(57)【要約】【課題】機器からの油漏れを検出する油漏れ検出装置に関し、簡易な構成で油の漏れを検出する油漏れ検出装置を提供する。【解決手段】水に対する減衰が油に対する減衰よりも大きな波長を有する光を油漏れの検出対象領域へ投光する検出用光源部２と、検出用光源部２から投光され検出対象領域で反射された反射光に基づき、油漏れの有無を判定する判定部４と、を備えて構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水に対する減衰が油に対する減衰よりも大きな波長を有する光を油漏れの検出対象領域へ投光する検出用光源部と、
前記検出用光源部から投光され前記検出対象領域で反射された反射光に基づき、前記油漏れの有無を判定する判定部と、
を備えて構成したことを特徴とする油漏れ検出装置。
【請求項２】
前記判定部は、前記検出対象領域を撮像して前記反射光に基づく画像を取得する検出用撮像部と、前記検出用撮像部により取得された画像の輝度を算出する画像解析部と、該画像解析部により算出された前記輝度に基づき前記油漏れの有無を判定する輝度判定部と、を備えて構成することを特徴とする請求項１に記載の油漏れ検出装置。
【請求項３】
前記輝度判定部は、前記画像解析部によって算出された前記輝度についての度数分布状態に基づいて、前記油漏れの有無を判定することを特徴とする請求項２に記載の油漏れ検出装置。
【請求項４】
前記輝度判定部は、前記画像解析部によって算出された前記輝度が予め定めた閾値以上のときに前記油が漏れていると判定することを特徴とする請求項２に記載の油漏れ検出装置。
【請求項５】
前記画像解析部は、前記画像の一部の領域を選択し、該選択した領域の画像について前記輝度を算出することを特徴とする請求項２〜４のいずれか１つに記載の油漏れ検出装置。
【請求項６】
前記検出用光源部は、前記検出対象領域における光の反射面の法線に対して斜め方向から、前記波長の光を投光するように配置され、
前記検出用撮像部は、前記検出用光源部から投光され前記検出対象領域における前記反射面で正反射された光を受光可能に配置されることを特徴とする請求項２〜５のいずれか１つに記載の油漏れ検出装置。
【請求項７】
前記波長は、赤外域の波長であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の油漏れ検出装置。
【請求項８】
前記検出対象領域に可視領域の波長の光を投光して前記検出対象領域を目視可能にする視認用光源部を備えたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の油漏れ検出装置。
【請求項９】
前記可視領域の波長の光を受光して前記検出対象領域を記録用に撮像する記録用撮像部を備えたことを特徴とする請求項８に記載の油漏れ検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機器からの油漏れを検出する油漏れ検出装置に関し、簡易な構成で油の漏れを検出する油漏れ検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、機器に充填された油の漏れを検出する装置が知られている。この種の油漏れ検出装置としては、例えば、特許文献１に記載されているものが知られている。この油漏れ検出装置は、例えば、油中に漏油指標物質としてＳＦ６ガスを予め溶解させておき、このガスを検出することにより、油漏れを検出するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０６−２１３７５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の油漏れ検出装置は、予め油に溶解させておいたガスを検出することで油漏れを検出する構成であるため、油漏れの検査対象の機器はガスに対して気密構造である必要がある。したがって、上記従来の油漏れ検出装置では、ガスに対して気密構造でない機器からの油漏れを検出することは困難である。また、予め油にガスを溶解させておく必要があるため、手間がかかる。
【０００５】
また、油漏れの検査対象の機器は、屋外に設置されている場合もあり、その場合、雨水に濡れることがあるため、水と油を区別して油漏れを検出する必要がある。
【０００６】
そこで、油漏れの検査対象の機器が水に濡れる環境下に設置されている場合であっても、機器からの油漏れを簡易な構成で検出可能な油漏れ検出装置が求められている。
【０００７】
本発明は上記課題に着目してなされたもので、油漏れ検出装置において、簡易な構成で、かつ、機器が水に濡れていても、油漏れを検出可能な油漏れ検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の一側面による油漏れ検出装置は、水に対する減衰が油に対する減衰よりも大きな波長を有する光を油漏れの検出対象領域へ投光する検出用光源部と、前記検出用光源部から投光され前記検出対象領域で反射された反射光に基づき、前記油漏れの有無を判定する判定部と、を備えて構成する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一側面による油漏れ検出装置によれば、水に対する減衰が油に対する減衰よりも大きな波長を有する光を油漏れの検出対象領域へ投光し、検出対象領域で反射された反射光に基づき、油漏れの有無を判定する構成であるため、油漏れの検出対象の機器が水に濡れる環境下に設置されている場合であっても、水と油を区別して油漏れを検出することができる。また、ガス検知器等の高価な機器を必要とせず、単に、反射光に基づき油漏れの有無を判定する構成であるため、油漏れを簡易な構成で検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明による油漏れ検出装置の第１実施形態を示すブロック図である。
【図２】上記実施形態における検出用撮像部により撮像された、水滴のみがついている検出対象領域の画像の一例である。
【図３】上記実施形態における検出用撮像部により撮像された、油のみがついている検出対象領域の画像の一例である。
【図４】上記実施形態における検出用撮像部により撮像された、油と水滴がついている検出対象領域の画像の一例である。
【図５】上記図４の画像をコンター図化して示した図である。
【図６】上記図５に示す油滴エリアの分割画像の輝度の度数分布を示す図で、（ａ）はアドレス５−５の図で、（ｂ）はアドレス６−３の図で、（ａ）はアドレス６−５の図で図である。
【図７】上記図５に示す水滴エリアの分割画像の輝度の度数分布を示す図で、（ａ）はアドレス５−７の図で、（ｂ）はアドレス５−８の図である。
【図８】上記図５に示す塗装面エリアの分割画像の輝度の度数分布を示す図で、（ａ）はアドレス０−０の図で、（ｂ）はアドレス４−２の図で、（ａ）はアドレス４−４の図である。
【図９】上記第１実施形態の動作を説明するフローチャートである。
【図１０】本発明による油漏れ検出装置の第２実施形態を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明による油漏れ検出装置の第１実施形態を示すブロック図である。
図１において、本実施形態の油漏れ検出装置１０は、油が封入された機器からの油漏れを検出するものであり、制御部１と、検出用光源部２と、視認用光源部３と、判定部４と、記録部５と、表示部６と、Ｉ／Ｆ部７とを備えている。
【００１２】
前記制御部１は、装置全体の制御を行うものであり、例えば、後述する検出用光源部２と視認用光源部３の点灯切替制御等を行う。
【００１３】
前記検出用光源部２は、水に対する減衰が油に対する減衰よりも大きな波長を有する光を油漏れの検出対象領域へ投光するものであり、例えば、図１に示すように、ＬＥＤを複数並べて構成されている。本実施形態においては、検出用光源部２は、赤外域の波長、例えば、波長λが９４０ｎｍの光を投光するように構成されている。この波長（９４０ｎｍ）の光は、水に対する減衰が特に大きく、油に対する減衰はごく小さい。
【００１４】
検出用光源部２は、例えば、図１に示すように、検出対象領域における光の反射面Ｒの法線に対して斜め方向から、上記波長（９４０ｎｍ）の光を投光するように配置されている。
【００１５】
前記視認用光源部３は、検出対象領域に可視領域の波長の光を投光して検出対象領域を目視可能にするものであり、一般的な可視光の照明器具である。本実施形態のように、検出用光源部２から投光される光が赤外域の波長の光等の不可視の光の場合、油漏れの検査員等は、視認用光源部３による照明により夜間等に検出対象領域を目視で確認することができる。
【００１６】
例えば、検出用光源部２が点灯するタイミングで、後述する検出用撮像部４ａが撮像して画像データを取得し、それ以外のときは、視認用光源部３を点灯させる。このように、各光源部２，３と検出用撮像部４ａを同期させて、高速で光源の切り替えを行うことにより、検出対象領域の視認性と、油漏れの検出を両立させることができる。
【００１７】
前記判定部４は、検出用光源部２から投光され検出対象領域で反射された反射光に基づき、油漏れの有無を判定するものであり、例えば、検出用撮像部４ａと、画像解析部４ｂと、輝度判定部４ｃと、を備えて構成する。
【００１８】
前記検出用撮像部４ａは、検出対象領域を撮像して反射光に基づく画像を取得するものであり、例えば、９４０ｎｍの波長の光のみを受光する画像センサである。
【００１９】
ここで、検出用撮像部４ａの撮像対象である産業設備等の機器は、一般的に、グレー系等の、パールやメタリック等を含まない一般的な塗料で塗装されている。その結果、撮像対象の機器の表面（反射面Ｒ）に入射された光は散乱する。したがって、雨や油で濡れていない機器の表面からの光は、拡散した散乱光の成分が多いため、検出用撮像部４ａで取得する画像の輝度の度数分布は、狭くなり標準偏差の小さい分布となる。また、前述したように、検出対象領域は、水に対する減衰が特に大きな波長の光を用いて照明されている。したがって、機器の水に濡れている部分からの光は、図２に示すように、減衰されて暗くなる。一方、油の表面に入射された光は、散乱することなく入射角度に応じた方向へ反射する。このように、油の表面から反射してくる光は、非散乱光（すなわち、散乱せず入射角度に応じた方向へ反射する光）である。したがって、検出対象領域内に油に濡れている部分がある場合、この領域からの光は、図３に示すように、塗装面からの散乱光と油の表面からの非散乱光が混在する。非散乱光は散乱光に比べて明るいため、検出用撮像部４ａで取得する画像の輝度の度数分布は、広くなり標準偏差の大きい分布となる。なお、水の表面からの光も非散乱光であるが、減衰すされて暗くなるため、後述する図４から分かるように、水からの非散乱光と油からの非散乱光を容易に区別することができる。
【００２０】
また、検出用撮像部４ａは、検出用光源部２から投光され検出対象領域における反射面Ｒで正反射された光を受光可能に配置される。すなわち、反射面Ｒの法線と検出用光源部２の光軸Ｌ１との成す角度と、法線と検出用撮像部４ａの軸Ｌ２との成す角度が等しくなるように、検出用光源部２と検出用撮像部４ａが配置されている。このように配置することにより、検出撮像部４ａは、図１に示すように、検出対象領域における光の反射面Ｒの法線に対して斜め方向から入射され、反射面Ｒで反射された光（非散乱光）に基づく画像を取得することができるため、非散乱光と散乱光との違いが分かりやすくなる。
【００２１】
前記画像解析部４ｂは、検出用撮像部４ａにより取得された画像の輝度を算出するものである。画像解析部４ｂは、例えば、検出用撮像部４ａによって取得された画像の一部の領域を選択し、この選択した領域の画像について輝度を算出するように構成されている。
【００２２】
画像解析部４ｂは、例えば、図４に示すように、検出用撮像部４ａから油（古油、新油）と水滴がついている検出対象領域の反射面Ｒ（図１参照）の画像の画像データが入力されると、図５に示すように、図４の画像の輝度を算出した結果を、コンター（等高線）図化し、このコンター図の情報を記録部５や表示部６に出力し、記録及び表示させる。なお、図４において、反射面Ｒ（例えば、板の表面）は、パールやメタリック等を含まない一般的な塗料で塗装されており、例えば、油滴の大きさは直径約５ｍｍ、水滴の大きさは直径２ｍｍ程度である。また、画像解析部４ｂは、例えば、図５に示すように、検出用撮像部４ａで撮像された画像全体を複数の小ブロックに分割して、記録部５に小ブロックに分割された複数の分割画像のデータ（ファイル）を画像の縦横の座標で表したアドレス（Ａ−Ｂ）毎に保存し、アドレス順に分割画像を選択し、この分割画像の各画素の輝度を算出する。この輝度の情報は、分割画像毎に輝度判定部４ｃに出力される。
【００２３】
前記輝度判定部４ｃは、画像解析部４ｂにより算出された輝度に基づき油漏れの有無を判定する。輝度判定部４ｃは、例えば、画像解析部４ｂによって算出された輝度についての度数分布状態に基づいて、油漏れの有無を判定するように構成されている。輝度判定部４ｃによる判定結果は、例えば、画像解析部４ｂを介して記録部５や表示部６等に出力される。以下に、度数分布状態の例を幾つか説明する。
【００２４】
図６は、上記図５に示す油滴エリアの分割画像の輝度の度数分布を示す図で、（ａ）はアドレス５−５の図で、（ｂ）はアドレス６−３の図で、（ｃ）はアドレス６−５の図である。これらの度数分布状態から分かるように、油滴を含む領域の画像は、非散乱光を含むため、その画像の輝度分布には、輝度の高い領域が含まれる。また、図７は、上記図５に示す水滴エリアの分割画像の輝度の度数分布を示す図で、（ａ）はアドレス５−７の図で、（ｂ）はアドレス５−８の図である。これらの度数分布状態から分かるように、水滴を含む領域の画像は、光の反射が少ない部分を含むため、その画像の輝度分布には、輝度の低い領域が含まれる。そして、図８は、上記図５に示す塗装面エリアの分割画像の輝度の度数分布を示す図で、（ａ）はアドレス０−０の図で、（ｂ）はアドレス４−２の図で、（ｃ）はアドレス４−４の図である。これらの度数分布状態から分かるように、水滴や油滴を含まない領域の画像、つまり、パールやメタリックを含まない塗装面の画像は、拡散した散乱光による画像が多いため、その画像の輝度分布は、狭くなり標準偏差の小さい分布となる。
【００２５】
輝度判定部４ｃは、上記のように輝度の度数分布状態が、油漏れのときと水に濡れて入るときと、油にも水にも濡れていない状態で異なることを利用して、水と区別して油の有無を検出する。輝度判定部４ｃは、具体的には、例えば、分割画像の輝度の度数分布を求め、その標準偏差が、予め定めた閾値以下である場合は、油も水も無しと判定する。一方、標準偏差が閾値を超えた場合であって、かつ、輝度の平均値が予め定めた閾値以下である場合は、水有り（水にのみ濡れている）と判定し、標準偏差が閾値を超えた場合であって、かつ、輝度の平均値が予め定めた閾値を越えた場合は、油有り（水無し）と判定する。
【００２６】
前記記録部５は、画像解析部４ｂによる輝度の情報やコンター図の情報及び分割画像の情報、輝度判定部４ｃの判定結果等のデータを記録保持するものである。
【００２７】
前記表示部６は、検出用撮像部４ａによって撮像された検出対象領域全体の画像（白黒画像）や分割された画像（白黒画像）を表示したり、画像解析部４ｂによって算出された輝度のコンター図や、輝度判定部４ｃの判定結果や、油漏れ箇所を特定してハイライトさせた画像等を表示するものであり、これにより、オペレーターに油漏れ等の情報を視覚的に提供することができる。
【００２８】
前記Ｉ／Ｆ部７は、油漏れの検出結果のデータを外部へ出力するものであり、例えば、判定部４（画像解析部４ｂ）と接続されており、判定結果等のデータを外部へ出力するように構成されている。
【００２９】
次に、本実施形態の油漏れ検出装置１０の動作を、図９に基づいて説明する。
【００３０】
まず、ＳＴＥＰ１において、検出用光源部２は、赤外域の特定の波長（９４０ｎｍ）の光を油漏れ検出対象領域に投光し、検出用撮像部４ａは、油漏れ検出対象領域を撮像し、その画像データを画像解析部４ｂへ出力する。
【００３１】
ＳＴＥＰ２において、画像解析部４ｂは、検出用撮像部４ａで撮像された画像全体を複数の小ブロックに分割して、記録部５に小ブロックに分割された複数の分割画像のデータ（ファイル）を画像の縦横の座標で表したアドレス（Ａ−Ｂ）毎に保存する。
【００３２】
ＳＴＥＰ３において、画像解析部４ｂは、アドレス順に分割画像を選択し、ＳＴＥＰ４において、画像解析部４ｂは、この分割画像の各画素の輝度を算出する。この輝度の情報は、分割画像毎に輝度判定部４ｃに出力される。
【００３３】
ＳＴＥＰ５において、輝度判定部４ｃは、分割画像の輝度の度数分布を求め、ＳＴＥＰ６において、その標準偏差が、予め定めた閾値以下であるか否か判定する。標準偏差が閾値以下であると判定した場合（ＳＴＥＰ５：Ｙｅｓ）、油も水も無しと判定（ＳＴＥＰ６ａ）し、ＳＴＥＰ１０に進む。一方、標準偏差が閾値以下でないと判定した場合（ＳＴＥＰ５：Ｎｏ）、次のＳＴＥＰ７に進み、輝度の平均値が予め定めた閾値以下である否か判定する。輝度の平均値が閾値以下であると判定した場合（ＳＴＥＰ７：Ｙｅｓ）、水有り（水にのみ濡れている）を検出（ＳＴＥＰ７ａ）し、ＳＴＥＰ１０に進む。一方、輝度の平均値が閾値以下でないと判定した場合（ＳＴＥＰ７：Ｎｏ）、油有り（水は無し）を検出（ＳＴＥＰ８）し、次のＳＴＥＰ９に進む。
【００３４】
ＳＴＥＰ９において、輝度判定部４ｃは、例えば、輝度が予め定めた閾値以上である画素位置を油漏れ箇所として特定し、表示部６は、輝度判定部４ｃによって特定された油漏れ箇所の画素をハイライト等させて表示して警告動作を行う。
【００３５】
ＳＴＥＰ１０において、記録部５は、画像解析部４ｂによる輝度の情報やコンター図の情報及び分割画像の情報、輝度判定部４ｃの判定結果等のデータを記録保持し、次のＳＴＥＰ１１に進む。
【００３６】
ＳＴＥＰ１１において、輝度判定部４ｃは、複数の分割画像は全て画像解析部４ｂで解析されたか否かを判定し、全て解析されたと判定した場合（ＳＴＥＰ１１：Ｙｅｓ）は、ＳＴＥＰ１２に進み。全て解析されていないと判定した場合（ＳＴＥＰ１１：Ｎｏ）は、ＳＴＥＰ３に戻り、ＳＴＥＰ３〜ＳＴＥＰ１１までの動作を行う。
【００３７】
ＳＴＥＰ１２において、表示部６は、記録部５から分割画像毎に特定された油漏れ箇所の情報等を全て読取り、分割前の画像全体における油漏れ箇所を全てハイライトさせて、検査結果全体を表示し、油漏れの検査が終了する。
【００３８】
上記実施形態によれば、水に対する減衰が油に対する減衰よりも大きな波長を有する光を油漏れの検出対象領域へ投光し、検出対象領域で反射された反射光に基づき、油漏れの有無を判定する構成であるため、油漏れの検出対象の機器が水に濡れる環境下に設置されている場合であっても、水と油を区別して油漏れを検出することができる。また、ガス検知器等の高価な機器を必要とせず、単に、画像処理によって油漏れの有無を判定する構成であるため、簡易な構成で油漏れを検出することができる。
【００３９】
図１０は、本発明に係る油漏れ検出装置の第２実施形態を示すブロック図である。ここでは、図１の第１実施形態と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。なお、下記の記録用撮像部８以外の動作については、第１実施形態と同じであるため説明を省略する。
本実施形態においては、記録用撮像部８を備えて構成する。
【００４０】
前記記録用撮像部８は、可視領域の波長の光を受光して検出対象領域を記録用に撮像するものであり、例えば、撮像したカラー画像のデータを外部へ出力可能な一般的なものである。記録用撮像部８は、例えば、視認用光源部３と同期して撮像動作を行うように、制御部１によって制御され、撮像したカラー画像のデータは記録部５に検出用撮像部４ａによって撮像された白黒画像のデータと対応付けて保存されている。
【００４１】
上記実施形態によれば、記録用撮像部８を備えることにより、可視画像（カラー画像）と対応つけて検出用画像（白黒画像）を記録することができるため、オペレーター等が後に検査対象領域の画像を白黒画像だけでなく、カラー画像（可視画像）で確認することができる。
【００４２】
本実施形態において、記録用撮像部８は、図１０に示すように、検出用撮像部４ａと別体で設けた場合で説明したが、これに限らず、図示省略するが、一つの撮像部で検出用撮像部４ａと記録用撮像部８とを兼用可能に構成してもよい。例えば、受光可能な光の波長域を高速切替可能なフィルターを設けた一つの撮像部で検出用撮像部４ａと記録用撮像部８とを兼用するように構成する。
【００４３】
なお、上記第１及び第２実施形態において、画像解析部４ｂは、画像の一部の領域を選択し、この選択した領域の画像について輝度を算出する構成としたが、これに限らず、画像を分割せず、画像全体について各画素の輝度を算出するように構成してもよい。
【００４４】
また、上記第１及び第２実施形態においては、輝度判定部４ｃは、画像解析部４ｂによって算出された輝度についての度数分布状態に基づいて、油漏れの有無を判定する場合で説明したが、これに限らず、単に、画像解析部４ｂによって算出された輝度が予め定めた閾値以上のときに油が漏れていると判定するように構成してもよい。
【００４５】
上記第１及び第２実施形態においては、視認用光源部３を設けた場合で説明したが、これに限らず、設けなくてもよい。また、検出用光源部２から投光される光の波長は、赤外域の波長、特に、９４０ｎｍであるとしたが、これに限らず、水に対する減衰が油に対する減衰よりも大きな波長であれば、どのような波長域の波長であってもよい。
【００４６】
上記第１及び第２実施形態においては、判定部４は、検出対象領域を撮像して反射光に基づく画像を取得する検出用撮像部４ａと、検出用撮像部４ａにより取得された画像の輝度を算出する画像解析部４ｂと、画像解析部４ｂにより算出された輝度に基づき油漏れの有無を判定する輝度判定部４ｃと、を備えて構成した場合で説明したが、これに限らず、検出用光源部２から投光され検出対象領域で反射された反射光に基づき、油漏れの有無を判定する構成であれば、どのような構成であってもよい。具体的には、例えば、反射光の受光強度を測定する受光部と、反射光の強度に基づいて油漏れの有無を判定する強度判定部とを備えて判定部４を構成する。
【符号の説明】
【００４７】
２・・・検出用光源部
３・・・視認用光源部
４・・・判定部
４ａ・・検出用撮像部
４ｂ・・画像解析部
４ｃ・・輝度判定部
８・・・記録用撮像部
１０・・油漏れ検出装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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