(57)【要約】【課題】分離塔で分離されたアニオン交換樹脂層とカチオン交換樹脂層との境界面を正しく検出する方法およびその界面検出装置を提供する。【解決手段】分離塔に充填されたイオン交換樹脂層を、その側方から撮像して分離塔の所定の高さ位置における所定領域の前記イオン交換樹脂層の画像を求める撮像工程と、この撮像工程で得られた画像を構成する画素信号を判定してイオン交換樹脂に相当する画素信号を判定する画素判定工程と、このイオン交換樹脂に相当する画素信号の画素数または画像の所定領域中における画素信号が占める面積割合から前記画像におけるイオン交換樹脂層の種別を求める樹脂判定工程と、判定された樹脂層に応じて前記画像の撮像範囲内にイオン交換樹脂層の境界面を判定する境界面判定工程とを備える。【選択図】　　　図２
2004098011.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分離塔に充填されたアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂とを含むイオン交換樹脂層に逆洗水を通流して分離させたアニオン交換樹脂層とカチオン交換樹脂層との界面を検出する界面検出方法であって、
前記分離塔に充填されたイオン交換樹脂層を、その側方から撮像して該分離塔における所定の高さ位置における所定領域の前記イオン交換樹脂層の画像を求める撮像工程と、
この撮像工程で得られた画像を構成する画素信号を判定して前記アニオン交換樹脂および／またはカチオン交換樹脂に相当する画素信号を判定する画素判定工程と、
前記アニオン交換樹脂および／またはカチオン交換樹脂に相当する画素信号の画素数または前記画像の所定領域中における上記画素信号が占める面積割合から前記画像におけるアニオン交換樹脂層および／またはカチオン交換樹脂層を求める樹脂判定工程と、
判定された樹脂層に応じて前記画像の撮像範囲内におけるアニオン交換樹脂層とカチオン交換樹脂層との境界面を判定する境界面判定工程と
を備えることを特徴とするイオン交換樹脂の界面検出方法。
【請求項２】
前記境界面判定工程は、前記画素判定工程で求められた画素信号と予め保持された前記アニオン交換樹脂および／またはカチオン交換樹脂の基準画素信号との差分値を算出する差分データ変換工程と、
この差分データ変換工程で得られた差分値の水平方向に隣接する画素列毎の差分平均値を算出する平均値算出工程と、
この平均値算出工程で算出された前記差分平均値の上下方向に隣接する画素列間の差を算出する差分算出工程と、
この差分算出工程で得られた差分値が最大となる画素領域から前記アニオン交換樹脂層とカチオン交換樹脂層との境界面の位置を特定する境界面位置特定工程と
を備えることを特徴とする請求項１に記載のイオン交換樹脂の界面検出方法。
【請求項３】
分離塔に充填されたアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂とを含むイオン交換樹脂層を、その側方から撮像して該分離塔における所定の高さ位置における所定領域の前記イオン交換樹脂層の画像を求める撮像手段と、
この撮像手段で得られた画像を構成する画素信号を判定して前記アニオン交換樹脂および／またはカチオン交換樹脂に相当する画素信号を判定する画素判定手段と、
前記アニオン交換樹脂および／またはカチオン交換樹脂に相当する画素信号の画素数または前記画像の所定領域中における上記画素信号が占める面積割合から前記画像におけるアニオン交換樹脂層および／またはカチオン交換樹脂層を求める樹脂判定手段と、
判定された樹脂層に応じて前記画像の撮像範囲内におけるアニオン交換樹脂層とカチオン交換樹脂層との境界面を判定する境界面判定手段と
を備えることを特徴とするイオン交換樹脂の界面検出装置。
【請求項４】
前記境界面判定手段は、前記画素判定手段で求められた画素信号と予め保持された前記アニオン交換樹脂および／またはカチオン交換樹脂の基準画素信号との差分値を算出する差分データ変換手段と、
この差分データ変換手段で得られた差分値の水平方向に隣接する画素列毎の差分平均値を算出する平均値算出手段と、
この平均値算出手段で算出された前記差分平均値の上下方向に隣接する画素列間の差を算出する差分算出手段と、
この差分算出手段で得られた差分値が最大となる画素領域から前記アニオン交換樹脂層とカチオン交換樹脂層との境界面の位置を特定する境界面位置特定手段と
を備えることを特徴とする請求項３に記載のイオン交換樹脂の界面検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、分離塔において分離させたアニオン交換樹脂層とカチオン交換樹脂層との界面を検出するに適したイオン交換樹脂の界面検出方法および界面検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
復水を回収して再利用する場合、復水中に含まれる懸濁物質や溶解性物質を除去することが必要である。このような復水処理に例えばカチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂の混合樹脂（イオン交換樹脂）が充填された脱塩塔が用いられる。この脱塩塔に充填して用いられるイオン交換樹脂は、数日から１週間程度を周期として再生処理が必要である。この再生は、専らイオン交換樹脂を分離塔へ移送して空気と水による逆洗を行う。そして、イオン交換樹脂に付着した生成物を除去後、イオン交換樹脂の比重差を利用してカチオン交換樹脂層とアニオン交換樹脂層の２層に分離する。この２層に分離したイオン交換樹脂のうち、比重の小さいアニオン交換樹脂をカチオン交換樹脂層との境界面付近に設けたコレクタから取り出してアニオン交換樹脂塔へ移送する。そして、前記分離塔に残ったカチオン交換樹脂と共に、それぞれ再生処理が行われる。
【０００３】
この再生処理が行われたアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂は、樹脂貯槽に保存されて脱塩塔に返送される。
ところで、アニオン交換樹脂層とカチオン交換樹脂層とを分離して抽出する場合、その境界面を把握することが重要である。この境界面の検出の手法として、アニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂との色の差（階調差）を利用する方法が知られている。例えば、特許文献１に開示されるイオン交換樹脂層の境界面検出方法によれば、分離塔の内部を撮像して得られた画素データを所定の閾値に基づいて２値化して、このデータを水平方向に隣接する画素について加算してその平均を求める。そして、その上下方向の平均値の差が大きいところをアニオン交換樹脂層とカチオン交換樹脂層と境界面とするものである。
【０００４】
あるいは、イオン交換樹脂の色の違いによって境界面を判定する方法が特許文献２に開示されている。これは、アニオン交換樹脂が黄色または白色であるのに対して、カチオン交換樹脂が茶色または赤色であることに着目してその色差により境界面を判定するものである。この特許文献２に開示された発明は、イオン交換樹脂層に投光し、この反射光を色判別センサからなる界面検出器で受光して、反射光の光量に応じて境界面を検出するように構成されたものである。
【０００５】
或いは色の異なる対象物を判定する別の方法として、例えば特許文献３に色判別センサによる方法が開示されている。これは、撮像したカラー画像の各画素毎のＲ（赤）値、Ｇ（緑）値およびＢ（青）値に加えてＲ値およびＧ値の差分値、Ｂ値およびＧ値の差分値、Ｒ値およびＢ値の差分値を演算しておき、選択された色に対応する前記差分値に基づいて色範囲を抽出する画像変換装置である。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−２８８４１１号公報
【特許文献２】
特許第２６２１５７５号公報
【特許文献３】
特開２００１−２０２５０８号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した特許文献１に開示された２値化手段を用いた界面検出方法にあっては、外光の状態によって２値化する過程で変換誤りが生じる虞がある。例えば分離塔内において、カチオン交換樹脂またはアニオン交換樹脂だけが撮像された場合、予め定めた閾値によりカチオン交換樹脂か、アニオン交換樹脂かどうかを判断して２値化しているので、外光の状態によっては、交換樹脂の種別判定に誤りを生じ、異種のイオン交換樹脂のデータと誤認識するという問題があった。この問題を回避するには、外光の状態に適合するようにイオン交換樹脂の種別を判定する２値化の閾値をその都度最適化しなければならず、作業性が良くないという問題もあった。
【０００８】
また、前述した特許文献２または３に開示されるカラー画像によって色判定する方法では、樹脂の種類によってはイオン交換樹脂に対して投光した反射光が弱くなるものがあり、イオン交換樹脂の種類あるいはその有無が的確に判断できないという問題があった。
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、分離塔内で分離されたアニオン交換樹脂層とカチオン交換樹脂層との界面を正しく検出するイオン交換樹脂の界面検出方法および界面検出装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するため、分離塔に充填されたアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂とを含むイオン交換樹脂層に逆洗水を通流して分離させたアニオン交換樹脂層とカチオン交換樹脂層との界面を検出する界面検出方法であって、分離塔に充填されたイオン交換樹脂層を、その側方から撮像して該分離塔における所定の高さ位置における所定領域の前記イオン交換樹脂層の画像を求め（撮像工程）、得られた画像を構成する画素信号からイオン交換樹脂の種別を判定する（画素判定工程）。
【００１０】
次に判定したイオン交換樹脂毎の画素数または前記画像の所定領域中における上記画素信号が占める面積割合から前記画像における樹脂層を求める（樹脂判定工程）。そして、求められた樹脂層に応じて前記画像の撮像範囲内におけるアニオン交換樹脂層とカチオン交換樹脂層との境界面を判定する（境界面判定工程）。
【００１１】
この境界面判定工程は画素判定工程で求められた画素信号と予め保持されたアニオン交換樹脂および／またはカチオン交換樹脂の基準画素信号との差分値を算出（差分データ変換工程）し、この差分値の水平方向に隣接する画素列毎の差分平均値を算出する（平均値算出工程）。
そして、この差分平均値の上下方向に隣接する画素列間の差分値を算出する（差分算出工程）。この差分値が最大となる画素領域から前記アニオン交換樹脂層とカチオン交換樹脂層との境界面の位置を特定する（境界面位置特定工程）。このため、分離塔内のアニオン交換樹脂層とカチオン交換樹脂層との境界面を正しく認識することができる。
【００１２】
また、本発明のイオン交換樹脂の界面検出装置は、分離塔に充填されたアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂とを含むイオン交換樹脂層を、その側方から撮像して該分離塔における所定の高さ位置における所定領域のイオン交換樹脂層の画像を求める撮像手段と、この撮像手段で得られた画像を構成する画素信号から、前記いずれかのイオン交換樹脂に相当する画素信号かどうかを判定する画素判定手段を備えている。
【００１３】
そして、前記いずれかのイオン交換樹脂に相当する画素信号の画素数または前記画像の所定領域中における上記画素信号が占める面積割合から前記画像におけるアニオンおよびカチオン交換樹脂の割合を求める樹脂判定手段と、判定された樹脂層に応じて前記画像の撮像範囲内におけるアニオン交換樹脂層とカチオン交換樹脂層との境界面を判定する境界面判定手段とを備えたことを特徴としている。
【００１４】
この境界面判定手段は画素判定手段で求められた画素信号と予め保持されたアニオン交換樹脂および／またはカチオン交換樹脂の基準画素信号との差分値を算出する差分データ変換手段と、この差分値の水平方向に隣接する画素列毎の差分平均値を算出する平均値算出手段と、この差分平均値の上下方向に隣接する画素列間の差分値を算出する差分算出手段と、この差分値が最大となる画素領域からアニオン交換樹脂層とカチオン交換樹脂層との境界面の位置を特定する境界面位置特定手段とを備えることを特徴としている。
【００１５】
このため、分離塔内のアニオン交換樹脂層とカチオン交換樹脂層との境界面を正しく認識することができ、分離塔におけるイオン交換樹脂の分離処理の自動化を行うことができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明に係るイオン交換樹脂の界面検出方法および界面検出装置について説明する。
図１は、本発明に係るイオン交換樹脂の界面検出装置を用いた発電所用復水脱塩装置の一例を示す概略構成図である。この復水脱塩装置は、復水に含まれる塩分（海水）を除去する脱塩塔１０を備えている。この脱塩塔１０内には、復水に含まれる塩分を除去するイオン交換樹脂１が充填されている。このイオン交換樹脂１は、アニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂の混合樹脂からなる。尚、脱塩塔１０の下部には、例えばプラント構成材料から発生する腐食生成物などの不純物を脱塩塔１０で脱塩処理された復水中から除去するストレーナ１１が接続されている。
【００１７】
このようなアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂とを混合させた脱塩塔１０にあっては、定期的にイオン交換樹脂１の再生を行う必要がある。このため、カチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂とを分離する分離塔２０が脱塩塔１０に接続されている。
この分離塔２０の下部には、流量調整弁２１を有する給水管２２が接続されている。そして、分離塔２０内に通流する逆洗水の流量を流量調整弁２１で調整することで、カチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂との比重差を利用して交換樹脂が２層に分離される。
【００１８】
具体的には逆洗によりアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂とが分離塔２０内を流動する。そして、比重の小さなアニオン交換樹脂が分離塔２０の上部にアニオン交換樹脂層２として、一方、比重の大きなカチオン交換樹脂が分離塔２０の下部にカチオン交換樹脂層３として分離される。また、分離塔２０の略中央部には、２層に分離された交換樹脂のうち比重の小さなアニオン交換樹脂を取出し、アニオン交換樹脂再生塔４０に移送するコレクタ２３が設けられている。
【００１９】
この分離塔２０の側壁面には、前記コレクタ２３が配置されている高さ位置に相応して分離塔２０内の状態を観測する観測窓２４が設けられている。この観測窓２４は、イオン交換樹脂の分離状態（境界面）を外部から観測可能とするものである。そして、この観測窓２４には、この観測窓２４を介してイオン交換樹脂１の分離状況を観測する撮像部２５が取り付けられている。この撮像部２５は、分離塔２０に配置されたコレクタ２３の周辺部位を撮像範囲とし、撮像範囲の略中央部にコレクタ２３を視野するよう観測窓２４に取り付けられている。この撮像部２５は、例えばＣＣＤカメラやＣＭＯＳセンサなどが用いられる。そして、撮像部２５によって撮像されたデータは、界面検出装置３０へ送られる。
【００２０】
この界面検出装置３０は、撮像部２５で撮像された撮像データを受けて、その画素毎に例えば０〜２５５の２５６段階の階調値にランク付けする画像処理部３１を備える。もちろん、この画像処理部３１でランク付けする階調値は２５６に限定されないのは言うまでもない。また、この階調値は単色光の明度に基づく階調データとしても良いが、好ましくは撮像部２５の撮像データをカラー化することが精度向上の観点から好ましい。この場合は、画像処理部３１が、例えばＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の光の三原色毎にそれぞれ階調データとして処理すればよい。
【００２１】
このように構成されたイオン交換樹脂１の界面検出装置において、本発明が特徴とする第１の点は、分離塔２０内のカチオン交換樹脂層３またはアニオン交換樹脂層２が、撮像部２５の撮像範囲に占める割合を判定して撮像範囲内にアニオン交換樹脂層２とカチオン交換樹脂層３との境界面の有無を判定する手段を有する点にある。また、第２の特徴点は、撮像部２５で得られた画素毎の階調差分値から、その水平方向の平均値を求めて、上下方向に隣接する画素列間の平均値の差が最大になる画素列を求めて境界面を判定する点にある。
【００２２】
具体的にイオン交換樹脂の界面検出装置の概略構成を示す図２を参照しながら説明する。基準データ保持部３３には、予めイオン交換樹脂の種別毎にその基準階調データが保持されている。一方、分離塔２０内を撮像部２５で撮像した撮像データが画像処理部３１に送られる。この撮像データは、画像処理部３１で画素毎に分解され、階調データとして階調データ保持部３２に保持される。
【００２３】
そして演算部３４は、前記基準データ保持部３３に保持された基準階調データと、撮像部２５で撮像されて階調データとして階調データ保持部３２に保持されたデータとから、画素毎に差分値（画素階調データ）を算出し、差分データ保持部３５に保持する。
次いで判定部３６は、この差分データ保持部３５に保持された差分値（画素階調データ）の中からアニオン交換樹脂に相当する画素信号を抽出して、その画素数を数える。さらに判定部３６は、この画素数が予め定めた画素数の範囲（例えば５％〜９５％）内かどうかを判定する。もちろん、判定部３６は、カチオン交換樹脂に相当する差分値（画素階調データ）を抽出して、この画素数が予め定めた画素数の範囲内かどうかを判定してもよい。
【００２４】
より詳細に図３に示すイオン交換樹脂の界面検出装置のフローチャートを参照して説明する。
まず、観測窓２４に設けられた撮像部２５が分離塔内の状態を撮像した画像データを取り込むと共に、画像処理部３１が画素毎にデータを分解してデータ保持部３２に保持する（ステップ１）。そして、この画素毎のデータから、演算部３４が、予め基準データ保持部３３に保持されているカチオン交換樹脂の基準階調データと比較して、画素毎の階調差分データを作成し、差分データ保持部３５に保持する（ステップＳ２）。この得られた階調差分データから、この差分値が予め定めた閾値以上（または閾値以下）の画素数Ｎを判定部３６がカウントする。そして、この画素数Ｎが全画素数に対して予め定めた範囲内（例えば５％〜９５％）かどうかを判定部３６が判定する（ステップＳ３）。
【００２５】
判定部３６が、例えば画素数Ｎが全画素数に対して５％以下であると判定したとき（ステップＳ４）撮像部２５の撮像範囲の下側に僅かにカチオン交換樹脂層２が認められるだけの状態であり、カチオン交換樹脂層３とアニオン交換樹脂層２との境界面は、撮像部２５の撮像範囲以下に位置していることになる。そこで、境界面高さＨの計測値として最小値（例えば０）と設定して出力する（ステップＳ５）。
【００２６】
また、ステップＳ４で、例えばアニオン交換樹脂に相当する画素信号を有する画素数Ｎが全画素数に対して９５％以上であると判定部３６が判定したとき、撮像部２５の撮像範囲には、カチオン交換樹脂層３がほとんどを占めていることになる。すなわち、カチオン交換樹脂層３とアニオン交換樹脂層２との境界面が、撮像部２５の撮像範囲以上に位置している。このため、境界面高さＨの計測値として最大値（例えば１００）と設定して出力する（ステップＳ６）。
【００２７】
またステップＳ４で、例えば画素数Ｎが全画素数に対して５％〜９５％の範囲にあると判定部３６が判定したときには、撮像範囲内にアニオン交換樹脂層２とカチオン交換樹脂層３との境界面が存在することになる。
この撮像範囲内にアニオン交換樹脂層２とカチオン交換樹脂層３との境界面が存在すると判定部３６が判断したとき、この境界面をコレクタ２３の位置の合わせるため演算部３４は、ステップＳ２で得られた画素毎の差分データを水平方向に隣接する画素列毎に加算して差分平均値を算出する。そして、演算部３４は、得られた差分平均値を差分データ保持部３５に保持する（ステップＳ７）。
【００２８】
この演算で得られた差分平均値を用いて、更に上下方向に隣接する画素列間の差を演算部３４で算出する（ステップＳ８）。詳細は後述するが、この演算で得られた差分値が最大となる画素列の部位にアニオン交換樹脂層２とカチオン交換樹脂層３との境界面が存在する。そしてこの差分値が最大となる境界面がある画素列の行数から境界面の高さＨを求めることができる（ステップＳ９）。
【００２９】
例えば、画素列（水平方向の列）の全行数がＶ、境界面のある画素の行数を最下位の行からＸ列目、撮像領域の高さをＬとすれば、イオン交換樹脂の境界面の高さＨは、
Ｈ＝（Ｘ／Ｖ）×Ｌ
として求めることができる。そして、撮像領域の最下端を基準として、境界面の高さＨを目標の高さ、例えばコレクタ２３の高さｈを一致させれば、コレクタ２３の位置にアニオン交換樹脂層２の底部を合わせることができる。この結果、分離塔２０からアニオン交換樹脂だけを抜取って、アニオン交換樹脂再生塔４０に移送することができる。
【００３０】
ここに目標の高さは、コレクタ２３の高さｈとしてもよいが、目標の高さをコレクタ２３より［１〜１０ｃｍ］下方の位置になるように設定すると、カチオン交換樹脂を混入することなく分離されたアニオン交換樹脂のみを確実に移送することができるので好ましい。尚、以後の説明では便宜上、境界面の高さＨの調整目標高さはコレクタ２３の高さｈとする。
【００３１】
このためステップ１０でコレクタの高さｈと、ステップＳ５、Ｓ６またはステップＳ９で求められたイオン交換樹脂層の境界面の高さＨとを判定部３６が判定する。イオン交換樹脂層の境界面の高さＨが、コレクタ２３の高さｈより低い（Ｈ＜ｈ）とき、境界面の位置がコレクタ２３より低い位置にある。このため、流量調整弁２１の開度を増して逆洗水の流量を増加させ境界面の位置をより高くする。（ステップＳ１１）。
【００３２】
逆にステップ１０でイオン交換樹脂層の境界面の高さＨが、コレクタ２３の高さｈより高い（Ｈ＞ｈ）とき、境界面の位置がコレクタ２３より高い位置にある。このため、流量調整弁２１の開度を減らして逆洗水の流量を減少させ境界面の位置をより低くする（ステップＳ１２）。
ステップＳ５で求められた境界面高さＨ（最小値）はコレクタ２３の高さｈより低いので逆洗水の流量（給水量）が増大され、境界面高さをより高くして再度ステップＳ１に戻り、上述したステップを経て境界面高さが測定される。同様に、ステップＳ６で求められた境界面高さＨ（最大値）はコレクタ２３の高さより高いので給水量が減少され、境界面高さをより低くして再度ステップＳ１に戻り、上述したステップが繰り返されて境界面高さが測定される。給水量の変化によりいずれかの時期に境界面の高さＨは撮像部２５の撮像領域に入り、ステップＳ７の工程に至る。続いて、ステップＳ８、Ｓ９を経てステップＳ１０において境界面高さＨがコレクタ２３の高さｈと一致するまで給水量を制御する。
【００３３】
そして、ステップ１０で、イオン交換樹脂層の境界面の高さＨと、コレクタ２３の高さｈがほぼ等しい（Ｈ≒ｈ）と判断されたときは、コレクタ２３を介してアニオン交換樹脂をアニオン交換樹脂再生塔４０へ移送処理する（ステップＳ１３）。移送処理への移行は、境界面高さＨとコレクタ２３の高さｈとがほぼ等しい状態が所定時間継続（ステップＳ１〜Ｓ１２の数サイクルにおいてＨ＝ｈ）した場合に行うことが好ましく、判断ミスを防止できる。そして、常法によりアニオン交換樹脂再生塔４０へ移送されたアニオン交換樹脂と、分離塔２０に残ったカチオン交換樹脂は、それぞれの塔内で再生処理される。この再生処理が行われた後、アニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂は、樹脂貯槽５０に移送・保存されて、必要なときに取り出されて脱塩塔１０に送られる。
【００３４】
給水量の変化（制御）は、ステップＳ５、Ｓ６またはステップＳ９で得られた境界面高さＨの計測値を出力部３７を介して制御装置３８に入力し、境界面の目標高さと比較して制御値（弁開度）を演算・出力して行う。制御装置３８としては、シーケンサ、ＰＩＤコントローラなどを単独または適宜組み合わせて使用することができる。もちろん制御装置３８は、界面検出装置３０に内蔵して構成してもよい。
【００３５】
ここで、上述したステップＳ８およびＳ９から境界面が検出できることを更に、図４の画素データを用いて詳細に説明する。アニオン交換樹脂を基準として、その基準画素信号と撮像部２５で撮影した画像階調データとの差分データが演算部３４で演算され、画素毎に図４に示すように画素階調データとして差分データ保持部３５に保存される。分離塔２０の上部には前述したように比重の小さなアニオン交換樹脂層２が形成され、下部には比重の大きなカチオン交換樹脂層３が形成される。そして、アニオン交換樹脂層２の箇所の撮像データは、アニオン交換樹脂の基準階調データと差がないため［０］乃至その近傍の値を示す。
【００３６】
一方、カチオン交換樹脂層３が撮像された画素領域は、アニオン交換樹脂の基準階調データとの差が大きくなる。図４には、カチオン交換樹脂の階調データとアニオン交換樹脂の基準階調データとの差（画素階調データ）を例えば［５０］として図示している。実際には、光の反射具合、樹脂の状況などにより、その画素階調データ（差分値）は［５０］近傍の値を示す。
【００３７】
また、アニオン交換樹脂層２とカチオン交換樹脂層３との境界面には、それぞれの樹脂が混在する混合層が形成される。この混合層には、アニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂とが混在しているため、画素階調データ（差分値）は、アニオン交換樹脂が撮像された画素領域では［０］近傍の値となり、カチオン交換樹脂層が撮像された画素領域では［５０］近傍の値となる。
【００３８】
このようにして得られた画素階調データは、水平方向に隣接する画素毎に演算部３４が合計して、その平均値を差分データ保持部３５に保持する。この得られた平均値データから更に上下方向に隣接する画素列間の平均値の差分を演算部３４が演算し、平均差分値として差分データ保持部３５に収納する。
このようにして得られた平均差分値の中から、最も平均差分値の大きな値となる画素列が、アニオン交換樹脂層２とカチオン交換樹脂層３との境界面となる。したがって、判定部３６が最も平均差分値の大きな値となる画素列を判定することでアニオン交換樹脂層２とカチオン交換樹脂層３との境界面を得ることができる。
【００３９】
かくしてこのように構成されたイオン交換樹脂の境界面検出方法およびその境界面検出装置によれば、撮像部２５で得られた画素毎の階調差分値から、その水平方向の平均値を求めて、上下方向に隣接する画素列間の平均値の差が最大になる画素列を求めているので、イオン交換樹脂層の境界面の位置を確実に検出することが可能となる。
【００４０】
また、撮像部２５の撮像範囲に占めるアニオン交換樹脂層２またはカチオン交換樹脂層３の割合から、その境界面の位置する部位を求めているので、撮像部２５で撮像されたイオン交換樹脂が、アニオン交換樹脂層２またはカチオン交換樹脂層３のみが存在する状況であっても、従来のような２値化データによる境界面の誤検出を起こす虞がない。
【００４１】
このため、イオン交換樹脂の分離の自動処理が容易に、しかも確実に実施することができる。
なお、本発明は上述した実施形態にとらわれることなく、その主旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することが可能である。
【００４２】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明のイオン交換樹脂の界面検出方法および界面検出装置によれば、分離塔内のコレクタ近傍を撮像する撮像部の撮像範囲に占めるカチオン交換樹脂層またはアニオン交換樹脂層の割合（面積）を求めているので、アニオン交換樹脂層とカチオン交換樹脂層との境界面が存在するかどうかを正しく判定することができる。
【００４３】
また、イオン交換樹脂の境界面を、上下方向に隣接する画素列間の階調差分データの平均値の差が最大になる部位から求めているので、境界面の位置を確実に検出することが可能となる。
特に撮像部で撮像されたイオン交換樹脂が、アニオン交換樹脂層またはカチオン交換樹脂層のみが存在する状況であっても、画素列毎の平均差分値によりイオン交換樹脂の境界面を検出しているので、境界面の誤検出を起こすことがない。
【００４４】
したがって、イオン交換樹脂の分離処理の自動化が容易に、しかも確実に行うことが可能である等の実用上多大なる効果が奏せられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るイオン交換樹脂の界面検出装置を用いた発電所用復水脱塩装置を示す概略構成図。
【図２】本発明の一実施形態に係るイオン交換樹脂の界面検出装置の概略構成を示す図。
【図３】本発明の一実施形態に係るイオン交換樹脂の界面検出方法を示すフローチャート。
【図４】本発明の一実施形態に係るイオン交換樹脂の撮像データの一例を示す図。
【符号の説明】
２０　　　分離塔
２１　　　流量調整弁
２５　　　撮像部
３０　　　界面検出装置
３１　　　画像処理部
３２　　　データ保持部
３２　　　階調データ保持部
３３　　　基準データ保持部
３４　　　演算部
３５　　　差分データ保持部
３６　　　判定部
３７　　　弁制御部
【図１】
2004098011.tif 000003
【図２】
2004098011.tif 000004
【図３】
2004098011.tif 000005
【図４】
2004098011.tif 000006