专利名称：水质监视设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及水质监视设备，它把生水引进饲养水池，通过摄像机或类似装置来拍摄或记录下此水池中鱼类的游动情形，根据观察到的鱼的游动或类似的活动，借助图像分析来监视生水的质量。
作为例子，迄今已有日本专利申请6-16034号与6-68489号中所公开的设备，这种设备拍摄在供给于水池的生水中处于观察之下的游动的鱼，通过在把毒药或类似物质混入到生水中时所拍摄的鱼的活动方式进行例如图像分析，来监视生水质量。在这种既有的设备中，独立地设置有用来过滤生水的过滤池、饲养水池和其它装置，它们通过供水管道互连，生水是从饲养水池的上侧供给，摄像机对向饲养水池的前方设置，此外，相对摄像机独立地和适当地装设有图像处理装置和计算机，它们相互电连，使得这些装置作为一个整体组成水质监视设备。
但是上述的先有设备会遇到这样的问题由于水池中易生长出浮萍之类水生植物，而所生长的浮萍植物又能附着到处于摄像机拍摄区域的水池壁面内，这样，取决于摄像机所拍摄的图像，有时可能导致鱼所在位置探测作业的失效，此外，附着并聚集于摄像区域内水池壁面上的尘土或类似物质，也能造成这种失效。为此迫切希望能实现不会有浮萍与尘土附着于其壁面上的饲养池。
还有，根据鱼的活动分析来进行水质异常的判定时是以鱼本身是否处于健康状况下为根据，但由于先有技术的水池并未设计成形成近似于天然河流或类似水源的水流，其中的鱼可能会受到压抑而取反常行为甚至丧生，结果便会发生对水质作出错误的判定。
此外，由于分开地设置一批水池和多种电子装置，上述的先有设备需有用于这样布局的庞大空间。而且在安装之后便难于变动其位置，甚至还需定期清洗这批水池。
本发明的提出便是着眼于消除上述缺点，因此本发明的目的之一在于提供这样一种水质监视设备，它能在极其接近自然的环境下繁殖或饲养鱼，并能形成可抑制浮萍生长与尘土附着的监视池，这一监视设备整个地安装在一外罩之内，而需要进行清洗或类似处理的生水供给与排放装置也构制成一个单元，安装在同一外罩内，可以折开或卸下，极便于维护。
根据本发明的第一个方面，所提出的水质监视设备包括有用来装盛生水与观察在生水中饲养的鱼的监视水池以及从此监视水池的前面来拍摄可观察的鱼时用到的摄像机，还包括用来分析此摄像机拍摄的图像以监控上述监视水池中生水质量的图像分析装置，此监视水池具有在其一侧面上形成的入流孔(入口)，确定出从这一侧面延伸到水池另一侧面的第一水流道道；一批矫直板，这些板上各有许多水流通孔，各个板什部设在垂直于第一水流通道的方向，相互分开而在其间限定出饲养所观察的鱼的若干监视部段；一块多孔板，上面有一批水流通孔，它设在第一水流通道下并与之平行，形成一条在这批矫直板件下与第一水流通道连通的第二水流通道；以及一条设在第二水流通道中的出流孔(出口)。
经由上述侧面中的入流孔引入的生水通过监视水池侧面上的这批矫直板件流向水池的另一侧面，形成一条沿着前述监视部段中的第一水流通道的平直水流。于是，可在这些监视部段中实现一种近似于天然河流中的水流环境，松弛鱼所受到的压抑，同时在良好的条件下饲养观察下的鱼。另外，具有一批水流通孔的多孔板是与前述的水流平行而使各监视部段位于该多孔板的上方，监视部段中的水流从监视水池的下游侧表面的邻区通过多孔板的下表面而到达出流孔，这样地形成了第二水流通道。监视部段中的浮萍与尘土降落到多孔板的上表面，进一步通过这批水流通孔而降到多孔板下方。此时，由于第二水流通道是界定于多孔板的下方，落到多孔板下方的尘土与其它杂质便不会反向流动。这样，由于监视部段前表面侧处的水流，这些监视部段就常能保持在清洁的条件下，而得以抑制浮萍的生长。
此外，根据本发明的第二个方面，所提出的水质监控设备包括用于过滤生水的过滤池；用于盛放经过滤池滤过的生水以在生水中饲养所观察的鱼的监视水池；用于支承过滤池与监视水池的支架；装配于此支架下部的多个轮子；用于将生水供给到过滤池内的生水供给部；用于将已由过滤池滤过的生水引入到监视水池内的生水引入部；用于将生水从监视水池排放出的生水排放部；用于拍摄在监视水池中所观察的鱼的摄像机；以及用来分析摄像机所拍摄的图像以监控监视水池中生水质量的图像分析器。
在把生水供给于生水供应与排放装置的生水供给部时，生水即从此生水供给部供给设在支架上的过滤池，过滤后再由生水引入部引入到位于此支架上的监视水池，通过监视水池再从生水排放部排向外面，这样就形成了一连串的从把生水引入到过滤池直至经由排放部排出的水流通道。于是就能在这样的方式下监视生水质量使所观察的鱼在监视水池中饲养，通过摄像机或类似装置对其拍摄，再对所拍摄的图像进行分析。此外，由于过滤池与监视水池一起设在支架上，设备整个结构的尺寸就可减小，还由于支架的下部设有轮子，设备就可随支架自由移动，这样就能在清洗这些池子或变动设备的安装位置时非常方便地运到不同的地方。
再有，还可将一水接收池也设在上述支架上来接收为过滤池滤过的生水，再由生水引入部将此水接收池中的生水引入到监视水池中，而此水接收池与过滤池相互构制成整体，两者之间则有一隔板。利用这种结构，过滤后的生水一旦进到水接收池后，随即便由生水引入部例如泵引入到监视水池。这时可将一水温表设在水接收池内以保持水温恒定。由于此水接收池设置成与支架上的过滤池成一整体而中间以隔板分开，两个池的尺寸都可减小。
再有，此设备还包括一个分成上部与下部的外罩以及用来显示摄像机所拍摄的图像的监视电视机。在外罩的下部装放着与监视水池相对设置的摄像机。在外罩下部的侧面还设有供水孔与排水孔，它们分别连接生水供给部与生水排放部。另一方面，外罩的上部构造成用来装放图像分析装置。借助这种结构，从外罩侧面中的供水孔流出的生水通过生水供给部而进入过滤池，随后通过生水引入部再进入监视水池，再通过生水排放部由排水孔排向外面。外罩中的摄像机拍摄监视水池，所拍摄的图像显示于设在外罩上部的监控电视机上，并在同时输入图像分析装置中。图像分析装置根据鱼或类似水生物所在位置分析它们在观察时的活动方式，并在这一活动方式的基础上判定生水质量是否处于异常状态下。由于此生水供给与排放装置、监控电视机与图像分析装置都位于同一个外罩之内，整套设备的尺寸可以减少而布局空间也能缩小。还由于支架是以可拆卸的方式设在外罩下部的一个装放段中，于是例如在清洗这些水池时，就易从外罩下部卸下此支架而移到不同的地方。于此同时，可将载有另一生水供给与排放装置的支架装放并定位于此外罩的下部，继续水质的监视作业。
再有，在前述外罩上还设有报警装置，它当所述图像分析装置探测出水质异常时便发出警报，同时可以通过此外罩上部前表面中开设的窗口从此外罩的前侧来观看监控电视机。利用这种结构，通过外罩前表面中的窗口可核查监控电视机上的图像，便于从外部观察监视水池中的状态。当通过图像分析装置得知水质异常时，由于报警装置(例如报警蜂鸣器或警告灯)发出警报，操作人员或管理人员便可以了解到水质异常。
再有，上述外罩上设有一通风孔，同时在监视装置上设有与此通风孔通连的通风装置以给外罩内部通风，由于能通过此通风装置的运转使外罩内部通风，因而可以防止此外罩内产生的水蒸汽浸蚀导致有关的图像装置故障。
再有，监视水池包括在其一个侧面上设有的入流孔，形成一条从这一侧面延伸到面对的另一侧面的且与前述生水引入部通连的第一水流通道；一批矫直板，它们各有一批水流通孔并都设置成与第一水流通道垂直，这批板相互分开而在其间界定出用于观察所饲养的鱼的若干监视部段；一块多孔板，上面有一批水流通孔，它设在第一水流通道之下并与之平行，形成一条与第一水流通道的第二水流通道；以及一设在第二水流通道上并同生水排出部通连的出流孔。这样，从外罩侧面的供水孔引入到此外罩下部过滤池中的生水便通过生水引入部而进入监视水池中。此外，通过上述侧面中入流孔引入到监视水池中的生水则经过所述的这批矫直板流向其另一侧表面，于监视部段中矫直而形成一条沿第一水流通道的水流。这样就能在监视部段中创造一种近似天然河流或类似水源的环境，使所观察的鱼择除压抑感而得以保持于良好的状态下。此外，由于与水流相平行地设置有前述的具有一批水流通孔的多孔板，并且在此多孔板上方设有所述的这批监视部段，于是在监视部段中的水流便能从监视水池下游侧面的邻近通过多孔板而到达出流孔，这样便形成了一条第二水流通道。尘土、浮萍与类似杂质在监视部段内下沉到多孔板的上表面，然后通过多孔板上的这批水流通孔坠落。由于在此多孔板下界定有上述的第二水流通道，降落到多孔板下的尘土等便不会滞留于各监视部段内部的上方。结果，有水流过各监视部段的前表面部分，使监视部段始终保持在清洁状态下而抑制浮萍的生长。
再有，在前述第一与第二方面涉及的设备中还设置有位于监视水池外侧的溢流筒(或管)，筒的上部敞开，溢流筒外侧设有排放池。溢流筒的上端部在位置上略低于监视水池的上端部。溢流筒的内部经前述出流口与监视水池通连，使得从溢流筒上部溢流出的生水能通过排放池排出。在这种结构下，通过各监视部段的生水流入溢流筒后再从筒的顶面流入排设池。由于溢流筒的上端部分在位置上低于监视水池的顶表面，监视水池的水位便能保持成基本上相当于溢流筒上端部位置的高度。当从入流孔流入的生水因某种原因停止流动时，监视水池的水位便会下降。但是，虽然此水位在其低于溢流筒上端部时由于侧面上入流孔处的对流而变得略低，但此水位不会低于入流孔。因此，即使发生意外事故例如发生水位下降，所观察的鱼也不会死亡。这样就能在事后修复造成水位下降的破碎部分，而得以在水位恢复后迅速地继续监视作业。此外，由于从监视水池经出流孔流出的尘土或类似杂质是通过溢流筒而进入排放池的。一旦这类尘土、浮萍或类似杂质通过出流口流出就不会再返回监视水池，结果监视水池就常能保持在清洁状态之下。
再有，所述监控设备装备有用来探测生水已装满状态和减少状态的探测装置，以及根据此探测装置探测出的生水已装满状态和减少状态而发出警报的报警装置。由于在监视水池中设有这种用来探测生水已注满和减少状态的探测装置，当着例如因泵或其它器件故障处于已充满状态和异常减少状态下时，这种情况就能被探测出，并根据探测信号发出警报将这一事故通知操作人员。
再有，所述图像分析装置设有图像发送装置，将探测到水质异常时产生的图像信号传送到通信线路。由于设以这种图像发送装置，当图像分析装置探测出水质异常时，此图像发送装置便发出相应的图像信号，通过通信线路(公用线路或专用线路)到达设在不同位置处的监视中心，得以在此中心通过监控电视机分析所观察的鱼在存在异常现象时的活动。此外，该监控中心能够根据分析结果给位于水质监控设备现场的管理人员等给予各种指示。
根据下面结合附图对本发明最佳实施例所作的描述，当更容易理解本发明的目的与特点，附图中
图1是依据本发明一实施例的水质监视设备的透视图；图2是表明上述设备在开门状态下的透视图；图3是上述设备的后视图；图4是上述设备中生水供给与排放装置的透视图；图5是上述设备中过滤水接收池经部分剖开的透视图；图6是上述设备中监视水池经部分剖开的透视图；图7是上述监视水池的前视图；图8是沿图7中XI-XI′线截取的横剖图；图9是沿图7中X2-X2′线截取的横剖图；图10是沿图8中Y1-Y1′线截取的横剖图；图11是沿图8中Y2-Y2′线截取的横剖图；而图12是用来说明前述水质监视设备中图像处理的框图。
下面结合附图描述本发明一实施例。首先对照作为本发明水质监视、设备的透视图与后视图的图1至图3，来说明此设备的整体结构。在这几个图中，标号1表示构成本发明的设备外部形状的主体机框(外罩)，它分成用作鱼监视部2的下部和用作图像分析部3的上部。在作为机框1下部的鱼监视部2中，以可拆卸的方式安装着生水供给与排放装置7，它由过滤水接收池4、用于饲养鱼的监视水池5、吸水泵36以及其它部件联合组成。在机框1下部的顶表面上安装着同供给与排放装置7的监视水池5相对设立的摄像机8。在机框1的鱼监视部2的下端部上以可分离或可拆卸的方式设置着斜板6a、6b，同时在生水供给与排放装置7的框架的下表面上装配有小脚轮26，使得装置7易于从机框1的下部通过斜板6a、6b移出到机框1的外部同时也易于从外部以类似的方式装配到机框1有下部。
另一方面，作为上部的图像分析部3以竖立的形式装附有用来显示由上述摄像机8拍摄的图像的监控电视机9；用来根据摄像机8的图像信号探测鱼所在位置同时用来将此位置作为传感点而显示到监控电视机9上的图像探测传感器；根据来自传感器10的信号分析鱼的游动轨迹、游动速度及其它活动参数的计算机11，此计算机在鱼实际活动方式的基础上来确定水质是否异常，当水质异常，发出报警信号使警告灯15点亮并驱动报警蜂鸣器16；以及图像发送装置12，用来通过通信线路(公用线路或专用线路)例如INSnet64，根据鱼探测传感器10的图像信号，发送监控电视机9的图像信息和来自计算机11的图像信息(参看图12的框图)。在此实施例中，鱼探测传感器10与计算机11组成图像分析装置。
在此实施例中，如图12所示，图像发送装置12通过INSnet64线路与监视中心的接收机62连接，在发生报警信号时普遍地传送包括鱼的位置信息在内的图像信息给监视中心，而此监视中心的计算机的监控电视机63即显示传送来的图像，使得在水质异常时能从监视中心观察所拍摄的图像和鱼的活动方式。此外，必要时，监视中心一侧可以通过上述线路接收用户监视一侧的图像信息，以在有需要时来确认用户监视一侧中监视水池的图像。要是不需在图像发送装置12与监视中心之间进行图像的传送，通常就不必要这类发送装置(图像发送装置12)。
图1中，标号13指用来关闭上述图像分析部3的上门，标号12指用来关闭上述鱼监视部2的下门。上门13在与监控电视机9的屏相对应的位置上设有窗口13a，使得即令是门13处于关闭状态下时，也能观看到监视电视机9的屏幕。此外，在上门13的前表面侧中设有前述的警告灯15，此警告灯15能对来自计算机11的报警信号作出响应；还设有前述的报警蜂鸣器17，它能响应上述同一报警信号而发出警告声响。另一方面，在下门14的前表面侧中设有警告灯17，它根据探测到溢流(已充满状态)或异常下降的水位时，由以后说明的浮子开关55、59使警告灯17照亮。在此实施例中，警告灯15与报警蜂鸣器16组成了注意水质异常的报警装置，而警告灯17则构成了用来注意水已充满状态或下降了水位的报警装置。
在图1至3，标号19指设在供水孔18邻近的排水孔；标号20、20′指安装于机框1内部后表面的右侧与左侧壁面上的通风管道；(参看图3)；标号21、21′指设置在机框1的上部与下部的后表面上的通风孔；而标号22至24指装配于机框1顶面上的通风机。通风机22至24经通风孔21、21′通过通风孔21、21′抽吸外部空气，并从其顶面经通风管道20、20′排出，这样可以借助机框1内部的通风，防止监视水池5的前表面板42c(参看图6)模糊不清，同时防止因潮湿、水蒸汽或类似物质造成的侵蚀，导致图像装置与计算机失效。
参看图4，下面将说明前述生水供给与排放装置7的结构，在此图中，标号25指依垂向分成上部25a与下部25b的框架，此上部与下部分别纳置下监视水池5与过滤工水接收池4。框架25的下表面上装有四个小脚轮(即轮子)，使得此框机25在从机框1下部取出时易于搬动。此外，标号27指通连机框1供水孔18的供水管，用供应生水，并分成用来将所供应的生水引入到过滤水接收池4的过滤池4a的生水供给管27a，以及用来将此生水通过水阀28导引将予后面说明的排放池54的排放管27b。生水供给管27a的梢部有一水量调节阀29，阀29与一球塞30相连，此球塞30漂浮在过滤池4a的水面上，并根据水位h1的情况作上下运动。也就是说，上述阀29的开口度由球塞30的垂直位置控制。阀29的开口度通常调节到能在水位取h1时将恒定数量(一般每分钟2至3升)的生水供给过滤池4a。
上述的水阀28用来调节流入供水管27的水量，可以通过它的开闭操作来增减送入供水管27的生水量。这样，当水源很远时，可将阀28打开到大于通常的情形来加大生水供应量，结果就能缩短从水源抽引生水到把它引入到水质监视设备内所需的时间，减少从抽引生水到探测的时滞。供应到过滤水接收池4的生水是通过操作阀29使其保持到上述的恒量，而同依赖阀28来控制供水量的情形无关，因此过量的生水不会进入过滤水接收池4一侧，而是被导引通过前述排放管27b而进入将于后面说明的排放池54中，然后通过排放孔31a和排放管31排出。
在此实施例中，供水管27、生水供给管27a与水量调节阀29组成生水供给部。
如图5所示，过滤水接收池4在除去生水中所含尘土或其它杂质后，把它供应给监视水池。过滤水接收池4为隔板32分成过滤池4a和水接收池4b，在隔板32的下端部界定出一间隙32a以使池4a与4b通道，使得过滤池4a中的生水能通过此间隙32a进入水接收池4b之内。过滤池4a中设有正处在过滤池4a下表面之下并有一批水流通孔33a的底板33，底板33之上铺有纤维式滤料(例如棉)34，而在纤维式滤料34上铺放着河砂35。生水经过上述的过滤装置过滤后引入到水接收池4b。
另外，标号36指位于水接收池4b上部的吸水泵，标号37指吸水管。水接收池4b中的生水通过位于吸水管37下端部的吸水口37a吸入，经连接管38供给位于其上方的监视水池。用来调节供给水量的水阀39装配于连接管38的中间，可以通过阀39的调节来调节引入到监视水池5中的水量。对监视水池5中所供给的水量通常设定为等于供给过滤水接收池4中的水量(每分钟2～3升)。当吸水泵36吸入的水量大于经过阀39引入到监视水池5中的水量时，过量的生水便从泵36的排出孔36a排出。
标号40指设在水接收池4b中的加热器，根据位于过滤水接收池4中适当位置处一水温传感器(未示明)所探测出的水温，利用定温器41所调节的加热器40的温度，可将此生水的温度控制到常常是恒温的。在此实施例中，吸水泵36、吸水管37、连接管38以及其它部件组成一生水引入部，而排放孔31a(参看图6)与排放管31则组成生水排放部。
下面参看图6至11描述监视水池5的结构。监视水池5的所有部件都是由透明合成树脂制成，监视水池5包括用来饲养所观察的鱼F、F′的长方体形的监视池42和安装在监视池42前表面侧的排出池54。在监视池42中，与连接管38相连的入流孔43位于稍高出水池42在侧表面板42a中央部分上方处。生水流过水流孔43进入监视池42，形成了在水位保持于给定值h2(参看图7)的状态下的从左侧到右侧(箭头A所指方向)的第一水流通道。
在这些图中，标号46指固定地设在监视池42内左侧表面板42a下方的水流分隔板。在形成了箭头A示向的水流后，所述的生水便形成了向下(依箭头B示向)推进到左侧表面板42b邻区中的水流，进而形成在将于以后说明的斜板50、51之下的从右侧行进到相对方向左侧(依箭头C示向)的第二水流通道。这样，在箭头A示向中的以及在箭头C示向中的水流通道便相互分开，而生水流则被矫直，除此，可以防止引入到入流孔43中的生水直接进入出流孔52(见箭头G所示走向)。
标号45、46与47指矫直板，它们相续地顺横向装配成垂直于监视池42的第一水流通道而将监视池42分成四个部段，居于中间部位的两个部段用作饲养所观察的鱼F、F′的监视部段48、49。每块矫直板45、46与47有许多细长的槽缝(水流通孔)S依纵向延伸，同时矫正监视部段48、49的箭头A方向中的水流，使得生水中所含毒药或类似物质在监视部段48、49内均匀地流动。各个狭缝S的宽度经确定成能禁止所观察的鱼通过其间。每个监视部段48、49经形成为，使其在前向与后向中的宽度小于其在垂向与横向的宽度，使得所观察的鱼F、F′在监视部段48、49中能自由地游动或在前后方向中作某种程度的U形回转。这样，在垂向与横向中运动的自由度便大于在前向与后向(宽度较小)中的自由度，结果使摄像机8能清楚地拍摄所观察的鱼F、F′的活动。
标号50、51指用来除去尘土或类似杂质的斜板(多孔板)，它们固定地安装在矫直板45、46之间的下方以及矫直板46、47之间的下方，在前向倾斜一定角度且平行于沿第一水流通道的水流。每块倾斜板50、51都有许多在前后方向中延伸的细长纵槽(水流通孔)S′，还有一条在其前部沿横向延伸的横槽(水流通孔)S″。这样，监视部段48、49便形成在其左右侧与下侧为矫直板45至47与斜板50、51所包围的空间内。箭头A方向中的水流与向下的水流D发生于监视部段48、49之内，而斜板50、51则使得尘土、浮萍或其它杂质由于监视部段48、49的下行水流或它们的静重通过其槽S′下落，或是沿着其斜面下滑而向下通过槽S″(参看图9中的箭头)。此外，它们防止了尘土、浮萍和其它杂质一旦下降到斜板50、51之下后再流到相反方向，结果就能避免尘土与浮萍滞留和聚集于监视部段48、49之内，使监视部段48、49的内部保持于清洁状态之下。
标号52指出流孔，独立地形成于监视池42的前表面板42c的左下侧中，处于第二水流通道的下游侧；标号53指溢流筒，它的下端部通连出流孔52，此溢流筒设在前表面板42c的外部前表面侧中；标号54指位于监视池42前表面侧下部中的排放池，且使前表面板42c位于这两个池之间，在池54的上表面左侧设有一个环绕溢流筒53的排放筒54a。如前面所述，溢流筒53的下端部与溢流孔52通连，它的顶表面则处于敞开状态且它的上端部略低于监视池42的上端部。于是，来自监视池42内等二水流通道沿箭头C示向的生水经由溢流孔52流出，进入溢流筒53然后在其中向上(如箭头E示向)而来到排放筒54a(如箭头F方向)，在从其顶表面孔口溢流出后流入排放池54。进入排放池54的生水通过排放孔31a与排放管31排出外部，然后到达处理池(未示明)或类似装置。因此，在从上述过滤池4a到排放管31的水流通道中，以数量上相当于供给于过滤池4a的恒定水量的水供给监视水池5而从排放管31排出数量上相等于此供给的水量的水。当水阀28打开，从排放管26流入排放池54的过量生水也通过排放池54排向排放管31。
标号55指设在监视池42中的入流孔43(参看图7至11)上方的浮子开关(探测器件)。在轴56上装配有溢流探测浮子57和水下降探测浮子58，水下降探测浮子58一般漂浮在水中的一定位置上而溢流探测浮子57则飘浮在水面上一定位置处。当水下降探测浮子58由于泵事故等造成的水位下降而暴露于水面并沿轴56下行到一定的位置时，或是当水位上升致溢流探测浮子57浸没而沿轴56上升到一定位置时，浮子开关55探测出水位的下降或溢流而发出报警信号，在机框1的下部门上的告警灯便响应此报警信号照亮。
标号59指位于排放池54上方的浮子开关(探测器件)，它构造成使得溢流探测浮子61装配到一轴60之上。通常，浮子61停留在轴60的最佳位置。如果排放池54内的水位上升而使浮子61浸没并沿轴60来到水面，浮子开关59探测出这一状态而发出一信号，使机框1的下部门上的警告灯17对此同一信号作出响应而照亮，提醒注意排放池54内的水位有异常升高。在这些图中，标号65指用来从后面照明监视水池5的荧光灯，标号66指框架25的背衬板。
下面描述依据本发明构成的设备的操作。通过吸水管(未示明)从水池或河流之类水源抽上的生水，通过机框1的供水孔18引入到供水管27，再通过生水供给管27a和水量调节阀29进到过滤水接收池4的过滤池4a内。当过滤池4a内的水位到达给定值h1时，取决于以球塞30位置为依据的水量调节阀29的张开程度，进入的水量限定为每分钟2至3升的恒定数量。进入过滤池4a内的生水通过河砂35与纤维式滤料34过滤，然后通过间隙32a引入水接收池4b中。生水到达水接收池4b的给定水位，受到吸水泵36的抽吸，通过吸水孔39而流过吸水管37、连接管38与水阀39，再通过入流孔43进入安装于前述上部中监视水池5的监视池42内。此时，由于通过水阀39流入监视池42内的水量经设定成等于引入过滤池4a内的水量，进入到监视池42内的水量相当于进入过滤池4a内的水量。
流入监视池42内的生水使得此池内的水位逐渐升高，并流过前表面板42c的出流孔52而进入溢流筒53(依箭头C与E的方向)，使溢流筒53中的水位升高。当生水到达基本上等于溢流筒53上端部的水位h2时，便从溢流筒53溢流出而进入排放池54(参看箭头F所示方向)。因此，监视池42内的水位维持在基本上等于溢流筒53上端高度的高度。引入排放池54内的生水即从监视池42的排放管31排出至保持一给定水位。这样，当监视池42内的水位保持到h2时，此生水便在它的流动中形成一列水位流通道交替地通过过滤池4a、水接收池4b、监视池42与排放池54，然后从排放池54的排放管31排出。此外，在上述水流通道的形成状态下，在监视池42中发生了沿箭头A、B、C的示向的从入流孔43至出流孔52的水流。此外，于各个监视部段48、49中发生了沿箭头D方向的朝下水流。
如果水源相距很远，可把水阀打开得较通常情形的大，使引入供水管27的量增加。于是可以增加供给于供水管27的生水量，同时可以缩短从水源中抽出的生水引入到所述设备中的时间，以减小从抽水到此设备中监视装置的时滞。当连续地进行上述生水的供给与排放时，将所饲养的例如鳉鱼之类的鱼F、F′放入监视池42的监视部段48、49中，通过设在与监视池42的前表面板42c相对处的摄像机8，拍摄所观察的鱼F、F′的活动。此时，由于水在监视部段48、49内顺第一水流通道沿箭头A示方流动，就可以达到接近天然河流或类似水源的自然环境，结果就能在良好的条件下长时期地饲养鱼F、F′而不会给鱼F、F′施加压迫感。
监视池42内的尘土和生长的浮萍或由沿箭头A或D方向的水流从监视部段48、49的内表面上除去的尘土或类似物质，在此借助沿箭向D方向中的水流或它们的静重向下位移，进而通过斜板的50、51的纵槽S′降落到斜板50、52之下。此外，落到斜板50、51的斜面上的尘土或类似杂质沿此斜面向前滚动，通过横向槽S″落到斜板50、51之下。此外，尘土等一旦落到斜板50、51之下便为水流C带动沿左侧方向移动，同时由于斜板50、51的截止效应而不会依反向流动。再因有水流总是发生在监视部段48、49的前表面板42c的内表面侧，故能防止尘土或类似物质粘附到包括监视部段前表面在内的内表面上，从而可将监视部段48的内部经常保持于清洁状态下，得以在其中抑止浮萍或类似水生物的生长。
此外，降落到斜板50、51之下以及在箭头A、B与C方向中沿水流来到斜板50、51的尘土、浮萍或类似物质，为水流沿箭头C方向经出流口52带出，然后沿箭头E与F方向的水流上升到溢流筒53内，随后从筒53的顶面落下而进入排放池54内，再经排水管31排出。这样，监视池42与排放池54相互只通过溢流筒53通连，因而尘土、浮萍或类似杂质一旦引入到排放池54内就不会流向监视池42，结果就能阻止尘土、浮萍或类似杂质滞留并聚集于监视池42之内。
另一方面，当由于吸水泵故障或类似原因而中断了将生水供应给监视水池5内时，水位就会下降到低于溢流筒53的上端部，然后由于连接管38或类似部件中的回流而达到入流孔43的下方极限位置h3(参看图7)。但此后，水位即保持在这样一个位置。因此，即令是由于泵或类似装置的事故中断了向监视池42供给生水，监视池42内的水位也能保持于位置h3来保护所观察的鱼F、F′。此外，当水位下降，浮子开关55通过其水下降探测浮子58探测出水位下降状态时，机框1的下部门上的警告灯17照亮。由此，设备的操作人员与其它人员便易知监视池42内水位下降的事实。另一方面，如果监视池42内的水位用水阀39或类似部件的调节故障而上升，则浮子开关55的溢流探测浮子57便上升而探测出存在溢流，使得机框1下部上的警告灯17照亮。于是操作人员与其它人员易知监视池42发生溢流的事实。
尽管如上所述，监视水池5的结构能最大限度地防止浮萍或类似水生物的附着，但在长期使用之后决会有尘土或浮萍附着于其上的，于是定期地(例如每隔二至三月一次)清洗监视水池5和过滤水接收池或更换滤料便成为必要的了。在这样的情形下，将框架1的下部门14打开，同时将斜板6a、6b调节成可使生水供给与排放装置7利用它们取出(见图2)。然后移至不同地方清洗。此外，在清洗过程，可将不同的生水供给与排放装置7设于机框1的下部2中，得以继续进行水质监视作业。
将摄像机8的图像信号输入到鱼探测传感器10，在此对图像信号进行处理，连续地探测所观察下的鱼F、F′的位置，并将与此位置相对应的位置信号输送给计算机11。再根据位置信号识别鱼的活动方式。然后将所识别的鱼的活动方式与事先存储的鱼的异常活动方式相比较，以核查所识别的活动方式是否异常。要是判定出鱼的活动方式反常，计算机11便发出表明水质异常的报警信号，根据此信号驱动报警蜂鸣器16与警告灯15，使注意到水质异常。
在传送图像信息时，根据计算机11产生的报警信号，即将鱼探测传感器10的图像信息与计算机11的位置信号(表示所观察的鱼的位置的信号)传送给图像发送装置12，此发送装置12的发送机即将上述信息与信号经INSnet64的一条线路发送给监视中心。在监视中心，接收机62接收传送来的图像信息，并由监控电视机63重显。这样，在监视中心就能通过监控电视机63观察发生上述警报时所拍摄的图像，并可将此图像信息记录于图像记录装置64中。此外，监视中心还能根据监控电视机63上的图像，通知用户使水质监视设备监视水质污染环境所在的位置，同时还能根据所记录的图像信息给用户提供长期的或类似的数据。必要时，信息中心一方还能从用户监视位置获取信息而不论是否已发出上述报警息信号，由此可在有需要时来确认用户所监视水池的图像。
在此实施例中，于监视池42中设有两个监视部段(48、49)，其中各放有一条鱼。这是为了能以下述方式更可靠地实施监控作业即只当作为在这两个部段时同时分析鱼的活动结果，这两条鱼分别表示出发生水质异常时的活动方式时，才判定水质异常。要是不需进行这样的操作，则可在监视池42中设置一个监视部段而放置一条鱼。
如上所述，本发明的水质监控设备能够在监视部段48、49中形成矫直的水流，产生出近似天然河流或类似水源的环境，因而能在良好的条件下饲养鱼F、F′而不给它们以压迫感。这样就能在这种生水中保持鱼的敏感性，而能更可靠地监视水质。此外，在监视部段48、49内产生的或借助监视部段48、49内的水流从它们的前表面上清除下的尘土、浮萍或类似杂质，通过监视部段48、49中的向下水流或利用它们的静重，向下通过斜板50、51的槽S′与S″到达斜板51、51的下方。除此，由于降落到斜板50、51之下的尘土或类似物质不会沿相反方向运动，因而可以清除掉监视部段48、49内的尘土或类似物质，可抑制浮萍或类似水生物的生长。
由于生水供给与排放装置7组成一体而设在单个框架25之上，可以减小整个设备的尺寸，还由于在框架25的下部装配有小脚轮26，使此设备本身易于移动，这就能极其便于变换位置和水池的清洗作业。另外，当从很远的水源来抽取生水时，可将水阀28打开到大于常规情形而来加大水源27的供水量。这样，即使水源很远，也可减小此设备从抽水到监视的时滞。由于装配有抽水泵36、加热器40和其它部件的水接收池4b是同过滤池4a整体安装，而生水是通过隔板32的间隙32a传给水接收池4b，这就不需在这两个池之间设置通连管道等，结果可以减小生水供给与排放装置7的尺寸。
还由于图像器件与电子器件都装设在机框1的上部而生水供给与排放装置7都装设在机框1的下部，整个设备的尺寸可以减小而不需用过多的布局空间。此外，生水供给与排放装置7相对于机框1的下部2是可分离的。在清洗这些水池时，可将此供给与排放装置7方便地从机框下部2中取出并移离开，这样就能极为有利的进行水质监控设备的保养。任何时候，例如在清洗时当把生水供给与排放装置7迁出，即可同时换入另一相同的这种装置到此同一机框的下部中，而能不中断地继续进行水质监视作业。还由于机框1的上部门13中设有在位置上与内部监控电视机9相对应的窗口13a，这样，即使门13处于关闭状态，也能从外部检查所观察的鱼的状态。而在探测出水质异常时，也易通过警告灯15与报警蜂鸣器16通知。
在机框1中，即使由于水接收池4b或类似装置中的加热器40产生了水蒸汽，通风机22至24也可使机框1的内部通风，由此可以防止因受侵蚀或类似影响致图像器件与电子器件生效，同时能防止监视池42的前表面板42c上模糊不清。监视池42内的水位h2可以保持成基本上相当于溢流筒53上端部位置的恒定高度。当从入流孔43引入生水的作业因某种原因中断时，监视池42中的水位就会下降到低于溢流筒53的上端部，而由于入流孔43的回流或其它原因还会变得稍低一些。但是上述水位不会降至入流孔43之下。因此，即或发生意外事故例如水位下降，所观察的鱼也不会死亡。这样就能在事后修复破损部分，在水位恢复后迅即继续监视作业。此外，由于从出流孔52流入溢流筒53的尘土或类似杂质会到达排放槽54而不返回监视池42，结果这类尘土等就不会聚集于监视池42内，常能使监视池42内部保持清洁。
由于在监视水池5中设有用来探测生水充满或下降状态的浮子开关，于是当例如由于泵36或类似装置的事故致所述生水达到充满状态或处于异常下降状态下时，就能根据探测结果发生警报来注意这种充满状态或下降状态。
此外，当计算机11探测水质异常时，就会将图像信息传送图像发送装置，通过通信线路(公用线路或专用线路)传送给设在不同地点的监视中心，使此中心能通过监控电视机63分析发生异常现象时所观察的鱼的活动。此外，监视中心还能根据分析结果给用户监视一方发出各种信息与指令。
如上所述，本发明的监控设备能在监视部段中形成矫直的水流，产生接近于天然河道或类似水源中的水流，可以在不给鱼以压迫感的良好条件下来饲养鱼，这样得以可靠地进行水质监控作业。此外，可以通过多孔板上的水流通孔将监视部段内产生的尘土、浮萍或类似杂质清除到多孔板之下，而这种多孔板又能防止尘土或类似杂质回流到监视部段，而得以抑制尘土的产生、浮萍或类似水生物的生长。
再由于生水供给与排放装置7是以组合的形式放置到单一框架上，整个设备的尺寸可以减小，设备本身易于移动，极便于变换位置和清洗水池。此外，由于用来接收已过滤的生水的水接收池是与过滤池整体式安装，就不需在两个池之间设置连接管或类似部件，结果可以减小生水供给与排放装置7的尺寸。同时，框架与机框下部是按可分式组成的，在清洗水池或类似部件时，易从机框下部取出此框架并移开，使此水质监视设备极易实现保养。在上述框架移出的同时，可将另一带有不同生水供给与排放装置的框架置入机框的下部，这样，在任何时候，例如在清洗时，都得以无间断地继续水质监视作业。再由于机框上部中设有在位置上同内部监控电视机相对应的窗口，就能从机框外侧检查监视水池中的状态。还有，当探测出水质异常时，操作人员易于通过报警装置的警报了解到水质异常。
在机框内，即使由于水池或类似装置中的加热器产生了水蒸汽，通风设备也能使机框内部通风而得以防止图像器件与电子器件因受侵蚀或类似影响而出现故障。还可以使监视水池中的水位保持成基本上相当于溢流筒上端位置的恒定高度。也还可以在把生水从入流口引入的作业因某种原因中断时，使此水位不会降到此入流口之下。因此，即使是发生了例如水位下降一类事故，所观察的鱼也不会死亡。这样就能在事后修复破损的部分。此外，由于通过溢流筒流入排放池的尘土或类似位置不会返回到监视水池，就能防止尘土或类似杂质聚集于监视水池内。
由于在监视水池内设有用来探测生水充满和下降状态的探测装置，此时当由于泵或类似装置事故而出现生水充满状态或下降状态时，根据此探测装置的探测结果，就可发出警报等来注意这种充满状态或下降状态。
此外，当图像分析装置探测出水质异常时，便把图像信号传送给图像发送装置。经由通信线路传送给设在不同地点的监视中心，使此中心可以通过监控电视机分析所观察的鱼在发生水质异常时的活动。同时，此监视中心也能根据分析结果，给水质监控设备现场的操作人员或其它人员发出各种指令。
应该认识到，上面所述只涉及到本发明的最佳实施例，同时本发明也包括在不脱离本发明的精神与范围内的各种变动与改进。
权利要求
1.水质监视设备，它包括用来盛放生水以在此生水中饲养所观察的鱼的监视水池；用来从上述监视水池前表面侧来拍摄所述鱼的摄像机；以及用来分析此摄像机所拍摄的鱼以监视上述监视水池内所述生水质量的图像分析装置，其中所述的监视水池包括入流孔，它设在上述监视水池的一侧面上，形成从这一侧面流到与此侧面相对的另一侧面的第一水流通道；一批矫直板，各有多个水流通孔并且设置成都同第一水流通道相垂直，这批矫直板相互分开，在其间界定出饲养所述鱼的监视部段；一块多孔板，它有一批水流通孔，设在第一水流通道下并与其平行，在这批矫直板下形成了与第一次流通相通连的第二水流通道；以及出流孔，它设在第二水流通道内。
2.如权利要求1限定的设备，它还包括溢流筒，位于所述监视水池外侧面在上部有一孔口；以及排放池，位于上述溢流筒的外侧，其中所述溢流筒的上端部在位置上略低于所述监视水池的上端部，而所述溢流筒的内部通过所述出流孔与所述监视水池通连，而由前述上部孔口溢流出的生水通过所述排放池排出。
3.如权利要求1限定的设备，它还包括探测装置，用来探测所述监视水池内所述生水的充满状态与下降状态；以及报警装置，用来根据所述探测装置探测出的前述充满状态与下降状态中之一时发出警报。
4.如权利要求1限定的设备，其中所述图像分析装置包括图像发送装置，后者用来把探测出水质异常时所产生的图像信号发送给通信线路。
5.水质监视设备，它包括过滤池，用来过滤生水，监视水池，用来盛放经上述过滤池过滤了的生水以在此生水中饲养所观察的鱼；框架，用来支承所述过滤池与监视水池；一批轮子，装配于上述框架的下部；生水供给部，用来将所述生水供给于所述过滤池；生水引入部，用来将经由所述过滤池过滤了的所述生水引入到所述监视水池；生水排放部，用来从所述监视水池排出所述生水；摄像机，用来拍摄所述监视水池内的所述鱼；以及图像分析装置，用来分析所述摄像机拍摄的图像，以监视所述水池内生水的质量。
6.如权利要求5限定的设备，它还包括位于上述框架上用来接收经所述过滤池过滤了的生水，而前述生水引入部将所述水接收池内的生水引入到所述监视水池内，同时此水接收池与过滤池相互构制成中间有一隔板的整体形。
7.如权利要求5所述的设备，它还包括分成上部与下部的机框；以及设在所述机框上部内用以显示所述摄像机拍摄的图像的监控电视机；其中所述框架连同所述过滤池与所述监视水池以可分形式安装于前述机框的下部内，而所述摄像机则设置在所述机框下部内与上述监视水池成相对关系，上述机框下部的一个侧面上有一供水孔和排水孔分别同所述生水供给部与所述生水排出部通连，而前述的图像分析装置则装设在所述机框的上部内。
8.如权利要求7限定的设备，它还包括用来在前述图像分析装置探测出水质异常时发出警报的报警装置，所述机框的上部在其前表面上有一窗口，得以通过此窗口从外部观察所述监控电视机的屏幕。
9.如权利要求7所述的设备，它还包括有设在所述机框上的通风孔以及与此通风孔连通用来使所述机框内部通风的通风装置。
10.如权利要求5所限定的设备，其中所述监视水池包括入流孔，它设在所述监视水池的一侧面上，形成从这一侧面流到与此侧面相对的另一侧面的第一水流通道；一批矫直板，各有多个水流通孔并且设置成都同第一水流通道相垂直，这批矫直板相互分开，在其间界定出饲养所述鱼的监视部段；一批多孔板，它有一批水流通孔，设在第一水流通道下并与其平行，在这批矫直板下形成了与第一水流通道相通连的第二水流通道；以及出流孔，它设在第二水流通道内。
11.如权利要求5限定的设备，它还包括溢流筒，位于所述监视水池外侧而在上部有一孔口；以及排放池，位于上述溢流筒的外侧，其中所述溢流筒的上端部在位置上略低于所述监视水池的上端部，而所述溢流筒的内部通过所述出流孔与所述监视水池通连，而由前述上部孔口溢流出的生水通过所述排放池排出。
12.如权利要求5限定的设备，它还包括探测装置，用来探测所述监视水池内所述生水的充满状态与下降状态；以及报警装置，用来根据所述探测装置探测出的前述充满状态与下降状态中之一时发出警报。
13.如权利要求5限定的设备，其中所述图像分析装置包括图像发送装置，后者用来把探测出水质异常时所产生的图像信号发送给通信线路。
全文摘要
水质监控设置，包括装备有用来饲养所观察的鱼的监视水池的生水供给与排放装置，后者以可分方式设于机框的下部，与此监视水池相对地设置摄像机。设有鱼探测传感器用来根据摄像机的图像探测所观察的鱼的活动方式，还设有计算机用以根据鱼活动方式的探测结果来探测水质的异常性。生水供给与排放装置例如在清洗水池时可从机框的下部移出，易于进行设备的保养并可减小设备的总体尺寸和所需的安装空间。
文档编号G01N33/18GK1157923SQ9611204
公开日1997年8月27日 申请日期1996年11月6日 优先权日1995年11月6日
发明者山本隆洋 申请人:阿尼玛电子株式会社