CN101329012B - 泄漏探测装置 - Google Patents
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Abstract
提供一种泄漏探测装置，能够正确且可靠地检测埋设流体管道中有无泄漏以及泄漏位置，并且即使是对泄漏探测操作不怎么熟练的人员也能够使用。由振动检测装置(2)、探测装置主体(4)、以及头戴式耳机(5)构成泄漏探测装置(1)，其中，所述振动检测装置(2)具有内置有压电元件的拾波器(6)，所述探测装置主体(4)内置有将输出信号进行电压放大的电压放大器(31、37)以及从输出信号除去噪声的多种噪声除去单元(33、34、35)。探测装置主体(4)具有将检测到的振动声数据显示在规定画面上的显示装置(15)。
Description
技术领域
本发明涉及一种检测在埋在地下的水道管道、气体管道等流体管道内流动的水、气体等流体有无泄漏以及泄漏位置的泄漏探测装置。
背景技术
以往，作为检测在埋在地下的水道管道、气体管道等流体管道内流动的水、气体等流体有无泄漏以及泄漏位置的装置，已知有听声式泄漏探测装置81，如图8所示，该听声式泄漏探测装置81由振动检测装置82、电压放大装置85、以及头戴式耳机86构成，其中，所述振动检测装置82由拾波器83和线84构成(例如，参照专利文献1)。
专利文献1：日本特开平10-325778号公报
在使用该泄漏探测装置81检测水道管道中有无漏水以及泄漏位置的情况下，如图9所示，操作者利用束带将电压放大装置85保持在腰部，并且利用束带将头戴式耳机86从头顶垂下而安装在头部。然后，用单手把持线84的适当部位，将拾波器83载置到地表面上。
如果将电压放大装置85的电源接通(ON)，通过载置在地表面上的拾波器83捕捉作为在水道管道的漏水点产生并在地下传播过来的微小振动的漏水声，并转换为电信号。然后，通过电压放大装置85进行电压放大直到成为可听到声音的电平为止，从头戴式耳机86输出声音。
操作者沿着水道管道以0.5～1.0mm为间隔将拾波器83载置在地表面上，听取来自头戴式耳机86的输出声。然后，根据其强弱、高低等判断有无漏水，在输出声的电平达到极大值时，判断为在其正下方的水道管道存在漏水点。
在此，在水道管道的漏水点产生的漏水声在地下传播直到到达地表面为止会相当程度地衰减成为微小振动。因而，通常在汽车、行人等引起的交通噪声、工厂、建设现场等引起的工业噪声、店铺内设备、自动售货机等引起的生活噪声变得非常小的夜间实施如上所述的漏水探测操作。
发明内容
发明要解决的问题
但是，即使在夜间，实际上有时也会暂时地产生汽车、行人等引起的交通噪声，有时虽然深夜营业的店铺内设备、自动售货机等引起的生活噪声较小但是也会稳定地发生。在这种情况下，在以往的泄漏探测装置81中，拾波器83会捕捉这些噪声，作为噪声而混入来自头戴式耳机86的输出声，因此很难正确且可靠地检测有无泄漏以及泄漏位置。
另外，在使用了以往的泄漏探测装置81的泄漏探测操作中，操作者听取来自头戴式耳机86的输出声，根据其细微的强弱、高低等判断有无泄漏，在其微小的电平变为极大时判断为泄漏点，因此现实中，如果不是对泄漏探测操作相当熟练的人员无法进行实施。
本发明是鉴于上述以往的问题点而完成的，其目的在于提供一种即使在暂时地产生汽车、行人等引起的交通噪声、稳定地产生深夜营业的店铺内设备、自动售货机等引起的生活噪声的情况下也能够正确且可靠地检测埋设流体管道中有无泄漏以及泄漏位置的泄漏探测装置。
本发明的另一个目的在于提供一种泄漏探测装置，即使是对泄漏探测操作不太熟练的人员也能够正确且可靠地检测埋设流体管道中有无泄漏以及泄漏位置。
用于解决问题的方案
为了达到上述目的，本发明的泄漏探测装置的特征在于，由以下部分构成：振动检测装置，其具有内置有压电元件的拾波器；探测装置主体，其内置有对输出信号进行电压放大的电压放大器以及从输出信号除去噪声的多种噪声除去单元；以及头戴式耳机。
根据这种结构，在考虑了在实施泄漏探测的环境下产生的噪声的基础上，可适当选择最佳的噪声除去单元，因此能够正确且可靠地检测埋设流体管道中有无泄漏以及泄漏位置。
优选为上述多种噪声除去单元能够适当组合进行应用，并能够变更设定条件。
优选为上述探测装置主体具有将检测到的振动声数据显示在规定画面上的显示装置。
根据这种结构，不仅能够对振动检测电平进行听声，还可利用数值显示、图形显示进行视觉化，因此即使是对泄漏探测操作不太熟练的人员，也能够正确且可靠地检测埋设流体管道中有无泄漏以及泄漏位置。
优选为上述振动检测装置在信号输出线上安装橡胶制块状体的噪声吸收部件。
如果设置把持上述振动检测装置的把持部件，并在该把持部件上配置听声开关，则操作者能够便携地按下听声开关，进一步提高操作性。
附图说明
图1是表示本发明的泄漏探测装置的结构的立体图。
图2是振动检测装置以及把持部件的主视图。
图3是噪声吸收部件的截面图。
图4是探测装置主体的(A)正面图，(B)左侧面图，(C)俯视图，以及(D)右侧面图。
图5是探测装置主体内部的概要结构图。
图6是延迟处理噪声除去单元的概要结构图。
图7是表示显示在探测装置主体的显示装置上的画面的说明图。
图8是以往的泄漏探测装置的概要结构图。
图9是通过听声式泄漏探测装置进行泄漏探测的情况的说明图。
附图标记的说明
1：泄漏探测装置；2：振动检测装置；3：把持部件；4：探测装置主体；5：头戴式耳机；6：拾波器；7：线；8：噪声吸收部件；13：听声开关；15：显示装置；33：带通滤波器；34：梳状滤波器(comb filter)；35：延迟处理噪声除去单元。
具体实施方式
下面，参照附图具体说明本发明的泄漏探测装置的最佳实施方式。
图1是表示本发明的泄漏探测装置的结构的立体图，图2是振动检测装置以及把持部件的主视图，图3是噪声吸收部件的截面图，图4是探测装置主体的(A)正面图，(B)左侧面图，(C)俯视图，以及(D)右侧面图。
如图1所示，本发明的泄漏探测装置1由振动检测装置2、把持部件3、探测装置主体4以及头戴式耳机5构成。
如图1和图2所示，振动检测装置2由拾波器6、线7以及噪声吸收部件8构成。
如图2所示，拾波器6由载置部9、主体部10、连接部11构成，载置部9将金属制的板材折弯而形成多个脚体。主体部10内置金属制的振动体以及固定在该振动体上的压电元件，并用橡胶制的盖覆盖，连接部11内置连接器，并用橡胶制的盖覆盖。
如图2所示，线7用聚氯乙烯制的保护材料覆盖与上述压电元件的电线束连接的导线，在线7的下部缠绕而形成环部7a，用橡胶制的捆束部件12、12对在环部7a重合的线部分进行捆绑。
如图2和图3所示，噪声吸收部件8是呈球状的橡胶制块状体，在该噪声吸收部件8的内部形成具有与线7的外径大致相同的内径的大致U字状的线嵌插路8a。
并且，将比环部7a更靠近下方的线7的下端部嵌插到线嵌插路8a中，安装在线7的拾波器6附近。
在进行泄漏探测操作时，线7在空中处于不稳定状态，但是在振动检测装置2中，在线7的下部形成环部7a，用捆束部件12、12捆绑重合的线部分，因此在线7的下部即使受到风的作用也很少在水平方向上发生微小振动，另外，即使手进行移动也很少在垂直方向上发生微小振动。因而，在线7中很难产生摩擦风音、摩擦声。
并且，在线7的拾波器6附近安装有作为橡胶制块状体的噪声吸收部件8，因此即使在线7中产生了摩擦风音、摩擦声的情况下，也通过噪声吸收部件8的材质本身的作用以及作为惯性质量的作用而吸收微小振动，从而能够有效地除去摩擦风音、摩擦声引起的噪声。
另外，将线7嵌插到大致U字状的线嵌插路8a中，至少在两个位置将线7较大地折弯，使线7的保护材料硬化从而提高振动吸收特性，因此能够在这些弯曲部分中吸收水平方向以及垂直方向的微小振动，有效地除去摩擦风音、摩擦声引起的噪声。
如图1和图2所示，把持部件3呈棱柱体状，在框体的下表面顶端部通过向下方凸出的橡胶制套筒来连接上述线7的一端部，并且在后面部通过向后方凸出的橡胶制套筒来连接线14。
另外，在框体的下表面前侧部配置有听声开关13，操作者可在把持住把持部件3的状态下，用食指等按下听声开关13。
这样，如果事先在把持部件3的下表面前侧部配置听声开关13，则在进行泄漏探测操作时，操作者可在把持住把持部件3的状态下对听声开关13进行操作，不需要单手在探测装置主体4上进行移动来逐个确认并按下配置在探测装置主体4上的听声开关23，操作性非常好。
如图1和图4所示，探测装置主体4在上表面中央部配置由LCD构成的显示装置15，在显示装置15的周围配置滤波器高频设定键16、滤波器低频设定键17、梳状滤波器设定键18、延迟处理噪声除去模式设定键19、显示画面切换键20、数据保存键21、背光灯键22。
并且，在上表面右上端部配置听声开关23，在上表面左上端部配置灵敏度设定刻度盘24。
在探测装置主体4的左侧面部配置电源开关25以及通信端口26，在右侧面部配置振动检测装置连接连接器27以及头戴式耳机插口28。
另外，在左侧面部以及右侧面部的中央上端部形成对悬挂探测装置主体4的带的下端部进行卡定的卡定槽部29、29，并且在后面两侧部固定安装将保持探测装置主体4的带贯穿的卡定构件30、30。
如图5和图6所示，探测装置主体4内置有电压放大器31、A/D转换器32、多种噪声除去单元、D/A转换器36以及电压放大器37。
在本实施例中，作为多种噪声除去单元采用带通滤波器33、梳状滤波器34以及延迟处理噪声除去单元35。
带通滤波器33仅使特定范围的频率成分通过，使其以外的频率成分衰减。
可通过操作滤波器高频设定键16、滤波器低频设定键17来适当设定带通滤波器33的通频带。
在探测装置主体4中可通过滤波器高频设定键16设定400、600、800、1200、2200Hz的高频频率，可通过滤波器低频设定键17设定0、100、200、400Hz的低频频率。
例如，如果通过滤波器高频设定键16设定800Hz的高频频率，通过滤波器低频设定键17设定200Hz的低频频率，则可设定将通频带设为200～800Hz的带通滤波器33。
梳状滤波器34使每隔特定频率间隔的频率成分衰减，使其以外的频率成分通过。
可通过操作梳状滤波器设定键18来适当设定梳状滤波器34的衰减频带。
在探测装置主体4中，能够通过梳状滤波器设定键18将基本频率设定为50Hz或60Hz，能够使各个高次谐波直到5次高次谐波为止的频率成分衰减。
例如，如果通过梳状滤波器设定键18将基本频率设定为50Hz，则能够设定使50、100、150、200、250Hz的频率成分衰减的梳状滤波器34。
延迟处理噪声除去单元35将泄漏声以及外来噪声混杂的信号转换为由频率成分构成的信号，比较不同采样时刻的信号的频率成分之间的功率，在所有频带范围内选择功率较小的一方的频率成分，并根据该频率成分生成除去外来噪声而得到的信号。
能够通过操作延迟处理噪声除去模式设定键19来适当设定采样时刻的差异、即延迟时间。
在探测装置主体4中，可通过延迟处理噪声除去模式设定键19设定为LEVEL 1(延迟时间0.2s)、LEVEL 2(延迟时间1.0s)、LEVEL 3(延迟时间3.0s)。
例如，如果通过延迟处理噪声除去模式设定键19选择LEVEL 2，则将采样时刻相差1.0s的信号进行比较，在所有频带范围内选择功率较小的一方的频率成分，能够生成除去外来噪声而得到的信号。
具体地说，如图6所示，延迟处理噪声除去单元35由以下部分构成：高速傅立叶变换处理部38，其将信号转换为频率成分；信号保存部39，其保存作为频率成分的信号，并且生成延迟信号；信号判断部40，其将不同采样时刻的信号的频率成分进行比较来判断功率大小；开关单元41，其与适当端子连接并选择作为适当频率成分的信号；以及高速逆傅立叶变换处理部42，其从所选择的频率成分中生成信号。
相对于水、气体等泄漏声稳定地产生，夜间的汽车、行人等引起的交通噪声是暂时地产生，因此在某时刻的输出信号的特定频率成分的功率较大的情形被认为在该时刻产生了外来噪声。因而，如果通过延迟处理噪声除去单元35选择特定频率成分的功率较小的时刻的信号，则可以说能够提取外来噪声较少的输出信号。
如果按下电源开关25，则在显示装置15上显示初始画面之后，在1～2秒后，如图7所示，显示电平显示画面43。
然后，如图7所示，每当按下显示画面切换键20，都会如电平显示画面43、文件列表显示画面44、图形显示画面45那样依次切换显示画面。
此外，在夜间等无法看清显示装置15的画面的情况下，如果按下背光灯键22，则能够点亮显示装置15的背光灯，能够可靠地看到画面。
在电平显示画面43上显示听声时的采样数据中的最小振动检测电平值。该最小振动检测电平值被显示为如“MIN999”那样000～999的相对的数值。
另外，通过听声电平条46使振动检测电平的改变视觉化，并且听声电平条46的改变被显示为如“99”那样00～99的相对的数值。
在文件列表显示画面44上显示文件No.、最小振动检测电平值、年月日、时刻作为可保存到内部存储器(未图示)内的规定的文件中的文件数据。
在图形显示画面45上将文件No.及其最小振动检测电平值进行数值显示，并且对于所选择的10点的文件数据，利用图形47显示与文件No.对应的最小振动检测电平值。
在电平显示画面43中，当在将把持部件3的听声开关13或探测装置主体4的听声开关23按下而设为接通的状态下按下数据保存键21时，在画面上保存目的地的文件No.点亮。
然后，在将听声开关13或听声开关23按下而设为断开(OFF)时，检测过程中的最小振动检测电平值被保存到内部存储器内的规定的文件中，保存目的地的文件No.从画面上熄灭。
另外，如果在探测装置主体4的通信端口26上连接个人计算机的线缆的连接器，则根据来自个人计算机的数据传输命令而传输保存在探测装置主体4的内部存储器中的文件数据。
头戴式耳机5如图1所示那样在头带48的两端部配置有左右的耳垫49、50，将线51从一方的耳垫49导出。
接着，说明将本发明的泄漏探测装置1的使用方法以及作用应用于埋在地下的水道管道的漏水检测的情况。
首先，将振动检测装置2、把持部件3以及头戴式耳机5连接到探测装置主体4上，按下探测装置主体4的电源开关25来设为接通电源。然后，对滤波器高频设定键16、滤波器低频设定键17、梳状滤波器设定键18、延迟处理噪声除去模式设定键19进行操作，在实施泄漏检测的环境下适当选择并设定最佳的噪声除去单元。
接着，将头戴式耳机5安装在头部，利用带从头顶垂下探测装置主体4，并且利用带保持在腰部。然后，单手把持把持部件3，将拾波器6放置到埋有水道管道的地表面上，将把持部件3的听声开关13或探测装置主体4的听声开关23按下来设为接通，从拾波器6输出检测信号。
通过探测装置主体4内的电压放大器31对由拾波器6检测到的泄漏声进行信号放大，通过适当选择并设定的规定的滤波器33、34、延迟处理噪声除去单元35除去噪声之后，作为振动声而输出到头戴式耳机5。
操作者聆听从头戴式耳机5输出的振动声的强弱、高低，并且，沿着水道管道在地面移动，以适当间隔将拾波器6载置到地表面上，继续进行聆听输出的振动声的强弱、高低的操作。
然后，根据输出的振动声的强弱、高低判断水道管道是否产生漏水，在判断为产生了漏水的情况下，搜索振动声的电平变为极大的地点，判断为其正下方是水道管道的漏水点。
如果按下电源开关25，则在显示装置15的画面上进行规定的画面显示，显示听声时的采样数据中的最小振动检测电平值，通过听声电平条46使振动检测电平的改变视觉化。另外，将文件No.、最小振动检测电平值、年月日、时间作为文件数据进行显示，利用图形47显示与文件No.对应的最小振动检测电平值。
如上所述，在本发明的泄漏探测装置1中，不仅能够对振动检测电平进行听声，还可利用数值显示、图形显示进行视觉化，因此即使是对泄漏探测操作不太熟练的人员，也能够正确且可靠地检测埋设流体管道中有无泄漏以及泄漏位置。另外，对于对泄漏探测操作熟练的人员来说，也能够更正确且可靠地进行检测。
根据本发明的泄漏探测装置1，在各种深夜营业的店铺内设备、自动售货机等引起的具有规定的频率的稳定的生活噪声、汽车、行人等引起的暂时的交通噪声、犬吠声等不规则的噪声叠加的情况下，能够通过应用全部的带通滤波器33、梳状滤波器34、延迟处理噪声除去单元35来除去噪声并且可靠地捕捉泄漏声。
另外，在汽车、行人等引起的暂时的交通噪声、犬吠声等不规则的噪声叠加的情况下，能够通过应用带通滤波器33、延迟处理噪声除去单元35来除去噪声并且可靠地捕捉泄漏声。
并且，在郊外等噪声比较小的情况下，能够通过仅应用带通滤波器33来除去噪声并且可靠地捕捉泄漏声。
如上所述，根据本发明的泄漏探测装置1，可以在考虑了在实施泄漏探测的环境下产生的噪声的种类的基础上，适当选择并设定最佳的噪声除去单元，因此能够正确且可靠地检测埋设流体管道中有无泄漏以及泄漏位置。
Claims (4)
1.一种泄漏探测装置，由以下部分构成：振动检测装置，其具有内置有压电元件的拾波器；探测装置主体，其内置有将输出信号进行电压放大的电压放大器以及从输出信号除去噪声的多种噪声除去单元；以及头戴式耳机；
其特征在于，上述多种噪声除去单元由带通滤波器、梳状滤波器以及延迟处理噪声除去单元构成；
其中，上述带通滤波器仅使特定范围的频率成分通过，使其以外的频率成分衰减，能够通过操作设定键来适当设定通频带的高频频率和低频频率，
上述梳状滤波器使每隔特定频率间隔的频率成分衰减，使其以外的频率成分通过，能够通过操作设定键来设定基本频率，使直到规定的高次谐波为止的频率成分衰减，
上述延迟处理噪声除去单元将泄漏声以及外来噪声混杂的信号转换为由频率成分构成的信号，比较不同采样时刻的信号的频率成分之间的功率，在所有频带范围内选择功率较小的一方的频率成分，并根据上述功率较小的一方的频率成分生成除去外来噪声而得到的信号，能够通过操作设定键来适当设定采样时刻的差异、即延迟时间，
在实施泄漏探测时，能够适当组合地选择并设定上述带通滤波器、梳状滤波器以及延迟处理噪声除去单元。
2.根据权利要求1所述的泄漏探测装置，其特征在于，
上述探测装置主体具有将检测到的振动声数据显示在规定画面上的显示装置，上述显示装置依次将显示画面切换为电平显示画面、文件列表显示画面、图形显示画面。
3.根据权利要求1所述的泄漏探测装置，其特征在于，
上述振动检测装置将信号输出线缠绕而形成环部，用橡胶制的捆束部件将上述环部进行捆绑，并且在上述信号输出线的下端部安装橡胶制块状体的噪声吸收部件。
4.根据权利要求1所述的泄漏探测装置，其特征在于，
设置把持上述振动检测装置的把持部件，在该把持部件上配置有听声开关。
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