり、設定値を変更したりする必要がなく、設定ミス等により適切な閾値が設定されないことによる検知漏れや誤検知が防止される。
【００２８】
閾値Ｌｔは、例えば、第１校正値と第２校正値との中間値とすることができる。この場合、例えば、以下の式により閾値Ｌｔを算出することができる。
閾値Ｌｔ＝（第２校正値−第１校正値）／２＋第１校正値
【００２９】
また、本実施の形態に係る油膜検知装置１は、閾値再設定手段８により、記憶手段４に記憶させた閾値Ｌｔを再設定（修正）することができるようになっている。
図３は、センサの出力レベルの状態を説明する図である。
破線で示したＳｔは、油膜が存在しない通常状態の水面からの反射光量に応じた出力レベル（出力レベルＬ１、センサの出力レベルのベース値）がほぼ一定であり、第１校正値から変動しない場合において、油膜が流れてきたときのセンサの出力値を示すものである。
実線で示したＳａは、油膜が存在しない通常状態の水面からの反射光量に応じた出力レベル（出力レベルＬ１、センサの出力レベルのベース値）が徐々に低下し、第１校正値から変動した場合において、油膜が流れてきたときのセンサの出力値を示すものである。
センサの出力値Ｓａは、油膜が流れてくる直前においては、第１校正値から差分ｄ低い出力レベルＬｄまで低下している。このため、油膜が流れてきたときにおいても、出力レベルＬ２よりも差分ｄ低く、閾値Ｌｔよりも低い。したがって、このような場合、油膜検知装置１は、水面に油膜が存在するにもかかわらず、油膜を検知したと判定することなく、警報も出力しない。
【００３０】
このようなセンサの出力レベルのベース値の低下は、測定系の結露や汚れ等により測定環境に変動が生じることでセンサ２への入力が減少したり、センサ２の劣化等によりセンサ２自体の感度が低下したりすることにより生じる。そしてこの場合は、あらかじめ設定（あるいは校正時に変更）した閾値Ｌｔが不適切となるため、検知漏れや誤検知が生じる。
【００３１】
そこで、閾値再設定手段８は、第１校正値（出力レベルＬ１）と被測定試料を測定したときのセンサの出力値（センサの出力値Ｓａ）とを比較し、その差分ｄに応じて再設定する閾値を求め、記憶手段４に記憶させた閾値Ｌｔを再設定（修正）するようになっている。
図４は、センサの出力レベルが低下した場合に、閾値を再設定した状態を説明する図である。図４において、センサの出力値Ｓｔとセンサの出力値Ｓａは、図３の場合と同様である。
センサの出力値Ｓａは、時間ｔ１の時点では、第１校正値（出力レベルＬ１）から差分ｄ１低い出力レベルに低下し、その後、時間ｔ２、ｔ３、ｔ４においては、第１校正値よりもそれぞれ差分ｄ２、ｄ３、ｄ４低い出力レベルに低下している。
【００３２】
そこで、閾値再設定手段８は、時間ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４のそれぞれの時点において、第１校正値（出力レベルＬ１）とセンサの出力値Ｓａとを比較し、記憶手段４に記憶させた閾値Ｌｔを、それぞれの時点での差分ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４に応じたｄ１´、ｄ２´、ｄ３´、ｄ４´だけ引下げた値（一点破線で示すＬｔａのレベル）に再設定するようになっている。
【００３３】
したがって、本実施の形態に係る油膜検知装置１は、閾値再設定手段８により、常に最適な閾値が設定され、検知漏れや誤検知が生じにくくなっている。また、一度校正を行い、第１校正値を取得し記憶しておけば、その後の定期校正を省略しても、精度よく油膜を検知することができる。
【００３４】
なお、閾値再設定手段８による閾値の再設定は、例えば、信号処理手段３が備えるピークホールド手段において処理されたピークホールド値を所定回数（例えば、１００回）カウントするごとに行うことが考えられる。また、センサの出力値Ｓａが第１校正値よりも所定量低下したとき（例えば、第１校正値を２５％下回ったとき）にのみ、閾値の再設定を行うようにしてもよい。
【００３５】
本発明による検知装置は、上述の実施形態に限られるものではなく、例えば、油膜以外の異物等を検出するものであってもよい。
また、第１校正値（検知対象物質が存在しない校正用試料を測定したときのセンサの出力値）が、第２校正値（検知対象物質が存在する校正用試料を測定したときのセンサの出力値）よりも高い出力レベルとなる検知装置であってもよい。この場合、閾値を下回った（越えた）ときに検知対象物質を検知したと判定することができる。
さらに、検知対象物質は１つに限られず、複数であってもよい。この場合は、複数の検知対象物質に対応した複数の第２校正値が取得され、各々の検知対象物質に対応した閾値が各々設定される。
【符号の説明】
【００３６】
１…油膜検知装置、２…センサ、３…信号処理手段、４…記憶手段、５…判定手段、６…出力手段、７…閾値設定手段、８…閾値再設定手段
【図１】
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【図２】
2015194441.tif 000004
【図３】
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【図４】
2015194441.tif 000006