JP6229659B2 - 欠陥分析装置、欠陥分析方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、欠陥分析装置、欠陥分析方法及びプログラムに関する。

デジタル化が支えるＩＴ、ネットワーク技術の進展により、人や電子機器が扱い、蓄積される情報量は増大の一途をたどっている。入力デバイスであるセンサから事象の正確なデータを取得し、それを正確に分析、判断、加工を施し有用情報として人が認知することは、多量の情報に散漫になりつつある人間社会にとって安心安全な社会を形成する上で重要な位置づけにある。

現代生活では、上下水道網や、ガスや石油などの高圧化学パイプライン、高速鉄道、長大橋、超高層建築、大型旅客機、自動車などの設備が構築され、豊かな社会の基盤となっている。これらが予期せぬ震災などの自然災害や寿命劣化による破壊が生じて重大事故に至れば、社会への影響は多大であり、経済的損失は大きいものになる。設備に用いられる部材は使用時間に応じて腐食、磨耗、ガタツキなどの劣化が進み、やがて破壊などの機能不全に至る。設備の安心・安全を確保するために科学、工学、社会学など学術的領域を超えた技術開発に多大な努力がおこなわれている。なかでも、低コストかつ操作が簡便な検査技術である非破壊検査技術の進展は、設備の劣化や破壊による重大事故の防止をはかる上でますます重要になっている。

ところで、上下水道網やパイプライン等の配管の劣化や破壊による流体の漏洩検査としては、人により漏洩音を聴き取る聴感官能検査が一般的におこなわれている。

しかしながら、配管は地中へ埋没されている場合や建造物の高所に設置されている場合が多いため、その検査には危険な作業がともない、かつ多大な労力を必要とする。このため、高精度かつ十分な検査が実現されていなかった。また、聴感官能検査は検査員の熟練度合いに依存しており、その低い検知精度のため漏洩事故防止が困難である要因になっている。

また、漏水の存在が明らかになった場合、修理修繕費用を低く抑える必要から、その位置を高精度に特定することが求められる。現在では、専門の検査員の聴感官能検査によって位置を特定している。

しかしながら、例えば検査中には交通騒音などの外乱が存在し、漏水により生じる音とその周波数成分が類似した場合、漏水発生の判別が困難な状況となる。そのため外乱の少ない深夜時間帯での計測を行うなど工夫がなされているが検査員に大きな負担となる。

このような課題を解決するため、機械による各種漏洩検査法が提案されている。

特許文献１には、配管内の流体に圧力波を生じさせる加振源と、漏洩箇所で反射された圧力波を検知する検知部を備え、反射した圧力波の有無と加振した時間と検知した時間との時間差から、漏洩箇所を特定する手法が開示されている。

特許文献２には、地中に埋設された水道管内に音波を励振する振動子を設置し、水道管および地中を透過して地表に到達した振動レベルを検知することで、漏水箇所を特定する手法が開示されている。

特許文献３には、周波数を変えながら正弦波でない電気振動を発振する可変発振器と、測定対象物のコンクリート面上に設置し、可変発振器からの電気振動によって励起し、コンクリートの対向面に向けて音波パルスを繰り返し送波してコンクリートを共振状態とする音波振動子の送波器と、送波器を設置したコンクリートとの同一面上に設置し、コンクリートの厚さ又は内在ひび割れの位置によって異なる周波数を有する共振波を受波する受波器と、共振波の共振周波数を探査するスペクトル解析器とからなるコンクリートの厚さ及び内在ひび割れ位置の測定装置が開示されている。

特許文献４には、共振振動体に設けられた振動センサの出力を定振幅制御回路に入力し、この定振幅制御回路において設定入力と比較した結果に基づいて前記共振振動体を振動させる加振器に対して所定の駆動信号を出力するようにした共振振動体の制御装置において、前記定振幅制御回路とは別に、共振検出回路を設け、この共振検出回路に前記振動センサの出力を入力し、前記駆動信号を前記共振振動体の共振周波数に自動的に追従させるようにした共振振動体の制御装置が開示されている。

特開昭６０−１３２３７号公報 特開昭６０−２３８７３４号公報 特開昭６４−６５４０７号公報 実開平５−９５６７８号公報

従来の機械による漏洩検査法は、その精度が十分でなかった。

特許文献１に記載の手法では、漏洩箇所の孔の形状によって反射する圧力波のスペクトルや振幅が変化するため、反射した圧力波と外乱振動が重畳した場合に、圧力波と外乱振動との識別が困難である。

特許文献２に記載の手法では、漏洩箇所の孔の形状によって漏水箇所から地表に伝わる振動振幅が異なるため、漏水箇所の孔の形状によっては漏水箇所を特定できないという課題がある。

このように、特許文献１及び２に記載の手法の場合、外乱振動や、漏洩箇所の孔の大きさに精度が影響されてしまう。なお、特許文献３及び４に記載の手法は当該課題を解決可能に構成していない。

本発明の目的は、配管の欠陥位置を高精度に特定する技術を提供することにある。

本発明によれば、
配管内を流れる流体及び前記配管の少なくとも一方に対して振動を印加する加振手段と、
前記加振手段を制御し、複数の周波数の振動である第１の振動を印加させる第１加振制御手段と、
前記第１加振制御手段の制御に従い前記加振手段により印加される前記第１の振動を検知する第１検知手段と、
前記第１の振動を前記第１検知手段が検知することで得られた振動波形である第１振動波形を用いて、前記配管に存在する欠陥を介して前記配管の外部に伝搬する振動の周波数を特定する信号処理手段と、
前記加振手段を制御し、前記信号処理手段が特定した周波数の振動である第２の振動を印加させる第２加振制御手段と、
前記第２加振制御手段の制御に従い前記加振手段により印加された前記第２の振動を配管の外部で検知する第２検知手段と、
を有し、
前記信号処理手段は、前記第１振動波形の中から、前記欠陥の存在により現れる特徴成分を抽出し、当該特徴成分を利用して、前記欠陥を介して前記配管の外部に伝搬する振動の周波数を特定し、
前記第１検知手段は、前記第１加振制御手段の制御に従い前記加振手段により印加された前記第１の振動の振動波が前記欠陥で反射した反射波の振動を検知し、
前記信号処理手段は、前記反射波における前記振動波と比べて振動振幅が大きい周波数を、前記欠陥の共鳴周波数として抽出する欠陥分析装置が提供される。

また、本発明によれば、
コンピュータが、
配管内を流れる流体及び前記配管の少なくとも一方に対して振動を印加する加振手段を制御し、複数の周波数の振動である第１の振動を印加させる第１加振制御ステップと、
前記第１加振制御ステップでの制御に従い前記加振手段により印加された前記第１の振動を検知する第１検知ステップと、
前記第１の振動を前記第１検知ステップで検知することで得られた振動波形である第１振動波形を用いて、前記配管に存在する欠陥を介して前記配管の外部に伝搬する振動の周波数を特定する信号処理ステップと、
前記加振手段を制御し、前記信号処理ステップで特定した周波数の振動である第２の振動を印加させる第２加振制御ステップと、
前記第２加振制御ステップでの制御に従い前記加振手段により印加された前記第２の振動を配管の外部で検知する第２検知ステップと、
を実行し、
前記信号処理ステップでは、前記第１振動波形の中から、前記欠陥の存在により現れる特徴成分を抽出し、当該特徴成分を利用して、前記欠陥を介して前記配管の外部に伝搬する振動の周波数を特定し、
前記第１検知ステップでは、前記第１加振制御ステップでの制御に従い前記加振手段により印加された前記第１の振動の振動波が前記欠陥で反射した反射波の振動を検知し、
前記信号処理ステップでは、前記反射波における前記振動波と比べて振動振幅が大きい周波数を、前記欠陥の共鳴周波数として抽出する欠陥分析方法が提供される。

また、本発明によれば、
コンピュータを、
配管内を流れる流体及び前記配管の少なくとも一方に対して振動を印加する加振手段を制御し、複数の周波数の振動である第１の振動を印加させる第１加振制御手段、
前記第１加振制御手段の制御に従い前記加振手段により印加される前記第１の振動を検知する第１検知手段、
前記第１の振動を前記第１検知手段が検知することで得られた振動波形である第１振動波形を用いて、前記配管に存在する欠陥を介して前記配管の外部に伝搬する振動の周波数を特定する信号処理手段、
前記加振手段を制御し、前記信号処理手段が特定した周波数の振動である第２の振動を印加させる第２加振制御手段、
前記第２加振制御手段の制御に従い前記加振手段により印加された前記第２の振動を配管の外部で検知する第２検知手段、
として機能させ、
前記信号処理手段は、前記第１振動波形の中から、前記欠陥の存在により現れる特徴成分を抽出し、当該特徴成分を利用して、前記欠陥を介して前記配管の外部に伝搬する振動の周波数を特定し、
前記第１検知手段は、前記第１加振制御手段の制御に従い前記加振手段により印加された前記第１の振動の振動波が前記欠陥で反射した反射波の振動を検知し、
前記信号処理手段は、前記反射波における前記振動波と比べて振動振幅が大きい周波数を、前記欠陥の共鳴周波数として抽出するプログラムが提供される。

本発明によれば、配管の欠陥位置を高精度に特定することが可能となる。

上述した目的、およびその他の目的、特徴および利点は、以下に述べる好適な実施の形態、およびそれに付随する以下の図面によってさらに明らかになる。

本実施形態の欠陥分析装置の概略図の一例を示す図である。 漏洩波の振動スペクトルの一例である。 反射波の振動スペクトルの一例である。 本実施形態の欠陥分析装置の概略図の一例を示す図である。 本実施形態の欠陥分析装置の概略図の一例を示す図である。 本実施形態の欠陥分析装置の概略図の一例を示す図である。 本実施形態の欠陥分析装置の概略図の一例を示す図である。 透過波の振動スペクトルの一例である。 本実施形態の欠陥分析方法の処理の流れの一例を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。

なお、本実施形態の装置は、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、メモリにロードされたプログラム（あらかじめ装置を出荷する段階からメモリ内に格納されているプログラムのほか、ＣＤ等の記憶媒体やインターネット上のサーバ等からダウンロードされたプログラムも含む）、そのプログラムを格納するハードディスク等の記憶ユニット、ネットワーク接続用インタフェイスを中心にハードウェアとソフトウェアの任意の組合せによって実現される。そして、その実現方法、装置にはいろいろな変形例があることは、当業者には理解されるところである。

また、本実施形態の説明において利用する機能ブロック図は、ハードウェア単位の構成ではなく、機能単位のブロックを示している。これらの図においては、各装置は１つの機器により実現されるよう記載されているが、その実現手段はこれに限定されない。すなわち、物理的に分かれた構成であっても、論理的に分かれた構成であっても構わない。

＜第１の実施形態＞
図１に、本発明の第１の実施形態に係る欠陥検知装置の概略図の一例を示す。この欠陥検査装置は、地中１に埋設された配管２の漏洩孔３（欠陥）の位置を、地表４にて高精度に検知するように構成されている。ここで、配管２内には流体５である水が流れている。

本実施形態の欠陥検知装置は、加振部６、第１検知部７、第２検知部８、第１処理装置１００及び欠陥位置推定部１０４を有する。第１処理装置１００は、第１加振制御部１０１、信号処理部１０２及び第２加振制御部１０３を有する。

加振部６及び第１検知部７は配管２内に配置されている。また、加振部６及び第１検知部７は、配管２に形成された漏洩孔３（欠陥）の位置から見て同じ側に位置する。例えば、加振部６及び第１検知部７を近接して設置することで、このような位置関係を実現することができる。第１処理装置１００は、加振部６及び第１検知部７と有線及び／又は無線で通信可能に構成されている。第１処理装置１００は、地上に設置されてもよいし、地中に設置されてもよい。

第２検知部８は地表に配置されている。欠陥位置推定部１０４は第２検知部８と有線及び／又は無線で通信可能に構成されている。欠陥位置推定部１０４は地上に配置される。

以下、各構成要素について詳細に説明する。

加振部６は、第１加振制御部１０１及び第２加振制御部１０３から出力された加振信号に応じ、配管２内を流れる流体５（水）に対して、様々な態様で振動を印加する。流体５に印加された振動は、配管２に伝わってもよい。例えば、加振部６は、複数の周波数（高帯域な周波数）の振動を印加することができる。その手段は特段制限されず、複数の周波数の振動を同時に印加してもよいし、周波数を変えながら複数の周波数の振動を順次印加してもよい。加振器６は、例えばインパルス振動やホワイトノイズを印加してもよい。その他、加振部６は、特定の周波数の振動を継続して印加することができてもよい。

加振部６としては、電磁式加振器や永久磁石式加振器、電磁式スピーカー、超音波振動子など、流体５に振動を加振可能で、かつ、振動周波数を変化できるものまたは複数の周波数成分を有する振動を加振できるものを使用できる。

第１加振制御部１０１は、加振部６を制御し（加振部６に加振信号を入力し）、漏洩孔３が存在する配管２内を流れる流体５（水）に対して複数の周波数の振動を印加させる。以下、第１加振制御部１０１の制御に従い加振部６が印加する複数の周波数の振動を第１の振動という。

第２加振制御部１０３は、加振部６を制御し（加振部６に加振信号を入力し）、漏洩孔３が存在する配管２内を流れる流体５（水）に対して、以下で説明する信号処理部１０２が特定した周波数の振動を印加させる。以下、第２加振制御部１０３の制御に従い加振部６が印加する信号処理部１０２により特定された周波数の振動を第２の振動という。

第１検知部７は、第１加振制御部１０１の制御に従い加振部６により印加されて流体５を伝搬する第１の振動を検知する。そして、第１検知部７は、検知した第１の振動の振幅および周波数に応じた電気信号を検知信号として信号処理部１０２に入力する。

第１検知部７としては、圧電式振動センサや電磁式振動センサ、超音波センサ、マイクなどを使用できる。

信号処理部１０２は、第１加振制御部１０１の制御に従い加振部６が流体５に第１の振動を印加している状態で第１検知部７により取得された振動波形である第１振動波形を用いて、漏洩孔３を介して配管２の外部に伝搬する振動の周波数を特定する。すなわち、第１振動波形は、第１加振制御部１０１の制御に従い加振部６により印加されて流体５を伝搬する第１の振動を、第１検知部７により検知されることで得られた振動波形である。

配管２内を伝搬する振動の一部は、配管２に形成された漏洩孔３を介して配管２の外部に漏れる。なお、漏洩孔３の大きさ、形状等に応じ、漏洩孔３を介して配管２の外部に漏れやすい振動の周波数は異なる。すなわち、ある周波数の振動は、第１の漏洩孔３を介して配管２の外部に漏れやすいが、他の周波数の振動は、第１の漏洩孔３を介して配管２の外部に漏れ難いという状況が生じ得る。

信号処理部１０２は、第１振動波形を用いて、漏洩孔３を介して配管２の外部に伝搬する振動の周波数を特定するよう構成されている。信号処理部１０２は、特定した周波数を示す情報を、第２加振制御部１０３に入力する。なお、信号処理部１０２がこのような周波数を特定する処理の詳細は、以下で説明する。

第２検知部８は、第２加振制御部１０３の制御に従い加振部６により印加された第２の振動を検知する。具体的には、第２検知部８は、第２加振制御部１０３の制御に従い加振部６により印加された第２の振動の中の、漏洩孔３を介して配管２の外部に伝搬した第２の振動を検知する。上述の通り、第２の振動は、漏洩孔３を介して配管２の外部に伝搬する周波数の振動である。このような構成のため、加振部６により印加される第２の振動の強度を調整することで、第２検知部８は、漏洩孔３を介して配管２の外部に伝搬した後、地表まで伝搬してきた十分な強度の第２の振動を検知することができる。

第２検知部８は、設置位置を変え、複数の位置で第２の振動を検知可能に構成されてもよい。または、第２検知部８は複数存在し、複数の第２検知部８は所定の間隔を設けて各々異なる位置に設置され、かつ、各々が第２の振動を検知してもよい。後者については、第３の実施形態で詳細を説明する。

第２検知部８は、検知した第２の振動の振幅および周波数に応じた電気信号を検知信号として欠陥位置推定部１０４に入力する。

第２検知部８としては、圧電式振動センサや電磁式振動センサ、超音波センサ、マイクなどを使用できる。

欠陥位置推定部１０４は、第２検知部８により複数の位置で検知された複数の第２の振動の振動波形を利用して、漏洩孔３の位置を推定する。または、欠陥位置推定部１０４は、複数の第２検知部８により検知された複数の第２の振動の振動波形を利用して、漏洩孔３の位置を推定する。例えば、欠陥位置推定部１０４は、複数の設置位置各々で測定された複数の第２の振動の振動波形を比較処理し、ピークの出力が最大となる設置位置を、漏洩孔３の直上の位置と推定することができる。

次に、本実施形態の欠陥検知装置を用いて実現される欠陥検知方法について説明する。図９は、本実施形態の欠陥検知方法の処理の流れを示すフローチャートの一例である。図示するように、本実施形態の欠陥検知方法は、外部伝搬周波数特定ステップＳ１０と、外部伝搬振動検知ステップＳ２０とを有する。

外部伝搬周波数特定ステップＳ１０では、まず、加振部６は、第１加振制御部１０１から出力された加振信号に応じて、流体５（水）に複数の周波数帯域の振動（第１の振動）を印加する。

流体５に加振された第１の振動は流体５内を入射波（振動波）２０として伝搬する（図１参照）。配管２に漏洩孔３が形成されている場合、入射波２０は、漏洩孔３の位置を通り抜ける透過波２１と、漏洩孔３の位置で反射し、加振部６及び第１検知部７が位置する側に戻ってくる反射波２２と、漏洩孔３を介して配管２の外部に漏れる漏洩波２３とに分離される。

なお、漏洩波２３のスペクトルは、入射波２０のスペクトルと比較して、特定の周波数の振動振幅が大きいという特徴が現れる。また、反射波２２も漏洩波２３と同様に、特定の周波数の振動振幅が大きいという特徴が現れる。漏洩波２３における振動振幅が大きくなる周波数と、反射波２２における振動振幅が大きくなる周波数とは一致する。

漏洩波２３および反射波２２のスペクトルが、入射波２０と比較して特定の周波数の振動振幅が大きいのは、入射波２０と漏洩孔３との間で共鳴が起こるためである。漏洩孔３は、漏洩孔３の直径、長さに応じた共鳴周波数を有する。この共鳴周波数と同じ周波数の振動が漏洩孔３に入射すると漏洩孔３内で共鳴が生じ、共鳴周波数の振動振幅が増大する。

図２に入射波２０としてフラットな周波数特性の第１の振動を漏洩孔３に向かって入射したときの、漏洩波２３の振動スペクトルを示す。図２の横軸は周波数ｆ、縦軸は振動振幅Ｉを示す。漏洩波２３の振動振幅Ｉは基本波の周波数ｆ_０及びその高調波の周波数ｆ_１、ｆ_２、ｆ_３・・・において複数のピークを有し、基本波の周波数ｆ_０の時に最も振幅Ｉの大きいピークが得られる。ここでは、この基本波の周波数ｆ_０及びその高調波の周波数ｆ_１、ｆ_２、ｆ_３・・・を共鳴周波数と定義する。なお、共鳴周波数は、漏洩孔３の形状、大きさ、長さなどによって変化する。

次に、図３に入射波２０としてフラットな周波数特性の第１の振動を漏洩孔３に向かって入射したときの、反射波２２の振動スペクトルを示す。図３の横軸は周波数ｆ、縦軸は振動振幅Ｉを示す。反射波２２のスペクトルは、漏洩波２３と同様、基本波の周波数ｆ_０及びその高調波の周波数ｆ_１、ｆ_２、ｆ_３・・・において複数のピークを有し、基本波の周波数ｆ_０の時に最も振幅Ｉの大きいピークが得られる。

第１検知部７は、第１加振制御部１０１の制御に従い加振部６が印加した第１の振動の内、漏洩孔３で反射し、配管２及び／又は流体５を伝搬する反射波２２の振動を検知する。そして、第１検知部７は、検出信号を信号処理部１０２に入力する。

信号処理部１０２は、第１検知部７が検知した振動波形（第１振動波形）の中から、漏洩孔３の存在により現れる特徴成分を抽出し、当該特徴成分を利用して、漏洩孔３を介して配管２の外部に伝搬する振動の周波数を特定する。具体的には、信号処理部１０２は、第１振動波形の中から、漏洩孔３の共鳴周波数を特徴成分として抽出し、当該共鳴周波数を、漏洩孔３を介して配管の外部に伝搬する振動の周波数として特定する。

本実施形態では、図１に示すように、加振部６と第１検知部７は、漏洩孔３の位置から見て同じ側に位置する。そして、第１検知部７は、第１加振制御部１０１の制御に従い加振部６により印加された第１の振動の入射波２０が漏洩孔３で反射した反射波２２の振動を検知する。そして、信号処理部１０２は、反射波２２における入射波２０と比べて振動振幅が大きい周波数を、漏洩孔３の共鳴周波数として抽出する。そして、信号処理部１０２は、共鳴周波数を示す情報を、第２加振制御部１０３に入力する。

共鳴周波数が複数存在する場合（基本波の周波数ｆ_０及びその高調波の周波数ｆ_１、ｆ_２、ｆ_３・・・）、いずれの周波数を示す情報を第２加振制御部１０３に入力してもよいが、基本波の周波数ｆ_０とするのが好ましい。なお、第２加振制御部１０３に入力する周波数は単一の周波数である必要はなく、複数の共鳴周波数の中の２つ以上の周波数であってもよい。

次に、外部伝搬振動検知ステップＳ２０を実行する。当該ステップでは、第２加振制御部１０３が、信号処理部１０２で算出された漏洩孔３の共鳴周波数の振動（第２の振動）を流体５に印加する。なお、この間、加振部６は第１加振制御部１０１の制御に従った振動の印加は行わない。第２の振動の入射波２０は、漏洩孔３において、透過波２１と反射波２２と漏洩波２３に分離される。ここで、共鳴周波数の振動（第２の振動）が印加されると、漏洩孔３から配管２の外部に漏れて地中１に伝搬する漏洩波２３の振幅は共鳴によって増幅される。増幅された漏洩波２３は地中１を伝搬し、地表４に設置された第２検知部８で検知され、検知信号の振幅に応じた検知信号が欠陥位置推定部１０４に入力される。

なお、漏洩孔３の位置を特定するため、第２検知部８は、設置位置を変え、複数の位置で第２の振動を検知する。例えば、配管２に沿って地表４で走査される。または、第２検知部８は複数存在し、複数の第２検知部８は所定の間隔を設けて各々異なる位置に設置され、かつ、各々が第２の振動を検知する。例えば、配管２に沿って所定の間隔で並べて地表４に設置される。

第２検知部８が漏洩孔３の近くにある場合、漏洩波２３の振動振幅が大きいため、検知信号レベルも大きくなり、第２検知部８が漏洩孔３から遠ざかるに従って、漏洩波２３の振動振幅が小さくなり、検知信号レベルも小さくなる。このことから、検知信号レベルが最大となる第２検知部８の場所が、漏洩孔３がある場所の直上と推定される。すなわち、検知信号レベルが最大となる設置場所を特定することで、漏洩孔３がある場所の直上を推定することができる。

欠陥位置推定部１０４は、複数の位置で検知された複数の検知信号を比較処理し、検知信号レベルが最大となる位置を、漏洩孔３がある場所の直上と推定する。

なお、欠陥位置推定部１０４が漏洩孔３の位置を特定する代わりに、作業員が、特定することもできる。例えば、第２検知部８を地表４で走査（自動走査、又は、作業員が手動で走査）すると、各位置で第２検知部８が第２の振動を測定し、測定された検知信号を処理したデータがリアルタイムにディスプレイに表示されるように構成しておく。作業員は、第２検知部８を地表４で走査しながら、ディスプレイに表示されたデータを確認することで、検知信号レベルが最大となる位置を特定してもよい。

以上のように、本実施形態の欠陥検知装置では、漏洩孔３の形状によって異なる共鳴周波数を信号処理部１７によって算出し、共鳴周波数の振動（入射波２０）を流体５に印加することにより、漏洩波２３の振幅を増大させ、第２検知部８で検知される外乱振動による影響を低減し、高精度に漏水位置を推定できる。

なお、本実施形態では、複数の共鳴周波数（ｆ_０、ｆ_１、ｆ_２、ｆ_３・・・）を含む第２の振動を流体５に印加した状態で、第２検知部８が第２の振動を検知することができる。これにより、外乱振動の周波数がいずれか一つの共鳴周波数と重なった場合においても、他の共鳴周波数の漏洩波２３を検知することによって、外乱振動の影響を低減できる。

なお、反射波２２には、漏洩孔３以外での反射波が含まれる可能性がある。例えば、配管２の曲がり管や配管２の分岐部においても反射波は発生する。しかし、これらの反射波は漏洩が無い状態での反射波の測定や、シミュレーションによって、反射波のスペクトルを予知しておくことが可能であるため、漏洩孔３による反射波２２と区別できる。

また、加振部６が流体５に第１の振動を印加していない状態で第１検知部７が検知した振動と、加振部６が流体５に第１の振動を印加している状態で第１検知部７が検知した振動との周波数特性の違いから、外乱振動（交通騒音等）と漏洩孔３からの反射波２２とを区別できる。

すなわち、信号処理部１０２は、加振部６が第１の振動を印加していない状態で第１検知部７により取得された振動波形に関する情報を利用して、第１振動波形の中から、加振部６による第１の振動の印加により変化した成分を抽出し、抽出した成分の中から、共鳴周波数（特徴成分）を抽出する処理を行うように構成することで、外乱振動（交通騒音等）に起因したピークの周波数を漏洩孔３の共鳴周波数として抽出してしまう不都合を軽減することができる。

また、第１検知部７を用いて、常時または断続的（例：１日に１回、１時間に１回、１２時間に１回等）に、上記と同様の手段で反射波２２のスペクトルを測定することで、漏洩孔３が発生した時の反射波２２のスペクトルの変化から、漏洩孔３の発生を検知できる。そして、信号処理部１０２は、各第１検知部７又は各第１検知部７が設置されている位置に対応付けて、判断結果（漏洩孔３が発生しているか否か）を作業者に向けて出力することができる。

また、第２検知部８による漏洩位置の検知は、外乱振動の少ない夜間に行うことで、より高精度に漏洩位置を推定できる。

また、本実施形態では、配管２内を流れる流体５が水である場合を例に説明したが、流体５は水以外の液体であってもよい。更に、流体５は液体に限らず、空気やガスなどの気体であってもよい。

また、本実施形態では、配管２は地中に埋設されているとしたが、配管２は地表に一部又は全体が露出している場合においても同様に適用できる。

また、本実施形態では、配管２は地中に埋設されているとしたが、配管２は、建造物の屋根裏や地下に設置されてもよく、また、壁や柱に埋設されてもよい。かかる場合、第２検知部８は、天井面、壁面、柱の側面、床面等に設置することができる。

以上説明した本実施形態の欠陥検知装置では、第１加振制御部１０１の制御に従い加振部６により印加された第１の振動を第１検知部７が検知することで得られた振動波形である第１振動波形を用いて、漏洩孔３を介して配管２の外部に伝搬する振動の周波数を特定する（信号処理部１０２）。そして、特定された周波数の振動（第２の振動）を印加し、当該第２の振動を、配管２の外部で検知する（第２検知部８）。

上述の通り、漏洩孔３（欠陥）を介して配管２の外部に伝搬しやすい周波数とし難い周波数があるが、本実施形態では、漏洩孔３（欠陥）を介して配管２の外部に伝搬しやすい周波数を特定し、特定した周波数の振動（第２の振動）を印加した状態で、配管２の外部で第２の振動を検知するので、漏洩孔３（欠陥）を介して配管２の外部に伝搬した第２の振動を高精度に検知することができる。そして、印加する第２の振動の強度を調整することで、十分な強度の第２の振動を検知することができる。結果、高精度に漏洩孔３（欠陥）の位置等を推定することができる。

＜第２の実施形態＞
図４に、本発明の第２の実施形態に係る欠陥検知装置の概略図の一例を示す。本実施形態は、加振部６及び検知部７が配管２内ではなく、配管２の外側に配置されている点で、第１の実施形態と異なる。その他の構成は、第１の実施形態と同様である。

加振部６により配管に印加された振動は、配管２を経由して流体５内に伝搬する。また、流体５内を伝搬する振動は、配管２を経由して第１検知部７で検知される。そのため、加振部６および第１検知部７が流体５中でなく、配管２の外側に配置されていても、第１の実施形態と同様に漏洩孔３の位置を推定できる。

加振部６と第１検知部７とを配管２内に設置する場合、例えば、配管２の埋設または取替え工事の際に設置するか、又は、図示しない配管２のバルブを閉じて配管２内の一部を減圧して、加振部６および第１検知部７を取り付ける工事を行う必要がある。本実施形態においては、加振部６と第１検知部７とは配管２の外側に設置されているため、上記のような設置にかかる手間を減らすことができる。

図５に本実施形態の別の形態を示す。加振部６、第１検知部７は地中１内に埋設されている必要は無く、図５に示すように、配管２から分岐し、地表４に露出した配管２の外側、又は、内部（不図示）に設置しても良い。地表４に露出した配管２としては、配管２に設置された消火栓や止水弁、流量計などが相当する。また、加振部６、第１検知部７は図示しないマンホールにおいて、配管２が地中１から露出した箇所に設置しても良い。

また、本実施形態によれば、第１の実施形態と同様の作用効果を実現することができる。

＜第３の実施形態＞
図６に、本発明の第３の実施形態に係る欠陥検知装置の概略図の一例を示す。本実施形態は、第２検知部８が複数存在し、複数の第２検知部８は所定の間隔を設けて各々異なる位置に設置される。そして、複数の第２検知部８各々が振動を検知する。その他の構成は、第１及び第２の実施形態と同様である。

複数の第２検知部８は、配管２に沿って、所定の間隔で設置されるのが好ましい。欠陥位置推定部１０４は、複数の第２検知部８各々が検知した検知信号を比較処理し、検知信号レベルが最大となっている第２検知部８が設置されている位置を、漏洩孔３がある場所の直上と推定する。

その他、欠陥位置推定部１０４は、複数の第２検知部８が検知した検知信号を同期させ、漏洩孔３に起因した特徴を検知したタイミングの時間差を算出し、その時間差に基づいて、漏洩孔３の位置を推定してもよい（相関法）。

本実施形態においては、予め複数の検知部２８を設置すれば、検知部２８を配管２に沿って走査する必要が無いため、手間と時間を軽減できる。

また、本実施形態の場合、第２検知部８は地表４上に配置されている必要は無く、配管２の埋設時に配管２の外側に並べて設置され、そのまま埋設されてもよい。または、既に埋設されている配管２においては、所定の間隔で設けられるマンホール（不図示）において、配管２が地中１から露出した箇所に設置しても良い。

＜第４の実施形態＞
図７に、本発明の第４の実施形態に係る欠陥検知装置の概略図の一例を示す。第１乃至第３の実施形態では、加振部６と第１検知部７は漏洩孔３の位置から見て同じ側に設置され、第１検知部７は加振部６から印加された第１の振動の入射波２０が漏洩孔３で反射した反射波２２の振動を検知した。これに対し、本実施形態では、加振部６と第１検知部７は漏洩孔３を挟むように位置し、第１検知部７は加振部６から印加された第１の振動の入射波２０が漏洩孔３を透過した透過波２１の振動を検知する。そして、信号処理部１０２は、第１検知部７が検知した第１の振動の透過波２１の検知信号を利用して、漏洩孔３の共鳴周波数を特定する。その他の構成は、第１乃至第３の実施形態と同様である。

以下、本実施形態の欠陥検知装置を用いて実現される欠陥検知方法について説明する。図９は、本実施形態の欠陥検知方法の処理の流れを示すフローチャートの一例である。図示するように、本実施形態の欠陥検知方法は、外部伝搬周波数特定ステップＳ１０と、外部伝搬振動検知ステップＳ２０とを有する。なお、外部伝搬振動検知ステップＳ２０は、第１の実施形態で説明したものと同様である。以下、外部伝搬周波数特定ステップＳ１０について説明する。

外部伝搬周波数特定ステップＳ１０では、まず、加振部６は、第１加振制御部１０１から出力された加振信号に応じて、流体５（水）に複数の周波数帯域の振動（第１の振動）を印加する。

流体５に印加された（第１の振動）は流体５内を入射波（振動波）２０として伝搬する（図７参照）。配管２に漏洩孔３が形成されている場合、入射波２０は、漏洩孔３の位置を通り抜け、第１検知部７が位置する側に進行する透過波２１と、漏洩孔３の位置で反射し、加振部６が位置する側に進行する反射波２２と、漏洩孔３を介して配管２の外部に漏れる漏洩波２３とに分離される。

なお、漏洩波２３のスペクトルは、入射波２０のスペクトルと比較して、特定の周波数の振動振幅が大きいという特徴が現れる。これに対し、透過波２１は、特定の周波数の振動振幅が小さいという特徴が現れる。

透過波２１のスペクトルが、入射波２０と比較して特定の周波数の振動振幅が小さいのは、入射波２０と漏洩孔３との間で共鳴が起るためである。漏洩孔３は、漏洩孔３の直径、長さに応じた共鳴周波数を有する。この共鳴周波数と同じ周波数の振動が漏洩孔３に入射すると漏洩孔３内で共鳴が生じ、共鳴周波数の振動振幅が増大する。これは、入射波２０のうち漏洩孔３の共鳴周波数の振動波が漏洩孔３に伝搬し易いことを意味する。そのため、透過波２１は、漏洩孔３の共鳴周波数の振動振幅が低下した振動波として流体５内を伝搬する。

図８に入射波２０としてフラットな周波数特性の第１の振動を漏洩孔３に向かって入射したときの、透過波２１の振動スペクトルを示す。図８の横軸は周波数ｆ、縦軸は振動振幅Ｉを示す。透過波２１の振動振幅Ｉは漏洩孔３の共鳴周波数で振幅が低下した複数の下向きのピークを有し、基本波の周波数ｆ_０の時に最も振幅Ｉが小さくなる。なお、漏洩波２３における基本波の周波数ｆ_０と反射波２２における基本波の周波数ｆ_０とは一致する。

信号処理部１０２は、第１検知部７が検知した第１の振動の振動波形（第１振動波形）の中から、漏洩孔３の存在により現れる特徴成分を抽出し、当該特徴成分を利用して、漏洩孔３を介して配管２の外部に伝搬する振動の周波数を特定する。具体的には、信号処理部１０２は、第１振動波形の中から、漏洩孔３の共鳴周波数を特徴成分として抽出し、当該共鳴周波数を、漏洩孔３を介して配管の外部に伝搬する振動の周波数として特定する。

本実施形態では、図７に示すように、加振部６と第１検知部７は、漏洩孔３を挟むように位置する。そして、第１検知部７は、第１加振制御部１０１の制御に従い加振部６により印加された第１の振動の入射波２０が漏洩孔３を通過した透過波２１の振動を検知する。そして、信号処理部１０２は、透過波２１における入射波２０と比べて振動振幅が小さい周波数を、共鳴周波数として抽出する。そして、信号処理部１０２は、共鳴周波数を示す情報を、第２加振制御部１０３に入力する。

本実施形態では、加振器６と第１検知部７との間に漏洩孔３が有る場合、共鳴周波数を算出するために、反射波２２ではなく透過波２１のスペクトルを用いる。反射波２２と透過波２１の振動振幅は、漏洩孔３の形状や地中１の材質、配管２の形状、流体の種類などによって変化する。そのため、反射波２２の振動振幅が小さく、反射波２２を十分に検出できなかった場合においても、透過波２１を検出することで共鳴周波数を算出できる。

なお、図示しないが、２つの第１検知部７を利用することもできる。１つの第１検知部７は、漏洩孔３の位置から見て加振部６と同じ側に位置するように設置される（図１参照）。他方の第１検知部７は、加振部６と共に漏洩孔３を挟む位置に設置される（図７参照）。前者の第１検知部７は、加振部６から印加された第１の振動の入射波２０が漏洩孔３で反射した反射波２２の振動を検知する。後者の第１検知部７は、加振部６から印加された第１の振動の入射波２０が漏洩孔３を通過した透過波２１の振動を検知する。そして、信号処理部１０２は、これら両方の第１検知部７から検知信号を取得し、精度良く測定されている方を利用して、共振周波数を抽出してもよい。

＜＜付記＞＞
上記説明によれば、以下の発明の説明がなされている。
＜発明１＞
配管内を流れる流体及び前記配管の少なくとも一方に対して振動を印加する加振手段と、
前記加振手段を制御し、前記配管内を流れる前記流体及び前記配管の少なくとも一方に対して複数の周波数の振動である第１の振動を印加させる第１加振制御手段と、
前記第１加振制御手段の制御に従い前記加振手段により印加されて前記配管を伝搬する前記第１の振動、及び、前記流体を伝搬する前記第１の振動の少なくとも一方を検知する第１検知手段と、
前記配管に欠陥が存在する場合、前記第１の振動を前記第１検知手段が検知することで得られた振動波形である第１振動波形を用いて、前記欠陥を介して前記配管の外部に伝搬する振動の周波数を特定する信号処理手段と、
前記加振手段を制御し、前記配管内を流れる前記流体及び前記配管の少なくとも一方に対して前記信号処理手段が特定した周波数の振動である第２の振動を印加させる第２加振制御手段と、
前記第２加振制御手段の制御に従い前記加振手段により印加された前記第２の振動を検知する第２検知手段と、
を有する欠陥分析装置。
＜発明２＞
発明１に記載の欠陥分析装置において、
前記信号処理手段は、前記第１振動波形の中から、前記欠陥の存在により現れる特徴成分を抽出し、当該特徴成分を利用して、前記欠陥を介して前記配管の外部に伝搬する振動の周波数を特定する欠陥分析装置。
＜発明３＞
発明２に記載の欠陥分析装置において、
前記信号処理手段は、前記第１振動波形の中から、前記欠陥の共鳴周波数を前記特徴成分として抽出し、当該共鳴周波数を、前記欠陥を介して前記配管の外部に伝搬する振動の周波数として特定する欠陥分析装置。
＜発明４＞
発明２又は３に記載の欠陥分析装置において、
前記第１検知手段は、前記第１加振制御手段の制御に従い前記加振手段により印加された前記第１の振動の振動波が前記欠陥で反射した反射波の振動を検知し、
前記信号処理手段は、前記反射波における前記振動波と比べて振動振幅が大きい周波数を、前記欠陥の共鳴周波数として抽出する欠陥分析装置。
＜発明５＞
発明２又は３に記載の欠陥分析装置において、
前記第１検知手段は、前記第１加振制御手段の制御に従い前記加振手段により印加された前記第１の振動の振動波が前記欠陥の位置を通過した透過波の振動を検知し、
前記信号処理手段は、前記透過波における前記振動波と比べて振動振幅が小さい周波数を、前記欠陥の共鳴周波数として抽出する欠陥分析装置。
＜発明６＞
発明２から５のいずれかに記載の欠陥分析装置において、
前記信号処理手段は、前記加振手段が前記第１の振動を印加していない状態で前記第１検知手段により取得された振動波形に関する情報を利用して、前記第１振動波形の中から、前記加振手段による前記第１の振動の印加により変化した成分を抽出し、抽出した成分の中から、前記特徴成分を抽出する欠陥分析装置。
＜発明７＞
発明１から６のいずれかに記載の欠陥分析装置において、
前記第２検知手段は、設置位置を変えて複数の位置で前記第２の振動を検知可能に構成され、
前記第２検知手段により複数の位置で検知された複数の振動波形を利用して、前記欠陥の位置を推定する欠陥位置推定手段をさらに有する欠陥分析装置。
＜発明８＞
発明１から６のいずれかに記載の欠陥分析装置において、
前記第２検知手段は複数存在し、複数の前記第２検知手段は所定の間隔を設けて各々異なる位置に設置され、かつ、各々が前記第２の振動を検知し、
複数の前記第２検知手段により検知された複数の振動波形を利用して、前記欠陥の位置を推定する欠陥位置推定手段をさらに有する欠陥分析装置。
＜発明９＞
発明１から８のいずれかに記載の欠陥分析装置において、
前記信号処理手段は、前記第１検知手段により取得された振動波形を用いて、前記配管に前記欠陥が存在することを検知する欠陥分析装置。
＜発明１０＞
発明１から９のいずれかに記載の欠陥分析装置において、
前記第２検知手段は、前記欠陥から前記配管の外部に伝搬する前記第２の振動を検知する欠陥分析装置。
＜発明１１＞
コンピュータが、
配管内を流れる流体及び前記配管の少なくとも一方に対して振動を印加する加振手段を制御し、前記配管内を流れる前記流体及び前記配管の少なくとも一方に対して複数の周波数の振動である第１の振動を印加させる第１加振制御ステップと、
前記第１加振制御ステップでの制御に従い前記加振手段により印加されて前記配管を伝搬する前記第１の振動、及び、前記流体を伝搬する前記第１の振動の少なくとも一方を検知する第１検知ステップと、
前記配管に欠陥が存在する場合、前記第１の振動を前記第１検知ステップで検知することで得られた振動波形である第１振動波形を用いて、前記欠陥を介して前記配管の外部に伝搬する振動の周波数を特定する信号処理ステップと、
前記加振手段を制御し、前記配管内を流れる前記流体及び前記配管の少なくとも一方に対して前記信号処理ステップで特定した周波数の振動である第２の振動を印加させる第２加振制御ステップと、
前記第２加振制御ステップでの制御に従い前記加振手段により印加された前記第２の振動を検知する第２検知ステップと、
を実行する欠陥分析方法。
＜発明１１−２＞
発明１１に記載の欠陥分析方法において、
前記信号処理ステップでは、前記第１振動波形の中から、前記欠陥の存在により現れる特徴成分を抽出し、当該特徴成分を利用して、前記欠陥を介して前記配管の外部に伝搬する振動の周波数を特定する欠陥分析方法。
＜発明１１−３＞
発明１１−２に記載の欠陥分析方法において、
前記信号処理ステップでは、前記第１振動波形の中から、前記欠陥の共鳴周波数を前記特徴成分として抽出し、当該共鳴周波数を、前記欠陥を介して前記配管の外部に伝搬する振動の周波数として特定する欠陥分析方法。
＜発明１１−４＞
発明１１−２又は１１−３に記載の欠陥分析方法において、
前記第１検知ステップでは、前記第１加振制御ステップでの制御に従い前記加振手段により印加された前記第１の振動の振動波が前記欠陥で反射した反射波の振動を検知し、
前記信号処理ステップでは、前記反射波における前記振動波と比べて振動振幅が大きい周波数を、前記欠陥の共鳴周波数として抽出する欠陥分析方法。
＜発明１１−５＞
発明１１−２又は１１−３に記載の欠陥分析方法において、
前記第１検知ステップでは、前記第１加振制御ステップの制御に従い前記加振手段により印加された前記第１の振動の振動波が前記欠陥の位置を通過した透過波の振動を検知し、
前記信号処理ステップでは、前記透過波における前記振動波と比べて振動振幅が小さい周波数を、前記欠陥の共鳴周波数として抽出する欠陥分析方法。
＜発明１１−６＞
発明１１−２から１１−５のいずれかに記載の欠陥分析方法において、
前記信号処理ステップでは、前記加振手段により前記第１の振動を印加されていない状態で検知された振動波形に関する情報を利用して、前記第１振動波形の中から、前記加振手段による前記第１の振動の印加により変化した成分を抽出し、抽出した成分の中から、前記特徴成分を抽出する欠陥分析方法。
＜発明１１−７＞
発明１１から１１−６のいずれかに記載の欠陥分析方法において、
前記第２検知ステップでは、振動を検知するセンサの設置位置を変えて複数の位置で前記第２の振動を検知可能であり、
前記第２検知ステップで複数の位置で検知された複数の振動波形を利用して、前記欠陥の位置を推定する欠陥位置推定ステップをさらに有する欠陥分析方法。
＜発明１１−８＞
発明１１から１１−６のいずれかに記載の欠陥分析方法において、
前記第２検知ステップでは複数のセンサを用いて振動を検知し、複数の前記センサは所定の間隔を設けて各々異なる位置に設置され、かつ、各々が前記第２の振動を検知し、
複数の前記センサにより検知された複数の振動波形を利用して、前記欠陥の位置を推定する欠陥位置推定ステップをさらに有する欠陥分析方法。
＜発明１１−９＞
発明１１から１１−８のいずれかに記載の欠陥分析方法において、
前記信号処理ステップでは、前記第１検知ステップで取得された振動波形を用いて、前記配管に前記欠陥が存在することを検知する欠陥分析方法。
＜発明１１−１０＞
発明１１から１１−９のいずれかに記載の欠陥分析方法において、
前記第２検知ステップでは、前記欠陥から前記配管の外部に伝搬する前記第２の振動を検知する欠陥分析方法。
＜発明１２＞
コンピュータを、
配管内を流れる流体及び前記配管の少なくとも一方に対して振動を印加する加振手段を制御し、前記配管内を流れる前記流体及び前記配管の少なくとも一方に対して複数の周波数の振動である第１の振動を印加させる第１加振制御手段、
前記第１加振制御手段の制御に従い前記加振手段により印加されて前記配管を伝搬する前記第１の振動、及び、前記流体を伝搬する前記第１の振動の少なくとも一方を検知する第１検知手段、
前記配管に欠陥が存在する場合、前記第１の振動を前記第１検知手段が検知することで得られた振動波形である第１振動波形を用いて、前記欠陥を介して前記配管の外部に伝搬する振動の周波数を特定する信号処理手段、
前記加振手段を制御し、前記配管内を流れる前記流体及び前記配管の少なくとも一方に対して前記信号処理手段が特定した周波数の振動である第２の振動を印加させる第２加振制御手段、
前記第２加振制御手段の制御に従い前記加振手段により印加された前記第２の振動を検知する第２検知手段、
として機能させるためのプログラム。
＜発明１２−２＞
発明１２に記載のプログラムにおいて、
前記信号処理手段に、前記第１振動波形の中から、前記欠陥の存在により現れる特徴成分を抽出させ、当該特徴成分を利用して、前記欠陥を介して前記配管の外部に伝搬する振動の周波数を特定させるプログラム。
＜発明１２−３＞
発明１２−２に記載のプログラムにおいて、
前記信号処理手段に、前記第１振動波形の中から、前記欠陥の共鳴周波数を前記特徴成分として抽出させ、当該共鳴周波数を、前記欠陥を介して前記配管の外部に伝搬する振動の周波数として特定させるプログラム。
＜発明１２−４＞
発明１２−２又は１２−３に記載のプログラムにおいて、
前記第１検知手段に、前記第１加振制御手段の制御に従い前記加振手段により印加された前記第１の振動の振動波が前記欠陥で反射した反射波の振動を検知させ、
前記信号処理手段に、前記反射波における前記振動波と比べて振動振幅が大きい周波数を、前記欠陥の共鳴周波数として抽出させるプログラム。
＜発明１２−５＞
発明１２−２又は１２−３に記載のプログラムにおいて、
前記第１検知手段に、前記第１加振制御手段の制御に従い前記加振手段により印加された前記第１の振動の振動波が前記欠陥の位置を通過した透過波の振動を検知させ、
前記信号処理手段に、前記透過波における前記振動波と比べて振動振幅が小さい周波数を、前記欠陥の共鳴周波数として抽出させるプログラム。
＜発明１２−６＞
発明１２−２から１２−５のいずれかに記載のプログラムにおいて、
前記信号処理手段に、前記加振手段が前記第１の振動を印加していない状態で前記第１検知手段により取得された振動波形に関する情報を利用して、前記第１振動波形の中から、前記加振手段による前記第１の振動の印加により変化した成分を抽出させ、抽出した成分の中から、前記特徴成分を抽出させるプログラム。
＜発明１２−７＞
発明１２から１２−６のいずれかに記載のプログラムにおいて、
前記第２検知手段に、センサの設置位置を変えて複数の位置で検知された前記第２の振動の振動波形を取得させ、
前記コンピュータを、さらに、
前記第２検知手段により複数の位置で検知された複数の振動波形を利用して、前記欠陥の位置を推定する欠陥位置推定手段として機能させるプログラム。
＜発明１２−８＞
発明１２から１２−６のいずれかに記載のプログラムにおいて、
前記第２検知手段に、複数のセンサから振動波形を取得させ、複数の前記センサは所定の間隔を設けて各々異なる位置に設置され、かつ、各々が前記第２の振動を検知し、
前記コンピュータを、さらに、
複数の前記第２検知手段により検知された複数の振動波形を利用して、前記欠陥の位置を推定する欠陥位置推定手段として機能させるプログラム。
＜発明１２―９＞
発明１２から１２−８のいずれかに記載のプログラムにおいて、
前記信号処理手段に、前記第１検知手段により取得された振動波形を用いて、前記配管に前記欠陥が存在することを検知させるプログラム。
＜発明１２−１０＞
発明１２から１２−９のいずれかに記載のプログラムにおいて、
前記第２検知手段に、前記欠陥から前記配管の外部に伝搬する前記第２の振動を検知させるプログラム。

この出願は、２０１２年９月２８日に出願された日本出願特願２０１２−２１６９２１号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

Claims (14)

1. 配管内を流れる流体及び前記配管の少なくとも一方に対して振動を印加する加振手段と、
   前記加振手段を制御し、複数の周波数の振動である第１の振動を印加させる第１加振制御手段と、
   前記第１加振制御手段の制御に従い前記加振手段により印加される前記第１の振動を検知する第１検知手段と、
   前記第１の振動を前記第１検知手段が検知することで得られた振動波形である第１振動波形を用いて、前記配管に存在する欠陥を介して前記配管の外部に伝搬する振動の周波数を特定する信号処理手段と、
   前記加振手段を制御し、前記信号処理手段が特定した周波数の振動である第２の振動を印加させる第２加振制御手段と、
   前記第２加振制御手段の制御に従い前記加振手段により印加された前記第２の振動を配管の外部で検知する第２検知手段と、
   を有し、
   前記信号処理手段は、前記第１振動波形の中から、前記欠陥の存在により現れる特徴成分を抽出し、当該特徴成分を利用して、前記欠陥を介して前記配管の外部に伝搬する振動の周波数を特定し、
   前記第１検知手段は、前記第１加振制御手段の制御に従い前記加振手段により印加された前記第１の振動の振動波が前記欠陥で反射した反射波の振動を検知し、
   前記信号処理手段は、前記反射波における前記振動波と比べて振動振幅が大きい周波数を、前記欠陥の共鳴周波数として抽出する欠陥分析装置。
2. 配管内を流れる流体及び前記配管の少なくとも一方に対して振動を印加する加振手段と、
   前記加振手段を制御し、複数の周波数の振動である第１の振動を印加させる第１加振制御手段と、
   前記第１加振制御手段の制御に従い前記加振手段により印加される前記第１の振動を検知する第１検知手段と、
   前記第１の振動を前記第１検知手段が検知することで得られた振動波形である第１振動波形を用いて、前記配管に存在する欠陥を介して前記配管の外部に伝搬する振動の周波数を特定する信号処理手段と、
   前記加振手段を制御し、前記信号処理手段が特定した周波数の振動である第２の振動を印加させる第２加振制御手段と、
   前記第２加振制御手段の制御に従い前記加振手段により印加された前記第２の振動を配管の外部で検知する第２検知手段と、
   を有し、
   前記信号処理手段は、前記第１振動波形の中から、前記欠陥の存在により現れる特徴成分を抽出し、当該特徴成分を利用して、前記欠陥を介して前記配管の外部に伝搬する振動の周波数を特定し、
   前記第１検知手段は、前記第１加振制御手段の制御に従い前記加振手段により印加された前記第１の振動の振動波が前記欠陥の位置を通過した透過波の振動を検知し、
   前記信号処理手段は、前記透過波における前記振動波と比べて振動振幅が小さい周波数を、前記欠陥の共鳴周波数として抽出する欠陥分析装置。
3. 請求項１または２に記載の欠陥分析装置において、
   前記信号処理手段は、前記第１振動波形の中から、前記欠陥の共鳴周波数を前記特徴成分として抽出し、当該共鳴周波数を、前記欠陥を介して前記配管の外部に伝搬する振動の周波数として特定する欠陥分析装置。
4. 配管内を流れる流体及び前記配管の少なくとも一方に対して振動を印加する加振手段と、
   前記加振手段を制御し、複数の周波数の振動である第１の振動を印加させる第１加振制御手段と、
   前記第１加振制御手段の制御に従い前記加振手段により印加される前記第１の振動を検知する第１検知手段と、
   前記第１の振動を前記第１検知手段が検知することで得られた振動波形である第１振動波形を用いて、前記配管に存在する欠陥を介して前記配管の外部に伝搬する振動の周波数を特定する信号処理手段と、
   前記加振手段を制御し、前記信号処理手段が特定した周波数の振動である第２の振動を印加させる第２加振制御手段と、
   前記第２加振制御手段の制御に従い前記加振手段により印加された前記第２の振動を配管の外部で検知する第２検知手段と、
   を有し、
   前記信号処理手段は、前記第１検知手段により取得された振動波形を用いて、前記配管に前記欠陥が存在することを検知する欠陥分析装置。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の欠陥分析装置において、
   前記信号処理手段は、前記加振手段が前記第１の振動を印加していない状態で前記第１検知手段により取得された振動波形に関する情報を利用して、前記第１振動波形の中から、前記加振手段による前記第１の振動の印加により変化した成分を抽出し、抽出した成分の中から、前記特徴成分を抽出する欠陥分析装置。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載の欠陥分析装置において、
   前記第２検知手段は、設置位置を変えて複数の位置で前記第２の振動を検知可能に構成され、
   前記第２検知手段により複数の位置で検知された複数の振動波形を利用して、前記欠陥の位置を推定する欠陥位置推定手段をさらに有する欠陥分析装置。
7. 請求項１から５のいずれか１項に記載の欠陥分析装置において、
   前記第２検知手段は複数存在し、複数の前記第２検知手段は所定の間隔を設けて各々異なる位置に設置され、かつ、各々が前記第２の振動を検知し、
   複数の前記第２検知手段により検知された複数の振動波形を利用して、前記欠陥の位置を推定する欠陥位置推定手段をさらに有する欠陥分析装置。
8. 請求項１から７のいずれか１項に記載の欠陥分析装置において、
   前記第２検知手段は、前記欠陥から前記配管の外部に伝搬する前記第２の振動を検知する欠陥分析装置。
9. コンピュータが、
   配管内を流れる流体及び前記配管の少なくとも一方に対して振動を印加する加振手段を制御し、複数の周波数の振動である第１の振動を印加させる第１加振制御ステップと、
   前記第１加振制御ステップでの制御に従い前記加振手段により印加された前記第１の振動を検知する第１検知ステップと、
   前記第１の振動を前記第１検知ステップで検知することで得られた振動波形である第１振動波形を用いて、前記配管に存在する欠陥を介して前記配管の外部に伝搬する振動の周波数を特定する信号処理ステップと、
   前記加振手段を制御し、前記信号処理ステップで特定した周波数の振動である第２の振動を印加させる第２加振制御ステップと、
   前記第２加振制御ステップでの制御に従い前記加振手段により印加された前記第２の振動を配管の外部で検知する第２検知ステップと、
   を実行し、
   前記信号処理ステップでは、前記第１振動波形の中から、前記欠陥の存在により現れる特徴成分を抽出し、当該特徴成分を利用して、前記欠陥を介して前記配管の外部に伝搬する振動の周波数を特定し、
   前記第１検知ステップでは、前記第１加振制御ステップでの制御に従い前記加振手段により印加された前記第１の振動の振動波が前記欠陥で反射した反射波の振動を検知し、
   前記信号処理ステップでは、前記反射波における前記振動波と比べて振動振幅が大きい周波数を、前記欠陥の共鳴周波数として抽出する欠陥分析方法。
10. コンピュータが、
    配管内を流れる流体及び前記配管の少なくとも一方に対して振動を印加する加振手段を制御し、複数の周波数の振動である第１の振動を印加させる第１加振制御ステップと、
    前記第１加振制御ステップでの制御に従い前記加振手段により印加された前記第１の振動を検知する第１検知ステップと、
    前記第１の振動を前記第１検知ステップで検知することで得られた振動波形である第１振動波形を用いて、前記配管に存在する欠陥を介して前記配管の外部に伝搬する振動の周波数を特定する信号処理ステップと、
    前記加振手段を制御し、前記信号処理ステップで特定した周波数の振動である第２の振動を印加させる第２加振制御ステップと、
    前記第２加振制御ステップでの制御に従い前記加振手段により印加された前記第２の振動を配管の外部で検知する第２検知ステップと、
    を実行し、
    前記信号処理ステップでは、前記第１振動波形の中から、前記欠陥の存在により現れる特徴成分を抽出し、当該特徴成分を利用して、前記欠陥を介して前記配管の外部に伝搬する振動の周波数を特定し、
    前記第１検知ステップでは、前記第１加振制御ステップでの制御に従い前記加振手段により印加された前記第１の振動の振動波が前記欠陥の位置を通過した透過波の振動を検知し、
    前記信号処理ステップでは、前記透過波における前記振動波と比べて振動振幅が小さい周波数を、前記欠陥の共鳴周波数として抽出する欠陥分析方法。
11. コンピュータが、
    配管内を流れる流体及び前記配管の少なくとも一方に対して振動を印加する加振手段を制御し、複数の周波数の振動である第１の振動を印加させる第１加振制御ステップと、
    前記第１加振制御ステップでの制御に従い前記加振手段により印加された前記第１の振動を検知する第１検知ステップと、
    前記第１の振動を前記第１検知ステップで検知することで得られた振動波形である第１振動波形を用いて、前記配管に存在する欠陥を介して前記配管の外部に伝搬する振動の周波数を特定する信号処理ステップと、
    前記加振手段を制御し、前記信号処理ステップで特定した周波数の振動である第２の振動を印加させる第２加振制御ステップと、
    前記第２加振制御ステップでの制御に従い前記加振手段により印加された前記第２の振動を配管の外部で検知する第２検知ステップと、
    を実行し、
    前記信号処理ステップでは、前記第１検知ステップで取得された振動波形を用いて、前記配管に前記欠陥が存在することを検知する欠陥分析方法。
12. コンピュータを、
    配管内を流れる流体及び前記配管の少なくとも一方に対して振動を印加する加振手段を制御し、複数の周波数の振動である第１の振動を印加させる第１加振制御手段、
    前記第１加振制御手段の制御に従い前記加振手段により印加される前記第１の振動を検知する第１検知手段、
    前記第１の振動を前記第１検知手段が検知することで得られた振動波形である第１振動波形を用いて、前記配管に存在する欠陥を介して前記配管の外部に伝搬する振動の周波数を特定する信号処理手段、
    前記加振手段を制御し、前記信号処理手段が特定した周波数の振動である第２の振動を印加させる第２加振制御手段、
    前記第２加振制御手段の制御に従い前記加振手段により印加された前記第２の振動を配管の外部で検知する第２検知手段、
    として機能させ、
    前記信号処理手段は、前記第１振動波形の中から、前記欠陥の存在により現れる特徴成分を抽出し、当該特徴成分を利用して、前記欠陥を介して前記配管の外部に伝搬する振動の周波数を特定し、
    前記第１検知手段は、前記第１加振制御手段の制御に従い前記加振手段により印加された前記第１の振動の振動波が前記欠陥で反射した反射波の振動を検知し、
    前記信号処理手段は、前記反射波における前記振動波と比べて振動振幅が大きい周波数を、前記欠陥の共鳴周波数として抽出するプログラム。
13. コンピュータを、
    配管内を流れる流体及び前記配管の少なくとも一方に対して振動を印加する加振手段を制御し、複数の周波数の振動である第１の振動を印加させる第１加振制御手段、
    前記第１加振制御手段の制御に従い前記加振手段により印加される前記第１の振動を検知する第１検知手段、
    前記第１の振動を前記第１検知手段が検知することで得られた振動波形である第１振動波形を用いて、前記配管に存在する欠陥を介して前記配管の外部に伝搬する振動の周波数を特定する信号処理手段、
    前記加振手段を制御し、前記信号処理手段が特定した周波数の振動である第２の振動を印加させる第２加振制御手段、
    前記第２加振制御手段の制御に従い前記加振手段により印加された前記第２の振動を配管の外部で検知する第２検知手段、
    として機能させ、
    前記信号処理手段は、前記第１振動波形の中から、前記欠陥の存在により現れる特徴成分を抽出し、当該特徴成分を利用して、前記欠陥を介して前記配管の外部に伝搬する振動の周波数を特定し、
    前記第１検知手段は、前記第１加振制御手段の制御に従い前記加振手段により印加された前記第１の振動の振動波が前記欠陥の位置を通過した透過波の振動を検知し、
    前記信号処理手段は、前記透過波における前記振動波と比べて振動振幅が小さい周波数を、前記欠陥の共鳴周波数として抽出するプログラム。
14. コンピュータを、
    配管内を流れる流体及び前記配管の少なくとも一方に対して振動を印加する加振手段を制御し、複数の周波数の振動である第１の振動を印加させる第１加振制御手段、
    前記第１加振制御手段の制御に従い前記加振手段により印加される前記第１の振動を検知する第１検知手段、
    前記第１の振動を前記第１検知手段が検知することで得られた振動波形である第１振動波形を用いて、前記配管に存在する欠陥を介して前記配管の外部に伝搬する振動の周波数を特定する信号処理手段、
    前記加振手段を制御し、前記信号処理手段が特定した周波数の振動である第２の振動を印加させる第２加振制御手段、
    前記第２加振制御手段の制御に従い前記加振手段により印加された前記第２の振動を配管の外部で検知する第２検知手段、
    として機能させ、
    前記信号処理手段は、前記第１検知手段により取得された振動波形を用いて、前記配管に前記欠陥が存在することを検知するプログラム。

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