JP2015210113A - 漏洩検出装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】様々な種類の貯蔵液に対応可能な、屋外に設置されている貯蔵タンクからの漏洩検出装置を提供する。【解決手段】実施形態によれば、漏洩検出装置は、発光体が貯蔵液に溶解している貯蔵タンク１の漏洩液を検出する。漏洩検出装置は、漏洩液中の発光体の発光波長を含む観測光の偏光を選択する観測光偏光選択部７と、観測光の波長を選択する観測光波長選択部６と、観測光偏光選択部７及び観測光波長選択部６で選択された偏光及び波長の観測光の画像を観測画像として観測する画像観測部５と、観測画像における輝度領域が時間的に一定方向に移動する場合に輝度領域を貯蔵タンク１からの漏洩液の漏洩部位として特定する漏洩特定部１０と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、例えば貯蔵タンク内の貯蔵液の漏洩を検出する漏洩検出装置及び方法に関する。

石油コンビナート、化学プラント、発電所等で屋外に設置されている貯蔵タンクは自然環境に常に晒され、さらには地震や台風等の自然災害を受けることもある。これらが原因となって貯蔵タンクの腐食及び劣化が発生し、これらの腐食及び劣化が進展すると、貯蔵タンク内の貯蔵水が漏洩する事象に至る場合がある。このように貯蔵タンクから貯蔵水が漏洩することは、設備に不具合が発生するとともに、環境破壊にもつながる。そのため、貯蔵水の漏洩は、微少であっても迅速に検出することができ、その漏洩部位を特定することが望まれている。

一般的な漏洩検出装置では、監視カメラ等で監視部位を撮影し、その撮影画像の変化から漏洩を検出し、その漏洩部位を特定するようにしている。

このような漏洩検出装置としては、例えば特許文献１に記載された液漏れ監視装置がある。この監視装置は、監視箇所が液漏れを生じていない正常時の状態を予め第１，第２の撮像カメラによりそれぞれ撮像し、各撮像画像に基づく各画素の輝度データを記憶装置に記憶させる。次に、第１，第２の撮像カメラにより監視箇所を撮像し、各撮像画像に基づく各画素の輝度データを、記憶装置で記憶されている各画素の輝度データと比較する。そして、輝度が変化している部分がある場合には、その部分を液漏れと判定する。

また、他の液漏れ監視装置としては、特許文献２に記載された技術がある。この技術は、貯蔵タンクに重量計や流量計を設置し、これらの計器の値を常時演算して漏洩を監視する液漏れ監視装置である。この液漏れ監視装置では、供給量と重量を比較して漏洩の有無を監視している。

さらに、漏洩検出装置としては、特許文献３に記載された技術がある。この技術は、油等の検出対象から発する蛍光を観測して被検査体からの漏洩を検出する装置である。

特開平７−２８０６９６号公報 特開平８−２７１３７１号公報 特開２００７−１０１２２８号公報

ところが、上述した特許文献１に記載の液漏れ監視装置は、屋外で用いた場合、太陽光が照射される領域は時間で変化し、その明るさもその都度変化するため、漏洩がない監視部位の正常状態の画像を予め記憶しておくことができない。したがって、特許文献１に記載の液漏れ監視装置は、屋外では太陽光が原因となって、漏洩の検出と漏洩部位の特定を正確に行うことができないという問題がある。

また、上述した特許文献２に記載の液漏れ監視装置は、重量計や流量計で構成され、太陽光の影響を受けることなく漏洩を検出することが可能であるものの、漏洩部位の特定は原理的に不可能である。

さらに、特許文献３に記載された漏洩検出装置は、被検査体から漏洩する漏洩液がレーザ光の照射によって蛍光を発する油等の物質に限定されるため、検出対象の物質の種類が極めて少ないという問題がある。

本発明の実施形態が解決しようとする課題は、様々な種類の貯蔵液に対応可能な、屋外に設置されている貯蔵タンクからの漏洩検出装置及び方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の実施形態に係る漏洩検出装置は、発光体が貯蔵液に溶解している貯蔵タンクの漏洩液を検出する漏洩検出装置であって、前記漏洩液中の前記発光体の発光波長を含む観測光の偏光を選択する観測光偏光選択部と、前記観測光の波長を選択する観測光波長選択部と、前記観測光偏光選択部及び前記観測光波長選択部で選択された偏光及び波長の前記観測光の画像を観測画像として観測する画像観測部と、前記観測画像における輝度領域が時間的に一定方向に移動する場合に前記輝度領域を前記貯蔵タンクからの漏洩液の漏洩部位として特定する漏洩特定部と、を備えたことを特徴とする。

本発明の実施形態に係る漏洩検出方法は、貯蔵タンクの漏洩液を検出する漏洩検出方法であって、前記貯蔵タンクに収容された貯蔵液に発光体を溶解させる溶解工程と、前記漏洩液中の前記発光体の発光波長を含む観測光の偏光を選択する観測光偏光選択工程と、前記観測光偏光選択工程で選択した偏光の前記観測光の波長を選択する観測光波長選択工程と、前記観測光波長選択工程で選択された波長の前記観測光の画像を観測画像として観測する画像観測工程と、前記観測画像における輝度領域が時間的に一定方向に移動する場合に前記輝度領域を前記貯蔵タンクからの漏洩液の漏洩部位として特定する漏洩特定工程と、を有することを特徴とする。

本発明の実施形態によれば、様々な種類の貯蔵液に対応可能な、屋外に設置されている貯蔵タンクからの漏洩検出装置及び方法を提供できる。

本発明に係る漏洩検出装置の第１実施形態を示す構成図である。 本発明に係る漏洩検出装置の第２実施形態を示す構成図である。 本発明に係る漏洩検出装置の第３実施形態を示す構成図である。 本発明に係る漏洩検出装置の第４実施形態を示す構成図である。

以下に、本発明に係る漏洩検出装置及び方法の実施形態について、図面を参照して説明する。

（第１実施形態）
（構 成）
図１は本発明に係る漏洩検出装置の第１実施形態を示す構成図である。

図１に示すように、本実施形態は、照射部としての光源３と、この光源３に取り付けられた照射光偏光回転部４と、画像観測部５と、観測光波長選択部６と、画像観測部５に取り付けられた観測光偏光選択部７と、この観測光偏光選択部７に取り付けられた観測時間設定部８と、この観測時間設定部８に取り付けられた観測時間間隔設定部９と、漏洩特定部１０と、を備える。

本実施形態では、被検査体である貯蔵タンク１に収容された貯蔵液に、光照射で発光する発光体を溶解させて発光を検出する。

貯蔵タンク１としては、石油コンビナート、化学プラント、各種発電所等で屋外に設置されている貯蔵タンクが対象である。貯蔵液は、例えば、ガソリン、ベンゼン、トルエン、アルコール、灯油、軽油、酢酸、重油、グリセリン、ニトロベンゼン、ギヤ油又はマシン油、動植物油類、放射性物質を含む汚染水、冷却水又は冷却液等が挙げられる。貯蔵タンク１は、自然環境に常に晒され、また地震や台風等の自然災害の被害も受けることからの腐食や劣化が起きる可能性がある。特に、放射性物質を含む汚染水を貯蔵するタンクについては、汚染水が放射性物質を含むことから、人手による点検では発見が困難な微量な漏洩でも検出することが望まれている。

貯蔵タンク１の貯蔵液に溶解する発光体としては、例えばフルオレセイン類、ローダミン類、クマリン類、ピレン類、シアニン類等の蛍光色素が挙げられる。また、発光体は水溶性の蛍光塗料や蛍光顔料でもよい。蛍光発光は、芳香環を持つ分子に見られることが多い。これら発光体への貯蔵液の投入量は、種類や特性等に左右されるが、ＰＰＭレベルでよい。なお、屋外では、貯蔵液が漏洩して発光体が発光する漏洩部２ａ以外に、貯蔵タンク１の表面での反射光又は照明光が疑似漏洩部２ｂとして存在する場合がある。反射光又は照明光が存在する原因は、太陽光、外灯等の照明である。

光源３は、貯蔵タンク１から漏洩する漏洩部２ａを疑似漏洩部２ｂと区別して検出するための直線偏光の光を放出する光源である。貯蔵タンク１内の貯蔵液には、光照射で発光する発光体が溶解している。光源３は、フラッシュランプの他、ガス、液体、固体又は半導体の各種レーザ等が適用可能である。光源３としては、例えばＡｒレーザ、Ｈｅ−Ｎｅレーザ又はＨｅ−Ｃｄレーザ、色素レーザ、ＹＡＧレーザ又はＬＤ（Laser Diode:半導体レーザ）等が挙げられる。

照射光偏光回転部４は、光源３から放出する放出光の偏光角を変えて光を照射する。照射光偏光回転部４は、直線偏光の偏光面を回転させる波長板、電気光学素子又は磁気光学素子で構成される。これら波長板又は素子は、波長板又は素子の主軸と直線偏光の偏光面とのなす角度θに対し、偏光面を２θ回転させる。そのため、図１では照射光偏光回転部４を角形に形成しているが、円形に形成することが望ましい。

画像観測部５は、照射光偏光回転部４で偏光角を変えた光照射で起きる漏洩水中の発光体の発光波長を含む観測光が後述する観測光偏光選択部７、観測光波長選択部６を経た観測光の画像を観測画像として観測する。画像観測部５は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）、冷却機能を持つＣＣＤ、電子増倍機能を持つＥＭＣＣＤ（Electron Multiplying CCD）、ＩＣＣＤ（Intensified CCD）、裏面照射型ＣＣＤ又はＣＭＯＳ等の撮像センサが適用可能である。画像観測部５は、さらにはアバランシュフォトダイオードを格子状に配置したＭＰＰＣ（Multi-Pixel Photon Counter）、光電子増倍管、ＰＩＮフォトダイオード、固体Ｓｉ光電子増倍管等を格子状に配置して画像計測センサとすることもできる。

観測光偏光選択部７は、画像観測部５が観測する画像、すなわち漏洩水中の発光体の発光波長を含む観測光の偏光を選択する。観測光偏光選択部７は、直線偏光成分を取り出す偏光板又は偏光フィルム、グラントムソン又はグランテーラー等の偏光プリズム、フォトニック結晶を用いた偏光子等から構成される。観測光偏光選択部７は、図１では角形に形成しているが、円形に形成することが望ましい。

観測光波長選択部６は、観測光偏光選択部７が選択した偏光の観測光の波長を選択する。観測光波長選択部６は、発光体の発光波長帯域を透過させる光学的なバンドパスフィルタである。観測光波長選択部６の透過帯域は、発光体の発光波長を全て含んでもよいし、発光体の発光波長の一部を含むようにしてもよい。観測光波長選択部６は、干渉式、吸収式、回折式又は散乱式の波長選択素子から構成される。

なお、本実施形態では、観測光は観測光偏光選択部７から観測光波長選択部６を経て画像観測部５に入るように構成しているが、観測光が観測光波長選択部６から観測光偏光選択部７を経て画像観測部５に入るように構成してもよい。

観測時間設定部８は、機械的又は電子的なシャッタで観測光の観測時間を設定する。観測時間設定部８は、観測光を遮る、あるいは通過させる素子であり、機械的な手法と電子的な手法がある。

機械的な手法では、遮蔽体で観測光を遮り、あるいは遮蔽体を取り去ることで観測光を通過させる。機械的な手法としては、例えばカメラ又はビデオカメラのシャッタ等が挙げられる。

他方、電子的な手法では、液晶で観測光の遮断と通過を行う方法、観測光を光電変換素子で電子に変換し、電界や磁界の印加の有無で電子の遮断と通過を行う方法がある。この電子は、光電変換を再度行うことにより、観測光に戻すことが可能である。

観測時間間隔設定部９は、観測時間の繰り返し時間間隔で観測画像を取得する。観測時間間隔設定部９は、観測時間設定部８へトリガ信号を送信し、観測光の遮断と通過を制御する電子回路である。この電子回路としては、例えば汎用コンピュータ又はＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）と、信号処理ソフトウエアとの組み合わせ、あるいは専用のデジタル回路又はアナログ回路で構成される。

漏洩特定部１０は、一定の繰り返し時間間隔で画像観測部５から取得される観測画像において輝度領域が時間的に一定方向に移動する場合、その輝度領域を漏洩液の漏洩部位として特定する。漏洩特定部１０は、画像観測部５から取得される一定時間間隔の観測画像において、輝度領域の移動方向を求める画像処理回路である。この画像処理回路は、汎用コンピュータ又はＦＰＧＡと、画像処理ソフトウエアとの組み合わせ、あるいは専用のデジタル回路又はアナログ回路で構成される。

（作 用）
次に、本実施形態の作用を説明する。

貯蔵タンク１の監視部位に対して光源３から直線偏光のパルス光が照射される。ここで、本実施形態では、屋外において貯蔵タンク１から貯蔵液が漏洩して漏洩部２ａが発生し、光源３からパルス光を照射することで、貯蔵液の漏洩部２ａの発光体からパルス発光が生じているものとする。その一方で、太陽光又は照明の反射光等が観測され、太陽光や照明の反射光が貯蔵液の漏洩部２ａのパルス発光と誤認される疑似漏洩部２ｂが存在するものとする。

光源３からパルス光を照射することにより、貯蔵水の漏洩部２ａの発光体から生じるパルス発光について、観測時間間隔設定部９で観測時間設定部８を制御して漏洩部２ａがパルス発光する時間だけ観測する。これにより、漏洩部２ａがパルス発光している時間以外で生じるノイズ光を遮断することができ、誤検出を防止することができる。ここで、観測時間間隔設定部９は、光源３の発光開始時間及び発光終了時間をトリガ信号とする。

次に、パルス発光している時間だけ観測した漏洩部２ａの発光体からのパルス発光は、観測光偏光選択部７で偏光角を変えると、画像観測中の疑似漏洩部２ｂの発光強度が変化する。そのため、疑似漏洩部２ｂの発光強度が最も暗くなるように観測光偏光選択部７の偏光角を設定して画像観測する。

これにより、疑似漏洩部２ｂの発光強度を低減することができ、誤検出を防止することができる。因みに、漏洩部２ａの発光体のパルス発光には、偏光特性はないものの、太陽光又は照明の反射光には反射時に偏光が生じる。これにより、太陽光又は照明の反射光である疑似漏洩部２ｂの発光強度を低減することができる。

この場合、観測光偏光選択部７を観測光偏光回転部とし、この観測光偏光回転部で偏光角を回転させて観測光を取得することで、回転に応じて発光強度が変化する輝度領域を太陽光又は照明の反射と特定することができる。これにより、回転に応じて発光強度が変化する輝度領域を漏洩特定部１０で観測画像中から除去することができる。なお、上記観測光偏光回転部は、照射光偏光回転部４と同一の機能を有し、直線偏光の偏光面を回転させる波長板、電気光学素子又は磁気光学素子で構成される。

続いて、疑似漏洩部２ｂの発光強度を低減して観測した漏洩部２ａの発光体からのパルス発光は、観測光波長選択部６で観測波長帯域を選択して漏洩部２ａのパルス発光の発光波長を観測する。これにより、漏洩部２ａの発光波長以外の発光は、ノイズ光として遮断することができ、誤検出を防止することができる。観測光波長選択部６の観測波長帯域は、溶解させた発光体の発光特性を予め実測することで設定することができる。また、発光体の発光特性は、文献で公表されていることも多く、これらの文献から観測波長帯域を決定することもできる。

さらに、漏洩部２ａの発光体の発光波長を選択して観測した漏洩部２ａの発光体からのパルス発光は、照射光の反射が発光領域として観測画像に観測されることがある。この時は、照射光偏光回転部４で照射光の偏光角を変えると、画像観測中の照射光の反射による発光強度が変化することから、発光強度が最も暗くなるように照射光偏光回転部４の偏光角を設定して画像観測する。

これにより、照射光の反射による発光領域の発光強度を低減することができ、誤検出を防止することができる。漏洩部２ａの発光体のパルス発光には、偏光特性はないが、照射光の反射時に偏光が生じることから照射光の反射による発光強度を低減することができる。

さらに、照射光偏光回転部４の偏光角を回転させ、その回転に応じて発光強度が変化する輝度領域を照射光の反射と特定することができる。これより、回転に応じて発光強度が変化する輝度領域を漏洩特定部１０で観測画像中から除去することができる。

画像観測部５では、以上の作用から貯蔵タンク１からの漏洩部２ａの観測画像である漏洩画像２１ａ，２２ａ，２３ａ…を一定時間間隔で取得することができる。この時の時間間隔は、光源３の繰り返し数の逆数に対して任意の整数を掛けた時間に設定することができる。それぞれの観測画像では、漏洩画像２１ａ，２２ａ，２３ａ…のみが観測されることから、漏洩特定部１０では、貯蔵タンク１からの漏洩部２ａを誤検出なしで検出することができ、その漏洩部位を正確に特定することができる。

それでも画像観測部５の観測画像に疑似漏洩部２ｂが観測される場合がある。この場合には、一定時間間隔で得られる観測画像から漏洩画像２１ａ，２２ａ，２３ａ…の移動方向を算出する。漏洩液は、最終的に鉛直下方へ向かって落下することから、漏洩特定部１０では一定時間間隔で得られる観測画像で時間的に一定方向に移動する輝度領域が漏洩部２ａであると特定することができる。

（効 果）
このように本実施形態によれば、パルス光照射で貯蔵タンク１からの漏洩部２ａがパルス発光する時間だけ観測して観測時間と異なる時間のノイズ光を遮断し、太陽光又は照明の反射光である疑似漏洩部２ｂの発光が最も弱くなるように偏光角を設定することで、観測時間と同一のノイズ光を低減することができる。

そして、漏洩部２ａがパルス発光する波長を選択して観測することで、漏洩部２ａの発光波長以外の発光は、ノイズ光として遮断することができる。

また、一定時間間隔で得られる観測画像中において輝度領域の移動方向を算出することで、貯蔵液の漏洩を検出し、かつその漏洩部位を特定する。その結果、太陽光の有無や状態、昼夜等の時間帯に左右されることなく、屋外に設置されている貯蔵タンク１から貯蔵液の漏洩部２ａの発光を疑似漏洩部２ｂと区別して画像観測することができ、漏洩部２ａの検出及び漏洩部位を正確に特定することができる。

さらに、本実施形態によれば、貯蔵タンク１内の貯蔵液に光照射で発光する発光体を溶解させ、その漏洩液を検出するようにしているので、漏洩検出可能な貯蔵液の種類を多くすることが可能となる。

また、照射光の反射光が原因となる発光領域が最も弱くなるように偏光角を設定して照射光がノイズ光となることを低減することができる。さらには、照射光の偏光角を回転させることで、回転に応じて発光強度が変化する発光領域を照射光の反射光と特定して観測画像中から除去することができる。

さらに、偏光角を回転させて観測画像を取得することで、回転に応じて発光強度が変化する輝度領域を太陽光や照明の反射と特定することができ、観測画像から除去することができる。

（第２実施形態）
（構 成）
図２は本発明に係る漏洩検出装置の第２実施形態を示す構成図である。なお、本実施形態は、第１実施形態の変形例であって、第１実施形態と同一の部分又は対応する部分には、同一の符号を付して、重複説明を省略する。

本実施形態は、前記第１実施形態の構成に加え、光源３及び画像観測部５の少なくとも一方を移動させる移動機構１２と、この移動機構１２により移動した後に画像観測部５から取得される観測画像において輝度領域の輝度の変化を求めてノイズ光を特定するノイズ特定部１３と、画像観測部５から取得される観測画像における輝度領域が時間的に一定方向に移動する場合に貯蔵タンク１からの漏洩液の漏洩部位として特定する漏洩特定部１０ａ，１０ｂと、を備える。

移動機構１２は、モータ方式、ピエゾ方式、磁力方式等の回転及び移動するための駆動機構である。移動機構１２は、例えば貯蔵タンク１の上部に設置された手すりをガイドレールとし、このガイドレールに沿って貯蔵タンク１の外周を周回移動可能である。貯蔵タンク１の表面を監視する。

ノイズ特定部１３は、画像観測部５から取得される各々の移動時の観測画像において、輝度領域の輝度変化を求める画像処理回路である。この画像処理回路は、汎用コンピュータ又はＦＰＧＡと、画像処理ソフトウエアとの組み合わせ、あるいは専用のデジタル回路又はアナログ回路で構成される。

（作 用）
次に、本実施形態の作用を説明する。

貯蔵タンク１の監視部位に対して光源３から直線偏光のパルス光が照射される。本実施形態でも前記第１実施形態と同様、屋外において貯蔵タンク１から貯蔵液が漏洩して漏洩部２ａが発生し、光源３からパルス光を照射することで、貯蔵液の漏洩部２ａの発光体からパルス発光が生じているものとする。その一方で、太陽光又は照明の反射光等が観測され、太陽光や照明の反射光が貯蔵液の漏洩部２ａのパルス発光と誤認される疑似漏洩部２ｂが存在するものとする。

光源３からパルス光を照射することにより、貯蔵水の漏洩部２ａの発光体から生じるパルス発光について、観測時間間隔設定部９で観測時間設定部８を制御して漏洩部２ａがパルス発光する時間だけ観測する。これにより、漏洩部２ａがパルス発光している時間以外で生じるノイズ光を遮断する。

次に、観測光偏光選択部７の偏光角を固定し、漏洩部２ａの発光体からのパルス発光を観測する。そして、観測光波長選択部６で観測波長帯域を選択して漏洩部２ａのパルス発光の発光波長での観測画像をノイズ特定部１３へ送信する。観測画像は、有線又は無線のいずれかで伝送可能である。画像観測部５からは、ノイズ特定部１３及び漏洩特定部１０ｂに観測画像が伝送される。そして、観測画像の伝送が完了すると、移動機構１２で次の位置へ移動させる。

ノイズ特定部１３では、移動後の観測画像中の発光領域は、移動機構１２による移動により発光領域との距離が変わることから、発光領域の発光強度を移動距離で補正する。これにより、移動後の補正した観測画像における発光領域の発光強度の差は観測角度の影響である。

ここで、漏洩部２ａの発光体のパルス発光には、偏光特性はないものの、太陽光又は照明の反射光は偏光特性が生じる。このため、移動後のそれぞれの観測画像では、輝度領域の輝度が変化する時はノイズ光と特定することができる。これにより、移動後の補正した観測画像において観測角度で発光強度が変化する輝度領域をノイズ特定部１３で観測画像中から除去することができる。

その結果、それぞれの観測画像２０では、漏洩画像２１ａ，２２ａ，２３ａ…のみが観測されることから、漏洩特定部１０ｂでは、貯蔵タンク１からの漏洩部２ａを誤検出なしで検出することができ、その漏洩部位を正確に特定することができる。

それでも画像観測部５の観測画像に疑似漏洩部２ｂが観測される場合がある。この場合には、漏洩特定部１０ａにおいて観測画像から漏洩画像２１ａ，２２ａ，２３ａ…の移動方向が時間的に一定方向に移動する輝度領域を漏洩部２ａであると特定することができる。

ところで、貯蔵タンク１の貯蔵液に溶解させる発光体として、太陽光等の可視光で発光するローダミンＢ（アミノフェノール類と無水フタル酸を縮合して得られる鮮紅色の塩基性染料）等の発光体を用いると、光源３からの光照射がなくても発光する。

このため、屋外において貯蔵タンク１から貯蔵液が漏洩して漏洩部２ａが発生すると、太陽光で貯蔵液の漏洩部２ａの発光体から発光が生じる。その一方で、太陽光又は照明の反射光が貯蔵液の漏洩部２ａの発光と誤認される疑似漏洩部２ｂになる。

太陽光で生じる貯蔵水の漏洩部２ａの発光体からの発光は、観測時間間隔設定部９で観測時間設定部８を制御して時間的に定常でないノイズ光があれば、観測時間と繰り返し時間間隔を適宜設定してノイズ光を避けることができる。

次に、観測光偏光選択部７の偏光角を変えると、画像観測中の疑似漏洩部２ｂは、反射光であることから偏光特性があって発光強度が変化する。そのため、疑似漏洩部２ｂの発光強度が最も暗くなるように観測光偏光選択部７の偏光角を設定して画像観測する。

さらに、観測光波長選択部６で観測波長帯域を発光体の発光波長に設定した後、観測画像をノイズ特定部１３へ送信する。そして、ノイズ特定部１３では移動距離で発光領域の発光強度を補正し、移動後の補正した観測画像を取得する。

これにより、太陽光又は照明の反射光である擬似漏洩部２ｂの発光強度は、非常に小さくなるため、発光強度に閾値を設定し、その閾値以下を太陽光又は照明の反射光である擬似漏洩部２ｂとすることで観測画像から除去することができる。

さらに、移動後の補正した観測画像における発光領域の発光強度の差は、観測角度の影響であり、漏洩部２ａの発光体からの発光には、偏光特性がなく太陽光又は照明の反射光である疑似漏洩部２ｂには偏光特性がある。これにより、輝度が変化する輝度領域をノイズ光と特定することができ、太陽光又は照明の反射光である擬似漏洩部２ｂとして観測画像から除去することもできる。

その結果、観測画像２０では、漏洩画像２１ａのみが観測され、漏洩特定部１０ｂでは、貯蔵タンク１からの漏洩部２ａを誤検出なしで検出することができ、その漏洩部位を正確に特定することができる。

それでも画像観測部５の観測画像２０に疑似漏洩画像２１ｂが観測される時は、移動毎に取得される観測画像２０で漏洩画像２１ａが時間的に一定方向に移動する輝度領域を漏洩部２ａであると特定することができる。

（効 果）
このように本実施形態によれば、移動して取得される観測画像中の発光領域の発光強度を移動距離で補正することで、発光強度の変化は観測角度の影響となり、漏洩部２ａの発光体からの発光には、偏光特性がなく太陽光又は照明の反射光である疑似漏洩部２ｂには偏光特性があることから、輝度が変化する輝度領域をノイズ光と特定することができ、観測画像から除去することができる。その結果、前記第１実施形態と同様に太陽光の有無や状態、昼夜等の時間帯に左右されることなく、屋外に設置されている貯蔵タンク１から貯蔵液の漏洩部２ａの発光を疑似漏洩部２ｂと区別して画像観測することができ、漏洩部２ａの検出及び漏洩部位を正確に特定することができる。

また、本実施形態によれば、太陽光や照明等の可視光で発光するローダミンＢ等の発光体を用いることにより、光源からの光照射がなくても発光する。なお、夜間や曇り等の太陽光が十分得られない時は、光源を用いればよい。

（第３実施形態）
（構 成）
図３は本発明に係る漏洩検出装置の第３実施形態を示す構成図である。なお、本実施形態は、第１実施形態の変形例であって、第１実施形態と同一の部分又は対応する部分には、同一の符号を付して、重複説明を省略する。

本実施形態は、前記第１実施形態の構成に加え、第１の漏洩検出装置１４及び第２の漏洩検出装置１５と、第１の漏洩検出装置１４及び第２の漏洩検出装置１５で取得される各々の観測画像において画像間で対応する輝度領域の輝度差を検出する輝度差検出部１６と、を備える。

また、本実施形態において貯蔵液に溶解させる発光体は、分子量が大きい分子又は直鎖状の長い分子等の高分子物質を蛍光色素と結合させた構造とする。これにより、発光体のブラウン運動が抑制され、偏光特性が解消されるまで偏光特性が維持される。この偏光特性は、光源３から放出されるパルス光の照射時間よりも長く維持されるようにする。具体的には、光源３のパルス光の照射時間は、約１０^−１１〜１０^−８秒であることから、偏光特性の維持時間は１０^−８秒以上であることが望ましい。

第１の漏洩検出装置１４及び第２の漏洩検出装置１５は、各々前記第１実施形態の漏洩検出装置である。なお、本実施形態は、設置数を２つとしたが、漏洩検出装置の設置数、さらには設置位置及び監視部位等に制限はない。

輝度差検出部１６は、異なる観測画像において画像間で対応する輝度領域を特定し、その輝度差を求める画像処理回路である。画像処理回路は、汎用コンピュータ又はＦＰＧＡと、画像処理ソフトウエアとの組み合わせ、あるいは専用のデジタル回路又はアナログ回路で構成される。

（作 用）
次に、本実施形態の作用を説明する。

本実施形態でも前記第１、第２実施形態と同様、屋外において貯蔵タンク１から貯蔵液が漏洩して漏洩部２ａが発生し、光源３からパルス光を照射することで、貯蔵液の漏洩部２ａの発光体からパルス発光が生じているものとする。その一方で、太陽光又は照明の反射光等が観測され、太陽光や照明の反射光が貯蔵液の漏洩部２ａのパルス発光と誤認される疑似漏洩部２ｂが存在するものとする。

第１の漏洩検出装置１４では、貯蔵液の漏洩部２ａの発光体からのパルス発光に対してパルス発光の時間だけ観測し、さらに偏光角と観測波長帯域を設定して観測画像を取得する。これと同様にして、第２の漏洩検出装置１５においても観測画像を取得する。

第１の漏洩検出装置１４及び第２の漏洩検出装置１５で取得される観測画像は、輝度差検出部１６へ送信される。観測画像は、有線又は無線のいずれかで伝送可能である。

輝度差検出部１６では、第１の漏洩検出装置１４及び第２の漏洩検出装置１５の双方から取得される観測画像が同一の距離からの観測になるように距離補正する。そして、第１の漏洩検出装置１４及び第２の漏洩検出装置１５で取得される観測画像間で対応する輝度領域を特定し、輝度の差を算出する。観測画像間で対応する輝度領域の抽出は、第１の漏洩検出装置１４及び第２の漏洩検出装置１５で取得される観測画像の画素対応を予め測定しておくことで容易に可能である。

また、貯蔵液の漏洩部２ａの発光体を塗布したマーカーを少なくとも一個設置しておくことでも、観測画像間で対応する輝度領域を抽出できる。これにより、観測画像における発光領域の発光強度の差は、観測角度の影響となり、漏洩部２ａの発光体のパルス発光には偏光特性はないものの、太陽光又は照明の反射光は偏光特性があることから、輝度領域の発光強度に差がある時はノイズ光と特定することができる。

これにより、第１の漏洩検出装置１４及び第２の漏洩検出装置１５で取得される観測画像間の同一の発光領域について発光強度に差がある輝度領域はノイズ光であり、輝度差検出部１６で観測画像中から除去することができる。その結果、観測画像２０では、漏洩画像２１ａのみが観測され、漏洩特定部１０ｂでは、貯蔵タンク１からの漏洩画像２１ａを誤検出なしで検出することができ、その漏洩部位を正確に特定することができる。

それでも画像観測部５の観測画像２０に疑似漏洩画像２１ｂが観測される時は、移動毎に取得される観測画像２０で漏洩画像２１ａが時間的に一定方向に移動する輝度領域を漏洩部２ａであると特定することができる。

次に、貯蔵液に溶解する発光体として、偏光特性を保持する発光体を用いた場合には、第１の漏洩検出装置１４及び第２の漏洩検出装置１５からの光照射でパルス発光する貯蔵液の漏洩部２ａの発光体についても、偏光特性を保持している。

そこで、第１の漏洩検出装置１４及び第２の漏洩検出装置１５の観測光偏光回転部の偏光角を漏洩部２ａの発光体からのパルス発光の偏光角に合わせることで、漏洩部２ａの発光体から高強度のパルス発光を得ることができる。このとき、漏洩部２ａの発光体の偏光特性が維持される時間は、パルス光の照射時間よりも長いほうが望ましいが、画像観測部５で十分な検出感度が得られる場合には、発光体の偏光特性の維持時間は、パルス光の照射時間より短くてもよい。例えば、発光体の偏光特性の維持時間は、パルス光の照射時間の１／１０程度でもよい場合もある。

さらに、本実施形態では、上記観測光偏光回転部で照射光の偏光角を観測光偏光回転部の偏光角と直交させることで、照射光の反射は観測光偏光選択部７で遮断され、照射光の反射がノイズ光となることを低減させることができる。

（効 果）
このように本実施形態によれば、２つ以上の漏洩検出装置１４，１５で取得される観測画像２０中の発光領域の発光強度を距離補正し、各画像間で対応する輝度領域について輝度を算出する。これにより、発光強度の差は観測角度の影響となり、漏洩の発光体からの発光には偏光特性がないものの、太陽光又は照明の反射光である疑似漏洩部２ｂには偏光特性があることから、輝度差がある輝度領域をノイズ光と特定することができ、観測画像２０から除去することができる。

その結果、前記第１実施形態と同様に太陽光の有無や状態、昼夜等の時間帯に左右されることなく、屋外に設置されている貯蔵タンク１から貯蔵液の漏洩部２ａの発光を疑似漏洩部２ｂと区別して画像観測することができ、漏洩部２ａの検出及び漏洩部位を正確に特定することができる。

また、本実施形態によれば、分子量が大きい分子や直鎖の長い分子を蛍光色素と結合させた発光体を用いることで、漏洩の発光は偏光特性を保持することができる。これにより、漏洩の発光の偏光角に合わせて観測することで、漏洩の発光体から高強度のパルス発光を得ることができる。

さらに、照射光の偏光角を観測光の偏光角と直交させることで、照射光の反射を遮断することができ、照射光の反射がノイズ光となるのを低減することができる。

なお、本実施形態では、観測画像を複数取得するために漏洩検出装置１４，１５を設置した例について説明したが、これら漏洩検出装置１４，１５は、少なくとも光源３及び画像観測部５を備えていればよい。

（第４実施形態）
（構 成）
図４は本発明に係る漏洩検出装置の第４実施形態を示す構成図である。なお、本実施形態は、第１実施形態の変形例であって、第１実施形態と同一の部分又は対応する部分には、同一の符号を付して、重複説明を省略する。

本実施形態は、前記第１実施形態の構成に加え、画像観測部５に取り付けられたフォトリフラクティブ素子１７と、このフォトリフラクティブ素子１７に駆動電圧を供給して制御する電源１８とを備え、光源３の一部を分岐してフォトリフラクティブ素子１７との干渉光を画像観測部５で撮像して観測画像の輝度分布変化から漏洩液を特定するようにしている。

フォトリフラクティブ素子１７は、ＬｉＮｂＯ_３、ＢａＴｉＯ_３、Ｂｉ_１２ＳｉＯ_２０、Ｂｉ_１２ＴｉＯ_２０等の誘電体、ＧａＡｓ、ＧａＰ、ＩｎＰ等の化合物半導体、有機ポリマー等が挙げられる。電源１８は、スイッチング方式とシリーズ方式等の直流電源である。

（作 用）
次に、本実施形態の作用を説明する。

本実施形態でも前記第１〜第３実施形態と同様、屋外において貯蔵タンク１から貯蔵液が漏洩して漏洩部２ａが発生し、光源３からパルス光を照射することで、貯蔵液の漏洩部２ａの発光体からパルス発光が生じているものとする。その一方で、太陽光又は照明の反射光等が観測され、太陽光や照明の反射光が貯蔵液の漏洩部２ａのパルス発光と誤認される疑似漏洩部２ｂが存在するものとする。

これに対し、本実施形態では、貯蔵液の漏洩部２ａの発光体からのパルス発光に対してパルス発光の時間だけ観測し、さらに偏光角及び観測波長帯域を設定して観測画像を取得する。そして、観測画像がフォトリフラクティブ素子１７を通過すると、観測画像の強度分布に応じて等位相波面が形成され、光源３から一部分岐された照射光と干渉させることで、画像観測部５にその干渉分布が撮像される。

画像観測部５では、以上の作用から、貯蔵タンク１からの漏洩部２ａが発生すると、漏洩部２ａがない場合とは異なる干渉分布の観測画像を得ることができる。そのため、漏洩特定部１０ｂでは、貯蔵タンク１からの漏洩部２ａを誤検出することなく検出することができ、その漏洩部位を正確に特定できる。

それでも画像観測部５の観測画像２０に疑似漏洩画像２１ｂが観測される場合がある。この時には、一定時間間隔で得られる観測画像２０から漏洩画像２１ａの移動方向を算出すると、漏洩液は最終的に下方へ向かって落下することから、漏洩特定部１０ｂでは一定時間間隔で得られる観測画像２０で一定方向に移動する干渉部分を漏洩部２ａであると特定することができる。

（効 果）
このように本実施形態によれば、観測画像２０がフォトリフラクティブ素子１７を通過すると、観測画像２０と光源３から一部分岐された照射光と干渉させることで、画像観測部５にその干渉分布を撮像することができ、干渉分布の変化から漏洩部２ａを検出して漏洩部位を特定することができる。

（その他の実施形態）
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組み合わせを行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

なお、上記第３実施形態では、貯蔵液に溶解させる発光体に偏光特性が光源３から放出されるパルス光の照射時間よりも長く維持されるものを適用した例について説明したが、この発光体については、上記第３実施形態に限らず、上記第１、第２及び第４実施形態にも適用可能である。

１…貯蔵タンク、２ａ…漏洩部、２ｂ…疑似漏洩部、３…光源、４…照射光偏光回転部、５…画像観測部、６…観測光波長選択部、７…観測光偏光選択部、８…観測時間設定部、９…観測時間間隔設定部、１０，１０ａ，１０ｂ…漏洩特定部、１２…移動機構、１３…ノイズ特定部、１４…第１の漏洩検出装置、１５…第２の漏洩検出装置、１６…輝度差検出部、１７…フォトリフラクティブ素子、１８…電源、２０…観測画像、２１ａ，２２ａ，２３ａ…漏洩画像、２１ｂ…疑似漏洩画像

Claims (11)

1. 発光体が貯蔵液に溶解している貯蔵タンクの漏洩液を検出する漏洩検出装置であって、
   前記漏洩液中の前記発光体の発光波長を含む観測光の偏光を選択する観測光偏光選択部と、
   前記観測光の波長を選択する観測光波長選択部と、
   前記観測光偏光選択部及び前記観測光波長選択部で選択された偏光及び波長の前記観測光の画像を観測画像として観測する画像観測部と、
   前記観測画像における輝度領域が時間的に一定方向に移動する場合に前記輝度領域を前記貯蔵タンクからの漏洩液の漏洩部位として特定する漏洩特定部と、
   を備えたことを特徴とする漏洩検出装置。
2. 前記貯蔵タンクの監視部位に光を照射する光源をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の漏洩検出装置。
3. 前記光源及び前記画像観測部の少なくとも一方を移動させる移動機構と、
   前記移動機構が移動して取得した観測画像から輝度領域の輝度の変化に基づいてノイズ光を特定するノイズ特定部と、
   をさらに備えたことを特徴とする請求項２に記載の漏洩検出装置。
4. 前記光源及び前記画像観測部の組を複数組備え、これらの画像観測部から取得される各々の観測画像間で対応する輝度領域の輝度差を検出する輝度差検出部を備えたことを特徴とする請求項２に記載の漏洩検出装置。
5. 前記光源が直線偏光の光を放出する光源であって、前記光源からの放出光の偏光角を変えて光を照射する照射光偏光回転部を備えたことを特徴とする請求項２ないし４のいずれか一項に記載の漏洩検出装置。
6. 前記画像観測部に取り付けられたフォトリフラクティブ素子と、
   前記フォトリフラクティブ素子に駆動電圧を供給して制御する電源と、を備え、
   前記光源の一部を分岐して前記フォトリフラクティブ素子との干渉光を前記画像観測部で検出することを特徴とする請求項２ないし５のいずれか一項に記載の漏洩検出装置。
7. 前記観測光の観測時間を設定する観測時間設定部と、
   前記観測時間の繰返し時間間隔で前記観測画像を取得する観測時間間隔設定部と、を有し、
   前記漏洩特定部は、前記観測画像が前記繰返し時間間隔で取得されることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一項に記載の漏洩検出装置。
8. 前記観測光偏光選択部に取り付けられて前記放出光の偏光角を変えて前記観測画像を取得する観測光偏光回転部を備えたことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一項に記載の漏洩検出装置。
9. 前記発光体は、偏光特性が前記光源から放出されるパルス光の照射時間よりも長く維持されることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか一項に記載の漏洩検出装置。
10. 貯蔵タンクの漏洩液を検出する漏洩検出方法であって、
    前記貯蔵タンクに収容された貯蔵液に発光体を溶解させる溶解工程と、
    前記漏洩液中の前記発光体の発光波長を含む観測光の偏光を選択する観測光偏光選択工程と、
    前記観測光偏光選択工程で選択した偏光の前記観測光の波長を選択する観測光波長選択工程と、
    前記観測光波長選択工程で選択された波長の前記観測光の画像を観測画像として観測する画像観測工程と、
    前記観測画像における輝度領域が時間的に一定方向に移動する場合に前記輝度領域を前記貯蔵タンクからの漏洩液の漏洩部位として特定する漏洩特定工程と、
    を有することを特徴とする漏洩検出方法。
11. 前記観測光の観測時間を設定する観測時間設定工程と、
    前記観測時間の繰返し時間間隔で前記観測画像を取得する観測時間間隔設定工程と、を有し、
    前記漏洩特定工程では、前記観測画像が前記繰返し時間間隔で取得されることを特徴とする請求項１０に記載の漏洩検出方法。

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