CN111594768A - 船舶用软管的流体泄漏感测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能更可靠地感测在船舶用软管中流动的精制油等特定的流体的泄漏而不会实质上改变软管构造的船舶用软管的流体泄漏感测系统。当在流路1a中流动的流体L流入夹在内周侧增强层4与外周侧增强层6之间的流体滞留层7时，在船舶用软管1的长尺寸方向规定位置设置于流体滞留层7内的无源型的IC标签10变为被流入的流体L浸泡或包围的状态，由因流体L而发生溶解的溶解性构件形成的IC标签10的覆盖层13发生溶解，阻断电波W1、W2的覆盖层13变少，响应于从配置于船舶用软管1的外侧的电波发射器14a发送的电波W1而从IC标签10发射的电波W2的强弱发生变化，因此，基于电波接收器14b接收的电波W2的强弱，能判断有无来自流路1a的流体L的泄漏。
Description
技术领域
本发明涉及一种船舶用软管的流体泄漏感测系统，更详细而言，涉及一种能更可靠地感测在船舶用软管中流动的精制油等特定的流体的泄漏而不会实质上改变船舶用软管的构造的船舶用软管的流体泄漏感测系统。
背景技术
在将海上的油船与陆上设施等之间连结而对原油等流体进行海上输送的船舶用软管中，已知有在层叠于流路的外周侧的增强层之间具备流体滞留层的构造。从流路漏出的流体暂时地贮存于流体滞留层而防止向外部漏出。为了感测这样的流体泄漏的异常，提出了各种通过流入流体滞留层的流体而进行工作的泄漏感测单元(例如，参照专利文献1)。
在专利文献1所提出的感测单元中，流体滞留层的气压因流体流入流体滞留层而上升，伴随于此，配置于流体滞留层的螺旋状的可挠性管发生收缩变形。该收缩变形由经由连通管连接于可挠性管的气压传感器感测。然而，在这样利用流体滞留层的气压的变化的构造中，在即使流体流入流体滞留层，气压的变化也小的情况下，难以感测流体泄漏。此外，还存在以下问题：为了在流体滞留层设置螺旋状的可挠性管、连通管等，船舶用软管的构造发生变化。
例如，也考虑过利用以下方式来感测流体的泄漏，即，在流体滞留层和船舶用软管的外部配置能相互通信的通信部件，在流体流入流体滞留层时，通信因夹在两者之间的流体而阻断。然而，即使精制油等特定的流体夹在这些通信部件之间，也会维持为能够进行两者之间的通信的状态，而不会阻断电波。因此，为了感测这样的特定的流体的泄漏，需要特别的设计。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007-177847号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明的目的在于，提供一种能更可靠地感测在船舶用软管中流动的精制油等特定的流体的泄漏而不会实质上改变船舶用软管的构造的船舶用软管的流体泄漏感测系统。
技术方案
为了实现上述目的，本发明的船舶用软管的流体泄漏感测系统感测在船舶用软管的流路中流动的流体的泄漏，所述船舶用软管具备：内周侧增强层和外周侧增强层，层叠于所述流路的外周侧；流体滞留层，夹在所述内周侧增强层与所述外周侧增强层之间；以及浮力层，层叠于所述流体滞留层的外周侧，所述船舶用软管的流体泄漏感测系统的特征在于，具有：无源型的IC标签，在所述船舶用软管的长尺寸方向规定位置设置于所述流体滞留层内；以及电波发射器和电波接收器，配置于所述船舶用软管的外侧，构成为：通过所述电波接收器来接收响应于从所述电波发射器发射的电波而从所述IC标签发射的电波，并且，构成为：所述IC标签的一部分由因所述流体而发生溶解的溶解性构件形成，根据有无所述溶解性构件的溶解，所述电波接收器接收的从所述IC标签发射的电波的强弱发生变化，从而基于所述电波接收器接收的从所述IC标签发射的电波的强弱来判断有无所述流体的泄漏。
发明效果
根据本发明，当在流路中流动的精制油等特定的流体流入流体滞留层时，设置于流体滞留层内的无源型的IC标签会被流入的流体包围或浸泡。由此，因所述流体而发生溶解的溶解性构件的至少一部分发生溶解。伴随于此，响应于从配置于船舶用软管的外侧的电波发射器发送的电波而从IC标签发射的电波的强弱发生变化。因此，通过将电波接收器接收的从IC标签发射的电波的强弱设为指标，能更可靠地判断有无来自流路的流体的泄漏。在船舶用软管中，仅在流体滞留层内设置无源型的IC标签即可，无源型的IC标签非常小，因此船舶用软管的构造实质上不会改变。
附图说明
图1是举例示出设置有本发明的船舶用软管的流体泄漏感测系统的船舶用软管的说明图。
图2是以将船舶用软管的一部分放大后的纵剖视角举例示出流体泄漏感测系统的说明图。
图3是图2的A-A剖视图。
图4是将溶解性构件未溶解的状态的图2的IC标签放大而举例示出的说明图，图4(A)是俯视图，图4(B)是剖视图。
图5是举例示出图4的溶解性构件的一部分溶解后的状态的说明图，图5(A)是俯视图，图5(B)是剖视图。
图6是以俯视视角示出溶解性构件未溶解的状态的IC标签的变形例的说明图。
图7是以俯视视角举例示出图6的溶解性构件的一部分溶解后的状态的说明图。
具体实施方式
以下，基于图中所示的实施方式对本发明的船舶用软管的流体泄漏感测系统(以下，称为感测系统)进行说明。
如图1所示，船舶用软管1在其长尺寸方向两端具备用于连结其他船舶用软管1的连结端部2。连结端部2具有：管接头2b，在船舶用软管1的长尺寸方向延伸；以及法兰2a，接合于管接头2b的长尺寸方向一端。一般而言，八根以上且十根以下的范围左右的船舶用软管1连结而使用。
在船舶用软管1的两端的管接头2b之间，如图2所举例示出，在流路1a的外周侧从船舶用软管1的内周侧朝向外周侧按顺序层叠有：内表面橡胶层3、内周侧增强层4、主体线层5、流体滞留层7、外周侧增强层6、浮力层8、外皮层9。内表面橡胶层3的内周侧为流体L的流路1a。作为流体L，可以举例示出精制油等特定的流体。即，该流体L具有以下特性：即使夹在后述的IC标签10与感测器14之间，也会维持为能够进行IC标签10与感测器14之间的通信的状态，而不会阻断电波W1、W2。
浮力层8由海绵橡胶、发泡聚氨酯等发挥使船舶用软管1浮在海上的浮力的材料构成。因此，该船舶用软管1是所谓的漂浮式。外皮层9由橡胶等非透水性材料构成，并且在其表面附加有视觉确认性优异的线花纹等。
内表面橡胶层3根据流体L的种类选择适当的材质，在流体L为精制油的情况下，由耐油性优异的丁腈橡胶等构成。内周侧增强层4、外周侧增强层6分别将由橡胶包覆增强帘线而成的多个增强帘线层进行层叠而构成。主体线层5将金属线隔开规定间隔地呈螺旋状卷绕于内周侧增强层4的外周橡胶而构成。内周侧增强层4、主体线层5、外周侧增强层6通过各自的一端部的管接头线4a、5a、6a和突出设置于管接头2b的外周面的固定环2c等而固定于管接头2b。夹在内周侧增强层4与外周侧增强层6之间的流体滞留层7为贮存从流路1a漏出的流体L的空间。
该感测系统具有无源(passive)型的IC(Integrated Circuit：集成电路)标签10、以及电波发射器14a和电波接收器14b。IC标签10在船舶用软管1的长尺寸方向规定位置设置于流体滞留层7内。IC标签10在制造船舶用软管1的工序(成型工序)中配置于流体滞留层7内，并通过硫化粘接等而固定于流体滞留层7内。电波发射器14a和电波接收器14b与船舶用软管1分离地配置于船舶用软管1的外侧。在该实施方式中，使用电波发射器14a和电波接收器14b一体化而成的感测器14，但也可以采用将电波发射器14a和电波接收器14b分离独立的构成。当感测器14采用便携式时，泄漏感测操作变得更容易。
如图3所举例示出，理想的是，IC标签10在船舶用软管1的长尺寸方向规定位置沿船舶用软管1的周向隔开间隔地设置有多个。例如，在船舶用软管1的一处长尺寸方向规定位置，沿周向等间隔地设置有三个以上且六个以下的IC标签10。
作为设置IC标签10的船舶用软管1的长尺寸方向规定位置，优选设为管接头2b所延伸的范围。在该范围内存在管接头2b，由此IC标签10不会实质上受到船舶用软管1的弯曲变形、扭转变形的影响，有利于长期保护IC标签10免受外力影响。
IC标签10可以仅在船舶用软管1的长尺寸方向端部的管接头2b所延伸的范围设置，也可以除了该范围之外还在船舶用软管1的长尺寸方向中央部等设置IC标签10。即，IC标签10优选至少设置于船舶用软管1的长尺寸方向端部的管接头2b所延伸的范围。
如图4所举例示出，IC标签10具有IC芯片11、天线部12以及包覆它们整体的覆盖层13。在图4(B)中，以斜线示出了覆盖层13。IC标签10的尺寸非常小，例如，纵向尺寸和横向尺寸分别为50mm以下(按外径计为50mm以下)，厚度为10mm以下。更优选纵向尺寸和横向尺寸分别为30mm以下(按外径计为30mm以下)、厚度为5mm以下的IC标签10。
覆盖层13由因流体L而发生溶解的溶解性构件形成。在该实施方式中，流体L为精制油，因此覆盖层13由因精制油而发生溶解的油性的涂料等形成。此外，该覆盖层13具有阻断后述电波W1、W2的通过的特性。溶解性构件可以为在油性的涂料等中混合阻断电波W1、W2的通过的粒子等而成的构件。
构成为：在覆盖层13未存在于IC标签10的外表面整体的状态(未包覆IC芯片11和天线部12的整体的状态)下，当从电波发射器14a发射电波W1时，响应于该电波W1而从IC标签10发射电波W2，该电波W2由电波接收器14b接收。即，由IC标签10和感测器14构成了RFID(Radio Frequency Identification：射频识别)系统。
如图4所举例示出，在覆盖层13存在于IC标签10的外表面整体的状态(包覆IC芯片11和天线部12的整体的状态)下，由覆盖层13阻断电波W1、W2的通过，因此无法进行IC标签10与感测器14之间的通信(难以进行通信)。即，该RFID系统构成为：根据有无由溶解性构件形成的覆盖层13的溶解(被溶解的面积的程度)，电波接收器14b接收的从IC标签10发射的电波W2的强弱发生变化。
IC标签10与感测器14之间的相互通信所使用的电波W1、W2的频率、输出适当设定，但在使用无源型的IC标签10的情况下难以设定为高输出。因此，IC标签10与感测器14之间的电波W1、W2的相互通信距离例如为几十cm以上且几m以下的范围左右。
在该实施方式中，在IC芯片11中存储有确定该IC标签10在船舶用软管1中的设置位置(长尺寸方向位置、或者长尺寸方向位置和周向位置)的位置确定信息。然后，通过发射的电波W2将该位置确定信息发送至电波接收器14b。也可以在IC芯片11中预先存储其他信息，并通过电波W2进行发送。例如，也可以将该船舶用软管1的规格信息、制造信息、该IC标签10向船舶用软管1的设置时期等信息预先存储于IC芯片11，并进行发送。
即使在能够进行IC标签10与感测器14之间的通信的状态下，在水中，电波W1、W2也大幅地衰减，因此，当IC标签10存在于水中时，难以进行与大气中的感测器14之间的电波W1、W2的相互通信。IC标签10可以以在使用船舶用软管1时位于水上的方式设置于流体滞留层7内，但有时会因船舶用软管1被扭转而变成IC标签10位于水中的状态。因此，为了在使用船舶用软管1时位于水上的IC标签10始终存在，如图3所举例示出，理想的是，IC标签10在船舶用软管1的长尺寸方向规定位置沿船舶用软管1的周向隔开间隔地设置有多个。
以下，对使用该感测系统来判断是否从流路1a发生了流体L的泄漏的步骤的一个例子进行说明。
为了感测流体L的泄漏，操作者通过搭载有感测器14的作业船定期地或在必要的时期接近船舶用软管1。然后，使感测器14工作，从电波发送器14a朝向船舶用软管1的位于水上的适当的范围(埋设有IC标签10的范围)发射电波W1。在流体L未流入流体滞留层7内的情况下，如图4所举例示出，覆盖层13不会因流体L而发生溶解，电波W1由覆盖层13阻断。伴随于此，不会响应于从电波发射器14a发射的电波W1而从IC标签10发射电波W2，或者发射的电波W2变弱(输出变小)。因此，电波接收器14b接收的电波W2为无(无法接收到电波W2)，或者接收的电波W2变弱。
另一方面，在内表面橡胶层3、内周侧增强层4等发生破损，流体L从流路1a流入流体滞留层7，从而IC标签10(覆盖层13)被流体L包围或浸泡的情况下，如图5所举例示出，覆盖层13的至少一部分因流体L而发生溶解。在图5(B)中，以斜线示出了覆盖层13。
伴随着覆盖层13的溶解，响应于从电波发射器14a发射的电波W1而从IC标签10发射电波W2，或者发射的电波W2变强(输出变大)。即，利用发射的电波W1来使IC标签10产生电力。IC标签10通过该电力而发射电波W2，电波接收器14b能接收到电波W2，或者接收的电波W2变强。在电波接收器14b中，接收到的电波W2的强度例如以数值来显示。
因此，通过在流体L未从流路1a漏出的船舶用软管1的正常状态下，预先掌握电波接收器14b从IC标签10接收的电波W2的输出值的强度，能掌握IC标签10发射的电波W2相对于正常状态的强弱(输出的大小)。并且，预先设定视为电波接收器14b接收的电波W2的强度的正常状态的基准值C。在电波接收器14b接收的电波W2的强度为基准值C以上的情况下，判断为流体L流入流体滞留层7内，在电波接收器14b接收的电波W2的强度小于基准值C的情况下，判断为流体L未流入流体滞留层7内。即，如果电波接收器14b接收的电波W2的强度为基准值C以上，则可以判断为流体L从流路1a漏出，如果电波接收器14b接收的电波W2的强度小于基准值C，则可以判断为流体L未从流路1a漏出。该基准值C基于事先测试的结果等而设定为适当的值。
操作者通过将显示于电波接收器14b的电波W2的强度的数值等与基准值C进行比较，能立即判断出有无来自流路1a的流体L的漏出。也可以在感测器14设置将由电波接收器14b接收到的电波W2的强度与基准值C进行比较的运算部。通过采用具有这样的运算部的感测系统，能自动地判断出有无来自流路1a的流体L的漏出。
也假定了以下情况：即使在流体L未从流路1a漏出的情况下，由于各个IC标签10因外力而损伤等原因，在感测器14与各个IC标签10之间也无法进行电波W1、W2的相互通信。因此，像以下这样设置为好：设置多个IC标签10，在电波接收器14b接收的电波W2的强度为基准值C以上的IC标签10的数量的比例为基准比例R以上的情况下，判断为流体L流入流体滞留层7内，在该比例小于基准比例R的情况下，判断为流体L未流入流体滞留层7内。通过这样进行判断，有利于防止有无来自流路1a的流体L的泄漏的判断错误。该基准比例R基于事先测试的结果等而设定为适当的比例。
如图6所举例示出，也可以将IC芯片11的电路11a的至少一部分设为溶解性构件。即，电路11a的导线的至少一部分由因流体L而发生溶解的溶解性构件形成。在该实施方式中，IC标签10不具有上述的覆盖层13。需要说明的是，不限于IC芯片11的电路11a，构成IC标签10的电路(包括检测元件等)的至少一部分由溶解性构件形成即可。
当使感测器14工作而从电波发送器14a发射电波W1时，在流体L未流入流体滞留层7内的情况下，如图6所举例示出，电路11a未因流体L而发生溶解，因此IC标签10正常发挥功能。因此，利用发射的电波W1来使IC标签10产生电力。IC标签10通过该电力而发射电波W2，电波接收器14b接收该电波W2。在电波接收器14b中，接收到的电波W2的强度例如以数值来显示。
另一方面，在内表面橡胶层3、内周侧增强层4等发生破损，流体L从流路1a流入流体滞留层7，从而IC标签10被流体L包围或浸泡的情况下，如图7所举例示出，电路11a的至少一部分因流体L而发生溶解，IC标签10本身被破坏。伴随于此，变为不会响应于从电波发射器14a发射的电波W1而从IC标签10发射电波W2。由此，电波接收器14b接收的电波W2变为无(变为无法接收到电波W2)。
因此，通过在流体L未从流路1a漏出的船舶用软管1的正常状态下，预先掌握电波接收器14b从IC标签10接收的电波W2的输出值的强度，能掌握IC标签10发射的电波W2相对于正常状态的强弱(输出的大小)。并且，预先设定视为电波接收器14b接收的电波W2的强度的正常状态的基准值C。在电波接收器14b接收的电波W2的强度小于基准值C的情况下，判断为流体L流入流体滞留层7内，在电波接收器14b接收的电波W2的强度为基准值C以上的情况下，判断为流体L未流入流体滞留层7内。即，如果电波接收器14b接收的电波W2的强度小于基准值C，则可以判断为流体L从流路1a漏出，如果电波接收器14b接收的电波W2的强度为基准值C以上，则可以判断为流体L未从流路1a漏出。该基准值C基于事先测试的结果等而设定为适当的值。
如上所述，在本发明的感测系统中，基于电波接收器14b接收的从IC标签10发射的电波W2的强弱，能更可靠地判断有无来自流路1a的流体L的泄漏。在船舶用软管1中，仅在流体滞留层7内设置IC标签10即可，无源型的IC标签10非常小，因此船舶用软管1的构造实质上没有变化。因此，不会影响船舶用软管1的性能，也不会影响船舶用软管1的各种品质认证。
也假定了以下情况：即使在流体L未从流路1a漏出的情况下，由于各个IC标签10因外力而损伤等原因，在感测器14与各个IC标签10之间也无法进行电波W1、W2的相互通信。因此，像以下这样设置为好：设置多个IC标签10，在电波接收器14b接收的电波W2的强度为基准值C以上的IC标签10的数量的比例为基准比例R以上的情况下，判断为流体L未流入流体滞留层7内，在该比例小于基准比例R的情况下，判断为流体L流入流体滞留层7内。通过这样进行判断，有利于防止有无来自流路1a的流体L的泄漏的判断错误。该基准比例R基于事先测试的结果等而设定为适当的比例。
在上述的各个实施方式中，通过从IC标签10发射的电波W2来发送确定该IC标签10在船舶用软管1中的设置位置的位置确定信息。因此，通过对由电波接收器14b接收到的电波W2(位置确定信息)进行分析，容易更可靠地确定发生了流体L的泄漏的位置。
当使用同一规格的IC标签10、同一制造批次的IC标签10时，存在由于某些原因而所有的IC标签10变得无法正常发挥功能的风险，由此，有无流体L的泄漏的判断发生错误。因此，为了避免该风险，也可以使规格不同的IC标签10或制造批次不同的IC标签10混在一起而设置于流体滞留层7内。
需要说明的是，也可以将为了感测流入流体滞留层7内的流体L而设置于管接头2b的外周面的公知的油罐(oil pot)与上述的感测系统一并使用。
符号说明
1 船舶用软管
1a 流路
2 连结端部
2a 法兰
2b 管接头
2c 固定环
3 内表面橡胶层
4 内周侧增强层
4a 管接头线
5 主体线层
5a 管接头线
6 外周侧增强层
6a 管接头线
7 流体滞留层
8 浮力层
9 外皮层
10 IC标签
11 IC芯片
11a 电路(溶解性构件)
12 天线部
13 覆盖层(溶解性构件)
14 感测器
14a 电波发射器
14b 电波接收器
Claims (7)
1.一种船舶用软管的流体泄漏感测系统，感测在船舶用软管的流路中流动的流体的泄漏，
所述船舶用软管具备：内周侧增强层和外周侧增强层，层叠于所述流路的外周侧；流体滞留层，夹在所述内周侧增强层与所述外周侧增强层之间；以及浮力层，层叠于所述流体滞留层的外周侧，
所述船舶用软管的流体泄漏感测系统的特征在于，
具有：无源型的IC标签，在所述船舶用软管的长尺寸方向规定位置设置于所述流体滞留层内；以及电波发射器和电波接收器，配置于所述船舶用软管的外侧，
构成为：通过所述电波接收器来接收响应于从所述电波发射器发射的电波而从所述IC标签发射的电波，并且，构成为：所述IC标签的一部分由因所述流体而发生溶解的溶解性构件形成，根据有无所述溶解性构件的溶解，所述电波接收器接收的从所述IC标签发射的电波的强弱发生变化，
从而基于所述电波接收器接收的从所述IC标签发射的电波的强弱来判断有无所述流体的泄漏。
2.根据权利要求1所述的船舶用软管的流体泄漏感测系统，其中，
构成所述IC标签的覆盖层为所述溶解性构件。
3.根据权利要求1所述的船舶用软管的流体泄漏感测系统，其中，
构成所述IC标签的电路的至少一部分为所述溶解性构件。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的船舶用软管的流体泄漏感测系统，其中，
所述IC标签至少设置于所述船舶用软管的长尺寸方向端部的管接头所延伸的范围。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的船舶用软管的流体泄漏感测系统，其中，
所述IC标签在所述船舶用软管的长尺寸方向规定位置沿所述船舶用软管的周向隔开间隔地设置有多个。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的船舶用软管的流体泄漏感测系统，其中，
构成为：在所述IC标签中存储有确定该IC标签在所述船舶用软管中的设置位置的位置确定信息，通过从该IC标签发射的电波将所述位置确定信息发送至电波接收器。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的船舶用软管的流体泄漏感测系统，其中，
作为所述IC标签，混在一起地设置有规格不同的IC标签或者制造批次不同的IC标签。
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