JPWO2015072130A1 - 漏洩判定システムおよび漏洩判定方法 - Google Patents
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Abstract
関連する流体漏洩検出装置においては、配管内の流体の状態の変化に伴い漏洩判定に誤判定が生じる。本発明の漏洩判定システムは、配管内の流体の状態を示す所定の物理量を検出する第一の検出手段と、配管を伝播する振動を検出する第二の検出手段と、第一の検出手段で検出した物理量および第二の検出手段で検出した振動に基づいて漏洩判定を行う漏洩判定手段とを有する。
Description
本発明は、漏洩判定システムおよび漏洩判定方法に関し、特に配管における流体の漏洩の有無について判定する漏洩判定システムおよび漏洩判定方法に関する。
社会基盤には、上下水道網や、ガスや石油などの高圧化学パイプライン、高速鉄道網等の大型設備から、長大橋、超高層建築等の大型建造物、そして大型旅客機、自動車などの輸送機器がある。これらの設備や機器において重要な機構の一つに、配管がある。この配管には水などの流体が通される。そのため、配管がもしも故障した場合には流体の漏洩につながる。従って、漏洩をいち早く検知し、故障した箇所を修復する必要がある。
そこで、配管における流体の漏洩の検知が初動として重要となる。以下、配管における流体の漏洩を検知するために配管を検査することを、漏洩検査と呼ぶ。
そこで、配管における流体の漏洩の検知が初動として重要となる。以下、配管における流体の漏洩を検知するために配管を検査することを、漏洩検査と呼ぶ。
漏洩検査は、人手により漏洩音を聴き取る聴感官能検査が一般的である。その一方で、配管は地中や高所に設置されている場合が多い。そのため、人手により漏洩音を聴き取る作業は多大な労力や危険を伴う。そこで、漏洩検査を専用の装置に行わせる技術が提案されている。
そのような漏洩検査技術の一例として、特許文献1には漏洩検出装置が記載されている。特許文献1によれば、配管周辺で検知した音を電気信号に変換し、その電気信号を解析することで漏洩を検出する。より具体的には、取得した音から得た電気信号を、複数のバンドパスフィルタを利用して異なる周波数にそれぞれ分解する。そして、各周波数の電気信号の振幅の大きさを閾値と比較する。その結果、上記複数の信号全てにおいて、電気信号の振幅の大きさが閾値を超えた場合に、漏洩であると判定するとしている。
しかしながら、上述の特許文献1に記載された関連する流体漏洩検出装置においては、配管内の流体の通流状態の変化に伴い、流体の漏洩に起因する振動である漏洩振動が変化する。その結果、上述の特許文献1の流体漏洩検出装置では、漏洩判定に誤判定が生じる可能性がある。
例えば、関連する流体漏洩検出装置では、特定の周波数帯域を監視して漏洩判定を行う場合、配管内の圧力低下に伴い漏洩振動の波形の特徴的なピーク波形の周波数が低下し、特定の周波数帯域からピーク波形が逸脱することがある。このため、特定の周波数帯域を監視して漏洩判定を行う場合、漏洩が発生しているにも関わらず漏洩振動波形の特徴的なピーク波形を観測できず、漏洩が無いと判定してしまうことがあった。
また、関連する流体漏洩検出装置では、特定の閾値を設け漏洩判定を行う場合、配管内の圧力低下に伴い漏洩振動の振幅が減少し、特定の閾値を下回ることがある。このため、特定の閾値を設け漏洩判定を行う場合、漏洩が発生しているにも関わらず漏洩が無いと判定してしまうことがあった。
このように、関連する流体漏洩検出装置においては、配管内の流体の状態の変化に伴い漏洩判定に誤判定が生じる、という課題があった。
本発明の目的は、上述した課題である、配管内の流体の状態の変化に伴い漏洩判定に誤判定が生じる、という課題を解決する漏洩判定システムおよび漏洩判定方法を提供することにある。
本発明の漏洩判定システムは、配管内の流体の状態を示す所定の物理量を検出する第一の検出手段と、配管を伝播する振動を検出する第二の検出手段と、第一の検出手段で検出した物理量および第二の検出手段で検出した振動に基づいて漏洩判定を行う漏洩判定手段とを有する。
本発明の漏洩判定方法は、配管内の流体の状態を示す物理量を検出し、配管を伝播する振動を検出し、物理量および振動に基づいて漏洩判定を行う。
本発明の漏洩判定システムおよび漏洩判定方法によれば、配管内の流体の状態の変化に伴う漏洩判定の誤判定を低減し、漏洩検出を高精度化することができる。
以下に、図面を参照しながら、本発明の実施形態および実施例について詳細に説明する。
なお、以下の説明では、同じ機能を有するものには同じ符号をつけ、その説明を省略する場合がある。
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態の構成を示すブロック図である。図1に示すように、本実施形態における漏洩判定システム1−1は、第一の検出手段101と、第二の検出手段102と、漏洩判定部(漏洩判定手段)103を少なくとも備える。第一の検出手段101と前記第二の検出手段102は前記漏洩判定部103に、通信可能に接続されている。以下に図1の各構成要素について説明する。
図1は、第1の実施形態の構成を示すブロック図である。図1に示すように、本実施形態における漏洩判定システム1−1は、第一の検出手段101と、第二の検出手段102と、漏洩判定部(漏洩判定手段)103を少なくとも備える。第一の検出手段101と前記第二の検出手段102は前記漏洩判定部103に、通信可能に接続されている。以下に図1の各構成要素について説明する。
第一の検出手段101は、配管の流体の状態を示す物理量を検出する。流体の状態を示す物理量とは、例えば、流体の通流状態を示す圧力、流量、流速等や流体の温度等が挙げられる。第一の検出手段101としては、例えば、圧力測定装置、流量測定装置、流速測定装置などが挙げられる。以下、流体の状態を示す物理量として流体の通流状態を示す圧力を測定する場合について主に説明するが、本実施形態はこれに限定されず、上述したような他の物理量を用いることができる。
第二の検出手段102は、配管を伝播する振動を検出する。ここで、振動とは、例えば、振動加速度、振動速度、振動変位のことである。第二の検出手段102としては、例えば、振動加速度センサ702、振動速度センサ、振動変位センサなどが挙げられる。
なお、第二の検出手段102は、感度が高く、広い周波数帯域の信号を検出できるものであることが好ましい。例えば、振動加速度センサ702は、圧電振動センサであり、信号増幅回路を内蔵したものが好ましい。また、第二の検出手段102は、例えば、配管に設置する接触型の検出手段を用いることができる。第二の検出手段102の配管への設置場所は特に制限されず、漏洩判定システム1−1の用途に応じて、配管の適切な場所に設置できる。
また、第二の検出手段102は、配管から離して設置することができる非接触型の検出手段を用いることもできる。非接触型の検出手段は、例えば軽い配管の振動を検出する際等、検出手段を取り付けた時に検出手段自体の重さが配管の振動に与える影響が大きい場合に有効である。非接触型である第二の検出手段102を配管から離して設置することによって、第二の検出手段102自体の重さが配管の振動に影響を与えることを防ぐことができる。また、非接触型の検出手段は、高温の流体が内部を流れる配管の振動を検出する際等、配管に検出手段を取り付けることが困難な場合にも有効である。
漏洩判定部103は、漏洩判定条件を設定し、配管における流体の漏洩の有無を判定することを目的とする。漏洩判定条件とは、例えば、漏洩判定において監視を行う周波数帯域、振動振幅の漏洩判定閾値等が挙げられる。また、漏洩の有無の判定とは、例えば、漏洩判定条件に従って、振動検出手段102により検出した検出値から特徴量を抽出し、特徴量と漏洩判定閾値とを比較すること等が挙げられる。特徴量が漏洩判定閾値より大きい場合に、漏洩があると判定する。特徴量とは、例えば、振動における振動振幅や、振動における共振尖鋭度Q値等が挙げられる。ここで、共振尖鋭度Q値とは、次のような式(1)で計算される値である。式(1)において、fは、配管を共振させる振動の周波数(配管の固有振動数)であり、Δfは、配管を伝播する振動の振幅の周波数特性の半値全幅である。
式(1)
式(1)
次に、漏洩判定条件の設定について詳細に説明する。
漏洩判定部103は、第一の検出手段101により検出した配管の流体の状態を示す物理量を考慮して漏洩判定条件を設定する。物理量を考慮して漏洩判定条件を設定するとは、物理量に応じて、漏洩判定において監視を行う周波数帯域、振動振幅の漏洩判定閾値等である漏洩判定条件を変更し設定することである。また、漏洩判定部103は、第一の検出手段101により検出した配管の流体の状態を示す物理量から、後述するような計算式を用いて、漏洩判定条件を算出し設定する構成としても良い。また、漏洩判定部103では、物理量に応じて、予め用意するデータを参照して、漏洩判定条件を読み出して設定する構成としても良い。データとは、物理量と振動の特徴量との対応関係を示す表である。
(漏洩判定方法)
図2は、実施形態における漏洩判定方法を示すフローチャートである。図2に示すように、本実施形態における漏洩判定方法は、通流状態検出工程S301と、漏洩判定条件設定工程S302と、振動検出工程S303と、漏洩判定工程S304とを少なくとも備える。
図2は、実施形態における漏洩判定方法を示すフローチャートである。図2に示すように、本実施形態における漏洩判定方法は、通流状態検出工程S301と、漏洩判定条件設定工程S302と、振動検出工程S303と、漏洩判定工程S304とを少なくとも備える。
通流状態検出工程S301では、第一の検出手段101が、配管内の流体の状態を示す物理量を検出する。
漏洩判定条件設定工程S302では、漏洩判定部103が、通流状態検出工程S301において第一の検出手段101が検出した物理量を用いて漏洩判定条件を設定する。例えば、通流状態検出工程S301において検出した配管内の流体の状態を示す物理量から、漏洩判定を行うために監視する周波数帯域や、漏洩判定閾値を算出する。
ここで、通流状態検出工程S301において検出した配管内の流体の状態を示す物理量をXとし、漏洩判定のために監視する周波数帯域の中心周波数をfとする。このとき、中心周波数fは物理量Xの多項式で表すことができる。多項式の一例を式(2)に示す。式(2)において、a0、a1、a2、a3は、周波数fを算出するための係数(パラメータ)であり、配管の材質、形状などによって決定することができる定数である。式(2)から算出した周波数fを中心周波数として、帯域幅を別途設定することで、監視する周波数帯域を決定することができる。
式(2)
式(2)
また、漏洩判定条件設定工程S302では、第二の検出手段102により検出した信号を用いて、決定した監視する周波数帯域の信号を抽出するために、フィルタリング処理を行う構成とすることができる。この場合、監視する周波数帯域に基づいてフィルタリング処理のパラメータを算出し設定する。
例えば、漏洩を判定するための漏洩判定閾値Aは、以下の方法により算出する値Aを用いることができる。流体漏洩の振動振幅が配管内の流体の流速に比例すると考える。このとき、ベルヌーイの定理に従い、流速vは圧力Pの平方根に略比例する。このため、圧力Pを用いて、式(3)から漏洩判定閾値Aを算出することができる。従って、第一の検出手段101により配管内の圧力を検出することで、漏洩判定閾値Aを算出することが可能である。式(3)において、b0、b1は、係数(パラメータ)であり、配管の材質、形状などによって決定することができる定数である。
式(3)
式(3)
次に、振動検出工程S303では、第二の検出手段102が、配管を伝播する振動を検出する。
漏洩判定工程S304では、漏洩判定部103が、漏洩判定条件設定工程S302において設定した漏洩判定条件と、振動検出工程S303において検出した検出値とを用いて、流体の漏洩を判定する。例えば、検出値から特徴量を抽出し、特徴量と漏洩判定条件である漏洩判定閾値を比較する。そして、特徴量が漏洩判定閾値よりも大きい場合に、漏洩があると判定する。
上記のような構成とすることにより、本実施形態では、配管内の流体の状態を考慮して漏洩判定を行うことが可能となる。このように、本実施形態では、特定の周波数帯域を監視して漏洩判定を行う場合、配管内の圧力に基づいて漏洩判定条件が設定されているため、特定の周波数帯域からピーク波形の逸脱を防ぐことが可能になる。その結果、誤判定を低減できて、漏洩検出を高精度化できる。
なお、本実施形態において、通流状態検出工程S301と、漏洩判定条件設定工程S302と、振動検出工程S303は、その順序が図2に示す順序と異なってもよい。例えば、図3に示すように、まず振動検出工程S303を行い、次に通流状態検出工程S301を行い、最後に漏洩判定条件設定工程S302を行ってもよい。また、図4に示すように、振動検出工程S303は、通流状態検出工程S301および漏洩判定条件設定工程S304と並行して行うこととしてもよい。また、図5に示すように、最初に通流状態検出工程S301を行い、振動検出工程S303と漏洩判定条件設定工程S304とを並行して行うこととしてもよい。いずれの方法においても、本実施形態に係る漏洩判定方法と同等の効果を奏する。
また、監視する周波数帯域は複数設定してよい。具体的には、漏洩判定条件設定工程S302においては監視する周波数帯域を複数設定する。振動検出工程S303においては配管から伝搬する振動を複数の周波数帯域について検出する。漏洩判定条件設定工程S304においてはそれぞれの周波数帯域について流体の漏洩を判定し、それら複数の判定結果を総合して全体の判定を行う。このようにすることで、漏洩検出精度が向上する。
図6は、第1の実施形態の別の構成を示すブロック図である。図6に示すように、本実施形態における漏洩判定システム1−2は、複数の第二の検出手段(102−1,102−2)をそれぞれ配管の例えば異なる場所に設置する。複数の第二の検出手段(102−1,102−2)で検出した検出値を使って、それぞれ漏洩判定を行い、それぞれの漏洩判定結果を統計的に処理し全体の判定を行う構成とすることで、漏洩検出を高精度化し、誤判定を低減する効果が期待できる。また、異なる位置に設置された複数の第二の検出手段(102−1,102−2)の位置と複数の第二の検出手段(102−1,102−2)それぞれで検出する振動の特徴量との相関を分析することで、漏洩発生位置の特定等を行うことができる。この分析は、例えば漏洩判定部103が行う構成とすることができるし、または分析を行うための処理部をさらに備える構成とすることもできる。
(第2の実施形態)
図7は、第2の実施形態の構成を示すブロック図である。図7に示すように、本実施形態は、漏洩判定条件提供手段104を備える。漏洩判定条件提供手段104は、第一の検出手段101により検出した物理量に応じた漏洩判定条件を漏洩判定部103へ提供することが目的である。漏洩判定条件提供手段104としては、例えば、データ記憶手段が挙げられる。
図7は、第2の実施形態の構成を示すブロック図である。図7に示すように、本実施形態は、漏洩判定条件提供手段104を備える。漏洩判定条件提供手段104は、第一の検出手段101により検出した物理量に応じた漏洩判定条件を漏洩判定部103へ提供することが目的である。漏洩判定条件提供手段104としては、例えば、データ記憶手段が挙げられる。
まず、漏洩判定条件提供手段104は物理量と振動の特徴量との対応関係を示す表を予め記憶する。そして、漏洩判定部103は第一の検出手段101を介して配管の物理量を取得する。次に、漏洩判定部103はその物理量に対応する漏洩判定条件を漏洩判定条件提供手段104から読み出す。そして、漏洩判定部103は検出した物理量に基づいて漏洩判定条件を設定する。
このような、漏洩判定条件提供手段104を用いた構成とすることにより、漏洩判定に関する計算を行わずに漏洩判定条件を設定できる。このため、高速で漏洩判定条件を設定することができる。また、漏洩判定条件の計算を行わないため、漏洩判定システム1−3全体における消費電力を抑制することができる。
なお、漏洩判定条件提供手段104は離れた位置にあるデータ記憶手段とし、漏洩判定部103と無線通信する構成としてもよい。このような構成とした場合、漏洩判定条件提供手段104を分離して持ち運ぶことができる。このため、漏洩判定条件提供手段104のメンテナンスが容易となる。
また、漏洩判定条件提供手段104を複数の漏洩判定システム1−3で共有化することもできる。このような構成とした場合、複数の漏洩判定システム1−3の物理量と漏洩判定条件との対応表を一括で変更することができる。
続いて、漏洩振動測定用実験系を用いた漏洩判定方法の確認結果について説明する。
図8は漏洩振動測定用実験系の構成を示す図である。図8に示すように、漏洩振動測定用実験系7は、圧力センサ701と、振動加速度センサ702と、振動分析装置703と、配管704と、漏洩孔705と、ポンプ706と、栓707を少なくとも有する。配管704としては、例えば金属管がある。
圧力センサ701は、第一の検出手段101に対応する。また、振動加速度センサ702および振動分析装置703は第二の検出手段102に対応する。また、図8では図示していないが、圧力センサ701や振動加速度センサ702および振動分析装置703とデータの通信を行い、流体の漏洩の有無を判定する漏洩判定部103や、予め用意する物理量と漏洩判定条件との対応関係を示す表を記憶する漏洩判定条件提供手段104を有する。
実験では、配管704に設けられた漏洩孔705から流体が漏洩する場合の、配管704内部の圧力(水圧)と、漏洩に起因する振動との相関を調査した。
配管704としては、長さ500mm、外径7.2mm、内径6.0mmの金属管を用いた。配管704の長さ方向において、端から250mmの箇所に、直径1mmの漏洩孔705を設けた。配管704の両端は支持する構成とした。
配管704内部の水圧値の検出は、配管704に接続した圧力センサ701により行った。また、漏洩に起因する振動の検出は、配管704上の漏洩孔705の反対側へ設置した振動加速度センサ702により行った。振動加速度センサ702では、漏洩孔705付近における配管704の振動振幅に比例する電圧出力が検出された。配管704に設置した振動加速度センサ702には、さらに振動分析装置703に接続した。
実験は、ポンプ706により配管704内を一定の水圧にした後、漏洩孔705から水を漏洩させて行った。
(第1の実施例)
漏洩振動測定用実験系7を用いて、振動分析装置703によって配管704の振動周波数特性を分析し、漏洩発生時の配管704内の水圧と漏洩に起因する振動の周波数特性の相関関係を調査した。
漏洩振動測定用実験系7を用いて、振動分析装置703によって配管704の振動周波数特性を分析し、漏洩発生時の配管704内の水圧と漏洩に起因する振動の周波数特性の相関関係を調査した。
漏洩時には、漏洩に起因する振動波形において、周波数領域で特徴的なピーク波形が見られた。以下、特徴的なピーク波形が観察された周波数をピーク周波数と呼ぶ。
図9は第1の実施例における水圧とピーク周波数との相関を示す図である。なお、水圧は大気圧との圧力差として示す。また、水圧とピーク周波数は、状態aにおける数値を基準として、規格化した値を示す。状態bにおいて、状態aの場合と比較して水圧が2.2倍となった。この時、ピーク周波数は1.7倍と70%高くなった。つまり、水圧に応じてピーク周波数が変化することが確認できた。
以下では、水圧変化に伴う漏洩振動のピーク周波数の変化に着目し、水圧変化に伴うピーク周波数変化を考慮しない関連する漏洩判定方法と、本実施例の漏洩判定方法である水圧変化に伴うピーク周波数変化を考慮した漏洩判定方法との、漏洩検出率について比較する。ここで、漏洩検出率とは、漏洩が発生している場合に漏洩有りと判定する確率である。
水圧変化に伴うピーク周波数変化を考慮しない関連する漏洩判定方法として、水圧変化に伴うピーク周波数変化にかかわらず、漏洩判定で監視する周波数帯域を予め固定する漏洩判定を行った。以下、漏洩判定で監視する周波数帯域を監視周波数帯域と呼ぶ。
また、本実施例の漏洩判定方法として、水圧変化に伴う周波数変化を考慮するために、水圧と監視周波数帯域の対応表を作成し、水圧変化に応じて対応表を参照し監視周波数帯域を決定する漏洩判定を行った。図10は、第1の実施例における水圧と監視周波数帯域の対応表である。
図11は、関連技術と第1の実施例の漏洩検出率の対応表である。実験の結果、水圧変化に伴うピーク周波数変化を考慮しない漏洩判定方法では漏洩検出率が70%であるのに対して、本実施例の漏洩判定方法では85%であった。つまり、漏洩検出率が向上していた。従って、本実施例の漏洩判定方法を用いることで、水圧変化に伴うピーク周波数の変化に追随し、漏洩検出を高精度化できることが確認できた。
(効果)
本実施例の漏洩判定方法では、水圧に応じて監視する周波数帯域を変更し設定する。これにより、水圧変化に伴って漏洩振動におけるピーク周波数が変化した場合でも、高精度な漏洩検出が可能になる。
本実施例の漏洩判定方法では、水圧に応じて監視する周波数帯域を変更し設定する。これにより、水圧変化に伴って漏洩振動におけるピーク周波数が変化した場合でも、高精度な漏洩検出が可能になる。
(第2の実施例)
漏洩振動測定用実験系7を用いて、振動分析装置703によって配管704の振動の振幅を分析し、漏洩発生時の配管704内の水圧の変化と漏洩に起因する振動の振幅の変化を調査した。
漏洩振動測定用実験系7を用いて、振動分析装置703によって配管704の振動の振幅を分析し、漏洩発生時の配管704内の水圧の変化と漏洩に起因する振動の振幅の変化を調査した。
漏洩時には、漏洩に起因する振動波形において、周波数領域で特徴的なピーク波形が見られた。以下、周波数領域における、振動波形のピーク周波数での振幅を、振動振幅と呼ぶ。
図12は、第2の実施例における水圧と振動振幅の値の相関である。ここで、水圧は大気圧との圧力差を示す。また、水圧と振動振幅は、状態cにおける数値を基準として、規格化した値を示す。図12に示すように、状態dにおいて、状態cの場合と比較して水圧が2.2倍となった際に、振動振幅は30倍に増大した。つまり、水圧に応じて振動振幅が変化することが確認できた。
以下では、水圧変化に伴う振動振幅の変化に着目し、水圧変化に伴う振動振幅の変化を考慮しない関連する漏洩判定方法と、本実施例の漏洩判定方法である水圧変化に伴う振動振幅の変化を考慮して漏洩判定を行う漏洩判定方法との、漏洩検出率について比較する。
水圧変化に伴う振動振幅の変化を考慮しない関連する漏洩判定方法として、水圧変化に伴う振幅変化にかかわらず、漏洩判定のために用いる閾値を予め固定する漏洩判定を行った。以下、漏洩判定のために用いる閾値を漏洩判定閾値と呼ぶ。
また、本実施例の漏洩判定方法として、水圧変化に伴う振幅変化を考慮するために、水圧と漏洩判定閾値との対応表を作成し、水圧変化に応じて対応表を参照し漏洩判定閾値を決定する漏洩検出を行った。図13は、第2の実施例における水圧と漏洩判定閾値との対応表である。図13において、漏洩判定閾値の単位はdBVとし、1Vを基準とする。以下、dBV単位は、1Vを基準とする。
図14は、関連技術と第2の実施例の漏洩検出率の対応表である。水圧変化に伴う振動振幅の変化を考慮しない関連する漏洩判定方法では漏洩検出率が70%であるのに対して、本実施例の漏洩判定方法では85%であった。つまり、漏洩検出率が向上していた。従って本実施例の漏洩判定方法を用いることで、水圧変化に伴う漏洩振動の振幅変化に追随し、漏洩検出を高精度化できることが確認できた。
(効果)
本実施例の漏洩判定方法では、水圧に応じて漏洩判定閾値を変更し設定する。これにより、水圧変化に伴って漏洩振動の振幅が変化した場合でも、高精度な漏洩検出が可能になる。
本実施例の漏洩判定方法では、水圧に応じて漏洩判定閾値を変更し設定する。これにより、水圧変化に伴って漏洩振動の振幅が変化した場合でも、高精度な漏洩検出が可能になる。
(第3の実施例)
上述したように、配管内の水圧に応じて、漏洩振動の波形のピーク周波数および振動振幅は変化した。以下では、水圧変化に伴う漏洩振動の変化を考慮しない関連する漏洩判定方法と、本実施例の漏洩判定方法である、水圧変化に伴うピーク周波数の変化および振動振幅変化を考慮する漏洩判定方法との、漏洩検出率を比較する。
上述したように、配管内の水圧に応じて、漏洩振動の波形のピーク周波数および振動振幅は変化した。以下では、水圧変化に伴う漏洩振動の変化を考慮しない関連する漏洩判定方法と、本実施例の漏洩判定方法である、水圧変化に伴うピーク周波数の変化および振動振幅変化を考慮する漏洩判定方法との、漏洩検出率を比較する。
水圧変化に伴う漏洩振動の変化を考慮しない関連する漏洩判定方法として、監視周波数帯域および漏洩判定閾値の二つの漏洩判定条件を予め固定する漏洩判定を行った。
また、本実施例の漏洩判定方法として、水圧変化に応じて、監視周波数帯域および漏洩判定閾値の二つの漏洩判定条件を設定する漏洩判定を行った。水圧変化に伴う漏洩振動の変化を考慮するために、水圧と監視周波数帯域および漏洩判定閾値との対応表を作成し、監視周波数帯域および漏洩判定閾値を決定する漏洩判定を行った。図15は、第3の実施例における水圧と監視周波数帯域および漏洩判定閾値との対応表である。
図16は、関連技術と第3の実施例の漏洩検出率の対応表である。水圧変化に伴う漏洩振動の変化を考慮しない関連する漏洩判定方法では漏洩検出率が70%であるのに対して、本実施例の漏洩判定方法では90%であった。つまり、漏洩検出率が向上していた。従って、本実施例の漏洩判定方法を用いることで、水圧変化に伴う漏洩振動の変化に追随し、漏洩検出を高精度化できることが確認できた。
(効果)
本実施例の漏洩判定方法では、流体の圧力変化に対して監視周波数帯域および漏洩判定閾値の二つの漏洩判定条件を変更し設定する。これにより、漏洩検出を高精度化できる。
本実施例の漏洩判定方法では、流体の圧力変化に対して監視周波数帯域および漏洩判定閾値の二つの漏洩判定条件を変更し設定する。これにより、漏洩検出を高精度化できる。
本発明は上記実施形態および実施例に限定されることなく、特許請求の範囲に記載の発明の範囲内で、種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲内に含まれるものであることはいうまでもない。
上記の実施形態および実施例の一部または全部は、以下の付記のように記載されうるが、以下に限られない。
(付記1)
配管内の流体の状態を示す所定の物理量を検出する第一の検出手段と、
前記配管を伝播する振動を検出する第二の検出手段と、
前記第一の検出手段で検出した物理量および前記第二の検出手段で検出した振動に基づいて漏洩判定を行う漏洩判定手段と
を有する漏洩判定システム。
配管内の流体の状態を示す所定の物理量を検出する第一の検出手段と、
前記配管を伝播する振動を検出する第二の検出手段と、
前記第一の検出手段で検出した物理量および前記第二の検出手段で検出した振動に基づいて漏洩判定を行う漏洩判定手段と
を有する漏洩判定システム。
(付記2)
前記漏洩判定手段は、
前記第一の検出手段で検出した物理量に基づいて設定される判定条件と、前記第二の検出手段で検出した振動の特徴量とを比較し、
前記特徴量が前記判定条件における閾値を超えた場合に漏洩ありと判定する
付記1に記載の漏洩判定システム。
前記漏洩判定手段は、
前記第一の検出手段で検出した物理量に基づいて設定される判定条件と、前記第二の検出手段で検出した振動の特徴量とを比較し、
前記特徴量が前記判定条件における閾値を超えた場合に漏洩ありと判定する
付記1に記載の漏洩判定システム。
(付記3)
前記判定条件は、前記第二の検出手段で監視を行う周波数帯域および振動振幅の少なくとも一つを含む付記2に記載の漏洩判定システム。
前記判定条件は、前記第二の検出手段で監視を行う周波数帯域および振動振幅の少なくとも一つを含む付記2に記載の漏洩判定システム。
(付記4)
前記漏洩判定手段は、前記振動の特徴量を規定する計算式を用いて前記判定条件を設定する付記2または3に記載の漏洩判定システム。
前記漏洩判定手段は、前記振動の特徴量を規定する計算式を用いて前記判定条件を設定する付記2または3に記載の漏洩判定システム。
(付記5)
前記第一の検出手段の対象となる物理量と前記振動の特徴量を対応付けて記憶する漏洩判定条件提供手段をさらに有し、
前記漏洩判定手段は、前記漏洩判定条件提供手段が提供する前記対応を用いて前記判定条件を設定する付記2または3に記載の漏洩判定システム。
前記第一の検出手段の対象となる物理量と前記振動の特徴量を対応付けて記憶する漏洩判定条件提供手段をさらに有し、
前記漏洩判定手段は、前記漏洩判定条件提供手段が提供する前記対応を用いて前記判定条件を設定する付記2または3に記載の漏洩判定システム。
(付記6)
前記第二の検出手段を複数備え、漏洩判定手段は、前記第一の検出手段と複数の前記第二の検出手段で検出した振動に基づいて漏洩判定を行う付記1から5のいずれか1項に記載の漏洩判定システム。
前記第二の検出手段を複数備え、漏洩判定手段は、前記第一の検出手段と複数の前記第二の検出手段で検出した振動に基づいて漏洩判定を行う付記1から5のいずれか1項に記載の漏洩判定システム。
(付記7)
複数の前記第二の検出手段が、前記配管近傍の異なる場所に設置されている、付記6に記載の漏洩判定システム。
複数の前記第二の検出手段が、前記配管近傍の異なる場所に設置されている、付記6に記載の漏洩判定システム。
(付記8)
前記漏洩判定手段は、複数の前記第二の検出手段の位置と前記第二の検出手段のそれぞれで検出する振動の特徴量との相関から漏洩位置を特定する、付記6または7に記載の漏洩判定システム。
前記漏洩判定手段は、複数の前記第二の検出手段の位置と前記第二の検出手段のそれぞれで検出する振動の特徴量との相関から漏洩位置を特定する、付記6または7に記載の漏洩判定システム。
(付記9)
前記所定の物理量は前記配管内の流体の圧力である付記1から8のいずれか1項に記載の漏洩判定システム。
前記所定の物理量は前記配管内の流体の圧力である付記1から8のいずれか1項に記載の漏洩判定システム。
(付記10)
前記所定の物理量は前記配管内の流体の流量である付記1から8のいずれか1項に記載の漏洩判定システム。
前記所定の物理量は前記配管内の流体の流量である付記1から8のいずれか1項に記載の漏洩判定システム。
(付記11)
前記所定の物理量は前記配管内の流体の流速である付記1から8のいずれか1項に記載の漏洩判定システム。
前記所定の物理量は前記配管内の流体の流速である付記1から8のいずれか1項に記載の漏洩判定システム。
(付記12)
前記第二の検出手段は、接触型振動検出手段である、付記1から11のいずれか1項に記載の流体の漏洩判定システム。
前記第二の検出手段は、接触型振動検出手段である、付記1から11のいずれか1項に記載の流体の漏洩判定システム。
(付記13)
前記第二の検出手段は、圧電振動センサである、付記12に記載の流体の漏洩判定システム。
前記第二の検出手段は、圧電振動センサである、付記12に記載の流体の漏洩判定システム。
(付記14)
前記第二の検出手段は、非接触型振動検出手段である、付記1か9のいずれか1項に記載の漏洩判定システム。
前記第二の検出手段は、非接触型振動検出手段である、付記1か9のいずれか1項に記載の漏洩判定システム。
(付記15)
配管内の流体の状態を示す物理量を検出し、
前記配管を伝播する振動を検出し、
前記物理量および前記振動に基づいて漏洩判定を行う、
漏洩判定方法。
配管内の流体の状態を示す物理量を検出し、
前記配管を伝播する振動を検出し、
前記物理量および前記振動に基づいて漏洩判定を行う、
漏洩判定方法。
(付記16)
前記物理量に基づいて設定される判定条件と、前記振動の特徴量とを比較し、
前記特徴量が前記判定条件における閾値を超えた場合に漏洩ありと判定する、
付記15に記載の漏洩判定方法。
前記物理量に基づいて設定される判定条件と、前記振動の特徴量とを比較し、
前記特徴量が前記判定条件における閾値を超えた場合に漏洩ありと判定する、
付記15に記載の漏洩判定方法。
(付記17)
前記判定条件は、監視を行う周波数帯域および振動振幅の少なくとも一つを含む付記16に記載の漏洩判定方法。
前記判定条件は、監視を行う周波数帯域および振動振幅の少なくとも一つを含む付記16に記載の漏洩判定方法。
(付記18)
前記物理量に基づいて前記振動の特徴量を規定する計算式を用いて前記判定条件を設定する付記16または17のいずれか1項に記載の漏洩判定方法。
前記物理量に基づいて前記振動の特徴量を規定する計算式を用いて前記判定条件を設定する付記16または17のいずれか1項に記載の漏洩判定方法。
(付記19)
前記第一の検出手段の対象となる物理量と前記振動の特徴量を対応付けて記憶し、
前記対応を用いて前記判定条件を設定する
付記16または17のいずれか1項に記載の漏洩判定方法。
前記第一の検出手段の対象となる物理量と前記振動の特徴量を対応付けて記憶し、
前記対応を用いて前記判定条件を設定する
付記16または17のいずれか1項に記載の漏洩判定方法。
(付記20)
前記物理量は前記配管内の圧力である付記15から19のいずれか1項に記載の漏洩判定方法。
前記物理量は前記配管内の圧力である付記15から19のいずれか1項に記載の漏洩判定方法。
(付記21)
前記物理量は前記配管内の流量である付記15から19のいずれか1項に記載の漏洩判定方法。
前記物理量は前記配管内の流量である付記15から19のいずれか1項に記載の漏洩判定方法。
(付記22)
前記物理量は前記配管内の流速である付記15から19のいずれか1項に記載の漏洩判定方法。
以上、実施形態(及び実施例)を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態(及び実施例)に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
この出願は、2013年11月12日に出願された日本出願特願2013−233848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。
前記物理量は前記配管内の流速である付記15から19のいずれか1項に記載の漏洩判定方法。
以上、実施形態(及び実施例)を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態(及び実施例)に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
この出願は、2013年11月12日に出願された日本出願特願2013−233848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。
1−1,1−2,1−3 漏洩判定システム
7 漏洩振動測定用実験系
101 第一の検出手段
102,102−1,102−2 第二の検出手段
103 漏洩判定部
104 漏洩判定条件提供手段
S301 通流状態検出工程
S302 漏洩判定条件設定工程
S303 振動検出工程
S304 漏洩判定工程
701 圧力センサ
702 振動加速度センサ
703 振動分析装置
704 配管
705 漏洩孔
706 ポンプ
707 栓
7 漏洩振動測定用実験系
101 第一の検出手段
102,102−1,102−2 第二の検出手段
103 漏洩判定部
104 漏洩判定条件提供手段
S301 通流状態検出工程
S302 漏洩判定条件設定工程
S303 振動検出工程
S304 漏洩判定工程
701 圧力センサ
702 振動加速度センサ
703 振動分析装置
704 配管
705 漏洩孔
706 ポンプ
707 栓
なお、本実施形態において、通流状態検出工程S301と、漏洩判定条件設定工程S302と、振動検出工程S303は、その順序が図2に示す順序と異なってもよい。例えば、図3に示すように、まず振動検出工程S303を行い、次に通流状態検出工程S301を行い、最後に漏洩判定条件設定工程S302を行ってもよい。また、図4に示すように、振動検出工程S303は、通流状態検出工程S301および漏洩判定条件設定工程S302と並行して行うこととしてもよい。また、図5に示すように、最初に通流状態検出工程S301を行い、振動検出工程S303と漏洩判定条件設定工程S302とを並行して行うこととしてもよい。いずれの方法においても、本実施形態に係る漏洩判定方法と同等の効果を奏する。
Claims (10)
- 配管内の流体の状態を示す所定の物理量を検出する第一の検出手段と、
前記配管を伝播する振動を検出する第二の検出手段と、
前記第一の検出手段で検出した物理量および前記第二の検出手段で検出した振動に基づいて漏洩判定を行う漏洩判定手段と
を有する漏洩判定システム。 - 前記漏洩判定手段は、
前記第一の検出手段で検出した物理量に基づいて設定される判定条件と、前記第二の検出手段で検出した振動の特徴量とを比較し、
前記特徴量が前記判定条件における閾値を超えた場合に漏洩ありと判定する
請求項1に記載の漏洩判定システム。 - 前記判定条件は、前記第二の検出手段で監視を行う振動の周波数帯域および振動振幅の少なくとも一つを含む
請求項2に記載の漏洩判定システム。 - 前記漏洩判定手段は、前記振動の特徴量を規定する計算式を用いて前記判定条件を設定する請求項2または3に記載の漏洩判定システム。
- 前記第一の検出手段の対象となる物理量と前記振動の特徴量を対応付けて記憶する漏洩判定条件提供手段をさらに有し、
前記漏洩判定手段は、前記漏洩判定条件提供手段が提供する前記対応を用いて前記判定条件を設定する請求項2または3に記載の漏洩判定システム。 - 前記第二の検出手段を複数備え、漏洩判定手段は、前記第一の検出手段と複数の前記第二の検出手段で検出した振動に基づいて漏洩判定を行う請求項1から5のいずれか1項に記載の漏洩判定システム。
- 前記漏洩判定手段は、複数の前記第二の検出手段の位置と前記第二の検出手段のそれぞれで検出する振動の特徴量との相関から漏洩位置を特定する、請求項6に記載の漏洩判定システム。
- 前記所定の物理量は前記配管内の流体の圧力である請求項1から7のいずれか1項に記載の漏洩判定システム。
- 配管内の流体の状態を示す物理量を検出し、
前記配管を伝播する振動を検出し、
前記物理量および前記振動に基づいて漏洩判定を行う、
漏洩判定方法。 - 前記物理量に基づいて設定される判定条件と、前記振動の特徴量とを比較し、
前記特徴量が前記判定条件における閾値を超えた場合に漏洩ありと判定する
請求項9に記載の漏洩判定方法。
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