付着生物調査装置及び付着生物調査方法
【課題】 海水利用プラントの取水路や管路内への付着生物の流入状況を簡単に調査することができる付着生物調査装置及び付着生物調査方法を提供する。
【解決手段】 付着生物調査装置（８）は、海水中で岩肌や壁面等に付着するタテジマフジツボ（７１）の生息状況を調査するための装置である。タテジマフジツボ（７１）が存在し得る海水との接触面を有する透明なガラス板（２５）と、接触面をその反対側から撮像し、その画像を生成するＣＣＤカメラ（１５）と、画像上のタテジマフジツボ（７１）を数えて出力する付着生物計数手段（１６）とを具備する。
【解決手段】 付着生物調査装置（８）は、海水中で岩肌や壁面等に付着するタテジマフジツボ（７１）の生息状況を調査するための装置である。タテジマフジツボ（７１）が存在し得る海水との接触面を有する透明なガラス板（２５）と、接触面をその反対側から撮像し、その画像を生成するＣＣＤカメラ（１５）と、画像上のタテジマフジツボ（７１）を数えて出力する付着生物計数手段（１６）とを具備する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
水中で岩肌や壁面等に付着して生息するフジツボやイガイ等の付着生物の生息状況を調査する技術に関する。更に詳細には、水が流れる取水路や管路内への付着生物の流入量を調査する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、火力発電所や原子力発電所には、タービンを駆動するのに使用した蒸気を冷やすため、蒸気と海水との間で熱交換を行わせる復水器が備えられている。このように、復水器は海水を使用するため、復水器へ海水を送る取水路や配管の内面には、通常は海水中で岩肌や壁面等に付着して生息するフジツボやイガイ等の生物（以下、「付着生物」という。）が取水口から流入して付着する。これらの付着生物は、幼生の段階で取水路に流入し、離脱と付着を繰り返しながら水中を浮遊して、やがて取水路や配管内に定着して成体になる。
【０００３】
一般に、復水器用の取水路や配管は、付着生物が付着することを想定し、付着代と呼ばれるあそびを持たせて大きく作られているが、取水路や配管の内面に付着した付着生物を放置すると、水路や配管が詰まり、プラントを稼動できなくなったり、定期検査時の洗浄作業の際に大量の廃棄物が出ることになる。
【０００４】
従来、付着生物への対策としては、
(１)化学薬品（例えば、塩素の水溶液、塩酸、過酸化水素製剤、硫酸第一鉄、銅イオン等）の注入、
(２)清掃ロボットによる清掃、
(３)スポンジ状の球体を配管内に流すスポンジボール洗浄、
(４)付着を抑制する塗料（例えば、防汚塗料など）の配管内面への塗布、
(５)人手による清掃
等が行われている。上記の各種対策のうち、(１)化学薬品の注入、(２)清掃ロボットによる清掃、及び(３)スポンジボール洗浄については、プラント稼動中（通水中）に行うことができるという利点があり、発電所等のように海水を利用するプラント（以下「海水利用プラント」という。）の多くで行われている。
【０００５】
付着生物の成長過程をみると、フジツボは、親の体内から孵出した状態では、水中を浮遊するいわゆるノープリウス幼生であり、６回脱皮した後に、岩肌等に付着するキプリス幼生へと変態する。キプリス幼生は、岩肌等の付着面との相性を探りながら付着と離脱を繰り返し、やがて定着する場所を決めて固着して成体になる。また、イガイの一種であるムラサキイガイは、卵から孵化してトロコフォア幼生（クロコフォラ幼生ともいう）となり、ベリジャー幼生、Ｄ型幼生、ウンボ期幼生の順に変態し、岩肌等に付着するペディベリジャー幼生になる。ペディベリジャー幼生は、岩肌等に付着した状態で稚貝となり、やがて成体になる。
【０００６】
上記のとおり、付着生物は、幼生の段階で岩肌や壁面等に付着することがわかっており、発電所等の海水利用プラントでは、上記各種対策を効果的に行うため、取水した海水における付着生物の流入状況を調べ、前述の各種対策を行うか否かを判断しているところもある。
【０００７】
従来、前述の各種対策を行うべきか否かの判断は、プランクトン及びその他の生物を捕捉可能なプランクトンネットで所定量の海水をろ過し、この際捕捉された付着生物の個体数と通水した海水の量とに基づいて行われる。或いは、励起光（例えば、紫外線）を照射すると体内の特定の部分が蛍光するフジツボのキプリス幼生の特性を利用し、下記特許文献１のように、所定量の海水から採取した各種フジツボのキプリス幼生に対して励起光（例えば、紫外線）を照射して得た各個体の蛍光分布パターンを、各種固有の蛍光分布パターンと比較してフジツボの種を特定し、単位容積の海水に含まれるその種の個体数に基づいて判断する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−３０４７９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記文献の技術は、２００以上あるフジツボの種のうち捕捉した任意のフジツボの種を特定できる高度な技術であるが、海水利用プラントでは、前述の各種対策を行う時期を判断するためには、付着生物の種まで特定する必要がない場合もある。即ち、海水利用プラントでは、取水路や配管の内面に付着する全ての付着生物をひとまとめにして、プラントの操業に支障を来たす生物としてその流入状況を把握できれば、対策の必要性を判断できる。そこで、多くの海水利用プラントでは、上記のような高度な知識や技術を要することなく、取水路や管路内への付着生物の流入状況を調査できる簡易な方法が望ましい。
【００１０】
本発明は、上記の事情に鑑み、取水路や管路内への付着生物の流入状況を簡単に調査することができる付着生物調査装置及び付着生物調査方法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】
【００１１】
本発明の付着生物調査装置は、水中で岩肌や壁面等に付着する付着生物の生息状況を調査するための装置であって、前記付着生物が存在し得る水との接触面を有する透明な観察部と、前記接触面をその反対側から撮像し、その画像を生成する撮像手段と、前記画像上の付着生物を数えて出力する付着生物計数手段とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
本発明の実施形態では、前記付着生物計数手段は、前記画像上の付着生物の色とその他の部分の色との違いに基づいて、該付着生物を特定して数える。或いは、前記付着生物計数手段は、前記付着生物を数えるとともに又はこれに代えて、前記画像上の付着生物の色とその他の部分の色との違いに基づいて該付着生物を特定し、前記画像に占める該付着生物の割合を求めて出力する。
【００１３】
本発明の別の実施形態では、前記観察部は、前記水の導入部及び排出部を備えた容器の一部である。
【００１４】
前記付着生物としては、フジツボ又はイガイを調査対象にすることができる。
【００１５】
前記水としては、発電所その他の水を利用するプラントで取水された水を調査することができる。この場合、前記画像上の付着生物の数又は前記画像に占める付着生物の割合に基づいて、前記水が流れる経路に対し、前記付着生物の除去又は付着防止のための対策を行うか否かを判別する判定部を備えることができる。
【００１６】
本発明の付着生物調査方法は、水中で岩肌や壁面等に付着する付着生物の生息状況を調査するための方法であって、前記付着生物が存在し得る水と透明な観察部の一つの面を接触させ、その面を反対側から見た画像を生成し、該画像上の付着生物を数えることを特徴とする。
【００１７】
本発明の実施形態では、前記付着生物の数は、前記画像上の付着生物の色とその他の部分の色との違いに基づいて該付着生物を特定して求める。或いは、前記付着生物を数えるとともに又はこれに代えて、前記画像上の付着生物の色とその他の部分の色との違いに基づいて該付着生物を特定し、前記画像に占める該付着生物の割合を求める。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の付着生物調査装置によれば、画像上の付着生物を自動的に数えて出力することができるため、付着生物の生息状況（流入状況や付着状況など）を簡単に調べることができる。付着生物の数は、画像上の付着生物の色とその他の部分の色との違いに基づいて、付着生物を特定して求めることができる。この場合、例えば、画像の二値化処理等の一般的な画像処理技術を利用することで付着生物を特定することができる。更に、画像に占める付着生物の割合を求めることにより、付着生物の数を求める場合と同様に、付着生物の生息状況を調査することができる。
【００１９】
付着生物が存在し得る水の導入部及び排出部を備えた容器の一部を観察部にすることにより、容器の一方の面にのみ付着生物を付着させることができ、観察部をその面の反対側から見た場合、付着した付着生物の底部（白色の部分）が一層見え易くなる。また、地面や作業台等の適宜の場所に容器を置いた状態で水を導入することができるため、観察部自体を手で保持する等の手間が要らず、調査を行う上で便宜である。
【００２０】
また、フジツボ又はイガイの生息状況を調査することができるため、プランクトンネットを用いた従来の煩雑な調査方法に比べて格段に簡単な方法で調査することができる。この場合、発電所その他の水を利用するプラントで取水された水を調査することにより、この水が流れる経路における付着生物の生息状況（例えば、流入状況や付着状況など）を想定することができる。更に、取水された水が流れる経路に対し、付着生物の除去又は付着防止のための対策を行うか否かを判断することにより、各種対策を効果的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施例の付着生物調査方法を実施するための付着生物調査システムを示す図。
【図２】実施例の付着生物観察容器の斜視図。
【図３】図１のＡ−Ａ線断面図。
【図４】付着生物観察容器及びＣＣＤカメラの配置構成を示す図。
【図５】付着生物調査装置の構成と、付着生物調査装置内の信号の流れを示す図。
【図６】付着生物調査方法のフローチャート。
【図７】付着生物計数処理のフローチャート。
【図８】ＣＣＤカメラで撮影した付着生物観察容器のガラス板における付着生物の付着状況を示す図。
【図９】濃淡ヒストグラムと二値化処理の基準となる閾値との関係を示す図。
【図１０】図８の画像を二値化処理した状態を示す図。
【図１１】画像上で、付着生物観察容器を表す画素を背景化し、計数対象物である付着生物を表す領域を特定した状態を示す図。
【図１２】収縮処理及び膨張処理の方法を示す図。
【図１３】撮像手段にイメージスキャナを採用した状態を示す図。
【図１４】イメージスキャナを付着生物観察容器の上面に接触させた状態を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１は、実施例の付着生物調査方法を実施するための付着生物調査システム１を示す。
【００２３】
付着生物調査システム１は、海水を利用するプラント（例えば、発電所）で取水した海水中における付着生物の生息状況（流入状況）を調査するため、例えば、取水した海水を海水利用設備（例えば、復水器）へ送る復水系統３から調査用系統４を分岐し、この調査用系統４上に設けることができる。
【００２４】
具体的には、付着生物調査システム１は、
調査用系統４上に設けられ、透明な観察部を有する中空容器から成り、この容器内に導入した海水と観察部の一つの面が接触することにより、その面における付着生物の付着状況を観察部を通して反対側から観察することができる付着生物観察容器５と、
調査用系統４上で付着生物観察容器５と並列に接続され、付着生物観察容器５の内面に付着した付着生物を除去するため、付着生物観察容器５内に塩酸溶液（例えば、塩酸濃度３０％）を循環させる洗浄液循環手段７と
を備えている。
【００２５】
洗浄液循環手段７は、
塩酸溶液を貯留する洗浄液貯留タンク１０と、
塩酸溶液を送り出すポンプ１１と
で構成されている。
【００２６】
また、調査用系統４には、経路を開閉する複数のバルブ１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄが設けられており、例えば、洗浄液貯留タンク１０の直前及び直後に設けたバルブ１３ｂ，１３ｃを閉じることにより、復水系統３側から分岐した海水が付着生物観察容器５内を流れて排出される。これとは逆に、バルブ１３ａ，１３ｄを閉じることにより、復水系統３側からの海水は遮断されるとともに、洗浄液貯留タンク１０の前後のバルブ１３ｂ，１３ｃを開いてポンプ１１を作動させれば、付着生物観察容器５と洗浄液貯留タンク１０との間を塩酸溶液が循環する。
【００２７】
更に、付着生物調査システム１は、
付着生物観察容器５を一構成要素とし、付着生物観察容器５の内面（具体的には、観察部の一つの面）に付着した付着生物の数等のデータを求め、復水系統３において付着生物の除去のため又は付着を防止するための対策を講じる必要があるか否かを判別したり、その判別結果を画像又は音声で提示する付着生物調査装置８を備えている。
【００２８】
具体的には、付着生物調査装置８は、
付着生物観察容器５のほかに、
付着生物観察容器５の海水との接触面をその反対側（外側）から撮像し、その画像を生成する撮像手段としてのＣＣＤカメラ１５と、
その画像上の付着生物の数又は当該画像に占める付着生物の割合等のデータを求め、そのデータに基づいて、復水系統３において付着生物の除去又は付着防止のための対策を講じるべきか否かを判別、上記データ及び判別結果を出力する付着生物計数手段１６と、
付着生物計数手段１６から出力された現在或いは過去のデータや判別結果を、画像又は音声で提示可能な出力部（例えば、モニタやスピーカなど）１７と
で構成される。
【００２９】
ＣＣＤカメラは、入力された光の明暗に比例した電流を発生する電荷結合素子（ＣＣＤ［Charge-Coupled Device］と呼ばれる素子）を受光部として備えた撮像手段である。
【００３０】
図２は、付着生物観察容器５の斜視図で、図３は、付着生物観察容器５のＡ−Ａ線断面図である。
【００３１】
付着生物観察容器５は、海水中で岩肌や壁面等に付着するフジツボやイガイ等の付着生物の生息状況を調査するための容器であり、透明な観察部の一方の面と海水を接触させることにより付着生物を付着させ、その面の反対側から付着状況を観察できるようになっている。
【００３２】
具体的には、付着生物観察容器５は、
上記透明な観察部を少なくとも一部に含む構成であればよいが、図示の例では全体的に透明に作られた容器本体２０と、
容器本体２０内に付着生物を含む海水を導入する導入部２２と、
導入部２２から容器本体２０内に導入された海水を容器本体２０外へ排出する排出部２３と
で構成することができる。
【００３３】
容器本体２０は、複数のアクリル板２４を箱形に組み合わせて作られており、全体的に透明になっている。また、容器本体２０の上面に位置するアクリル板２４は、中央部をくり貫いて矩形環状に形成され、観察部を成す透明なガラス板２５とともに容易に取り外しできるようにネジ２７で固定されている。これにより、容器本体２０の上面を成す部分は、観察部として一層透明度が高められている。観察部としてのガラス板２５の一方の面、即ち容器本体２０の内側に現れる面に付着生物が付着すれば、ガラス板２５を通して容器本体２０の外側から付着状況を観察することができる。
【００３４】
更に、容器本体２０には、導入部２２から海水を導入したとき、容器本体２０の内面に一層多くの付着生物を付着させるため、次のような処理が施されている。
【００３５】
まず、容器本体２０の観察部を成すガラス板２５の一方の面（容器本体２０の内側に現れる面）には、容器本体２０内を流れる海水の方向に略垂直な向きでアクリル樹脂等で作られた細長い板状部材２９を複数取り付ける（例えば、接着で）ことにより又は一体形成により、凹凸がつけられている。また、図３に示すように、ガラス板２５と板状部材２９によって作られる凹凸のうち、特に凹部には、付着生物（例えば、フジツボ）をすり潰して作ったペースト３０が塗られている。
【００３６】
容器本体２０のガラス板２５の一方の面に上記の処理を施すことにより、付着生物を含む海水を所定時間（例えば、１時間）導入したとき、上記の処理を施さない場合と比較して、処理を施した部位に付着する付着生物の個体数が格段に増加（例えば、０〜２匹から数十匹に増加）する。このように、格段に多くの付着生物を付着させることにより、導入した海水中における付着生物の生息状況（付着生物の個体数やその継時変化など）を確実に把握することができる。
【００３７】
上記のように容器本体２０のガラス板２５に凹凸をつけた場合に、付着する付着生物の個体数が増加する理由としては、例えば、導入部２２から導入される海水の一部が、各板状部材２９の間にできる凹部で付着生物とともに滞留することにより、付着生物の幼生が付着に要する時間を充分に確保できたことが挙げられる。
【００３８】
また、防除対象となる付着生物で作ったペースト１３をガラス板８に塗った場合に、付着する付着生物の個体数が増加する理由としては、次のことが考えられる。付着生物は、基盤に固着して生活することから、容易に生息場所を移動できないため、周囲に同じ種の付着生物が存在しない場所に付着すると、繁殖行動を行うことができないおそれがある。つまり、付着生物にとっては、幼生の段階での付着場所の選定は死活問題といえる。また、幼生と同じ種の成体が付着している場所は、いわば生き残り実績のある場所であり、将来繁殖行動を行う相手が近くに存在するという意味でも好適な場所だといえる。更に、フジツボ類の場合、成体が同じ種の幼生の付着を誘引する物質を分泌することが知られており、例えば、特開平８−８１４９６号公報では、タテジマフジツボ成体が分泌する幼生付着誘引物質を特定している。以上より、調査の際に付着生物を付着させたい場所であるガラス板２５の裏面側にペースト３０を塗ることにより、容器本体２０内を流れる付着生物幼生には、同種付着生物成体の近くに付着しようとする本能が働くと考えられる。
【００３９】
また、導入部２２と排出部２３は、いずれも容器本体２０に接続される円筒形の管であり、互いに対向するように容器本体２０の両側にそれぞれ取り付けられている。更に、導入部２２と排出部２３のそれぞれの端部には、図３に示すように、外周に沿って環状又は螺旋状の溝３１が設けられている。これにより、導入部２２と排出部２３に、これらの外径より内径の若干小さい樹脂（例えば、ゴムや塩化ビニールなど）等で作られた管３３，３４をそれぞれ嵌め込むと、導入部２２と管３３、及び排出部２３と管３４が、互いに簡単に抜けることなく一体に連結される。
【００４０】
図４は、付着生物観察容器５及び撮像手段としてのＣＣＤカメラ１５の配置構成を示す。
【００４１】
実施例では、付着生物観察容器５をシステム内に設置するときは、上面を成す部分を開口させた箱３７内に容器本体２０を置き、箱３７の側面（図では左右の面）に設けた孔３９に箱３７の外側から管３３，３４を通して導入部２２及び排出部２３に嵌合させる。また、ＣＣＤカメラ１５は、箱３７の背面（図では後方の面）に取り付けたカメラ保持具４０により、容器本体２０の上方で保持し、ＣＣＤカメラ１５の上部に取り付けたケーブル４１を付着生物計数手段１６（図１）に接続しておく。
【００４２】
箱３７は、容器本体２０が入る大きさで作られており、内面が濃色（例えば、黒色）に塗装されている。箱３７の内面を濃色に塗装することにより、容器本体２０のガラス板２５に付着した付着生物の淡色（例えば、白色）と背景の濃色との濃淡値の差が際立ち、後述する付着生物の特定が容易になる。
【００４３】
カメラ保持具４０は、
金属や樹脂等の塑性材料で作られたポール４３と、
箱３７の内面（図では後方の面）に上下に取り付けられ、ポール４３の一端を箱３７に固定するポール固定部材４４と、
ポール４３に嵌合し、ポール４３に沿って移動可能に固定されるとともに、ＣＣＤカメラ１５を固定するカメラ固定部材４５と
で構成される。
【００４４】
ポール固定部材４４は、ボルト締め又は接着等の適宜の方法で箱３７に取り付けられる。また、ポール固定部材４４は、ポール４３が入る大きさの孔４７が設けられており、この孔４７にポール４３を挿入した状態で側方からネジ又はボルト４８を捻じ込むことにより、ポール４３を箱４７に一体に固定する。
【００４５】
カメラ固定部材４５は、両端に孔５０ａ，５０ｂが設けられており、一方の孔５０ａにＣＣＤカメラ１５を差し込んだ状態で側方からネジ又はボルト５１を捻じ込むことによりＣＣＤカメラ１５を固定するとともに、他方の孔５０ｂにポール４３を差し込んだ状態で側方から調整ネジ５３を捻じ込むことによりポール４３の適宜の位置に固定される。調整ネジ５３は、把持して容易に回すことができるように、樹脂等で作られた頭部を有している。
【００４６】
図５は、付着生物計数手段１６の構成と、付着生物計数手段１６内の信号の流れを示す。
【００４７】
付着生物計数手段１６は、
ＣＣＤカメラ１５が所定の時間間隔で作動するように制御する撮像制御部５５と、
ＣＣＤカメラ１５から送られるモノクロ画像の明るさを均一に補正するシェーディング補正部５６と、
上記画像を構成する各画素の色の濃淡を表す値（以下「濃淡値」という。）及び予め決めた濃淡の閾値に基づいて、各画素の色を白又は黒に変換し、上記画像を白色（濃淡値が「０」）及び黒色（濃淡値が「１」）の二値で表す二値化処理部５７と、
二値化した画像において、一画素だけ孤立して存在する白色又は黒色の画素（ノイズ）を黒色又は白色に換えることにより、ノイズを除去するノイズ除去部５８と、
画像上に表れる付着生物観察容器５を背景化する、即ち付着生物観察容器５を表す画素の色（白色）を、付着生物を表す画素と異なる色（背景と同じ黒色）に変換（以下「フィルタリング処理」という）するフィルタ適用部５９と、
画像上で付着生物を表す領域の輪郭を成す画素を除去して当該領域を一回り小さくする収縮処理を施した後に、収縮された領域に対し収縮処理とは逆の処理を施して当該領域を一回り大きくする膨張処理を施すことにより、互いに接触して一塊に見えていた複数の付着生物（具体的には、付着生物を表す領域）を分離し、それぞれの付着生物を特定する収縮膨張処理部６０と、
各付着生物を表す一塊の領域ごとに番号を付けるラベリング処理を行うことにより、画像上に表れた付着生物の個体数を求める計数部６１と、
計数部６１が求めた個体数を予め決めた判定基準に照らし合わせることにより、復水系統３（図１）において付着生物の除去のため又は付着を防止するための対策を講じる必要があるか否かを判別する判定部６３と、
計数部６１が求めた個体数、判定部６３による判定結果、及び判定基準等のデータを格納するデータ格納部６５と、
データ格納部６５内にある付着生物の個体数等のデータの統計又は継時変化のグラフ等の加工情報を求めるデータ加工部６７と、
出力部１７へ出力する情報の内容を選択し又は編集したり、判定基準を編集する等の操作を行うことができる入力部（例えば、マウスとキーボードなど）６９と
で構成されている。
【００４８】
フィルタ適用部５９がフィルタリング処理に使用するフィルタ、即ち画像上に表れる付着生物観察容器５と同じ形状の黒色の画素領域は、例えば、付着生物観察容器５を箱３７内に設置した当初の状態をＣＣＤカメラ１５で撮像し、その画像を出力部１７（モニタ）に表示させ、画像上で付着生物観察容器５を表す各画素の位置をフィルタ適用部５９に記憶させることで作られる。
【００４９】
出力部１７は、計数部６１で求めた付着生物の個体数及び判定部６３による判定結果を画像又は音声で提示するとともに、データ加工部６７で求めた加工情報を提示（例えば、グラフを表示）する。
【００５０】
図６は、実施例の付着生物調査方法のフローチャートである。
【００５１】
復水系統３を流れる海水中における付着生物の流入状況を調べるには、まず、調査用系統４の最も上流側に設けたバルブ１３ａと、最も下流側に設けたバルブ１３ｄとを開き、付着生物観察容器５内に海水を導入し（ステップ［以下、ＳＴと表記する］１）、付着生物観察容器５の内面に付着した付着生物の固体数を数える。具体的には、付着生物の固体数は、付着生物調査装置８が付着生物計数処理（ＳＴ２）を行うことにより求められる。
【００５２】
図７は、付着生物計数処理のフローチャートである。
【００５３】
まず、付着生物計数手段１６の撮像制御部５５は、所定の調査時期に至ったとき（ＳＴ１１の判別が“ＹＥＳ”）、ＣＣＤカメラ１５を制御して、付着生物観察容器５の海水との接触面をその反対側から撮像させ、その画像を生成させる、即ちガラス板２５の一方の面における付着生物の付着状況を撮像する（ＳＴ１２）。撮像制御部５５が判別する調査時期は、例えば、付着生物計数手段１６の電源を入れた直後又はその後所定の時間（例えば、１時間）が経過した時、及び直前の調査時期から所定の時間（例えば、１時間）が経過した時であり、これら所定の時間は、付着生物調査システム１の管理者（例えば、発電所）の都合や、付着生物の流入状況等の事情に応じて適宜決める（例えば、付着生物の流入数が多い場合は調査間隔を短くする）ことができる。
【００５４】
図８は、ＣＣＤカメラ１５で撮影した付着生物観察容器５のガラス板２５における付着生物（例えば、タテジマフジツボ）７１の付着状況を示す。ＣＣＤカメラ１５は、容器本体２０の上面を成すガラス板２５の海水との接触面（厳密には、容器本体２０の内側に現れる面）に焦点を合わせておくことにより、当該接触面に付着する付着生物を鮮明に撮像することができる。また、図示の例では、容器本体２０、導入部２２及び排出部２３を淡色（白色）で表したが、これらは、そもそも透明に作られているため、光（日光又は照明を使用する場合にはその光）の当たり具合によっては、背景（箱３７の内面）の色が影響して濃色（例えば、黒又は濃い灰色）で表れることもある。
【００５５】
また、付着生物観察容器５のガラス板２５の海水との接触面には、前述のとおり付着生物で作ったペースト３０が塗られているため（図３）、画像上では内側の様子が若干見え難くなっているが、付着生物７１はガラス板２５に直接付着すること、及び付着生物７１が白色であることから、図のように、付着生物７１の底部が画像上に鮮明に現れる。更に、ペースト３０を濃色（例えば、黒色）に着色しておけば、付着生物７１の白色が際立ち、画像上で付着生物７１の付着状況を一層確実に把握することができる。
【００５６】
次に、シェーディング補正部５６は、ＣＣＤカメラ１５から送られるモノクロ画像についてシェーディング補正を行い（ＳＴ１３）、明るさの不均一さを補正する。
【００５７】
二値化処理部５７は、シェーディング補正された画像について二値化処理を施す（ＳＴ１４）。具体的には、上記画像を構成する各画素の個数（「出現頻度」とも言う）及びその色の濃淡値が、図９のような濃淡ヒストグラムで表される場合、この濃淡ヒストグラムに現れる谷の部分の濃淡値を二値化処理の基準（閾値）に決めることができる。そして、図１０に示すように、閾値より高い濃淡値を示す画素は濃色（濃淡値が「１」の黒色）で表され、閾値より低い濃淡値を示す画素は淡色（濃淡値が「０」の白色）で表されることになり、計数対象物（付着生物７１）及び付着生物観察容器５と背景とを分離することができる。また、例えば、閾値と同じ濃淡値を示す画素の取り扱いについては、濃色又は淡色のいずれか一方に変換すると決めておけばよい。尚、図示の例では、本来なら黒色で表れる部分（背景）を説明の都合上灰色で示している。
【００５８】
そして、ノイズ除去部５８が、二値化処理された画像のノイズを除去した後（ＳＴ１５）、フィルタ適用部５９は、画像上に表れる付着生物観察容器５と同じ形状の画素から成るフィルタを適用することにより、図１１に示すように、画像上に表れる付着生物観察容器５を表す画素を背景化（黒色に変換）する（ＳＴ１６）。
【００５９】
この後、収縮膨張処理部６０は、フィルタ適用後の画像に収縮処理（ＳＴ１７）及び膨張処理（ＳＴ１８）を施す。具体的には、まず、画像（図１２（ａ））上で付着生物７１を表す各領域７５ａ，７５ｂの輪郭画素を除去することにより、図１２（ｂ）のように一回り小さい領域７６ａ，７６ｂを求める（収縮処理）。一般に、コンピュータで処理される平面画像は２次元座標で表され、画像ｆ（ｘ，ｙ）を収縮処理した画像ｇ（ｘ，ｙ）は、次式により求めることができる。
【００６０】
【数１】
【００６１】
式１において、「０」は白画素であり、「１」は黒画素である。また、４近傍とは、任意の一の画素に着目した場合において、その上下左右にある４つの画素のことであり、８近傍とは、任意の一の画素に着目した場合において、その周囲にある８つの画素のことである。
【００６２】
そして、収縮膨張処理部６０は、収縮処理された画像（図１２（ｂ））に対し収縮処理とは逆の処理を施すことにより、図１２（ｃ）のように一回り大きい領域を求める（膨張処理）。具体的には、収縮処理後の画像ｇ（ｘ，ｙ）を膨張処理した画像ｈ（ｘ，ｙ）は、次式により求めることができる。
【００６３】
【数２】
【００６４】
上記収縮処理及び膨張処理を行うことにより、図１２（ａ）で互いに接触して一塊に見えていた２つの白画素領域７５ａ，７５ｂ（具体的には、付着生物を表す領域）は、図１２（ｃ）のように分離されて別個の領域７７ａ，７７ｂになる。
【００６５】
画像に対し収縮処理及び膨張処理を施した後、計数部６１は、付着生物７１の個体数を数え（ＳＴ１９）、求めた個体数及び当該調査時刻等のデータをデータ格納部６５に格納する。具体的には、画像（図１２（ｃ））上に表れる白画素（付着生物７１を表す画素）の領域７７ａ，７７ｂごとに番号（ラベル）を付けることにより、付着生物観察容器５のガラス板２５に付着した付着生物７１の個体数を求めることができる。
【００６６】
再び図６のフローチャートに戻り、判定部６３は、計数部６１が求めた付着生物７１の個体数に基づいて、復水系統３に対し、付着生物７１の除去のため又は付着を防止するための対策を行うか否かを判別する（ＳＴ３）。
【００６７】
この対策には、例えば、
(１)化学薬品（例えば、塩素の水溶液、塩酸、過酸化水素製剤、硫酸第一鉄、銅イオン等）の注入、
(２)清掃ロボットによる清掃、
(３)スポンジ状の球体を配管内に流すスポンジボール洗浄、
(４)付着生物の付着を抑制する塗料（例えば、有機スズ系塗料）の配管内面への塗布、
(５)人手による清掃
などがあり、上記（１）〜（３）については、プラント稼動中でも行うことができる。
【００６８】
対策の必要性を判断する基準の例を以下に示す。
【００６９】
最初の付着生物係数処理（ＳＴ２）で求めた付着生物７１の個体数を基準にすることができる。この場合、単に付着生物７１の個体数を見ただけでは対策の必要性を判断できないので、過去の実績や実験結果（具体的には、付着生物観察容器５における所定の時間経過後の付着生物７１の個体数と、その後復水系統３内に実際に付着した個体数との関係等）も考慮するのがよい。或いは、後述のように、付着生物計数処理（ＳＴ２）は、繰り返し行われるため、各調査（ＳＴ２）時期に求めた付着生物７１の個体数の差や変化率等も基準とすることができる。また、各プラントにおける諸事情を勘案して独自の判断基準を定めておき、これに従って判断することもできる。これらの基準は、付着生物７１の個体数と対策の必要性とを関連付けたテーブルで表すことができ、データ格納部６５に格納しておく。
【００７０】
判定部６３は、計数部６１が付着生物７１の個体数を求めたとき、これをデータ格納部６５に格納されたテーブルと照合することにより、対策の必要性を判別することができる。また、判定部６３は、判定結果をデータ格納部６５へ格納するとともに、出力部１７へ送る。出力部１７は、判定部６３から送られる判定結果を画像又は音声で提示する。
【００７１】
そして、付着生物調査システム１を設置したプラントでは、判別（ＳＴ３）の結果において、対策の必要性が認められた場合には、前述の（１）〜（５）の適宜の対策を行うことができるとともに、今後の対策時期を検討することができる。
【００７２】
対策の必要性の判別（ＳＴ３）を行った後、付着生物観察容器５の内部を洗浄するか否かを判別する（ＳＴ４）。洗浄が必要な場合としては、付着生物観察容器５のガラス板２５が付着生物７１で完全に覆われてしまった場合や、ガラス板２５にその他の生物（例えば、ヒドロ虫など）が付着して視認性が悪化した場合などである。このほかにも、洗浄を行う時間間隔を予め決めておいてもよい。
【００７３】
付着生物観察容器５の洗浄方法について説明する。まず、ＳＴ４の判別が“ＹＥＳ”、即ち付着生物観察容器５の内部を洗浄する場合には、調査用系統４の上流側のバルブ１３ａを閉めて海水の導入を停止し（ＳＴ５）、下流側のバルブ１３ｄも閉めておく。そして、洗浄液循環手段７の前後に設けたバルブ１３ｂ，１３ｃを開けた後、ポンプ１１を作動させ、付着生物観察容器５と洗浄液貯留タンク１０との間で塩酸溶液を循環させることにより、付着生物観察容器５の内部を洗浄する（ＳＴ６）。洗浄時間は特に決まっておらず、容器本体２０の内面に付着した付着生物（タテジマフジツボなど）７１及びその他の生物等が完全に除去されるまで洗浄すればよい。
【００７４】
付着生物観察容器５の内部を洗浄した後、又は洗浄しなかった場合（ＳＴ４の判別結果が“ＮＯ”の場合）は、調査を終了するか否かを判別（ＳＴ７）し、終了する場合には、調査用系統４側への海水の流入を遮断するため、バルブ１３ａをしっかりと閉じておく。一方、調査を継続する場合には、海水の導入を開始又は継続し（ＳＴ１）、上記ＳＴ２〜ＳＴ７の手順を繰り返す。
【００７５】
以上、実施例の付着生物調査方法について説明したが、前述と同じ方法で画像上に現れる付着生物７１の淡色とその他の部分（背景）の濃色との違いに基づいて付着生物７１を特定し（ＳＴ１４〜ＳＴ１８）、画像（図１１）に占める付着生物７１の割合を求め、この割合から復水系統３における付着生物の対策の必要性を判別することができる。具体的には、付着生物計数手段１６の計数部６１は、画像（図１１）上で付着生物７１を表す領域（例えば、図１２（ｃ）における領域７７ａ，７７ｂ）を構成する白画素の個数を数えることにより、付着生物を表す各領域の面積の和を求め、画像全体（図１１）に占める付着生物７１（具体的には、付着生物を表す領域の面積）の割合を求めることができる。そして、判定部６３は、予めデータ格納部６５に格納したおいた基準と計数部６１が求めた割合とに基づいて、復水系統３における付着生物の対策の必要性を判別する。この場合、対策の必要性の判別に用いる基準は、前述の場合と同様に、テーブル化してデータ格納部６５に格納しておくのがよい。尚、画像に占める付着生物７１の割合を求める場合、ガラス板２５に付着した付着生物７１の個体数を求める場合と異なり、図１２（ａ）のように画像上では一塊として認識されうる複数の領域を分離させる必要がないため、収縮膨張処理部６０による収縮処理（ＳＴ１７）及び膨張処理（ＳＴ１８）を省略することもできる。
【００７６】
また、調査用系統４は、復水系統３から分岐させるのではなく、海から直接取水してもよい。この場合、任意の海域で取水するよりも、できるだけ復水系統３の取水口の近くで取水するのがよい。
【００７７】
付着生物観察容器５の容器本体２０（図２及び図３）の上面は、観察部としての透明なガラス板２５で作られているが、このガラス板２５を透明なアクリル板２４に代えることも可能である。また、実施例では、容器本体２０の上面を成すガラス板２５が観察部を成しているが、容器本体２０の側面や底面等のその他の透明な部分を観察部にすることも可能である。更に、実施例では、容器本体２０は、アクリル板２４を組み合わせて作られているが、容器本体２０の少なくとも一部に透明な観察部を設けることができれば、アクリル樹脂に限らず、その他の任意の材料（例えば、ビニールやポリエチレン・テレフタレートなど）で作ることができる。
【００７８】
また、実施例の付着生物観察容器５（図２及び図３）では、容器本体２０の内面に設けた凹凸は、ガラス板２５の一方の面（容器本体２０の内側に現れる面）に板状部材２９を複数取り付けることによって形成されるが、容器本体２０の上面に位置する部材を樹脂等で作られた平板に代えて、その平板の裏面（容器本体２０の内側に現れる面）側の適宜の部分を削ることにより形成されるようにしてもよい。
【００７９】
更に、実施例では、各板状部材２９は、容器本体２０の内側の幅（流水方向に対して垂直な方向の長さ）と同じ長さのものを取り付けたが、これより短くてもよいし、太さの異なるものを取り付けてもよい。即ち、海水を導入した際に容器本体２０の上面を成す部分の一方の面（容器本体２０の内側に現れる面）に、ある程度の数の付着生物７１が付着できる凹部を確保できれば、任意の凹凸をつけることができる。
【００８０】
実施例の付着生物観察容器５の容器本体２０（図２及び図３）は、上面を成すガラス板２５以外の部分が透明なアクリル板２４で作られているが、このアクリル板２４に代えて、濃色（例えば、黒や青など）の板等の材料を用いて作ることができる。前述のとおり、付着生物７１の底部（ガラス板２５に付着する部分）は淡色（例えば、白色）であり、付着生物観察容器５をガラス板２５の上から見た時に付着生物７１の背景となる部分（容器本体２０のガラス板２５以外の部分）を濃色にすることにより、付着生物７１の色を一層際立たせることができ、二値化処理（ＳＴ１４）において付着生物７１等の特定の部分（実施例では付着生物観察容器５を含む）と背景との分離を容易に行うことができる。
【００８１】
実施例では、容器本体２０の内側の面（ガラス板２５）に付着生物で作ったペースト３０を塗ることで、ガラス板２５に付着する付着生物の数が増加するという効果を得ているが、このほかに、付着生物から抽出した液体をガラス板２５に塗ることにより同様の効果を奏することもできる。この液体は、具体的には、付着生物をすり鉢等ですり潰し、これを布等で包んで搾り出した（例えば、濾過した）液体である。この液体は、通常は透明であり、ガラス板２５に塗っても透明度を維持することができるため、フジツボ類以外の付着生物（例えば、体から糸を出して付着するイガイ類やヒドロ虫など）も確実に視認することができる。更に、容器本体２０の内側の面（ガラス板２５）に予め付着生物（幼生又は成体のいずれでもよい）を付着させておいてもよい。この場合、調査を開始する前に、付着生物観察容器５の導入部２２から海水を導入しておき、或いは容器本体２０の上面を成す部分（例えば、ガラス板２５）を海水中に浸しておき、付着生物が付着したのを確認してから調査を開始すればよい。
【００８２】
実施例において容器本体２０の内面に塗ったペースト３０は、着色料を混ぜて赤色、青色、又は黒色など、付着生物の底面の色（白色）以外の色に着色してもよい。これにより、付着生物が容器本体２０の内面（ガラス板２５）に付着したとき、付着生物の白色と周囲の濃色との間の明暗が一層明確になる。
【００８３】
また、実施例では、容器本体２０の内面に付着した付着生物を除去するため、酸性の液体として３０％の塩酸溶液を循環させたが、この液体は、塩酸のほかにも、硫酸など、付着生物が分泌する接着タンパク質を変性させることができるものであれば、任意の酸性の液体を使用することができる。具体的には、無機酸（塩酸，硫酸，硝酸，リン酸など）と有機酸（酢酸，乳酸，ベンゼンスルホン酸，フェノールなど）のいずれでもよく、適宜の濃度に調整して使用するのがよい。
【００８４】
容器本体２０を設置する箱３７を密閉可能なものに代えることができる。この場合、箱３７の上面には、撮像手段を挿入可能な孔を設けるのがよい。また、撮像手段には、撮像タイミングに合わせて閃光を発する照明手段を取り付けるのがよい。これにより、容器本体２０の内面に付着した付着生物の淡色（例えば、白色）とその他の部分（背景）の濃色との違いを一層際立たせることができる。
【００８５】
実施例では、撮像手段としてＣＣＤカメラ１５を採用したが、撮像素子としてＣＭＯＳイメージセンサ（Complementary Metal Oxide Semiconductor Image Sensor）を用いるデジタルカメラなど、任意の撮像手段を採用可能である。このほかにも、撮像手段としては、図１３及び図１４に示すように、イメージスキャナ８１を採用することができる。この場合、図のように、蓋部８２を開いた状態でイメージスキャナ８１の上下を逆にして、本体８３の撮像面（図では本体８３の下側の面）を付着生物観察容器５の上面に接触させればよい。また、イメージスキャナ８１と付着生物計数手段１６を通信ケーブル８５で接続し、撮像制御部５５がイメージスキャナ８１の動作を制御するように構成することができる。イメージスキャナで撮像された画像を処理する方法は、前述のＣＣＤカメラ１５を用いた場合と同様である。更に、イメージスキャナ８１を用いる場合、付着生物観察容器５の容器本体２０の側面及び下面を着色し又は濃色の紙若しくは布等の適宜の手段で覆ったり、本体８３の撮像面のうち容器本体５と接触しない部分を予め適宜の手段で覆っておくことにより、前述の画像処理に適した画像を得ることができる。尚、イメージスキャナ８１は、撮像対象物に光りを当て、その反射光の強弱を電流の大小に変換することにより、画像情報を生成する一般的なスキャナ装置である。
【００８６】
実施例の付着生物調査装置８では、付着生物を付着させて観察するための観察部は、付着生物観察容器５の一部（実施例では上面）を成すガラス板２５で構成されているが、調査用系統４を構成する管路自体に観察部を設けることができる。具体的には、その管路の一部に、観察に適した穴を設け、ガラスやアクリル等の透明な材料でその穴を覆うことにより作ることができる。この場合、観察部は、実施例のガラス板２５のような平板状に限らず、管路の形状に応じて湾曲した状態で作ることができる。
【００８７】
また、付着生物調査装置８の出力部１７（図１及び図５）は、付着生物調査システム１から離れた場所に設置したコンピュータに接続することができる。この場合、付着生物計数手段１６で求めた現在或いは過去のデータや判別結果等の演算結果を、通信ケーブルや通信回線等の適宜の通信媒体を介してコンピュータに読み込ませることができる。或いは、出力部１７には、モニタ及びスピーカに代えて、プリンタ等の印字装置を採用することができる。更に、付着生物計数手段１６をコンピュータ本体とし、出力部１７としてモニタやスピーカを採用することも可能である。
【符号の説明】
【００８８】
１…付着生物調査システム、３…復水系統、４…調査用系統、５…付着生物観察容器、７…洗浄液循環手段、８…付着生物調査装置、１０…洗浄液貯留タンク、１１…ポンプ、１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ…バルブ、１５…ＣＣＤカメラ、１６…付着生物計数手段、１７…出力部、２０…容器本体、２２…導入部、２３…排出部、２４…アクリル板、２５…ガラス板、２７…ネジ、２９…板状部材、３０…ペースト、３１…溝、３３，３４…管、３７…箱、３９…孔、４０…カメラ保持具、４１…ケーブル、４３…ポール、４４…ポール固定部材、４５…カメラ固定部材、４７，５０ａ，５０ｂ…孔、４８，５１…ボルト、５３…調整ネジ、５５…撮像制御部、５６…シェーディング補正部、５７…二値化処理部、５８…ノイズ除去部、５９…フィルタ適用部、６０…収縮膨張処理部、６１…計数部、６３…判定部、６５…データ格納部、６７…データ加工部、６９…入力部、７１…付着生物、７５ａ，７５ｂ，７６ａ，７６ｂ，７７ａ，７７ｂ…領域、８１…イメージスキャナ、８２…蓋部、８３…本体、８５…通信ケーブル。
【技術分野】
【０００１】
水中で岩肌や壁面等に付着して生息するフジツボやイガイ等の付着生物の生息状況を調査する技術に関する。更に詳細には、水が流れる取水路や管路内への付着生物の流入量を調査する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、火力発電所や原子力発電所には、タービンを駆動するのに使用した蒸気を冷やすため、蒸気と海水との間で熱交換を行わせる復水器が備えられている。このように、復水器は海水を使用するため、復水器へ海水を送る取水路や配管の内面には、通常は海水中で岩肌や壁面等に付着して生息するフジツボやイガイ等の生物（以下、「付着生物」という。）が取水口から流入して付着する。これらの付着生物は、幼生の段階で取水路に流入し、離脱と付着を繰り返しながら水中を浮遊して、やがて取水路や配管内に定着して成体になる。
【０００３】
一般に、復水器用の取水路や配管は、付着生物が付着することを想定し、付着代と呼ばれるあそびを持たせて大きく作られているが、取水路や配管の内面に付着した付着生物を放置すると、水路や配管が詰まり、プラントを稼動できなくなったり、定期検査時の洗浄作業の際に大量の廃棄物が出ることになる。
【０００４】
従来、付着生物への対策としては、
(１)化学薬品（例えば、塩素の水溶液、塩酸、過酸化水素製剤、硫酸第一鉄、銅イオン等）の注入、
(２)清掃ロボットによる清掃、
(３)スポンジ状の球体を配管内に流すスポンジボール洗浄、
(４)付着を抑制する塗料（例えば、防汚塗料など）の配管内面への塗布、
(５)人手による清掃
等が行われている。上記の各種対策のうち、(１)化学薬品の注入、(２)清掃ロボットによる清掃、及び(３)スポンジボール洗浄については、プラント稼動中（通水中）に行うことができるという利点があり、発電所等のように海水を利用するプラント（以下「海水利用プラント」という。）の多くで行われている。
【０００５】
付着生物の成長過程をみると、フジツボは、親の体内から孵出した状態では、水中を浮遊するいわゆるノープリウス幼生であり、６回脱皮した後に、岩肌等に付着するキプリス幼生へと変態する。キプリス幼生は、岩肌等の付着面との相性を探りながら付着と離脱を繰り返し、やがて定着する場所を決めて固着して成体になる。また、イガイの一種であるムラサキイガイは、卵から孵化してトロコフォア幼生（クロコフォラ幼生ともいう）となり、ベリジャー幼生、Ｄ型幼生、ウンボ期幼生の順に変態し、岩肌等に付着するペディベリジャー幼生になる。ペディベリジャー幼生は、岩肌等に付着した状態で稚貝となり、やがて成体になる。
【０００６】
上記のとおり、付着生物は、幼生の段階で岩肌や壁面等に付着することがわかっており、発電所等の海水利用プラントでは、上記各種対策を効果的に行うため、取水した海水における付着生物の流入状況を調べ、前述の各種対策を行うか否かを判断しているところもある。
【０００７】
従来、前述の各種対策を行うべきか否かの判断は、プランクトン及びその他の生物を捕捉可能なプランクトンネットで所定量の海水をろ過し、この際捕捉された付着生物の個体数と通水した海水の量とに基づいて行われる。或いは、励起光（例えば、紫外線）を照射すると体内の特定の部分が蛍光するフジツボのキプリス幼生の特性を利用し、下記特許文献１のように、所定量の海水から採取した各種フジツボのキプリス幼生に対して励起光（例えば、紫外線）を照射して得た各個体の蛍光分布パターンを、各種固有の蛍光分布パターンと比較してフジツボの種を特定し、単位容積の海水に含まれるその種の個体数に基づいて判断する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−３０４７９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記文献の技術は、２００以上あるフジツボの種のうち捕捉した任意のフジツボの種を特定できる高度な技術であるが、海水利用プラントでは、前述の各種対策を行う時期を判断するためには、付着生物の種まで特定する必要がない場合もある。即ち、海水利用プラントでは、取水路や配管の内面に付着する全ての付着生物をひとまとめにして、プラントの操業に支障を来たす生物としてその流入状況を把握できれば、対策の必要性を判断できる。そこで、多くの海水利用プラントでは、上記のような高度な知識や技術を要することなく、取水路や管路内への付着生物の流入状況を調査できる簡易な方法が望ましい。
【００１０】
本発明は、上記の事情に鑑み、取水路や管路内への付着生物の流入状況を簡単に調査することができる付着生物調査装置及び付着生物調査方法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】
【００１１】
本発明の付着生物調査装置は、水中で岩肌や壁面等に付着する付着生物の生息状況を調査するための装置であって、前記付着生物が存在し得る水との接触面を有する透明な観察部と、前記接触面をその反対側から撮像し、その画像を生成する撮像手段と、前記画像上の付着生物を数えて出力する付着生物計数手段とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
本発明の実施形態では、前記付着生物計数手段は、前記画像上の付着生物の色とその他の部分の色との違いに基づいて、該付着生物を特定して数える。或いは、前記付着生物計数手段は、前記付着生物を数えるとともに又はこれに代えて、前記画像上の付着生物の色とその他の部分の色との違いに基づいて該付着生物を特定し、前記画像に占める該付着生物の割合を求めて出力する。
【００１３】
本発明の別の実施形態では、前記観察部は、前記水の導入部及び排出部を備えた容器の一部である。
【００１４】
前記付着生物としては、フジツボ又はイガイを調査対象にすることができる。
【００１５】
前記水としては、発電所その他の水を利用するプラントで取水された水を調査することができる。この場合、前記画像上の付着生物の数又は前記画像に占める付着生物の割合に基づいて、前記水が流れる経路に対し、前記付着生物の除去又は付着防止のための対策を行うか否かを判別する判定部を備えることができる。
【００１６】
本発明の付着生物調査方法は、水中で岩肌や壁面等に付着する付着生物の生息状況を調査するための方法であって、前記付着生物が存在し得る水と透明な観察部の一つの面を接触させ、その面を反対側から見た画像を生成し、該画像上の付着生物を数えることを特徴とする。
【００１７】
本発明の実施形態では、前記付着生物の数は、前記画像上の付着生物の色とその他の部分の色との違いに基づいて該付着生物を特定して求める。或いは、前記付着生物を数えるとともに又はこれに代えて、前記画像上の付着生物の色とその他の部分の色との違いに基づいて該付着生物を特定し、前記画像に占める該付着生物の割合を求める。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の付着生物調査装置によれば、画像上の付着生物を自動的に数えて出力することができるため、付着生物の生息状況（流入状況や付着状況など）を簡単に調べることができる。付着生物の数は、画像上の付着生物の色とその他の部分の色との違いに基づいて、付着生物を特定して求めることができる。この場合、例えば、画像の二値化処理等の一般的な画像処理技術を利用することで付着生物を特定することができる。更に、画像に占める付着生物の割合を求めることにより、付着生物の数を求める場合と同様に、付着生物の生息状況を調査することができる。
【００１９】
付着生物が存在し得る水の導入部及び排出部を備えた容器の一部を観察部にすることにより、容器の一方の面にのみ付着生物を付着させることができ、観察部をその面の反対側から見た場合、付着した付着生物の底部（白色の部分）が一層見え易くなる。また、地面や作業台等の適宜の場所に容器を置いた状態で水を導入することができるため、観察部自体を手で保持する等の手間が要らず、調査を行う上で便宜である。
【００２０】
また、フジツボ又はイガイの生息状況を調査することができるため、プランクトンネットを用いた従来の煩雑な調査方法に比べて格段に簡単な方法で調査することができる。この場合、発電所その他の水を利用するプラントで取水された水を調査することにより、この水が流れる経路における付着生物の生息状況（例えば、流入状況や付着状況など）を想定することができる。更に、取水された水が流れる経路に対し、付着生物の除去又は付着防止のための対策を行うか否かを判断することにより、各種対策を効果的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施例の付着生物調査方法を実施するための付着生物調査システムを示す図。
【図２】実施例の付着生物観察容器の斜視図。
【図３】図１のＡ−Ａ線断面図。
【図４】付着生物観察容器及びＣＣＤカメラの配置構成を示す図。
【図５】付着生物調査装置の構成と、付着生物調査装置内の信号の流れを示す図。
【図６】付着生物調査方法のフローチャート。
【図７】付着生物計数処理のフローチャート。
【図８】ＣＣＤカメラで撮影した付着生物観察容器のガラス板における付着生物の付着状況を示す図。
【図９】濃淡ヒストグラムと二値化処理の基準となる閾値との関係を示す図。
【図１０】図８の画像を二値化処理した状態を示す図。
【図１１】画像上で、付着生物観察容器を表す画素を背景化し、計数対象物である付着生物を表す領域を特定した状態を示す図。
【図１２】収縮処理及び膨張処理の方法を示す図。
【図１３】撮像手段にイメージスキャナを採用した状態を示す図。
【図１４】イメージスキャナを付着生物観察容器の上面に接触させた状態を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１は、実施例の付着生物調査方法を実施するための付着生物調査システム１を示す。
【００２３】
付着生物調査システム１は、海水を利用するプラント（例えば、発電所）で取水した海水中における付着生物の生息状況（流入状況）を調査するため、例えば、取水した海水を海水利用設備（例えば、復水器）へ送る復水系統３から調査用系統４を分岐し、この調査用系統４上に設けることができる。
【００２４】
具体的には、付着生物調査システム１は、
調査用系統４上に設けられ、透明な観察部を有する中空容器から成り、この容器内に導入した海水と観察部の一つの面が接触することにより、その面における付着生物の付着状況を観察部を通して反対側から観察することができる付着生物観察容器５と、
調査用系統４上で付着生物観察容器５と並列に接続され、付着生物観察容器５の内面に付着した付着生物を除去するため、付着生物観察容器５内に塩酸溶液（例えば、塩酸濃度３０％）を循環させる洗浄液循環手段７と
を備えている。
【００２５】
洗浄液循環手段７は、
塩酸溶液を貯留する洗浄液貯留タンク１０と、
塩酸溶液を送り出すポンプ１１と
で構成されている。
【００２６】
また、調査用系統４には、経路を開閉する複数のバルブ１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄが設けられており、例えば、洗浄液貯留タンク１０の直前及び直後に設けたバルブ１３ｂ，１３ｃを閉じることにより、復水系統３側から分岐した海水が付着生物観察容器５内を流れて排出される。これとは逆に、バルブ１３ａ，１３ｄを閉じることにより、復水系統３側からの海水は遮断されるとともに、洗浄液貯留タンク１０の前後のバルブ１３ｂ，１３ｃを開いてポンプ１１を作動させれば、付着生物観察容器５と洗浄液貯留タンク１０との間を塩酸溶液が循環する。
【００２７】
更に、付着生物調査システム１は、
付着生物観察容器５を一構成要素とし、付着生物観察容器５の内面（具体的には、観察部の一つの面）に付着した付着生物の数等のデータを求め、復水系統３において付着生物の除去のため又は付着を防止するための対策を講じる必要があるか否かを判別したり、その判別結果を画像又は音声で提示する付着生物調査装置８を備えている。
【００２８】
具体的には、付着生物調査装置８は、
付着生物観察容器５のほかに、
付着生物観察容器５の海水との接触面をその反対側（外側）から撮像し、その画像を生成する撮像手段としてのＣＣＤカメラ１５と、
その画像上の付着生物の数又は当該画像に占める付着生物の割合等のデータを求め、そのデータに基づいて、復水系統３において付着生物の除去又は付着防止のための対策を講じるべきか否かを判別、上記データ及び判別結果を出力する付着生物計数手段１６と、
付着生物計数手段１６から出力された現在或いは過去のデータや判別結果を、画像又は音声で提示可能な出力部（例えば、モニタやスピーカなど）１７と
で構成される。
【００２９】
ＣＣＤカメラは、入力された光の明暗に比例した電流を発生する電荷結合素子（ＣＣＤ［Charge-Coupled Device］と呼ばれる素子）を受光部として備えた撮像手段である。
【００３０】
図２は、付着生物観察容器５の斜視図で、図３は、付着生物観察容器５のＡ−Ａ線断面図である。
【００３１】
付着生物観察容器５は、海水中で岩肌や壁面等に付着するフジツボやイガイ等の付着生物の生息状況を調査するための容器であり、透明な観察部の一方の面と海水を接触させることにより付着生物を付着させ、その面の反対側から付着状況を観察できるようになっている。
【００３２】
具体的には、付着生物観察容器５は、
上記透明な観察部を少なくとも一部に含む構成であればよいが、図示の例では全体的に透明に作られた容器本体２０と、
容器本体２０内に付着生物を含む海水を導入する導入部２２と、
導入部２２から容器本体２０内に導入された海水を容器本体２０外へ排出する排出部２３と
で構成することができる。
【００３３】
容器本体２０は、複数のアクリル板２４を箱形に組み合わせて作られており、全体的に透明になっている。また、容器本体２０の上面に位置するアクリル板２４は、中央部をくり貫いて矩形環状に形成され、観察部を成す透明なガラス板２５とともに容易に取り外しできるようにネジ２７で固定されている。これにより、容器本体２０の上面を成す部分は、観察部として一層透明度が高められている。観察部としてのガラス板２５の一方の面、即ち容器本体２０の内側に現れる面に付着生物が付着すれば、ガラス板２５を通して容器本体２０の外側から付着状況を観察することができる。
【００３４】
更に、容器本体２０には、導入部２２から海水を導入したとき、容器本体２０の内面に一層多くの付着生物を付着させるため、次のような処理が施されている。
【００３５】
まず、容器本体２０の観察部を成すガラス板２５の一方の面（容器本体２０の内側に現れる面）には、容器本体２０内を流れる海水の方向に略垂直な向きでアクリル樹脂等で作られた細長い板状部材２９を複数取り付ける（例えば、接着で）ことにより又は一体形成により、凹凸がつけられている。また、図３に示すように、ガラス板２５と板状部材２９によって作られる凹凸のうち、特に凹部には、付着生物（例えば、フジツボ）をすり潰して作ったペースト３０が塗られている。
【００３６】
容器本体２０のガラス板２５の一方の面に上記の処理を施すことにより、付着生物を含む海水を所定時間（例えば、１時間）導入したとき、上記の処理を施さない場合と比較して、処理を施した部位に付着する付着生物の個体数が格段に増加（例えば、０〜２匹から数十匹に増加）する。このように、格段に多くの付着生物を付着させることにより、導入した海水中における付着生物の生息状況（付着生物の個体数やその継時変化など）を確実に把握することができる。
【００３７】
上記のように容器本体２０のガラス板２５に凹凸をつけた場合に、付着する付着生物の個体数が増加する理由としては、例えば、導入部２２から導入される海水の一部が、各板状部材２９の間にできる凹部で付着生物とともに滞留することにより、付着生物の幼生が付着に要する時間を充分に確保できたことが挙げられる。
【００３８】
また、防除対象となる付着生物で作ったペースト１３をガラス板８に塗った場合に、付着する付着生物の個体数が増加する理由としては、次のことが考えられる。付着生物は、基盤に固着して生活することから、容易に生息場所を移動できないため、周囲に同じ種の付着生物が存在しない場所に付着すると、繁殖行動を行うことができないおそれがある。つまり、付着生物にとっては、幼生の段階での付着場所の選定は死活問題といえる。また、幼生と同じ種の成体が付着している場所は、いわば生き残り実績のある場所であり、将来繁殖行動を行う相手が近くに存在するという意味でも好適な場所だといえる。更に、フジツボ類の場合、成体が同じ種の幼生の付着を誘引する物質を分泌することが知られており、例えば、特開平８−８１４９６号公報では、タテジマフジツボ成体が分泌する幼生付着誘引物質を特定している。以上より、調査の際に付着生物を付着させたい場所であるガラス板２５の裏面側にペースト３０を塗ることにより、容器本体２０内を流れる付着生物幼生には、同種付着生物成体の近くに付着しようとする本能が働くと考えられる。
【００３９】
また、導入部２２と排出部２３は、いずれも容器本体２０に接続される円筒形の管であり、互いに対向するように容器本体２０の両側にそれぞれ取り付けられている。更に、導入部２２と排出部２３のそれぞれの端部には、図３に示すように、外周に沿って環状又は螺旋状の溝３１が設けられている。これにより、導入部２２と排出部２３に、これらの外径より内径の若干小さい樹脂（例えば、ゴムや塩化ビニールなど）等で作られた管３３，３４をそれぞれ嵌め込むと、導入部２２と管３３、及び排出部２３と管３４が、互いに簡単に抜けることなく一体に連結される。
【００４０】
図４は、付着生物観察容器５及び撮像手段としてのＣＣＤカメラ１５の配置構成を示す。
【００４１】
実施例では、付着生物観察容器５をシステム内に設置するときは、上面を成す部分を開口させた箱３７内に容器本体２０を置き、箱３７の側面（図では左右の面）に設けた孔３９に箱３７の外側から管３３，３４を通して導入部２２及び排出部２３に嵌合させる。また、ＣＣＤカメラ１５は、箱３７の背面（図では後方の面）に取り付けたカメラ保持具４０により、容器本体２０の上方で保持し、ＣＣＤカメラ１５の上部に取り付けたケーブル４１を付着生物計数手段１６（図１）に接続しておく。
【００４２】
箱３７は、容器本体２０が入る大きさで作られており、内面が濃色（例えば、黒色）に塗装されている。箱３７の内面を濃色に塗装することにより、容器本体２０のガラス板２５に付着した付着生物の淡色（例えば、白色）と背景の濃色との濃淡値の差が際立ち、後述する付着生物の特定が容易になる。
【００４３】
カメラ保持具４０は、
金属や樹脂等の塑性材料で作られたポール４３と、
箱３７の内面（図では後方の面）に上下に取り付けられ、ポール４３の一端を箱３７に固定するポール固定部材４４と、
ポール４３に嵌合し、ポール４３に沿って移動可能に固定されるとともに、ＣＣＤカメラ１５を固定するカメラ固定部材４５と
で構成される。
【００４４】
ポール固定部材４４は、ボルト締め又は接着等の適宜の方法で箱３７に取り付けられる。また、ポール固定部材４４は、ポール４３が入る大きさの孔４７が設けられており、この孔４７にポール４３を挿入した状態で側方からネジ又はボルト４８を捻じ込むことにより、ポール４３を箱４７に一体に固定する。
【００４５】
カメラ固定部材４５は、両端に孔５０ａ，５０ｂが設けられており、一方の孔５０ａにＣＣＤカメラ１５を差し込んだ状態で側方からネジ又はボルト５１を捻じ込むことによりＣＣＤカメラ１５を固定するとともに、他方の孔５０ｂにポール４３を差し込んだ状態で側方から調整ネジ５３を捻じ込むことによりポール４３の適宜の位置に固定される。調整ネジ５３は、把持して容易に回すことができるように、樹脂等で作られた頭部を有している。
【００４６】
図５は、付着生物計数手段１６の構成と、付着生物計数手段１６内の信号の流れを示す。
【００４７】
付着生物計数手段１６は、
ＣＣＤカメラ１５が所定の時間間隔で作動するように制御する撮像制御部５５と、
ＣＣＤカメラ１５から送られるモノクロ画像の明るさを均一に補正するシェーディング補正部５６と、
上記画像を構成する各画素の色の濃淡を表す値（以下「濃淡値」という。）及び予め決めた濃淡の閾値に基づいて、各画素の色を白又は黒に変換し、上記画像を白色（濃淡値が「０」）及び黒色（濃淡値が「１」）の二値で表す二値化処理部５７と、
二値化した画像において、一画素だけ孤立して存在する白色又は黒色の画素（ノイズ）を黒色又は白色に換えることにより、ノイズを除去するノイズ除去部５８と、
画像上に表れる付着生物観察容器５を背景化する、即ち付着生物観察容器５を表す画素の色（白色）を、付着生物を表す画素と異なる色（背景と同じ黒色）に変換（以下「フィルタリング処理」という）するフィルタ適用部５９と、
画像上で付着生物を表す領域の輪郭を成す画素を除去して当該領域を一回り小さくする収縮処理を施した後に、収縮された領域に対し収縮処理とは逆の処理を施して当該領域を一回り大きくする膨張処理を施すことにより、互いに接触して一塊に見えていた複数の付着生物（具体的には、付着生物を表す領域）を分離し、それぞれの付着生物を特定する収縮膨張処理部６０と、
各付着生物を表す一塊の領域ごとに番号を付けるラベリング処理を行うことにより、画像上に表れた付着生物の個体数を求める計数部６１と、
計数部６１が求めた個体数を予め決めた判定基準に照らし合わせることにより、復水系統３（図１）において付着生物の除去のため又は付着を防止するための対策を講じる必要があるか否かを判別する判定部６３と、
計数部６１が求めた個体数、判定部６３による判定結果、及び判定基準等のデータを格納するデータ格納部６５と、
データ格納部６５内にある付着生物の個体数等のデータの統計又は継時変化のグラフ等の加工情報を求めるデータ加工部６７と、
出力部１７へ出力する情報の内容を選択し又は編集したり、判定基準を編集する等の操作を行うことができる入力部（例えば、マウスとキーボードなど）６９と
で構成されている。
【００４８】
フィルタ適用部５９がフィルタリング処理に使用するフィルタ、即ち画像上に表れる付着生物観察容器５と同じ形状の黒色の画素領域は、例えば、付着生物観察容器５を箱３７内に設置した当初の状態をＣＣＤカメラ１５で撮像し、その画像を出力部１７（モニタ）に表示させ、画像上で付着生物観察容器５を表す各画素の位置をフィルタ適用部５９に記憶させることで作られる。
【００４９】
出力部１７は、計数部６１で求めた付着生物の個体数及び判定部６３による判定結果を画像又は音声で提示するとともに、データ加工部６７で求めた加工情報を提示（例えば、グラフを表示）する。
【００５０】
図６は、実施例の付着生物調査方法のフローチャートである。
【００５１】
復水系統３を流れる海水中における付着生物の流入状況を調べるには、まず、調査用系統４の最も上流側に設けたバルブ１３ａと、最も下流側に設けたバルブ１３ｄとを開き、付着生物観察容器５内に海水を導入し（ステップ［以下、ＳＴと表記する］１）、付着生物観察容器５の内面に付着した付着生物の固体数を数える。具体的には、付着生物の固体数は、付着生物調査装置８が付着生物計数処理（ＳＴ２）を行うことにより求められる。
【００５２】
図７は、付着生物計数処理のフローチャートである。
【００５３】
まず、付着生物計数手段１６の撮像制御部５５は、所定の調査時期に至ったとき（ＳＴ１１の判別が“ＹＥＳ”）、ＣＣＤカメラ１５を制御して、付着生物観察容器５の海水との接触面をその反対側から撮像させ、その画像を生成させる、即ちガラス板２５の一方の面における付着生物の付着状況を撮像する（ＳＴ１２）。撮像制御部５５が判別する調査時期は、例えば、付着生物計数手段１６の電源を入れた直後又はその後所定の時間（例えば、１時間）が経過した時、及び直前の調査時期から所定の時間（例えば、１時間）が経過した時であり、これら所定の時間は、付着生物調査システム１の管理者（例えば、発電所）の都合や、付着生物の流入状況等の事情に応じて適宜決める（例えば、付着生物の流入数が多い場合は調査間隔を短くする）ことができる。
【００５４】
図８は、ＣＣＤカメラ１５で撮影した付着生物観察容器５のガラス板２５における付着生物（例えば、タテジマフジツボ）７１の付着状況を示す。ＣＣＤカメラ１５は、容器本体２０の上面を成すガラス板２５の海水との接触面（厳密には、容器本体２０の内側に現れる面）に焦点を合わせておくことにより、当該接触面に付着する付着生物を鮮明に撮像することができる。また、図示の例では、容器本体２０、導入部２２及び排出部２３を淡色（白色）で表したが、これらは、そもそも透明に作られているため、光（日光又は照明を使用する場合にはその光）の当たり具合によっては、背景（箱３７の内面）の色が影響して濃色（例えば、黒又は濃い灰色）で表れることもある。
【００５５】
また、付着生物観察容器５のガラス板２５の海水との接触面には、前述のとおり付着生物で作ったペースト３０が塗られているため（図３）、画像上では内側の様子が若干見え難くなっているが、付着生物７１はガラス板２５に直接付着すること、及び付着生物７１が白色であることから、図のように、付着生物７１の底部が画像上に鮮明に現れる。更に、ペースト３０を濃色（例えば、黒色）に着色しておけば、付着生物７１の白色が際立ち、画像上で付着生物７１の付着状況を一層確実に把握することができる。
【００５６】
次に、シェーディング補正部５６は、ＣＣＤカメラ１５から送られるモノクロ画像についてシェーディング補正を行い（ＳＴ１３）、明るさの不均一さを補正する。
【００５７】
二値化処理部５７は、シェーディング補正された画像について二値化処理を施す（ＳＴ１４）。具体的には、上記画像を構成する各画素の個数（「出現頻度」とも言う）及びその色の濃淡値が、図９のような濃淡ヒストグラムで表される場合、この濃淡ヒストグラムに現れる谷の部分の濃淡値を二値化処理の基準（閾値）に決めることができる。そして、図１０に示すように、閾値より高い濃淡値を示す画素は濃色（濃淡値が「１」の黒色）で表され、閾値より低い濃淡値を示す画素は淡色（濃淡値が「０」の白色）で表されることになり、計数対象物（付着生物７１）及び付着生物観察容器５と背景とを分離することができる。また、例えば、閾値と同じ濃淡値を示す画素の取り扱いについては、濃色又は淡色のいずれか一方に変換すると決めておけばよい。尚、図示の例では、本来なら黒色で表れる部分（背景）を説明の都合上灰色で示している。
【００５８】
そして、ノイズ除去部５８が、二値化処理された画像のノイズを除去した後（ＳＴ１５）、フィルタ適用部５９は、画像上に表れる付着生物観察容器５と同じ形状の画素から成るフィルタを適用することにより、図１１に示すように、画像上に表れる付着生物観察容器５を表す画素を背景化（黒色に変換）する（ＳＴ１６）。
【００５９】
この後、収縮膨張処理部６０は、フィルタ適用後の画像に収縮処理（ＳＴ１７）及び膨張処理（ＳＴ１８）を施す。具体的には、まず、画像（図１２（ａ））上で付着生物７１を表す各領域７５ａ，７５ｂの輪郭画素を除去することにより、図１２（ｂ）のように一回り小さい領域７６ａ，７６ｂを求める（収縮処理）。一般に、コンピュータで処理される平面画像は２次元座標で表され、画像ｆ（ｘ，ｙ）を収縮処理した画像ｇ（ｘ，ｙ）は、次式により求めることができる。
【００６０】
【数１】
【００６１】
式１において、「０」は白画素であり、「１」は黒画素である。また、４近傍とは、任意の一の画素に着目した場合において、その上下左右にある４つの画素のことであり、８近傍とは、任意の一の画素に着目した場合において、その周囲にある８つの画素のことである。
【００６２】
そして、収縮膨張処理部６０は、収縮処理された画像（図１２（ｂ））に対し収縮処理とは逆の処理を施すことにより、図１２（ｃ）のように一回り大きい領域を求める（膨張処理）。具体的には、収縮処理後の画像ｇ（ｘ，ｙ）を膨張処理した画像ｈ（ｘ，ｙ）は、次式により求めることができる。
【００６３】
【数２】
【００６４】
上記収縮処理及び膨張処理を行うことにより、図１２（ａ）で互いに接触して一塊に見えていた２つの白画素領域７５ａ，７５ｂ（具体的には、付着生物を表す領域）は、図１２（ｃ）のように分離されて別個の領域７７ａ，７７ｂになる。
【００６５】
画像に対し収縮処理及び膨張処理を施した後、計数部６１は、付着生物７１の個体数を数え（ＳＴ１９）、求めた個体数及び当該調査時刻等のデータをデータ格納部６５に格納する。具体的には、画像（図１２（ｃ））上に表れる白画素（付着生物７１を表す画素）の領域７７ａ，７７ｂごとに番号（ラベル）を付けることにより、付着生物観察容器５のガラス板２５に付着した付着生物７１の個体数を求めることができる。
【００６６】
再び図６のフローチャートに戻り、判定部６３は、計数部６１が求めた付着生物７１の個体数に基づいて、復水系統３に対し、付着生物７１の除去のため又は付着を防止するための対策を行うか否かを判別する（ＳＴ３）。
【００６７】
この対策には、例えば、
(１)化学薬品（例えば、塩素の水溶液、塩酸、過酸化水素製剤、硫酸第一鉄、銅イオン等）の注入、
(２)清掃ロボットによる清掃、
(３)スポンジ状の球体を配管内に流すスポンジボール洗浄、
(４)付着生物の付着を抑制する塗料（例えば、有機スズ系塗料）の配管内面への塗布、
(５)人手による清掃
などがあり、上記（１）〜（３）については、プラント稼動中でも行うことができる。
【００６８】
対策の必要性を判断する基準の例を以下に示す。
【００６９】
最初の付着生物係数処理（ＳＴ２）で求めた付着生物７１の個体数を基準にすることができる。この場合、単に付着生物７１の個体数を見ただけでは対策の必要性を判断できないので、過去の実績や実験結果（具体的には、付着生物観察容器５における所定の時間経過後の付着生物７１の個体数と、その後復水系統３内に実際に付着した個体数との関係等）も考慮するのがよい。或いは、後述のように、付着生物計数処理（ＳＴ２）は、繰り返し行われるため、各調査（ＳＴ２）時期に求めた付着生物７１の個体数の差や変化率等も基準とすることができる。また、各プラントにおける諸事情を勘案して独自の判断基準を定めておき、これに従って判断することもできる。これらの基準は、付着生物７１の個体数と対策の必要性とを関連付けたテーブルで表すことができ、データ格納部６５に格納しておく。
【００７０】
判定部６３は、計数部６１が付着生物７１の個体数を求めたとき、これをデータ格納部６５に格納されたテーブルと照合することにより、対策の必要性を判別することができる。また、判定部６３は、判定結果をデータ格納部６５へ格納するとともに、出力部１７へ送る。出力部１７は、判定部６３から送られる判定結果を画像又は音声で提示する。
【００７１】
そして、付着生物調査システム１を設置したプラントでは、判別（ＳＴ３）の結果において、対策の必要性が認められた場合には、前述の（１）〜（５）の適宜の対策を行うことができるとともに、今後の対策時期を検討することができる。
【００７２】
対策の必要性の判別（ＳＴ３）を行った後、付着生物観察容器５の内部を洗浄するか否かを判別する（ＳＴ４）。洗浄が必要な場合としては、付着生物観察容器５のガラス板２５が付着生物７１で完全に覆われてしまった場合や、ガラス板２５にその他の生物（例えば、ヒドロ虫など）が付着して視認性が悪化した場合などである。このほかにも、洗浄を行う時間間隔を予め決めておいてもよい。
【００７３】
付着生物観察容器５の洗浄方法について説明する。まず、ＳＴ４の判別が“ＹＥＳ”、即ち付着生物観察容器５の内部を洗浄する場合には、調査用系統４の上流側のバルブ１３ａを閉めて海水の導入を停止し（ＳＴ５）、下流側のバルブ１３ｄも閉めておく。そして、洗浄液循環手段７の前後に設けたバルブ１３ｂ，１３ｃを開けた後、ポンプ１１を作動させ、付着生物観察容器５と洗浄液貯留タンク１０との間で塩酸溶液を循環させることにより、付着生物観察容器５の内部を洗浄する（ＳＴ６）。洗浄時間は特に決まっておらず、容器本体２０の内面に付着した付着生物（タテジマフジツボなど）７１及びその他の生物等が完全に除去されるまで洗浄すればよい。
【００７４】
付着生物観察容器５の内部を洗浄した後、又は洗浄しなかった場合（ＳＴ４の判別結果が“ＮＯ”の場合）は、調査を終了するか否かを判別（ＳＴ７）し、終了する場合には、調査用系統４側への海水の流入を遮断するため、バルブ１３ａをしっかりと閉じておく。一方、調査を継続する場合には、海水の導入を開始又は継続し（ＳＴ１）、上記ＳＴ２〜ＳＴ７の手順を繰り返す。
【００７５】
以上、実施例の付着生物調査方法について説明したが、前述と同じ方法で画像上に現れる付着生物７１の淡色とその他の部分（背景）の濃色との違いに基づいて付着生物７１を特定し（ＳＴ１４〜ＳＴ１８）、画像（図１１）に占める付着生物７１の割合を求め、この割合から復水系統３における付着生物の対策の必要性を判別することができる。具体的には、付着生物計数手段１６の計数部６１は、画像（図１１）上で付着生物７１を表す領域（例えば、図１２（ｃ）における領域７７ａ，７７ｂ）を構成する白画素の個数を数えることにより、付着生物を表す各領域の面積の和を求め、画像全体（図１１）に占める付着生物７１（具体的には、付着生物を表す領域の面積）の割合を求めることができる。そして、判定部６３は、予めデータ格納部６５に格納したおいた基準と計数部６１が求めた割合とに基づいて、復水系統３における付着生物の対策の必要性を判別する。この場合、対策の必要性の判別に用いる基準は、前述の場合と同様に、テーブル化してデータ格納部６５に格納しておくのがよい。尚、画像に占める付着生物７１の割合を求める場合、ガラス板２５に付着した付着生物７１の個体数を求める場合と異なり、図１２（ａ）のように画像上では一塊として認識されうる複数の領域を分離させる必要がないため、収縮膨張処理部６０による収縮処理（ＳＴ１７）及び膨張処理（ＳＴ１８）を省略することもできる。
【００７６】
また、調査用系統４は、復水系統３から分岐させるのではなく、海から直接取水してもよい。この場合、任意の海域で取水するよりも、できるだけ復水系統３の取水口の近くで取水するのがよい。
【００７７】
付着生物観察容器５の容器本体２０（図２及び図３）の上面は、観察部としての透明なガラス板２５で作られているが、このガラス板２５を透明なアクリル板２４に代えることも可能である。また、実施例では、容器本体２０の上面を成すガラス板２５が観察部を成しているが、容器本体２０の側面や底面等のその他の透明な部分を観察部にすることも可能である。更に、実施例では、容器本体２０は、アクリル板２４を組み合わせて作られているが、容器本体２０の少なくとも一部に透明な観察部を設けることができれば、アクリル樹脂に限らず、その他の任意の材料（例えば、ビニールやポリエチレン・テレフタレートなど）で作ることができる。
【００７８】
また、実施例の付着生物観察容器５（図２及び図３）では、容器本体２０の内面に設けた凹凸は、ガラス板２５の一方の面（容器本体２０の内側に現れる面）に板状部材２９を複数取り付けることによって形成されるが、容器本体２０の上面に位置する部材を樹脂等で作られた平板に代えて、その平板の裏面（容器本体２０の内側に現れる面）側の適宜の部分を削ることにより形成されるようにしてもよい。
【００７９】
更に、実施例では、各板状部材２９は、容器本体２０の内側の幅（流水方向に対して垂直な方向の長さ）と同じ長さのものを取り付けたが、これより短くてもよいし、太さの異なるものを取り付けてもよい。即ち、海水を導入した際に容器本体２０の上面を成す部分の一方の面（容器本体２０の内側に現れる面）に、ある程度の数の付着生物７１が付着できる凹部を確保できれば、任意の凹凸をつけることができる。
【００８０】
実施例の付着生物観察容器５の容器本体２０（図２及び図３）は、上面を成すガラス板２５以外の部分が透明なアクリル板２４で作られているが、このアクリル板２４に代えて、濃色（例えば、黒や青など）の板等の材料を用いて作ることができる。前述のとおり、付着生物７１の底部（ガラス板２５に付着する部分）は淡色（例えば、白色）であり、付着生物観察容器５をガラス板２５の上から見た時に付着生物７１の背景となる部分（容器本体２０のガラス板２５以外の部分）を濃色にすることにより、付着生物７１の色を一層際立たせることができ、二値化処理（ＳＴ１４）において付着生物７１等の特定の部分（実施例では付着生物観察容器５を含む）と背景との分離を容易に行うことができる。
【００８１】
実施例では、容器本体２０の内側の面（ガラス板２５）に付着生物で作ったペースト３０を塗ることで、ガラス板２５に付着する付着生物の数が増加するという効果を得ているが、このほかに、付着生物から抽出した液体をガラス板２５に塗ることにより同様の効果を奏することもできる。この液体は、具体的には、付着生物をすり鉢等ですり潰し、これを布等で包んで搾り出した（例えば、濾過した）液体である。この液体は、通常は透明であり、ガラス板２５に塗っても透明度を維持することができるため、フジツボ類以外の付着生物（例えば、体から糸を出して付着するイガイ類やヒドロ虫など）も確実に視認することができる。更に、容器本体２０の内側の面（ガラス板２５）に予め付着生物（幼生又は成体のいずれでもよい）を付着させておいてもよい。この場合、調査を開始する前に、付着生物観察容器５の導入部２２から海水を導入しておき、或いは容器本体２０の上面を成す部分（例えば、ガラス板２５）を海水中に浸しておき、付着生物が付着したのを確認してから調査を開始すればよい。
【００８２】
実施例において容器本体２０の内面に塗ったペースト３０は、着色料を混ぜて赤色、青色、又は黒色など、付着生物の底面の色（白色）以外の色に着色してもよい。これにより、付着生物が容器本体２０の内面（ガラス板２５）に付着したとき、付着生物の白色と周囲の濃色との間の明暗が一層明確になる。
【００８３】
また、実施例では、容器本体２０の内面に付着した付着生物を除去するため、酸性の液体として３０％の塩酸溶液を循環させたが、この液体は、塩酸のほかにも、硫酸など、付着生物が分泌する接着タンパク質を変性させることができるものであれば、任意の酸性の液体を使用することができる。具体的には、無機酸（塩酸，硫酸，硝酸，リン酸など）と有機酸（酢酸，乳酸，ベンゼンスルホン酸，フェノールなど）のいずれでもよく、適宜の濃度に調整して使用するのがよい。
【００８４】
容器本体２０を設置する箱３７を密閉可能なものに代えることができる。この場合、箱３７の上面には、撮像手段を挿入可能な孔を設けるのがよい。また、撮像手段には、撮像タイミングに合わせて閃光を発する照明手段を取り付けるのがよい。これにより、容器本体２０の内面に付着した付着生物の淡色（例えば、白色）とその他の部分（背景）の濃色との違いを一層際立たせることができる。
【００８５】
実施例では、撮像手段としてＣＣＤカメラ１５を採用したが、撮像素子としてＣＭＯＳイメージセンサ（Complementary Metal Oxide Semiconductor Image Sensor）を用いるデジタルカメラなど、任意の撮像手段を採用可能である。このほかにも、撮像手段としては、図１３及び図１４に示すように、イメージスキャナ８１を採用することができる。この場合、図のように、蓋部８２を開いた状態でイメージスキャナ８１の上下を逆にして、本体８３の撮像面（図では本体８３の下側の面）を付着生物観察容器５の上面に接触させればよい。また、イメージスキャナ８１と付着生物計数手段１６を通信ケーブル８５で接続し、撮像制御部５５がイメージスキャナ８１の動作を制御するように構成することができる。イメージスキャナで撮像された画像を処理する方法は、前述のＣＣＤカメラ１５を用いた場合と同様である。更に、イメージスキャナ８１を用いる場合、付着生物観察容器５の容器本体２０の側面及び下面を着色し又は濃色の紙若しくは布等の適宜の手段で覆ったり、本体８３の撮像面のうち容器本体５と接触しない部分を予め適宜の手段で覆っておくことにより、前述の画像処理に適した画像を得ることができる。尚、イメージスキャナ８１は、撮像対象物に光りを当て、その反射光の強弱を電流の大小に変換することにより、画像情報を生成する一般的なスキャナ装置である。
【００８６】
実施例の付着生物調査装置８では、付着生物を付着させて観察するための観察部は、付着生物観察容器５の一部（実施例では上面）を成すガラス板２５で構成されているが、調査用系統４を構成する管路自体に観察部を設けることができる。具体的には、その管路の一部に、観察に適した穴を設け、ガラスやアクリル等の透明な材料でその穴を覆うことにより作ることができる。この場合、観察部は、実施例のガラス板２５のような平板状に限らず、管路の形状に応じて湾曲した状態で作ることができる。
【００８７】
また、付着生物調査装置８の出力部１７（図１及び図５）は、付着生物調査システム１から離れた場所に設置したコンピュータに接続することができる。この場合、付着生物計数手段１６で求めた現在或いは過去のデータや判別結果等の演算結果を、通信ケーブルや通信回線等の適宜の通信媒体を介してコンピュータに読み込ませることができる。或いは、出力部１７には、モニタ及びスピーカに代えて、プリンタ等の印字装置を採用することができる。更に、付着生物計数手段１６をコンピュータ本体とし、出力部１７としてモニタやスピーカを採用することも可能である。
【符号の説明】
【００８８】
１…付着生物調査システム、３…復水系統、４…調査用系統、５…付着生物観察容器、７…洗浄液循環手段、８…付着生物調査装置、１０…洗浄液貯留タンク、１１…ポンプ、１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ…バルブ、１５…ＣＣＤカメラ、１６…付着生物計数手段、１７…出力部、２０…容器本体、２２…導入部、２３…排出部、２４…アクリル板、２５…ガラス板、２７…ネジ、２９…板状部材、３０…ペースト、３１…溝、３３，３４…管、３７…箱、３９…孔、４０…カメラ保持具、４１…ケーブル、４３…ポール、４４…ポール固定部材、４５…カメラ固定部材、４７，５０ａ，５０ｂ…孔、４８，５１…ボルト、５３…調整ネジ、５５…撮像制御部、５６…シェーディング補正部、５７…二値化処理部、５８…ノイズ除去部、５９…フィルタ適用部、６０…収縮膨張処理部、６１…計数部、６３…判定部、６５…データ格納部、６７…データ加工部、６９…入力部、７１…付着生物、７５ａ，７５ｂ，７６ａ，７６ｂ，７７ａ，７７ｂ…領域、８１…イメージスキャナ、８２…蓋部、８３…本体、８５…通信ケーブル。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水中で岩肌や壁面等に付する付着生物の生息状況を調査するための付着生物調査装置であって、
前記付着生物が存在し得る水との接触面を有する透明な観察部と、
前記接触面をその反対側から撮像し、その画像を生成するイメージスキャナと、
前記画像上の付着生物を数えて出力する付着生物計数手段とを備えることを特徴とする付着生物調査装置。
【請求項２】
請求項１に記載の付着生物調査装置において、前記付着生物計数手段は、前記画像上の付着生物の色とその他の部分の色との違いに基づいて、該付着生物を特定して数えることを特徴とする付着生物調査装置。
【請求項３】
請求項１に記載の付着生物調査装置において、前記付着生物計数手段は、前記付着生物を数えるとともに又はこれに代えて、前記画像上の付着生物の色とその他の部分の色との違いに基づいて該付着生物を特定し、前記画像に占める該付着生物の割合を求めて出力することを特徴とする付着生物調査装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の付着生物調査装置において、前記観察部は、前記水の導入部及び排出部を備えた容器の一部であることを特徴とする付着生物調査装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか記載の付着生物調査装置において、前記付着生物は、フジツボ又はイガイであることを特徴とする付着生物調査装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか記載の付着生物調査装置において、前記水は、発電所その他の水を利用するプラントで取水された水であることを特徴とする付着生物調査装置。
【請求項７】
請求項６記載の付着生物調査装置において、前記画像上の付着生物の数又は前記画像に占める付着生物の割合に基づいて、前記水が流れる経路に対し、前記付着生物の除去又は付着防止のための対策を行うか否かを判別する判定部を備えたことを特徴とする付着生物調査装置。
【請求項８】
水中で岩肌や壁面等に付着する付着生物の生息状況を調査するための付着生物調査方法であって、
前記付着生物が存在し得る水と透明な観察部の一つの面を接触させ、その面を反対側から見た画像をイメージスキャナを用いて生成し、該画像上の付着生物を数えることを特徴とする付着生物調査方法。
【請求項９】
請求項８の付着生物調査方法において、前記付着生物の数は、前記画像上の付着生物の色とその他の部分の色との違いに基づいて該付着生物を特定して求めることを特徴とする付着生物調査方法。
【請求項１０】
請求項８記載の付着生物調査方法において、前記付着生物を数えるとともに又はこれに代えて、前記画像上の付着生物の色とその他の部分の色との違いに基づいて該付着生物を特定し、前記画像に占める該付着生物の割合を求めることを特徴とする付着生物調査方法。
【請求項１】
水中で岩肌や壁面等に付する付着生物の生息状況を調査するための付着生物調査装置であって、
前記付着生物が存在し得る水との接触面を有する透明な観察部と、
前記接触面をその反対側から撮像し、その画像を生成するイメージスキャナと、
前記画像上の付着生物を数えて出力する付着生物計数手段とを備えることを特徴とする付着生物調査装置。
【請求項２】
請求項１に記載の付着生物調査装置において、前記付着生物計数手段は、前記画像上の付着生物の色とその他の部分の色との違いに基づいて、該付着生物を特定して数えることを特徴とする付着生物調査装置。
【請求項３】
請求項１に記載の付着生物調査装置において、前記付着生物計数手段は、前記付着生物を数えるとともに又はこれに代えて、前記画像上の付着生物の色とその他の部分の色との違いに基づいて該付着生物を特定し、前記画像に占める該付着生物の割合を求めて出力することを特徴とする付着生物調査装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の付着生物調査装置において、前記観察部は、前記水の導入部及び排出部を備えた容器の一部であることを特徴とする付着生物調査装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか記載の付着生物調査装置において、前記付着生物は、フジツボ又はイガイであることを特徴とする付着生物調査装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか記載の付着生物調査装置において、前記水は、発電所その他の水を利用するプラントで取水された水であることを特徴とする付着生物調査装置。
【請求項７】
請求項６記載の付着生物調査装置において、前記画像上の付着生物の数又は前記画像に占める付着生物の割合に基づいて、前記水が流れる経路に対し、前記付着生物の除去又は付着防止のための対策を行うか否かを判別する判定部を備えたことを特徴とする付着生物調査装置。
【請求項８】
水中で岩肌や壁面等に付着する付着生物の生息状況を調査するための付着生物調査方法であって、
前記付着生物が存在し得る水と透明な観察部の一つの面を接触させ、その面を反対側から見た画像をイメージスキャナを用いて生成し、該画像上の付着生物を数えることを特徴とする付着生物調査方法。
【請求項９】
請求項８の付着生物調査方法において、前記付着生物の数は、前記画像上の付着生物の色とその他の部分の色との違いに基づいて該付着生物を特定して求めることを特徴とする付着生物調査方法。
【請求項１０】
請求項８記載の付着生物調査方法において、前記付着生物を数えるとともに又はこれに代えて、前記画像上の付着生物の色とその他の部分の色との違いに基づいて該付着生物を特定し、前記画像に占める該付着生物の割合を求めることを特徴とする付着生物調査方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１０−２３９９７８（Ｐ２０１０−２３９９７８Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７３８２０（Ｐ２０１０−１７３８２０）
【出願日】平成２２年８月２日（２０１０．８．２）
【分割の表示】特願２００５−９９４８７（Ｐ２００５−９９４８７）の分割
【原出願日】平成１７年３月３０日（２００５．３．３０）
【出願人】（０００２１１３０７）中国電力株式会社 (6,505)
【出願人】（５０７０３０８６３）株式会社セシルリサーチ (11)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月２日（２０１０．８．２）
【分割の表示】特願２００５−９９４８７（Ｐ２００５−９９４８７）の分割
【原出願日】平成１７年３月３０日（２００５．３．３０）
【出願人】（０００２１１３０７）中国電力株式会社 (6,505)
【出願人】（５０７０３０８６３）株式会社セシルリサーチ (11)
【Ｆターム（参考）】
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