JP2002296142A - リーク検出装置 - Google Patents
リーク検出装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 微少なリークであっても、またリーク気体が
透明気体であってもリーク発生場所の検出及びリーク量
推定が行えるようにする。 【解決手段】 撮影部３０からの動画像データをデータ
変換部４１でディジタル化し、このディジタル画像に基
づき速度ベクトル演算部４２により速度ベクトルを演算
する。そして、表面積分演算部４３で速度ベクトル画像
を小領域Ｐに区画し、当該小領域Ｐにおける速度ベクト
ルの集中度合を示す表面積分値を演算する。この表面積
分値から、その領域でのリーク発生の有無が判断できる
と共に、リークが発生している場合にはインリークであ
るかアウトリークであるかの判断が可能になる。
透明気体であってもリーク発生場所の検出及びリーク量
推定が行えるようにする。 【解決手段】 撮影部３０からの動画像データをデータ
変換部４１でディジタル化し、このディジタル画像に基
づき速度ベクトル演算部４２により速度ベクトルを演算
する。そして、表面積分演算部４３で速度ベクトル画像
を小領域Ｐに区画し、当該小領域Ｐにおける速度ベクト
ルの集中度合を示す表面積分値を演算する。この表面積
分値から、その領域でのリーク発生の有無が判断できる
と共に、リークが発生している場合にはインリークであ
るかアウトリークであるかの判断が可能になる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、配管やタンク等を
多数有するプラントや装置におけるリークの発生場所の
検出及びリーク量の推定が行えるようにしたリーク検出
装置に関する。
多数有するプラントや装置におけるリークの発生場所の
検出及びリーク量の推定が行えるようにしたリーク検出
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】発電プラントや化学プラント等の種々の
プラントや種々の製造装置等においては、多数の配管や
タンクが設けられている。このような系においてガス等
が漏出したり（アウトリーク）、外気が配管等に流入し
たり（インリーク）すると安全性上からも好ましくない
ので、リーク発生場所の検出及びそのリーク量を的確に
把握することが必要になる。
プラントや種々の製造装置等においては、多数の配管や
タンクが設けられている。このような系においてガス等
が漏出したり（アウトリーク）、外気が配管等に流入し
たり（インリーク）すると安全性上からも好ましくない
ので、リーク発生場所の検出及びそのリーク量を的確に
把握することが必要になる。
【０００３】そこで、従来はリーク発生場所の検出方法
として、後述するような音響法、撮影法、トレース法等
の方法が採用されている。
として、後述するような音響法、撮影法、トレース法等
の方法が採用されている。
【０００４】音響法は、リーク気体の流動によりリーク
発生場所で音響が発生することを利用する方法で、この
音響の強さ及びその分布を検出して、リーク発生場所や
リーク量を推定する。
発生場所で音響が発生することを利用する方法で、この
音響の強さ及びその分布を検出して、リーク発生場所や
リーク量を推定する。
【０００５】撮影法は、ＣＣＤカメラ等によりリーク場
所及びその状況を撮影して、その撮影画像を検討するこ
とによりリークの発生の有無やリーク量を判断する方法
であり、トレース法は、煙等をスモークチェッカーとし
て用いてその流れをトレースすることによりリークの有
無を検出する方法である。
所及びその状況を撮影して、その撮影画像を検討するこ
とによりリークの発生の有無やリーク量を判断する方法
であり、トレース法は、煙等をスモークチェッカーとし
て用いてその流れをトレースすることによりリークの有
無を検出する方法である。
【０００６】一方、リーク量の推定は音響法のみでしか
行えないのが現状で、リークに伴い発生する音響の強さ
とリーク量との相関関係を利用して、当該音響の強さか
らリーク量を推定する方法である。
行えないのが現状で、リークに伴い発生する音響の強さ
とリーク量との相関関係を利用して、当該音響の強さか
らリーク量を推定する方法である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たリーク発生場所の検出方法やリーク量の推定方法では
以下のような問題があり、特に微少なリークやリーク流
体が透明（直接視認することができない）な場合にはこ
れらの検出及び推定が行うことが困難である問題があっ
た。
たリーク発生場所の検出方法やリーク量の推定方法では
以下のような問題があり、特に微少なリークやリーク流
体が透明（直接視認することができない）な場合にはこ
れらの検出及び推定が行うことが困難である問題があっ
た。
【０００８】即ち、音響法では、リーク気体の流動に伴
う音響を検出するが、例えばインリークのような微小な
リークではこの音響が弱く、リーク発生場所の検出を高
精度で行うことが困難である。
う音響を検出するが、例えばインリークのような微小な
リークではこの音響が弱く、リーク発生場所の検出を高
精度で行うことが困難である。
【０００９】また、撮影法では、リーク気体が蒸気のよ
うに可視できる場合には撮影できるが、空気のように可
視できないリーク気体に対しては利用することができな
い。
うに可視できる場合には撮影できるが、空気のように可
視できないリーク気体に対しては利用することができな
い。
【００１０】さらに、トレース法では、トレーサが拡散
するに従いその濃度が低くなるため、次第にトレースす
ることが困難になると共に、目視によりトレースする場
合が多いので十分なリーク検出能力を得ることが難しい
問題がある。
するに従いその濃度が低くなるため、次第にトレースす
ることが困難になると共に、目視によりトレースする場
合が多いので十分なリーク検出能力を得ることが難しい
問題がある。
【００１１】一方、音響法によるリーク量推定では、少
なくともリーク発生場所が同定できるような音響が発生
していることが前提となるので、かかる音響が検出がで
きない場合にはリーク量の推定もできない。
なくともリーク発生場所が同定できるような音響が発生
していることが前提となるので、かかる音響が検出がで
きない場合にはリーク量の推定もできない。
【００１２】そこで、本発明は、微少なリークであって
も、またリーク気体が透明気体であってもリーク発生場
所の検出及びリーク量推定が高精度で行えるようにした
リーク検出装置を提供することを目的とする。
も、またリーク気体が透明気体であってもリーク発生場
所の検出及びリーク量推定が高精度で行えるようにした
リーク検出装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１にかかる発明は、レーザ光のスクリーンを
形成するレーザスクリーン形成部と、当該レーザスクリ
ーンを撮影する撮影部と、該撮影部からの動画像データ
をディジタル画像に変換するデータ変換部と、ディジタ
ル画像に基づき速度ベクトルを演算する速度ベクトル演
算部と、速度ベクトルによる速度ベクトル画像を表示し
てリーク発生の有無及びリークが発生している場合には
その度合の情報表示を行う表示部とを有して、微少なリ
ークであっても、またリーク気体が透明気体であっても
リーク発生場所の検出及びリーク量推定が高精度で行え
るようにしたことを特徴とする。
め、請求項１にかかる発明は、レーザ光のスクリーンを
形成するレーザスクリーン形成部と、当該レーザスクリ
ーンを撮影する撮影部と、該撮影部からの動画像データ
をディジタル画像に変換するデータ変換部と、ディジタ
ル画像に基づき速度ベクトルを演算する速度ベクトル演
算部と、速度ベクトルによる速度ベクトル画像を表示し
てリーク発生の有無及びリークが発生している場合には
その度合の情報表示を行う表示部とを有して、微少なリ
ークであっても、またリーク気体が透明気体であっても
リーク発生場所の検出及びリーク量推定が高精度で行え
るようにしたことを特徴とする。
【００１４】請求項２にかかる発明は、速度ベクトル演
算部が速度ベクトルを演算する際に、ディジタル画像の
所定領域に注目し、この領域が単位時間後にどのように
変化したかを粒子相関法により求めて演算することを特
徴とする。
算部が速度ベクトルを演算する際に、ディジタル画像の
所定領域に注目し、この領域が単位時間後にどのように
変化したかを粒子相関法により求めて演算することを特
徴とする。
【００１５】請求項３にかかる発明は、速度ベクトル演
算部が速度ベクトルを演算する際に、ディジタル画像の
時間微分値と空間微分値とを演算し、これらの値から速
度ベクトルを演算することを特徴とする。
算部が速度ベクトルを演算する際に、ディジタル画像の
時間微分値と空間微分値とを演算し、これらの値から速
度ベクトルを演算することを特徴とする。
【００１６】請求項４にかかる発明は、速度ベクトル画
像を小領域に区画し、当該小領域における速度ベクトル
の集中度合を示す表面積分値を演算する表面積分演算部
を備えて、表示部で当該表面積分値に対応して色づけし
た画像を表示するようにしたことを特徴とする。
像を小領域に区画し、当該小領域における速度ベクトル
の集中度合を示す表面積分値を演算する表面積分演算部
を備えて、表示部で当該表面積分値に対応して色づけし
た画像を表示するようにしたことを特徴とする。
【００１７】請求項５にかかる発明は、速度ベクトルを
９０度回転させた回転ベクトルを出力する回転ベクトル
演算部を備え、表面積分演算部が当該速度ベクトル及び
回転ベクトルについて表面積分値を演算するようにした
ことを特徴とする。
９０度回転させた回転ベクトルを出力する回転ベクトル
演算部を備え、表面積分演算部が当該速度ベクトル及び
回転ベクトルについて表面積分値を演算するようにした
ことを特徴とする。
【００１８】請求項６にかかる発明は、表面積分値が所
定値より大きな正値の場合にはインリークが発生し、所
定値より大きな負値の場合にはアウトリークが発生し、
それ以外の場合にはリークが発生していないと判断する
リーク判定部を設けたことを特徴とする。
定値より大きな正値の場合にはインリークが発生し、所
定値より大きな負値の場合にはアウトリークが発生し、
それ以外の場合にはリークが発生していないと判断する
リーク判定部を設けたことを特徴とする。
【００１９】請求項７にかかる発明は、リーク判定部
が、リークが発生していると判断した小領域の表面積分
値と速度ベクトルの大きさ及び角度に基づきリーク量を
推定することを特徴とする。
が、リークが発生していると判断した小領域の表面積分
値と速度ベクトルの大きさ及び角度に基づきリーク量を
推定することを特徴とする。
【００２０】請求項８にかかる発明は、小領域の表面積
分値、速度ベクトルの大きさ及び角度のそれぞれの分散
値を演算する分散値演算部を備え、リーク判定部が、表
面積分値、速度ベクトルの大きさ、角度及び分散値に基
づきリーク量を推定することを特徴とする。
分値、速度ベクトルの大きさ及び角度のそれぞれの分散
値を演算する分散値演算部を備え、リーク判定部が、表
面積分値、速度ベクトルの大きさ、角度及び分散値に基
づきリーク量を推定することを特徴とする。
【００２１】請求項９にかかる発明は、撮影部でレーザ
スクリーンを撮影する際に、当該レーザスクリーンを通
過する気流の視認性を高めるべく、当該レーザスクリー
ンを覆うようにトレイサーを散布することを特徴とす
る。
スクリーンを撮影する際に、当該レーザスクリーンを通
過する気流の視認性を高めるべく、当該レーザスクリー
ンを覆うようにトレイサーを散布することを特徴とす
る。
【００２２】請求項１０にかかる発明は、レーザスクリ
ーンの形成に用いられるレーザ光が、パルス発振による
パルスレーザ光であって、当該パルスレーザの発光に同
期して撮影部が撮影を行うことを特徴とする。
ーンの形成に用いられるレーザ光が、パルス発振による
パルスレーザ光であって、当該パルスレーザの発光に同
期して撮影部が撮影を行うことを特徴とする。
【００２３】
【発明の実施の形態】本発明の第１の実施の形態を図を
参照して説明する。図１は本実施の形態にかかるリーク
検出装置１０の概略構成及び使用方法を示す図である。
参照して説明する。図１は本実施の形態にかかるリーク
検出装置１０の概略構成及び使用方法を示す図である。
【００２４】当該リーク検出装置１０は、レーザ光のス
クリーンを形成するレーザスクリーン形成部２０、当該
レーザスクリーンを撮影するＣＣＤカメラ等により構成
された撮影部３０、該撮影部３０からの撮影画像に基づ
きリークの発生やリーク量を判断して表示するリーク判
定器４０等を有している。
クリーンを形成するレーザスクリーン形成部２０、当該
レーザスクリーンを撮影するＣＣＤカメラ等により構成
された撮影部３０、該撮影部３０からの撮影画像に基づ
きリークの発生やリーク量を判断して表示するリーク判
定器４０等を有している。
【００２５】レーザスクリーン形成部２０は、レーザ光
を発光するレーザ光源２１、該レーザ光源２１からのレ
ーザ光をシート状に拡張してスクリーン化するシリンド
リカルレンズ２３、レーザ光源２１からのレーザ光をシ
リンドリカルレンズ２３に導く光ファイバ２２により構
成されて、リークの有無を検出する場所にレーザスクリ
ーンが形成されるように設置される。
を発光するレーザ光源２１、該レーザ光源２１からのレ
ーザ光をシート状に拡張してスクリーン化するシリンド
リカルレンズ２３、レーザ光源２１からのレーザ光をシ
リンドリカルレンズ２３に導く光ファイバ２２により構
成されて、リークの有無を検出する場所にレーザスクリ
ーンが形成されるように設置される。
【００２６】なお、レーザ光は、そのままでは視認する
ことができないが、回りに埃等が浮遊していると、これ
にレーザ光が散乱されるために視認することができるよ
うになる。
ことができないが、回りに埃等が浮遊していると、これ
にレーザ光が散乱されるために視認することができるよ
うになる。
【００２７】このことは、レーザスクリーンが視認でき
るようになると、その場所には何らかの理由で気流の乱
れが生じていることを意味しているので、かかる埃をト
レーサとして注目することにより気流の流れ、即ちリー
ク発生の有無やリーク量を判断することが可能になる。
るようになると、その場所には何らかの理由で気流の乱
れが生じていることを意味しているので、かかる埃をト
レーサとして注目することにより気流の流れ、即ちリー
ク発生の有無やリーク量を判断することが可能になる。
【００２８】無論、レーザ光の強さが弱かったり、埃等
の散乱物が少ない場合には、気流の動きを明確に撮影す
ることができないので、このような場合には煙や蒸気、
ドライアイス等により微細粒子を発生させて、これをト
レーサーとして用いるようにしてもよい。
の散乱物が少ない場合には、気流の動きを明確に撮影す
ることができないので、このような場合には煙や蒸気、
ドライアイス等により微細粒子を発生させて、これをト
レーサーとして用いるようにしてもよい。
【００２９】また、レーザ光源２１として連続発振して
レーザ光を射出するものでもよいが、パルス発振による
パルスレーザ光を発振するものであってもよい。パルス
レーザを用いると、より強いレーザ光を射出することが
できるために、微細なトレーサーの挙動をより明確に捕
らえることが可能になる。
レーザ光を射出するものでもよいが、パルス発振による
パルスレーザ光を発振するものであってもよい。パルス
レーザを用いると、より強いレーザ光を射出することが
できるために、微細なトレーサーの挙動をより明確に捕
らえることが可能になる。
【００３０】図２は、このようにして得られた撮影部３
０による動画像から、リークの発生やリーク量を判断し
て表示するリーク判定器４０の処理手順を模式的に示し
た図であり、図３は当該リーク判定器４０の概略構成を
示すブロック図である。
０による動画像から、リークの発生やリーク量を判断し
て表示するリーク判定器４０の処理手順を模式的に示し
た図であり、図３は当該リーク判定器４０の概略構成を
示すブロック図である。
【００３１】撮影した領域でリークが発生しているか否
かを判断するには、図２（ａ）に示す動画像の時空間微
分又は粒子相関により図２（ｂ）に示すような速度ベク
トルを算出する。この速度ベクトルに関する詳細な理論
は、例えば三池秀敏他、パソコンによる動画像処理、森
北出版株式会社、１９９３年発行に記載されている。
かを判断するには、図２（ａ）に示す動画像の時空間微
分又は粒子相関により図２（ｂ）に示すような速度ベク
トルを算出する。この速度ベクトルに関する詳細な理論
は、例えば三池秀敏他、パソコンによる動画像処理、森
北出版株式会社、１９９３年発行に記載されている。
【００３２】このような速度ベクトルを用いると、イン
リークがある所では当該速度ベクトルは渦状に集中する
ようになり、またアウトリークがある所では当該速度ベ
クトルは外向きに発散するようになる。図４は、このよ
うにして求めた撮影画像（図４（ａ））に対する速度ベ
クトル（図４（ｂ））及び後述する回転ベクトル（図４
（ｃ））を示した図である。
リークがある所では当該速度ベクトルは渦状に集中する
ようになり、またアウトリークがある所では当該速度ベ
クトルは外向きに発散するようになる。図４は、このよ
うにして求めた撮影画像（図４（ａ））に対する速度ベ
クトル（図４（ｂ））及び後述する回転ベクトル（図４
（ｃ））を示した図である。
【００３３】そこで、速度ベクトルの集中や発散の度合
を自動的に判断可能にするために表面積分値を求める。
この表面積分値は、速度ベクトルが集中するインリーク
の場所では大きな負値となり、速度ベクトルが発散する
アウトリークの場所では大きな正値となる。
を自動的に判断可能にするために表面積分値を求める。
この表面積分値は、速度ベクトルが集中するインリーク
の場所では大きな負値となり、速度ベクトルが発散する
アウトリークの場所では大きな正値となる。
【００３４】表面積分値は、図２（ｂ）に示すように速
度ベクトル画像に小領域Ｐ（実線で囲まれた領域）を設
定し、その境界の法線方向に対する速度ベクトルの射影
（法線ベクトルと速度ベクトルとの内積）をこの境界に
沿って加算（積分）することにより求められる。
度ベクトル画像に小領域Ｐ（実線で囲まれた領域）を設
定し、その境界の法線方向に対する速度ベクトルの射影
（法線ベクトルと速度ベクトルとの内積）をこの境界に
沿って加算（積分）することにより求められる。
【００３５】これにより表面積分値から、その領域での
リーク発生の有無が判断できると共に、リークが発生し
ている場合にはインリークであるかアウトリークである
かの判断が可能になる。
リーク発生の有無が判断できると共に、リークが発生し
ている場合にはインリークであるかアウトリークである
かの判断が可能になる。
【００３６】図２（ｃ）は、小領域Ｐごとの表面積分値
の大きさを色変換して画像表示した図で、これによりリ
ークの発生状況が可視化して表示されるようになってい
る。なお、同図においては、色分けする代りにハッチン
グして示している。
の大きさを色変換して画像表示した図で、これによりリ
ークの発生状況が可視化して表示されるようになってい
る。なお、同図においては、色分けする代りにハッチン
グして示している。
【００３７】図３に示すように、このような原理に基づ
き構成されたリーク判定器４０は、撮影部３０からの動
画像データをディジタル化するデータ変換部４１、ディ
ジタル画像に基づき速度ベクトルを演算する速度ベクト
ル演算部４２、速度ベクトル画像を小領域Ｐに区画し、
当該小領域Ｐにおける速度ベクトルの集中度合を示す表
面積分値を演算する表面積分演算部４３、小領域Ｐの表
面積分値やその境界に沿った速度ベクトルやの均一性を
示す分散値を演算する分散値演算部４４、表面積分演算
部４３や分散値演算部４４からの信号に基づきリークが
発生しているか否かを判断し、また発生している場合に
はそのリーク量を推定するリーク判定部４５、速度ベク
トルによる速度ベクトル画像を表示してリーク発生の有
無及びリークが発生している場合にはその度合の情報表
示を行う表示部４６等を有し、データ変換部４１にはデ
ィジタル画像に変換されたデータを記憶する記憶部４７
が接続されている。
き構成されたリーク判定器４０は、撮影部３０からの動
画像データをディジタル化するデータ変換部４１、ディ
ジタル画像に基づき速度ベクトルを演算する速度ベクト
ル演算部４２、速度ベクトル画像を小領域Ｐに区画し、
当該小領域Ｐにおける速度ベクトルの集中度合を示す表
面積分値を演算する表面積分演算部４３、小領域Ｐの表
面積分値やその境界に沿った速度ベクトルやの均一性を
示す分散値を演算する分散値演算部４４、表面積分演算
部４３や分散値演算部４４からの信号に基づきリークが
発生しているか否かを判断し、また発生している場合に
はそのリーク量を推定するリーク判定部４５、速度ベク
トルによる速度ベクトル画像を表示してリーク発生の有
無及びリークが発生している場合にはその度合の情報表
示を行う表示部４６等を有し、データ変換部４１にはデ
ィジタル画像に変換されたデータを記憶する記憶部４７
が接続されている。
【００３８】このような構成で、撮影部３０から得られ
た動画像は、データ変換部４１でデジタル化され、記憶
部４７に記憶される。なお、このように記憶部４７に記
憶するようにしたのは、そのデータの保存して後日の解
析に利用することができるようにするるためである。
た動画像は、データ変換部４１でデジタル化され、記憶
部４７に記憶される。なお、このように記憶部４７に記
憶するようにしたのは、そのデータの保存して後日の解
析に利用することができるようにするるためである。
【００３９】そして、時間的に前後するディジタル画像
データを用いて、速度ベクトル演算部４２で時空間微分
又は粒子相関に基づき速度ベクトルを求める。
データを用いて、速度ベクトル演算部４２で時空間微分
又は粒子相関に基づき速度ベクトルを求める。
【００４０】時間微分による方法では注目位置の近傍の
情報しか用いないため、演算時間が短くなる利点があ
り、また粒子相関による方法では特定位置のトレーサー
が単位時間後にどこまで移動したかを直接計測できるた
め、演算時間がかかるが精度よく速度ベクトルを求める
ことができる利点がある。
情報しか用いないため、演算時間が短くなる利点があ
り、また粒子相関による方法では特定位置のトレーサー
が単位時間後にどこまで移動したかを直接計測できるた
め、演算時間がかかるが精度よく速度ベクトルを求める
ことができる利点がある。
【００４１】このようにして求められた速度ベクトルの
画像（速度ベクトル画像）を表面積分演算部４３で小領
域Ｐに分割し、各小領域Ｐの境界に沿って法線ベクトル
と速度ベクトルとの内積を求め加算（積分）することに
より表面積分値を算出する。
画像（速度ベクトル画像）を表面積分演算部４３で小領
域Ｐに分割し、各小領域Ｐの境界に沿って法線ベクトル
と速度ベクトルとの内積を求め加算（積分）することに
より表面積分値を算出する。
【００４２】即ち、表面積分値Ｓは、小領域Ｐにおける
境界線上の点ｉの法線ベクトルをｎ i、速度ベクトルを
Ｖiとしたとき、式１に従いこれらの内積を境界に沿っ
て加算することにより求まる。
境界線上の点ｉの法線ベクトルをｎ i、速度ベクトルを
Ｖiとしたとき、式１に従いこれらの内積を境界に沿っ
て加算することにより求まる。
【００４３】
【数１】
【００４４】先に述べたように表面積分値は、その値か
らリーク発生の有無が判断できると共に、リークが発生
している場合にはインリークであるかアウトリークであ
るかの判断が可能であるが、単に数値を表示したりして
も分りに難いので、本発明では表面積分値の大きさに対
応させて色表示して表示部４６に表示させるようにして
いる（図２（ｃ）参照）。
らリーク発生の有無が判断できると共に、リークが発生
している場合にはインリークであるかアウトリークであ
るかの判断が可能であるが、単に数値を表示したりして
も分りに難いので、本発明では表面積分値の大きさに対
応させて色表示して表示部４６に表示させるようにして
いる（図２（ｃ）参照）。
【００４５】無論、図４（ｂ）に示すように、速度ベク
トル画像において速度ベクトルが集中する場所はインリ
ークを示し、速度ベクトルが発散する場所ではアウトリ
ークを示すので、利用形態に応じてどのような表示方法
で表示部４６に表示させるかを選択できるようにしても
よい。
トル画像において速度ベクトルが集中する場所はインリ
ークを示し、速度ベクトルが発散する場所ではアウトリ
ークを示すので、利用形態に応じてどのような表示方法
で表示部４６に表示させるかを選択できるようにしても
よい。
【００４６】また、式１の右辺における法線ベクトルｎ
iと速度ベクトルＶiの内積（ｎi・Ｖ i）やこれらのベク
トルのなす角度Ｃiの分散値（σ（｜Ｖi｜）、σ
（Ｃi））を求めることにより、表面積分値や速度ベク
トルの均一性を評価して、リークの有無の判別に利用す
ることが可能になり、リークの判断精度を向上させるこ
とができる。
iと速度ベクトルＶiの内積（ｎi・Ｖ i）やこれらのベク
トルのなす角度Ｃiの分散値（σ（｜Ｖi｜）、σ
（Ｃi））を求めることにより、表面積分値や速度ベク
トルの均一性を評価して、リークの有無の判別に利用す
ることが可能になり、リークの判断精度を向上させるこ
とができる。
【００４７】この法線ベクトルｎiと速度ベクトルＶiと
のなす角度Ｃiは、 Ｃi＝ｃｏｓ（θ）＝（ｎi・Ｖi）／｜Ｖi｜ …（式２） により求めることができる。
のなす角度Ｃiは、 Ｃi＝ｃｏｓ（θ）＝（ｎi・Ｖi）／｜Ｖi｜ …（式２） により求めることができる。
【００４８】さて、このようにしてリーク発生の有無が
判断できるようになるが、そのリーク量の推定は以下の
ようにして行う。
判断できるようになるが、そのリーク量の推定は以下の
ようにして行う。
【００４９】即ち、分散値（σ（｜Ｖi｜）、σ
（Ｃi））とリーク量との間には相関があることが知ら
れているので、予めこれらの相関を実験的に求めて、式
３のように経験式化しておく。 リーク量＝ｆ（Ｓ、σ（｜Ｖi｜）、σ（Ｃi）） …（式３）
（Ｃi））とリーク量との間には相関があることが知ら
れているので、予めこれらの相関を実験的に求めて、式
３のように経験式化しておく。 リーク量＝ｆ（Ｓ、σ（｜Ｖi｜）、σ（Ｃi）） …（式３）
【００５０】そして、これまで述べた手順に従い分散値
（σ（｜Ｖi｜）、σ（Ｃi））を検出し、式３からリー
ク量を算出して推定し、その結果を表示部４６に表示す
る。
（σ（｜Ｖi｜）、σ（Ｃi））を検出し、式３からリー
ク量を算出して推定し、その結果を表示部４６に表示す
る。
【００５１】以上説明したように、リークの発生の有無
及びリーク量が高精度に検出でき、また推定できるよう
になる。
及びリーク量が高精度に検出でき、また推定できるよう
になる。
【００５２】次に、本発明の第２の実施の形態を説明す
る。なお、第１の実施の形態と同一構成に関しては同一
符号を用いて説明を適宜省略する。
る。なお、第１の実施の形態と同一構成に関しては同一
符号を用いて説明を適宜省略する。
【００５３】図５は、本実施の形態に係るリーク判定器
４０の概略構成を示すブロック図で、図３に示す構成に
対して回転ベクトル演算部４８が設けられている点を特
徴としている。
４０の概略構成を示すブロック図で、図３に示す構成に
対して回転ベクトル演算部４８が設けられている点を特
徴としている。
【００５４】この回転ベクトル演算部４８は、速度ベク
トル演算部４２からの速度ベクトルを９０度回転させた
回転ベクトルを演算するもので、図４（ｃ）はこのよう
にして求めた回転ベクトルを示した図である。
トル演算部４２からの速度ベクトルを９０度回転させた
回転ベクトルを演算するもので、図４（ｃ）はこのよう
にして求めた回転ベクトルを示した図である。
【００５５】リークの発生場所は、速度ベクトルが集中
する場所となるため、速度ベクトル画像だけからも識別
できるが、回転ベクトル画像に変換することで速度ベク
トルの集中度合が渦巻度合として表現できるため非常に
分り易くなる特徴がある。
する場所となるため、速度ベクトル画像だけからも識別
できるが、回転ベクトル画像に変換することで速度ベク
トルの集中度合が渦巻度合として表現できるため非常に
分り易くなる特徴がある。
【００５６】そして、この回転ベクトルに対して、これ
まで述べた手順に従い小領域Ｐごとの表面積分値を演算
することで、速度ベクトルから求めたリークの発生場所
やリーク量の検出精度を補完又は相まって向上させるこ
とが可能になる。
まで述べた手順に従い小領域Ｐごとの表面積分値を演算
することで、速度ベクトルから求めたリークの発生場所
やリーク量の検出精度を補完又は相まって向上させるこ
とが可能になる。
【００５７】
【発明の効果】以上説明したように、レーザスクリーン
形成部で形成したレーザスクリーンを撮影し、そのディ
ジタル画像データから速度ベクトルを演算して求めるよ
うにしたので、微少なリークであっても、またリーク気
体が透明気体であってもリーク発生場所の検出及びリー
ク量推定が行えるようになる。
形成部で形成したレーザスクリーンを撮影し、そのディ
ジタル画像データから速度ベクトルを演算して求めるよ
うにしたので、微少なリークであっても、またリーク気
体が透明気体であってもリーク発生場所の検出及びリー
ク量推定が行えるようになる。
【図１】本発明の実施の形態の説明に適用される概略構
成図である。
成図である。
【図２】リークの判定手順を模式的に示した図である。
【図３】第１の実施の形態にかかるリーク判定器のブロ
ック図である。
ック図である。
【図４】撮影画像、速度ベクトル画像等を示す図であ
る。
る。
【図５】第２の実施の形態にかかるリーク判定器のブロ
ック図である。
ック図である。
１０ リーク検出装置 ２０ レーザスクリーン形成部 ３０ 撮影部 ４０ リーク判定器 ４１ データ変換部 ４２ 速度ベクトル演算部 ４３ 表面積分演算部 ４４ 分散値演算部 ４５ リーク判定部 ４６ 表示部 ４８ 回転ベクトル演算部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 黒田 英彦 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者 榎本 光広 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者 日隈 幸治 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内 Ｆターム(参考） 2G067 AA01 BB17 CC11 DD11 EE04
Claims (10)
- 【請求項１】 レーザ光のスクリーンを形成するレーザ
スクリーン形成部と、 当該レーザスクリーンを撮影する撮影部と、 該撮影部からの動画像データをディジタル画像に変換す
るデータ変換部と、 前記ディジタル画像に基づき速度ベクトルを演算する速
度ベクトル演算部と、 前記速度ベクトルによる速度ベクトル画像を表示してリ
ーク発生の有無及びリークが発生している場合にはその
度合の情報表示を行う表示部とを有することを特徴とす
るリーク検出装置。 - 【請求項２】 前記速度ベクトル演算部が速度ベクトル
を演算する際に、ディジタル画像の所定領域に注目し、
この領域が単位時間後にどのように変化したかを粒子相
関法により求めて演算することを特徴とする請求項１記
載のリーク検出装置。 - 【請求項３】 前記速度ベクトル演算部が速度ベクトル
を演算する際に、ディジタル画像の時間微分値と空間微
分値とを演算し、これらの値から速度ベクトルを演算す
ることを特徴とする請求項１記載のリーク検出装置。 - 【請求項４】 前記速度ベクトル画像を小領域に区画
し、当該小領域における前記速度ベクトルの集中度合を
示す表面積分値を演算する表面積分演算部を備えて、前
記表示部で当該表面積分値に対応して色づけした画像を
表示するようにしたことを特徴とする請求項１乃至３い
ずれか１項記載の記載のリーク検出装置。 - 【請求項５】 前記速度ベクトルを９０度回転させた回
転ベクトルを出力する回転ベクトル演算部を備え、前記
表面積分演算部が当該速度ベクトル及び回転ベクトルに
ついて表面積分値を演算するようにしたことを特徴とす
る請求項４記載のリーク検出装置。 - 【請求項６】 前記表面積分値が所定値より大きな正値
の場合にはインリークが発生し、所定値より大きな負値
の場合にはアウトリークが発生し、それ以外の場合には
リークが発生していないと判断するリーク判定部を設け
たことを特徴とする請求項４又は５記載のリーク検出装
置。 - 【請求項７】 前記リーク判定部が、リークが発生して
いると判断した前記小領域の表面積分値と速度ベクトル
の大きさ及び角度に基づきリーク量を推定することを特
徴とする請求項６記載のリーク検出装置。 - 【請求項８】 前記前記小領域の表面積分値、速度ベク
トルの大きさ及び角度のそれぞれの分散値を演算する分
散値演算部を備え、前記前記リーク判定部が、前記表面
積分値、速度ベクトルの大きさ、角度及び分散値に基づ
きリーク量を推定することを特徴とする請求項６又は７
記載のリーク検出装置。 - 【請求項９】 前記撮影部で前記レーザスクリーンを撮
影する際に、当該レーザスクリーンを通過する気流の視
認性を高めるべく、当該レーザスクリーンを覆うように
トレイサーを散布することを特徴とする請求項１乃至８
いずれか１項記載のリーク検出装置。 - 【請求項１０】 前記レーザスクリーンの形成に用いら
れるレーザ光が、パルス発振によるパルスレーザ光であ
って、当該パルスレーザの発光に同期して前記撮影部が
撮影を行うことを特徴とする請求項１乃至９いずれか１
項記載のリーク検出装置。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001097331A JP4322439B2 (ja) | 2001-03-29 | 2001-03-29 | リーク検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001097331A JP4322439B2 (ja) | 2001-03-29 | 2001-03-29 | リーク検出装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002296142A true JP2002296142A (ja) | 2002-10-09 |
| JP4322439B2 JP4322439B2 (ja) | 2009-09-02 |
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|---|---|---|---|
| JP2001097331A Expired - Fee Related JP4322439B2 (ja) | 2001-03-29 | 2001-03-29 | リーク検出装置 |
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-
2001
- 2001-03-29 JP JP2001097331A patent/JP4322439B2/ja not_active Expired - Fee Related
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