JP2002122502A - 漏水監視方法 - Google Patents
漏水監視方法Info
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Abstract
換し、所定帯域の信号が所定の継続条件を超えて継続的
に所定レベルを下回ったことを検出して音途切れ検出信
号を発生する信号弁別手段と、前記音途切れ検出信号の
発生回数を計数する計数手段とを備えた漏水監視装置を
設け、所定期間あたりの前記計数値の変動を長期にわた
って監視し、前記計数値の急減が観察された場合に漏水
発生の可能性が高いと判断する。
Description
し、とくに、水道管に伝わる音響振動のありさまを漏水
監視装置により長期にわたって監視し、その監視データ
に基づいて漏水が発生したことを的確に検出できるよう
にした漏水監視方法に関する。
管を経て各戸へ供給される。この上水用の配/給水管
(水道管)は老朽化が激しく、それに伴って発生する漏
水が深刻な社会問題となってきている。現在、漏水量は
取水されて上水として配水される水量の10%以上にも
達していると言われている。そして、例年夏期になると
都市部を中心にして水不足が発生する。漏水によって失
った水量を補おうとすれば、新規に水源を開発しなくて
はならず、莫大な費用が掛かる。さらに、水源地の自然
環境にも重要な影響を与えることにもなる。
修理して漏水による貴重な水資源の損失を無くすことが
必要である。そのためには、広範囲にわたって水道管の
状態を逐次監視し、漏水を迅速に検出することが重要で
ある。
動を聞いて検出していた。漏水検査は、騒音や通常の流
水に起因する紛らわしい音響振動をできるだけ排除する
ように、人通りや交通量が少く水の使用量が減る深夜な
どの時間帯に行われる。そして、敷設地図に従って地下
に埋設されている水道管を辿り、専門の技術者が地上あ
るいは直接水道管表面に当てた聴診器でその水道管を伝
わる音響振動を聞いて漏水の有無を判断するのである。
しかし、この方法では作業時間が限定され、検査できる
水道管の範囲も極めて狭い。そのため、広大な調査対象
範囲から漏水個所を特定するためには膨大な時間が掛か
ってしまう。これでは年々確実に進行していく水道管の
老朽化に追いつくことができない。また、検査する人の
熟練度によっては漏水を確実に検出できない場合もあり
得る。
(従来例1)、実開平6−12564号公報(従来例
2)、特開平6−146346号公報(従来例3)など
には漏水を自動的に検出できる漏水監視装置についての
技術が開示されている。
振動を電気信号に変換するとともに、管流路に流体が流
れていない状態における振動に相当する電気信号に許容
範囲を加味してその電気信号のパターンをノイズ成分と
してあらかじめ記憶しておく。そして、管流路に流体が
流れているときの電気信号パターンとノイズ成分のそれ
とを比較して、通常の流液状態とは違う電気信号パター
ンであることを認知すると漏水ありと判断している。
てある水道メータが示す水道管内を流れる水量とあらか
じめ設定されている漏水量とを比較してメータが示す水
量が漏水量の設定値を超えたとき漏水と判断している。
さらに、従来例3は、水道メータから出力される水の消
費量と水道管を伝わる流水に起因する振動とを監視し、
メータが消費量を示さないとき、すなわち水道を使用し
ていないときに水道管の振動を検出すれば漏水ありと判
定している。
的にプラントの冷却水用水道管などにおける漏水監視装
置であって、あらかじめ流水していない状態で環境ノイ
ズの信号パターンを記憶させておく必要がある。そのた
め、すでに敷設されている水道管にこの技術を適用する
ことは困難である。また、信号パターン認識など複雑な
デジタルデータ処理が必要であり、装置自体が高価なも
のとなってしまう。広い水道管敷設範囲から漏水個所を
特定するためにこの装置を多数設置すれば膨大な費用が
掛かかってしまう。
場合の漏水監視技術であって、留守中には水道を使用し
ないことを前提としている。そして、水道メータより屋
内側における水道管の漏水を検出している。したがっ
て、本発明で問題としている一般水道管の漏水検出には
適用できない。
いないときに周辺の騒音や交通などに起因する環境振動
がないことが前提となる。反対に、環境振動が少ない深
夜でも水道が使用される場合はある。そのため、漏水を
検出できる確率が少なく、迅速な対応が困難となる。ま
た、環境振動と漏水による振動とを精度良く分離しよう
と思えば、従来例1に示したように複雑な信号処理と高
価な装置が必要となる。
て考察してみると、従来は漏水に起因する何らかの情報
を入手してその情報に基づいて漏水ありと判断するとい
う発想に基づいていることがわかる。しかし、現在の社
会環境では昼夜を問わず水道が使用されているし、交通
その他による騒音や振動が長時間に渡って途絶ることも
少ない。そのため、従来の漏水検出技術では、安価で精
度よく迅速にしかも広範囲にわたって漏水を検出する漏
水監視装置を達成することは困難である。
は一定水量で停止することなく連続的であり、騒音や水
道水の利用による通常の流水は断続的/不規則的である
ということに着目してみた。そして、水道管が正常な状
態であれば、その水道管を伝わる振動も断続的/不規則
的であるから、ある程度の時間でも振動がない状態が検
出できれば、漏水が起きている可能性は低いと判断して
よいと推論し、漏水が発生すると、前記のように観測さ
れていた振動のない状態の観測頻度や回数が急激に減少
すると推論した。そして、この推論が正しいことを多く
の実験により確認した。その結果、以下の発明をなし
た。
道管に伝わる音響振動を電気信号に変換する振動電気変
換手段と、この振動電気変換手段の出力信号を処理し、
所定帯域の信号が所定の継続条件を超えて継続的に所定
レベルを下回ったことを検出することで漏水していない
可能性を示す音途切れ検出信号を発生する信号弁別手段
と、前記音途切れ検出信号の発生回数を計数することで
漏水していない可能性の大きさを示す計数値を得る計数
手段とを備えたものである。そして、この発明の方法
は、所定期間あたりの前記計数値の変動を長期にわたっ
て監視し、前記計数値の急減が観察された場合に漏水発
生の可能性が高いと判断することを特徴とするものであ
る。
前記漏水監視装置において、前記計数手段の計数値を表
示出力する表示手段を備えた漏水監視装置を第2の発明
とし、前記計数手段の計数値をデータ信号の形式で出力
する信号出力手段を備えた漏水監視装置を第3の発明と
している。
いずれかにおいて、人間によるスイッチ操作などに応答
して前記計数手段をリセットする手動リセット手段を備
えた漏水監視装置とし、第1〜第4の発明のいずれかに
おいて、時間を計測する時計回路手段と、所定の監視サ
イクル毎に前記計数手段の計数値を所定のメモリエリア
に保存するとともに前記計数手段をリセットする自動リ
セット手段を備えた漏水監視装置を第5の発明としてい
る。
時計回路手段と、所定の監視サイクルにおける前記音途
切れ検出信号の発生回数に基づいて漏水がなかったか否
かを判定する漏水判定手段と、この判定手段の判定結果
を所定の監視サイクル分だけ所定のメモリエリアに保存
する判定結果保存手段と、この保存手段に保存された前
記判定結果を表示出力またはデータ信号の形式で出力す
る判定結果出力手段とを備えた漏水監視装置を第6の発
明としている。
を計測する時計回路手段と、所定の監視サイクルにおけ
る前記音途切れ検出信号の発生回数が所定回数以上であ
る場合に漏水がなかったと判定するとともに連続する所
定回数の監視サイクルにおいても前記音途切れ検出信号
の発生回数が前記所定回数に満たない場合に漏水があっ
たと判定する漏水判定手段と、この判定手段の判定結果
を所定の監視サイクル分だけ所定のメモリエリアに保存
する判定結果保存手段と、この保存手段に保存された前
記判定結果を表示出力またはデータ信号の形式で出力す
る判定結果出力手段とを備えた漏水監視装置とした。
かにおいて、常時動作して時間を計測する時計回路手段
と、この時計回路手段とともに常時動作して所定の時間
計画に基づいて他の回路手段に対して断続的に動作電源
を供給して当該他の回路手段を能動化させる断続動作制
御手段とを備えた漏水監視装置である。
ル中に前記音途切れ検出信号が所定回数検出された時点
でその監視サイクルの動作を途中で打ち切って休止サイ
クルにする制御手段を備えた漏水監視装置を第9の発明
としている。
る振動、および漏水による流水に起因する振動、さらに
は周囲の騒音などによる環境振動など様々な音響振動が
伝わる。もし、これらの音響振動が途切れることがあれ
ば水道管には漏水による流水もなかったと判断できる。
本発明による漏水監視装置は、水道管に伝わる振動が途
切れる頻度を適宜なデータ形式によって出力することで
漏水の有無を判定するための材料を提示する。
略図として示している。この漏水監視装置(以下、装
置)1は、戸別に配管される水道管に設置されて使用さ
れる。本実施例では、給水側の水道管で水道メータ付近
に設置される。もちろん、排水側の水道管に設置して下
水の流路における漏水を監視することもできる。
として動作し、その回路構成は、処理する信号形態や信
号処理機能に応じて、常時動作するデジタル回路部20
と、このデジタル回路部20の制御によって断続的に動
作するアナログ回路部10とに大きく分けられる。ま
た、水道管の監視結果に相当するデータを表示出力する
ために液晶ディスプレイ(LCD)30と装置1に種々
の設定入力(後述)を行うための操作パネル40も備え
ている。
デジタル回路部20は、それぞれ1チップのICで構成
されているが、アナログ、デジタルの各信号処理系統の
回路要素が1チップのIC内に組み込まれた構成とする
こともできる。もちろん、一部あるいは全ての回路要素
を個別の素子で構成することもできる。つぎに、具体的
な回路構成と動作について説明する。
管を伝わる音響振動を微弱な電気信号(音響信号)に変
換する。アナログ回路部10はこの音響信号の処理系統
である。振動センサ11から出力された音響信号は増幅
器12によって増幅される。周波数フィルタ13はこの
増幅信号中の高周波帯域など通水音の弁別には不用な周
波数帯域の信号をカットする。整流回路14はフィルタ
13を通過した音響信号を包絡線検波する。この検波出
力Vsは電圧比較器15にて所定の基準電圧値Vrと比
較される。そして、Vs>Vrであるとき所定の電圧
(Highレベル:H)信号のVoutが出力され、Vs
<VrであるときはLowレベル(L)のVoutが出力
される。なお、瞬間的な振動の発生や停止などは漏水を
検出する上での振動の発生や停止とは関係がないため、
適宜な時定数を設定して瞬間的な音響信号の変化を無視
するための付加回路を備えさせてもよい。
て上記アナログ回路部10を制御するとともに、アナロ
グ回路部10から出力されるVout信号に基づいて水道
管を伝わる振動が途切れた回数をカウントし、そのカウ
ント値をLCD30に表示するためのデータとして出力
する。
からのクロックパルスによって駆動されて現在の日付と
時刻を監視している。コントローラ24は、複数の時間
に相当するデータをレジスタに格納しており、カレンダ
ー回路23から時刻データを取得することでこの複数の
時間データに対応する所定のスケジュールに従ってスイ
ッチ60を間欠的に閉じる動作を行う。
トローラ24がスイッチを閉じる毎に電源が供給されて
動作する。本実施例では、1日(24時間)を1監視サ
イクルとして通常の流水や環境振動が比較的少ないと思
われる午前2時〜5時の3時間を測定時間とし、さら
に、この測定時間では3分間隔で2秒間ずつの動作時間
が設定されている。すなわち、毎日午前2時になると2
秒間動作して2分58秒休止し、また2秒間動作する。
そして2分58秒の休止・・・。この動作を午前5時ま
で繰り返してその日(監視サイクル)の測定を終える。
そして、つぎの日の午前2時になるとまた同じように動
作する。なお、コントローラ24は、スイッチ60を閉
じている動作に連動してコントロール信号VcをHにセ
ットする動作も行う。
ロックパルスをカウントすることで時間を計測し、あら
かじめ設定されている時間を計測すると音途切れ検出信
号としてパルスを1つ出力する。そして、このパルスに
よってカウンタ25がインクリメントされる。本実施例
では、タイマ21には約2秒間分のクロックパルス数が
レジスタに格納されており、このパルス数を計数すると
カウンタ25を歩進させる。また、AND回路26を介
してLレベルのリセット信号Vresを受け付けて時間計測
をリセットする動作も行う。本実施例において、AND
回路26はVoutの反転信号とVcとを入力し、Vcが
HでVout信号がLであるときリセット信号がHとなり
タイマ21がクロックパルスを計数する。したがって、
アナログ回路部10の2秒間の動作時間に水道管に伝わ
る振動が所定レベル以下を維持するとタイマ21が音途
切れ検出信号を出力し、カウンタ24がインクリメント
されることになる。なお、タイマ21のレジスタに格納
されているクロックパルス数は、アナログ回路部10が
動作を開始してからVoutを出力するまでの遅延時間や
VresがLになってからタイマ21が実際にクロックパ
ルスを計数し始めるまでの遅延時間などを考慮して、2
秒より僅かに短い所定時間分に設定されている。
30と操作パネル40とを備えている。LCD30はデ
ジタル回路部20から転送されるデータを表示データに
変換して適宜に表示出力する。操作パネル40は各種キ
ーが配設されるとともにキー操作に応じた入力信号をデ
ジタル回路20内の各回路に適宜に転送する。
作を行うとカウンタ24に累積されているカウント値が
LCD30に表示される。さらに、操作パネル40は累
積カウント値をリセットしたり、測定スケジュールや現
在日時を再設定したりするためのユーザ入力を受け付け
てコントローラ24やカレンダー回路23に格納されて
いる時間データを変更させる。そして、LCD30には
その設定時間データなどが適宜に表示される。
に水道管を伝わる振動が所定レベル以下であれば、カウ
ンタ24にはそれが振動の途切れた回数として累積され
ていく。本実施例において、水道管に漏水があるか否か
の判定はそのカウンタ24に累積された数値に基づいて
人間が判断することとしている。例えば、1ヶ月に1回
など所定期間毎に検査時を設け、その検査時に担当者が
この装置1の設置場所に来てLCD30にカウント値を
表示させる。この担当者は累積されたカウント値をチェ
ックするとともにカウンタ24をリセットする。もし漏
水があれば、アナログ回路部10はその動作時にほぼ連
続してHレベルのVout信号を出力しているのでタイマ
21はカウンタ24をインクリメントできない。そのた
め、前回検査時よりカウント値が少なければ、この装置
1の近辺の水道管で漏水あると判断できる。または、カ
ウント値が所定値以下であるときは漏水とするなどの規
定を設け、その規定に従って判定する。このようにして
漏水ありと判定されれば、この装置1近辺の極めて狭い
範囲内に漏水箇所があることがわかり、その後の漏水個
所の特定作業や修理などの対応が迅速に行えるのであ
る。
における漏水検出に使用しているが、もちろん、中水道
や下水道、あるいはプラントの管流路における漏水(漏
液)検出にも適用可能である。
にアナログ回路部を間欠動作させている。それによっ
て、長期間(7〜8年)の電源交換を不要とし、装置の
メンテナンスフリーを実現している。もちろん、各回路
要素に専用設計されたICなどを使用すれば極めて消費
電力を少なくすることができ、測定時間に連続動作させ
たり、あるいは常時連続動作させることもできる。な
お、アナログ回路部の動作スケジュールはコントローラ
に格納されている時間データを適宜に変更することで自
由に設定が可能である。
トローラにフィードバックさせ、その信号に従ってコン
トローラがスイッチの閉鎖動作を休止するようにしても
よい。例えば、音途切れ検出信号が2回出力されたら
(カウンタ24が2だけインクリメントされたら)その
測定時間における動作を終了して、つぎの監視サイクル
の測定時間がくるまでアナログ回路部を休止させる。そ
れによって、より消費電力を抑えることができる。ま
た、測定機会と音途切れ検出信号の発生回数とが対応
し、検査時にこの発生回数を表示させたとき、その回数
を休止させるための所定回数で割れば振動が途切れた日
数(監視サイクル数)がわかる。
号の発生回数をLCDに表示して漏水の有無の判断は人
が行っている。単に音途切れ検出信号の発生回数を提示
するだけではなく、より漏水の有無の判定に近いデータ
を提示することも可能である。例えば、1回の監視サイ
クルで音途切れ検出信号が所定回数以上検出されれば漏
水なしと判定し、それより少なければ漏水ありと判定す
る。あるいは、2〜3サイクルなど連続する監視サイク
ルのどの監視サイクルにおいても音途切れ検出信号が所
定回数以上検出されなければ漏水ありとして判定する。
さらに、このような判定結果を適宜な記憶部に格納す
る。このとき、音途切れ検出信号の発生日時と対応づけ
てもよい。そして、検査時にこの記憶部に格納された内
容をLCDに表示させれば、漏水が無かった日数や音途
切れ検出信号の発生傾向などがわかり、より漏水の有無
を確信できる。
の監視サイクル分記録するとともに、自動的にそのカウ
ント数や判定結果をリセットすることとしてもよい。そ
れによって、検査時に具体的な水道管の監視状態が履歴
として提示できる。
理や動作を行うためには適宜なロジックICを組み合わ
せてデジタル回路部を構成することで簡単に達成でき
る。もちろん、デジタル回路部にCPU、RAM、RO
Mを含んだマイコンを使用することもできる。この場
合、ROMに音途切れ検出信号(データ)の出力条件や
アナログ回路部の制御スケジュールを記述したプログラ
ムを書き込んでおき、CPUがそのプログラムに従って
音途切れ検出信号を検出してその検出日時をRAMに記
録する。さらに、この記録に従って漏水の有無を判断
し、操作パネルからのユーザ入力に従ってその判定内容
をLCDに転送する。
数をLCDに表示出力することとしているが、ディスプ
レイはLCDに限るものではない。LEDやELなどの
電子ディスプレイやソレノイドを使用した磁気反転式表
示装置などの機械式ディスプレイに適宜に代替可能であ
る。なお、表示出力は検査時にのみ手動で行うような方
式にすれば消費電力を抑えることができる。
として出力することもできる。そして、漏水監視装置に
データ出力用の通信インタフェースを備えさせて、この
インタフェースと検査担当者の携帯端末とを接続し、受
け取ったデータをこの端末のディスプレイに表示出力し
たり、端末の記憶装置に格納したりする使用形態とする
こともできる。もちろん、一定期間毎に電話回線などの
ネットワークを介して他の情報処理装置に転送するとい
った動作も可能である。
量で停止することなく連続的であり、騒音や水道水の利
用による通常の流水は断続的/不規則的であるというこ
とを利用し、水道管を伝わる振動が継続して所定レベル
以下となる状態になると音途切れ検出信号を出力してそ
の回数をカウントしている。そして、このカウント数に
よって漏水の有無の判断基準を提示していいる。したが
って、水道管に周囲の騒音や消費される流水に起因する
振動が昼夜を問わず発生したとしても、振動が途切れる
可能性がある限り、確実に漏水に起因する振動が無いこ
とを検出して、それをもって漏水がある旨を判断するこ
とが可能となる。そのため、簡素で安価な回路構成とし
ても精度よく漏水を検出できる。
出力すれば、漏水を検査する人がその回数を直接見て漏
水の有無を判断できる。また、所定の形式でデータ出力
すれば、データを適宜に利用したり加工したりあるいは
転送したりすることができる。
する手段を設けることで、検査時毎のカウント数をチェ
ックすることができる。また、所定の監視サイクル分の
カウント数を記録した後、そのカウント数を自動的にリ
セットすれば、検査時に手動でリセット操作する必要が
無く、所定期間毎に音途切れ状態の履歴を確認すること
ができる。
の有無を判断することで検査時に直接漏水を確認するこ
とが可能となる。また、1監視サイクル分のカウント数
が所定値に満たないとき、所定監視サイクル分の結果を
見てから漏水ありの判断することで工事などの騒音に起
因する連続的な振動によって漏水があると誤認識しない
ようにすることもできる。
画に基づいて他の回路手段に対して断続的に能動化させ
ることで消費電力を低くして長期間にわたってバッテリ
交換が不必要となりメンテナンスフリー化を実現するこ
とが可能となる。また、ある監視サイクル中に音途切れ
検出信号が所定回数検出された時点でその監視サイクル
の動作を途中で打ち切って休止サイクルにすれば、消費
電力をさらに小さくすることができる。
成図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 監視対象となる水道管に付設した漏水監
視装置により、水道管に伝わる音響振動を電気信号に変
換して所定帯域の信号が所定の継続条件を超えて継続的
に所定レベルを下回ったことを検出して音途切れ検出信
号を発生するとともに、その音途切れ検出信号の発生回
数を計数するように構成しておき、所定期間あたりの前
記計数値の変動を長期にわたって監視し、前記計数値の
急減が観察された場合に漏水発生の可能性が高いと判断
することを特徴とする漏水監視方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001321023A JP2002122502A (ja) | 1999-04-07 | 2001-10-18 | 漏水監視方法 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9993299 | 1999-04-07 | ||
JP11-99932 | 1999-04-07 | ||
JP2001321023A JP2002122502A (ja) | 1999-04-07 | 2001-10-18 | 漏水監視方法 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18069299A Division JP3263044B2 (ja) | 1999-04-07 | 1999-06-25 | 漏水監視装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002122502A true JP2002122502A (ja) | 2002-04-26 |
Family
ID=26441026
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001321023A Pending JP2002122502A (ja) | 1999-04-07 | 2001-10-18 | 漏水監視方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002122502A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012037492A (ja) * | 2010-08-11 | 2012-02-23 | Toshiba Corp | 漏水検出装置 |
WO2014050511A1 (ja) * | 2012-09-28 | 2014-04-03 | 日本電気株式会社 | 漏洩検査装置、プログラム、及び制御方法 |
JP2018005383A (ja) * | 2016-06-29 | 2018-01-11 | 株式会社日本ウォーターソリューション | 電子報告書作成装置及び電子報告書 |
-
2001
- 2001-10-18 JP JP2001321023A patent/JP2002122502A/ja active Pending
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US9739684B2 (en) | 2012-09-28 | 2017-08-22 | Nec Corporation | Leak-detection device, program, and control method |
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