(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
順次排出される異なる種類の液体を検知する装置において、液体を流通させる管の周面に対向状に設けた透過性の窓部と、一方側の窓部から他方側の窓部に向けて光を照射する照明部と、他方側の窓部から管内を臨むように設けた撮像部と、この撮像部によって撮像した画像の最も強調される色を抽出し、２値化レベルを定め、これらの設定データを記憶する処理部と、この処理部から読み出した前記設定データによる基準値と前記撮像部によって管を流通する液体を連続的に撮像した画像とを比較し、該設定データの基準値の範囲外となったときに異なる種類の液体が流通したとしてその旨信号出力する比較部とを備えたことを特徴とする異種液体検知装置。
【請求項２】
反応及び精製釜の底部に接続した移送管から分岐した分岐管を介して各々の液体をそれぞれのタンクに収容する分液設備において、請求項１記載の異種液体検知装置と、前記分岐管に設けた弁とを備え、前記異種液体検知装置の比較部からの信号出力に基づいて、前記分岐管の各々の弁の開閉制御を行うことを特徴とする分液設備。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、反応及び精製釜から排出される液体を精度良く分液する装置に係り、特に分液精度に個人差を生じることなく、また、劣悪で危険な作業環境でオペレータが作業を行う必要がなくなると共に、オペレータ自体も不要な異種液体検知装置及びそれを備えた分液設備に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
化学プラントおいて、反応及び精製終了後の反応及び精製釜から目的とする成分の液体を抜き出すには（以下、分液作業という）、静置状態の反応及び精製釜における液体の比重差を利用して、該反応及び精製釜の底部より順次比重の大きい液体から流出させて行う。
【０００３】
具体的には、従来は、反応及び精製釜の底部に接続された移送管に設けた観察窓を介して、流れている液体をオペレータが目視して行っていた。オペレータは、異なる種類の液体が流れてきたときに、移送管から分岐して各タンクに接続された分岐管の弁を開閉操作する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の分液作業は、上記したように目視により行っていたため、その判断に個人差が生じ、画一的で正確に分液することができないといった問題が生じる。これによって、長時間に亘って分液を行う場合、以下のような悪循環を引き起こしていた。
【０００５】
すなわち、個人差が生じないように一人のオペレータが連続して作業を行うことは該オペレータに多大な負担がかかることになる。オペレータの負担を軽減するために、複数のオペレータが交代で行うことは結果的に個人差が生じて正確な分液が行われないことになる。
【０００６】
また、従来の分液作業は、オペレータが観察窓を介して液体を目視する、つまり反応及び精製釜近傍でオペレータが作業していたため、有毒ガスが発生するような化学反応の後などでは、環境が劣悪で危険を伴うといった問題があった。
【０００７】
本発明は、上記の問題を解決するものであり、分液精度に個人差を生じることなく、また、劣悪で危険な作業環境でオペレータが作業を行う必要がないと共に、オペレータ自体も不要な異種液体検知装置及びそれを備えた分液設備を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の異種液体検知装置は、光を照射したときに液体の種類によって顕著となる透過色の違いから異種液体を検知するようにした。そして、本発明の分液装置は、上記本発明の異種液体検知装置を用い、反応及び精製釜の底部に接続した移送管から分岐した分岐管の弁を開閉制御するようにした。このようにすることで、従来は、オペレータが目視で行うことで個人差が生じていた分液作業をオペレータを要することなく、また高精度にて行うことができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の異種液体検知装置は、液体を流通させる管の周面に対向状に設けた透過性の窓部と、一方側の窓部から他方側の窓部に向けて光を照射する照明部と、他方側の窓部から管内を臨むように設けた撮像部と、この撮像部によって撮像した画像の最も強調される色を抽出し、２値化レベルを定め、これらの設定データを記憶する処理部と、この処理部から読み出した設定データによる基準値と撮像部によって管を流通する液体を連続的に撮像した画像とを比較し、該設定データの基準値の範囲外となったときに異なる種類の液体が流通したとしてその旨信号出力する比較部とを備えたものである。
【００１０】
上記構成によれば、本発明は、管内を流通する液体の種類が変わったことを検知するために、管の周面対向位置に設けた窓部の一方側から照明部により光を照射し、窓部の他方側から撮像する。ここで、本発明は、撮像された画像は、予め所定の液体において最も強調される色を抽出し、抽出された色で２値化画像に変換し、２値化画像に変換するときの白黒の閾値である２値化レベルと、２値化処理を行った画像に対してノイズ処理を行うための値であるノイズカットレベルをそれぞれ設定し、該液体名をインデックスとした設定データを作成する。
【００１１】
上記設定データは、処理部に記憶される。そして、実際に異種液体を検知する際、前記した液体についての設定データを選択し、又は液体に応じて選択され、処理部から読み出された複数の設定データに基づいて管内を流れる液体が異種になったことを次のようにして検知する。
【００１２】
設定データが読み出されると、比較部では、いま管内を流れている液体を連続的に撮像した画像データを、設定データに基づいて、最も強調される色に処理すると共に、設定された２値化レベルとノイズカットレベルを調整する処理を行う。そして、比較部は、上記のように画像処理した状態で、２値化レベルの閾値を超える又は以下となったとき、異種液体が流れてきたことを検知し、その旨信号出力する。
【００１３】
このように、撮像した画像を処理し、最も強調される色を抽出してその色について２値化レベルを設定し、この２値化レベルの閾値を超えた又は以下となったときに異種液体が流れてきたと検知するようにしたので、オペレータ毎の検知精度のばらつきが生じることはなく、また、オペレータ自体も不要となる。
【００１４】
また、本発明の分液設備は、上記本発明の異種液体検知装置と、分岐管に設けた弁とを備え、異種液体検知装置の比較部からの信号出力に基づいて、分岐管の各々の弁の開閉制御を行うものである。
【００１５】
上記構成によれば、本発明の分液設備は、反応及び精製釜の底部に接続した移送管に、上記した本発明の異種液体検知装置を設ける。すなわち、異種液体検知装置の窓部を移送管に設け、以下、この窓部を介して管内に臨むように照明部、撮像部を設け、さらに反応及び精製釜から隔離した遠隔地に処理部、比較部を設ける。
【００１６】
そして、本発明の分液設備は、上記したように異種液体検知装置の比較部が異種液体が流れてきたことを検知し、その旨信号出力すると、移送管から分岐し、各液体を収納するタンクに接続された分岐管のそれぞれの弁を開閉制御して液体毎に別々のタンクに収納する。
【００１７】
このようにすることで、反応及び精製釜から排出される大量の異種液体を別々のタンクに収納する分液作業を、画一的な精度でもって確実に行うことができるようになる。従って、反応及び精製釜の分液作業が長期に亘る場合でもオペレータを要しないから、この作業にかかるオペレータの負担が無くなり、また、劣悪で危険な環境でオペレータが作業する必要がなくなる。
【００１８】
【実施例】
以下に、本発明の異種液体検知装置及び分液設備の実施例について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の異種液体検知装置を採用した本発明の分液設備を示す。図２は、本発明の異種液体検知装置を採用した本発明の分液設備における設定モードと検査モードの手順を示す。図３は、設定データの作成状況を示す。図４は、検査状況を示す。
【００１９】
本実施例において、本発明の異種液体検知装置１を採用した本発明の分液装置１１は、次のように構成されている。化学プラントにおける例えば反応釜１２の底部には、反応終了後の液体を排出する移送管１３が接続されている。この移送管１３は、反応釜１２の底部から後述する分岐管１４に至る途中箇所に、流量調整弁Ｖ０が設けられている。
【００２０】
移送管１３における反応釜１２と反対の端部には、上記した分岐管１４が接続されている。分岐管１４は、移送管１３と反対の端部に、分液した各液体を収納するタンクＴ１〜Ｔ３（例えば３種）が設けられている。タンクＴ１〜Ｔ３に至る分岐管１４のそれぞれには弁Ｖ１〜Ｖ３が各々設けられている。
【００２１】
流量調整弁Ｖ０及び弁Ｖ１〜Ｖ３は、それぞれ弁制御部１４によってその開閉が制御される。この弁制御部１４は、本発明の異種液体検知装置１が接続され、異種液体検知装置１により流量調整弁Ｖ０及び弁Ｖ１〜Ｖ３の開閉タイミングが制御される。
【００２２】
本発明の異種液体検知装置１は、上記したように弁制御部１４に対して弁開閉のタイミングを制御するために、次の構成としている。反応釜１２の直下における移送管１３には、窓部２が設けられている。この窓部２は、移送管１３において対向状に設けられ、透明で透過性のガラスで構成される。
【００２３】
この窓部２の一方側には、照明部３が設けられている。この照明部３は、窓部２の全面を均一な照度で照射するものが好ましい。また、照明部３は、検査する液体によって照明を変更することもある。
【００２４】
窓部２の他方側には、撮像部４が設けられている。この撮像部４は、カラーＣＣＤとされ、照明部３によって照らされた窓部２を介した移送管１３中の液体を連続的に撮像する。撮像部４にて撮像した画像（以下「生画像」という）は、処理部５に出力され、ここで撮像した画像データを連続して画像処理する（以下、画像処理した画像データを「処理画像」という）。
【００２５】
処理部５から出力される処理画像は、比較部６に出力される。比較部６では、処理画像について、後述する設定データに基づいて所定の２値化レベルを超えた又は以下となったか（以下「２値化レベル外」という）を連続的に比較判断する。さらに、比較部６は、処理画像が２値化レベル外となったとき、その旨弁制御部１４に出力する。
【００２６】
これら処理部５及び比較部６は、具体的にはパーソナルコンピュータ（以下「パソコン」と称す）のハードディスクにインストールされたプログラムである。パソコンには、モニタ７が接続されており、後述する検査状況や設定状況をモニタするように構成している。
【００２７】
モニタ７は、例えば上記プログラムのメニューや、後述する設定モードにおける図３、及び検査モードにおける図４の、生画像欄Ｄ１、処理画像欄Ｄ２、検査画像欄Ｄ３、設定データ詳細欄Ｄ４が表示される。なお、このパソコンは、反応釜１２から離れた位置、例えばコントロール室などに設けられる。
【００２８】
次に、上記のように構成された本発明の異種液体検知装置１及び分液設備１１による設定モードと検査モードについて図２を参照して説明する。
以下、例えば反応釜１２から順に排出される液体Ｌ１〜Ｌ３について何ら設定データを記憶していない状態で検査を開始する場合を例にして説明する。
【００２９】
まずモニタ７に表示された不図示のメニューにおいて液体の種類を選択する（＃１）。＃１において、いま、ここでは初めに反応釜１２から排出される液体Ｌ１について設定データが記憶されていないので、液体Ｌ１の種類名をインデックスとして入力する。
【００３０】
そして、不図示のメニューにおいて次に進むと、設定データの有無を判断する（＃２）が、いま、液体Ｌ１についての設定データが存在しないので（＃２でＮＯ）、＃３〜＃８の設定モードに進む。なお、初期状態では、流量調整弁Ｖ０及び弁Ｖ１〜Ｖ３のそれぞれは全て閉状態とされている。
【００３１】
設定モードにおける＃３では、まず、移送管１３中（反応釜１３から流量調整弁Ｖ０まで）の窓部４を介した液体Ｌ１の生画像を、照明部３で照射した状態で撮像部４により撮像し、保存する。
【００３２】
続いて、この生画像を図３（ａ）に示すようにモニタ７上の生画像欄Ｄ１に表示する（設定モードでは流量調整弁Ｖ０が閉なので液体Ｌ１は流れていない）。そして、この生画像に対して、まず、液体Ｌ１について最も強調される色を赤、緑、青の３色からオペレータが抽出する（＃４）。
【００３３】
＃４を開始すると、以下、図３（ｂ）に示すようにモニタ７上の設定画像欄Ｄ２に処理画像が表示される。以下、処理画像欄Ｄ２を見ながら、オペレータが、抽出した色において２値化処理を行い、そのときの２値化レベルを決定する（＃５）。次に、処理画像欄Ｄ２を見つつ、オペレータが処理画像について適宜ノイズカット処理を行い、このときのノイズカットレベルを決定する（＃６）。
【００３４】
なお、＃４〜＃６の設定は、図３の設定データ詳細欄Ｄ４の数値を変更することで行う。以上の＃４〜＃６の設定を行った後、＃１で入力した液体Ｌ１の種類をインデックスとして（あるいは＃７で改めて液体Ｌ１の種類をインデックス入力して）、液体Ｌ１の設定データを保存する（＃７）。
【００３５】
＃７の後、分液作業を開始しない場合は（＃８でＮＯ）、処理を終了し（設定モードの記憶保存処理のみ行う場合）、分液作業を行う場合は（＃８でＹＥＳ）、＃２に戻る。ここでは＃２に戻って分液作業を行うとして説明を続ける。
【００３６】
＃２に戻ると今度は設定データが存在するので（＃２でＹＥＳ）、処理は＃９以下の検査モードに入る。＃９では、流量調整弁Ｖ０及び弁Ｖ１〜Ｖ３が閉状態とされ、反応釜１３から流量調整弁Ｖ０までに液体が存在することを検知する。続いて、いま、ここでは液体Ｌ１についての設定モードを読み出し（＃１０）、モニタ７上に図４に示す表示が出力される（当該設定データの詳細値は、設定データ詳細欄Ｄ４に表示される）。
【００３７】
＃１０の後、設定データにおける液体の種類と、移送管１３中の液体が一致したときは（＃１１でＹＥＳ）、処理は＃１２に進む。ここで、＃１１で設定データにおける液体の種類と、移送管１３中の液体が一致しないときは（＃１１でＮＯ）、設定データを再度作成（各設定値の変更）すべく、＃２に戻る。なお、＃１１でＮＯのときは、図２には不図示であるが、異常発生として処理を中断するようにしてもよい。
【００３８】
移送管１３中の液体が設定データにおける液体の種類と一致した（＃１１でＹＥＳ）後に＃１２に進むと、流量調整弁Ｖ０及び例えば弁Ｖ１を開状態とし、液体Ｌ１をタンクＴ１に向けて排出する。
【００３９】
このとき、図２（ａ）において、生画像欄Ｄ１には、撮像部４で連続的に撮像された生画像が、検査画像欄Ｄ３には、生画像欄Ｄ１の生画像を連続的に処理部５で処理した処理画像が、それぞれ表示される。なお、処理画像欄Ｄ２は、設定モードにて設定した処理画像が当該液体（Ｌ１）の検知基準の画像として表示される。
【００４０】
液体Ｌ１を排出している際、常に比較部６は２値化レベルを判断している（＃１３）。比較部６は、設定データにおける２値化レベルの範囲内であるときは（＃１３でＮＯ）、図４（ａ）に示すように検査画像欄Ｄ３が白になり、液体Ｌ１の排出を継続するが、図４（ｂ）に示すように検査画像欄Ｄ３が黒になるといったように、２値化レベル外となったとき（例えば閾値を超えたとき）は（＃１３でＹＥＳ）、その旨弁制御部１４に出力する。
【００４１】
弁制御部１４は、上記比較部６からの信号を受信すると、流量調整弁Ｖ０を閉じ（＃１４）、所定タイミングだけ遅れて弁Ｖ１を閉じるように制御する（＃１５）。以上で、液体Ｌ１についての分液が完了したこととなる。＃１５の後、移送管１３中に液体があるか否かを判別し（＃１６）、この場合、次の液体Ｌ２が存在するので、処理は＃１１に戻る。
【００４２】
液体Ｌ２を分液する際、いま、読み出されている設定データは、液体Ｌ１についてのものなので、＃１１において液体が設定データとは一致せず（＃１１でＮＯ）、処理は、＃２に戻る。＃２に戻った後、＃３〜＃６を経て液体Ｌ２について設定データを作成して、液体Ｌ２の種類をインデックスとして保存し（＃７）、＃２に戻る。
【００４３】
＃２に戻った後、今度は液体Ｌ２についての設定データが存在するので（＃２でＹＥＳ）、処理は＃９〜＃１６の検査モードに進み、上記と同様の処理を今度は液体Ｌ２について行う。なお、このとき図２においては、上記した弁Ｖ１は弁Ｖ２、タンクＴ１はタンクＴ２とする。
【００４４】
そして、＃１５の後、移送管１３中に液体があるか否かを判別し（＃１６）、この場合、次の液体Ｌ３が存在するので、処理は＃１１に戻り、以上の液体Ｌ２で行った処理を、液体Ｌ３について繰り返す。なお、このとき図２においては、上記した弁Ｖ２は弁Ｖ３、タンクＴ２はタンクＴ３とする。
【００４５】
以上、液体Ｌ３までの分液が完了すると、＃１６で液体が移送管１３中に無くなったとして（＃１６でＮＯ）、処理は終了する。このように、本発明は、オペレータが、設定データを作成する際、及び設定データを選択する際に必要となるだけであり、また、コントロール室で作業を行えばよいので、負担が軽くなり、安全な環境で上記作業を行うことができる。
【００４６】
さらに、液体検知の精度は、オペレータが行わなず、設定データに基づいて画一的に行われるので、従来のようにオペレータ毎に検査精度にばらつきが生じるといったことはなく、安定して高精度な異種液体検知及び分液作業を行うことができる。なお、上記実施例では反応釜１２で説明したが、精製釜で適用しても上記と同等の作用効果を得ることができるのは言うまでもない。
【００４７】
【発明の効果】
以上のように、本発明の異種液体検知装置は、光を照射したときに液体の種類によって顕著となる透過色の違いから異種液体の流通を検知するようにし、また、本発明の分液装置は、上記本発明の異種液体検知装置を用い、反応及び精製釜の底部に接続した移送管から分岐した分岐管の弁を開閉制御するようにしたので、液体の検知精度に個人差を生じることがないと共に分液作業が高精度で安定して行え、また、劣悪で危険な作業環境でオペレータが作業を行う必要がないと共に、オペレータ自体も不要となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の異種液体検知装置及び本発明の分液設備の構成を示す図である。
【図２】本発明の異種液体検知装置及び本発明の分液設備による設定モードと検査モードの処理手順を示す図である。
【図３】設定モード時の画面状況を示す図である。
【図４】検査モード時の画面状況を示す図である。
【符号の説明】
１  異種液体検知装置
２  窓部
３  照明部
４  撮像部
５  処理部
６  比較部
１１  分液設備
１２  反応釜
１３  移送管
１４  分岐管
Ｖ０  流量調整弁
Ｖ１〜Ｖ３  弁
Ｔ１〜Ｔ３  タンク
【図１】
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【図２】
0003770545.tif 000003
【図３】
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【図４】
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