JPH1172409A - 配管の漏洩検知方法 - Google Patents

配管の漏洩検知方法

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JPH1172409A
JPH1172409A JP15641898A JP15641898A JPH1172409A JP H1172409 A JPH1172409 A JP H1172409A JP 15641898 A JP15641898 A JP 15641898A JP 15641898 A JP15641898 A JP 15641898A JP H1172409 A JPH1172409 A JP H1172409A
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JP
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pipe
leakage
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JP15641898A
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Hiroshi Takeda
博 竹田
Koichi Sato
功一 佐藤
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Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
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Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 上水道網やガス配管などの漏洩検査作業者が
移動することなく、また内部通流路の遮断等の付帯的な
操作を必要とすることなく、いつでも定期的に漏洩個所
を精度よく検出することができるようにする。 【解決手段】 通水状態にある送配水管10の漏水検知
をなす方法である。検査区間の両端に水中マイク12
A、12Bを設置し、各マイク12A、12Bにより取
り込まれた検知信号をバンドパスフィルタを通過させて
周波数帯域ごとに弁別する。前記検査区間をn等分して
仮音源位置を設定し、この仮音源位置における両マイク
により検出された帯域毎の信号の相関係数の高い波形を
加算して合成波形を得る。この処理を前記仮音源位置を
更新しつつ全区間にわたって行い、各仮音源位置での合
成波形から漏水の有無を判別する。適用対象は上水道の
みではなく、ガス配管やプラント配管での各種流体の漏
洩を検出対象とすることができる。水中マイクをセンサ
として検出しているが、この検出対象は内部流体でも配
管を通じて検出される音や振動などの各種波動を対象と
すればよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は配管の漏洩検知方法
に係り、上水道網における漏水検知やガス管のガス漏れ
位置の検出したり、あるいは化学プラントにおける各種
配管の漏洩位置を検出するのに好適な配管の漏洩検知方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】上水道管、ガス配管、送油管、あるいは
化学プラントの流体配管網における漏洩個所を早期に判
定し、漏洩の継続を防止することは資源の有効活用をな
す上で極めて重要である。このため、従来から各種の漏
洩検査が行なわれている。例えば、上水道網における漏
水検査では、一般的な方法として音聴法が用いられ、作
業者が音聴棒を水道配管のバルブ部分に直接当てて配管
から出る音を聴取して漏水の有無を検出し、あるいは水
道配管に沿って地面に振動センサを置き、水道配管から
の伝達される振動音に基づいて漏水の有無を検出してい
る。
【0003】ところが、上記のような音聴法では、車両
の通行等による振動などが測定に影響を与えるために夜
間作業となり、しかも作業者が歩行移動により測定する
ために検査距離は極めて短なってしまう欠点があった。
また、音の聴取には熟練を要するため、漏水検知に従事
する作業者が少ないという問題もあった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このような観点から、
配管内部にマイクを挿入して配管に沿って移動させなが
ら検出する方法(特開昭50−118554号公報、特
開昭56−160500号公報)や、配管流量をオリフ
ィスで絞り込みながら差圧を検出し、漏水量を検出する
方法などが提案されている。この方法は水道管網のみな
らず各種の流体配管の漏洩個所を検出するのに利用する
ことができる。
【0005】しかし、上記従来のいずれの方法でも、実
際の測定に際して、配管から内部流体を抜き取ること
や、流路遮断などの操作が必要であり、通流状態を維持
しながら正確に漏洩箇所を検出することはできないもの
であった。
【0006】本発明は、上記従来の問題点に着目し、配
管の検査区間の両端部でセンサにより内部流体が発し、
あるいは配管の管壁を通じて聴取できる音を検出する操
作のみで漏水箇所を簡単に検出できるようにした配管の
漏洩検知方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る配管の漏洩検知方法は、内部に流体が
流れている状態にある配管の漏洩検知をなす方法であっ
て、検査区間の両端にセンサを配置し、各センサにより
取り込まれた検知信号をバンドパスフィルタを通過させ
て複数の周波数帯域に弁別し、前記検査区間をn等分し
て仮音源位置を設定し、この仮音源位置における両セン
サより検出された帯域毎の信号相関係数の高い波形を加
算して合成波形を得るとともに、この処理を前記仮音源
位置を更新しつつ全区間にわたって行ない、各仮音源位
置での合成波形から漏洩の有無を判別する構成とした。
【0008】また、本発明の第2の構成に係る配管の漏
洩検知方法は、内部を流体が流れている状態にある配管
の漏洩検知をなす方法であって、漏洩検査区間の音を異
なる位置で同時に検出し、各検出信号を複数の周波数帯
域に弁別するとともに、前記検索間の任意の個所に設定
した仮音源位置での相関により弁別された帯域信号の合
成波形を得て漏洩の有無を判別する処理を行ない、この
処理を仮音源位置を変更処理しつつ全検査区間にわたっ
て行なうことを特徴としている。
【0009】これらの場合において、前記配管は上水道
網の送水管または配水管であって、当該上水道網の送水
管または配水管に取り付けられた水中マイクから検査区
間の漏水を検知するようにし、あるいは、前記配管はガ
ス管であって、当該ガス管に取り付けられたセンサから
検査区間のガス漏れを検知するようにし、更には、前記
配管はプラントの配管であって、当該プラントの配管に
取り付けられたセンサから検査区間の流体の漏れを検知
するようにすることができる。
【0010】
【作用】上記構成によれば、流体配管の検査区間の両端
で水中マイク等のセンサにより音を検出するが、この検
出される音を複数の周波数帯域に弁別しておき、これを
音源がある特定の箇所とした場合に、同一の音源から出
る音は同一の遅れ時間を持っているので、周波数帯域毎
に相関するものを加算して合成することにより、特定位
置の音源から出ている音を再現することができる。仮に
定めた音源位置を移動変化させることにより、検査区間
の全領域で仮音源位置を移動させて得られた合成波形が
流体漏洩に基づくか否かは例えばパターン認識処理等を
用いて判別することができる。したがって、検査区間の
異なる位置で同時に流体自体の音を検出し、これを周波
数帯域毎に弁別しておき、相関するものを加算合成する
ことにより特定位置において生成した音の再現が可能と
なることを利用しているので、単に音の検出を2ヵ所若
しくはそれ以上で検出することにより、簡単に漏洩の有
無判別が可能となるのである。
【0011】
【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る配管の漏洩
検査方法を送配水管の漏水検査方法に適用した場合の具
体的実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。図1
は実施形態に係る漏水検査方法を実施するための装置構
成ブロック図である。図示のように、検査対象の送配水
管10に対し、漏水検査区間を設定し、その両端部分に
水中マイク12(12A、12B)を設置するようにし
ている。そして、このマイク12により水中音の検出を
なし、これを異なる周波数帯域に弁別し、相関分類型フ
ィルタ14を通すとともに、漏水検査区間に仮設定した
音源位置(n1、n2、n3、……)にて相関する帯域周
波数の合成を波形合成手段16にて合成し、この合成波
形によって漏水の有無を診断するようになっている。こ
の原理は次のようなものである。
【0012】図1に示しているように、ある漏水検査区
間内において、その区間の両端に位置する一対の水中マ
イク12により水中伝達音を検出する。一方の水中マイ
ク12Aの設置点を基準点A、他方の水中マイク12B
の設置点を対照点B、漏水点をPとすると、基準点Aに
て検出した漏水点Pにおける漏水音と、対照点Bにて検
出した漏水点Pにおける漏水音は同一か極めて類似した
波形を有しているが、PからAまたはBまでの距離が異
なるため、伝播時間差が生じる。この伝播時間差を知る
ことによって、基準点Aから漏水点Pまでの距離la
は、次式により求めることができる。
【0013】
【数1】
【0014】但し、LはA点とB点間の距離であり、τ
mは漏水音伝播時間差、Cは漏水音伝播速度である。し
たがって、漏水音伝播時間差が判明すれば漏水点Pの位
置を特定することができる。
【0015】ところで、水中マイク12(12A、12
B)は複数の音源からの信号を同時に検出し、検出音は
多周波数域にわたる合成された音として捉えられる。し
たがって、複数の音源S1、S2が存在した場合に、こ
れから発せられる信号を前記複数のマイク12にて検出
した後、検出合成音の信号から各音源S1、S2にて発
せられる信号に復元することで、特定位置にある音源か
ら発せられている音の波形を再生することができる。こ
のため、本実施形態では相関分類型フィルタ14を用い
るようにしている。この具体的内容を図2を参照して説
明する。
【0016】音源S1から出る音をバンドパスフィルタ
にかけて周波数別に出力したときに、周波数f1、f2、
f3の信号があり、音源S2では周波数f4、f5の信号
が発せられている場合、音源S1に近いマイク12Aと
音源S2に近いマイク12Bで検出される音は、両音源
S1、S2の音が混在した状態で検出される。マイク1
2A、12Bおよび音源S1、S2の位置が固定である
とき、マイク12Aで検出される同一の音源からの音は
周波数に拘らず、伝播時間差がなく、異なる音源からの
音は伝播時間差が等しい。したがって、周波数毎に検出
される音の波形の相関を計算し、その相関値が大きい場
合には同一の音源から発せられている音であると判別で
き、これを抽出することにより、音源S1、S2の各々
から出る音を再現することができるのである。
【0017】そこで図3に示すように、マイク12A、
12Bから検出された信号は、相関分類型フィルタ14
に入力させるようにする。このフィルタ14では、各マ
イク12A、12Bに対応した周波数分析回路18A、
18Bを通し、周波数弁別された信号は相関計算回路2
0および演算回路22に出力され、各周波数帯域毎に周
波数分析回路18A、18Bの出力間の相互関係が計算
される。そして、遅れ時間設定回路24によって設定さ
れた遅れ時間の下限値と上限値に基づき、演算回路22
によってその設定された遅れ時間の変化に基づく周波数
帯域のレベルの時間変化波形が出力される。
【0018】図4が帯域フィルタ通過波形の相互相関係
数のグラフであり、周波数が300〜1300Hzを1
0帯域に分けたものである。そして、図4のような出力
データに対し、相関係数にある一定の閾値を設定し、例
えば0.4以上の場合に波形合成手段16に出力して合
成波形を得ると、図1に示すような合成波形が得られ
る。これを漏水診断装置26に出力し、ここで漏水の有
無を判定出力するようにしている。
【0019】このような処理は、送配水管の検査区間を
n等分し、漏水診断を仮に設定した音源位置n1、n2、
n3、……ごとに行われる。合成波形からの漏水判断
は、合成信号が継続して行われていること、合成波形の
振幅から得た強度(図5(1))や合成波形に至るまで
の周波数の加算数(図5(2))を導いて判断するよう
にすればよい。これによって簡便に漏水の有無、その位
置の判別、振幅から漏水量の推定が可能であり、コンピ
ュータにて、その演算処理を行って表示手段に表示させ
るようにすればよい。一対の水中マイク12A、12B
間の検査区間の漏水検査が終了したのは、検査区間を更
新し、上水道間網の全てにわたって同様に処理する。
【0020】上述のような実施形態では、通水状態にあ
る送配水管の漏水検知をなす方法であって、検査区間の
両端に水中マイクを設置し、各マイクにより取り込まれ
た検知信号をバンドパスフィルタを通過させて周波数帯
域ごとに弁別し、前記検査区間をn等分して仮音源位置
を設定し、この仮音源位置における両マイクにより検出
された帯域毎の信号の相関係数の高い波形を加算して合
成波形を得るとともに、この処理を前記仮音源位置を更
新しつつ全区間にわたって行い、各仮音源位置での合成
波形から漏水の有無を判別するものであるため、送配水
管の検査区間の両端部で水中マイクにより音を検出する
操作のみで漏水箇所を簡単に検出できるという効果が得
られる。
【0021】上記実施形態では上水道網の検知を水中マ
イクを用いて行なう方法について説明したが、上記水中
マイクに代えて加速度ピックアップをセンサとして用
い、これを外部に露出している管壁面あるいは露出して
いる枝管に取り付け、管内音が振動となって管壁に伝わ
ることを利用するようにしてもよい。すなわち、漏水に
起因する音やこの音によってもたらせられる振動、ある
いは漏水によって圧力の変化が生じてこれが負圧力波の
伝播が生じるので、これらを波動信号として検出できる
センサにより、実施形態と同一の手法で漏洩個所を検出
することができる。
【0022】本発明は、上水道網の漏水検査に適用でき
るだけでなく、ガス配管網でのガス漏れ検知や化学プラ
ントなどにおける一般流体配管での漏洩検知にも適用す
ることが可能である。例えば、ガス漏れ検知に適用する
場合、ガスの通流音を検出するマイクを間隔をおいて管
内に差し込み、ガス流の音を検出するようにすればよ
い。ガス漏れの音には、超音波領域の高周波音も含まれ
るので、加速度ピックアップの他、AEセンサを利用で
きる。これは配管の露出部の管壁上あるいは露出してい
る枝間を取り付け位置とすればよい。
【0023】化学プラントなどにおける輸送流体の漏れ
を検知するには、圧力監視による方法として圧力計をセ
ンサとして用いて内部流体漏洩による負圧力波の伝播を
捉えて、漏水検知の実施形態で示した処理を行なって漏
洩個所を特定することができる。また、音響監視による
方法も当然可能であり、漏洩音として内部流体の波動を
検出する場合にはマイクをパイプラインの内部に差し込
むようにすればよく、パイプラインは地表に設置されて
いるので、場合によっては管の周囲に配置して管壁を通
じて外部に漏れ出る音を検出するようにしてもよい。ま
た、上記ガス漏洩検知の場合と同様に、加速度ピックア
ップの他、AEセンサを利用してパイプラインの壁面上
の振動を検出することができる。上記いずれの場合にも
検出に当たってのアルゴリズムは漏水検査の場合と同様
である。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
内部に流体が流れている状態にある配管の漏洩検知をな
す方法であって、検査区間の両端にセンサを配置し、各
センサにより取り込まれた検知信号をバンドパスフィル
タを通過させて複数の周波数帯域に弁別し、前記検査区
間をn等分して仮音源位置を設定し、この仮音源位置に
おける両センサより検出された帯域毎の信号相関係数の
高い波形を加算して合成波形を得るとともに、この処理
を前記仮音源位置を更新しつつ全区間にわたって行な
い、各仮音源位置での合成波形から漏洩の有無を判別す
るように構成し、あるいは、内部を流体が流れている状
態にある配管の漏洩検知をなす方法であって、漏洩検査
区間の音を異なる位置で同時に検出し、各検出信号を複
数の周波数帯域に弁別するとともに、前記検索間の任意
の個所に設定した仮音源位置での相関により弁別された
帯域信号の合成波形を得て漏洩の有無を判別する処理を
行ない、この処理を仮音源位置を変更処理しつつ全検査
区間にわたって行なうように構成したので、漏洩個所の
検出のために作業者の移動を伴うことなく、また配管の
流路遮断等の付帯的な操作を必要とすることなく、いつ
でも定期的に漏洩を精度よく検出することができるとい
う効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の漏水検知方法の実施形態の構成図であ
る。
【図2】相関分類型フィルタの説明図である。
【図3】同フィルタの具体的構成図である。
【図4】周波数帯域別の遅れ時間に対する相関係数の出
力グラフである。
【図5】漏水検査システムの漏水検査結果の出力図であ
る。
【符号の説明】
10 送配水管 12(12A、12B) 水中マイク 14 相関分類型フィルタ 16 波形合成手段 18(18A、18B) 周波数分析回路 20 相関計算回路 22 演算回路 24 遅れ時間設定回路

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内部に流体が流れている状態にある配管
    の漏洩検知をなす方法であって、検査区間の両端にセン
    サを配置し、各センサにより取り込まれた検知信号をバ
    ンドパスフィルタを通過させて複数の周波数帯域に弁別
    し、前記検査区間をn等分して仮音源位置を設定し、こ
    の仮音源位置における両センサより検出された帯域毎の
    信号相関係数の高い波形を加算して合成波形を得るとと
    もに、この処理を前記仮音源位置を更新しつつ全区間に
    わたって行ない、各仮音源位置での合成波形から漏洩の
    有無を判別することを特徴とする配管の漏洩検知方法。
  2. 【請求項2】 内部を流体が流れている状態にある配管
    の漏洩検知をなす方法であって、漏洩検査区間の音を異
    なる位置で同時に検出し、各検出信号を複数の周波数帯
    域に弁別するとともに、前記検索間の任意の個所に設定
    した仮音源位置での相関により弁別された帯域信号の合
    成波形を得て漏洩の有無を判別する処理を行ない、この
    処理を仮音源位置を変更処理しつつ全検査区間にわたっ
    て行なうことを特徴とする配管の漏洩検査方法。
  3. 【請求項3】 前記配管は上水道網の送水管または配水
    管であって、当該上水道網の送水管または配水管に取り
    付けられた水中マイクから検査区間の漏水を検知するこ
    とを特徴とする請求項1または2に記載の配管の漏洩検
    知方法。
  4. 【請求項4】 前記配管はガス管であって、当該ガス管
    に取り付けられたセンサから検査区間のガス漏れを検知
    することを特徴とする請求項1または2に記載の配管の
    漏洩検査方法。
  5. 【請求項5】 前記配管はプラントの配管であって、当
    該プラントの配管に取り付けられたセンサから検査区間
    の流体の漏れを検知することを特徴とする請求項1また
    は2に記載の配管の漏洩検査方法。
JP15641898A 1997-06-23 1998-06-04 配管の漏洩検知方法 Withdrawn JPH1172409A (ja)

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