JP2003513237A - 給水系内で測定を行う方法と測定ヘッド - Google Patents
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Abstract
Description
を特定するための測定を実施するための方法と、この方法を実施するための測定
ヘッドに関する。
において多大な損失が生じる。給水網の導管が一般的に地中に埋設されるので、
漏れ損失は稀にしか直ちに知ることができず、しかも特に個々の漏れ損失があま
り大きくないときには知ることができない。このような漏れ損失は特に、供給さ
れる水量と消費部で考慮される水量との差から求められる水量である。
位置を特定するための方法と、その際使用可能な測定シャフトが公知である。こ
の場合、流量特性をその都度所定の短い時間にわたって導管系全体について定期
的におよび同時に検出可能であるチェック個所が設置される。すべてのチェック
個所には、固有のチェックシャフトを形成すべきである。それによって、スライ
ド弁、測定装置または水カウンタを挿入できるようにするために、既存の導管を
中断しなければならない。このような装備と方法によって、第1のステップは大
きな面積で漏れ損失の位置を特定することができるがしかし、それによって具体
的な漏れ捜索や正確な故障位置特定は不可能である。更に、このような装置を後
で給水系に装備することは、設置だけでなく日常の運転のためのコスト上の理由
から失敗に終わるという欠点がある。
載されている。この技術水準では、石油パイプラインにおいて導管の漏洩損失を
監視するためおよびこの導管における漏れ位置を特定するために、導管の延長に
沿ってチェック個所を設置し、そこで検出された流量、流れ方向、流れ騒音、流
体圧力等のような流れ特性を、導管に供給され導管から再び排出される流体に関
連して評価することが知られている。それによって、続いて漏れを検出する際に
このような2つのチェック個所の間の導管延長部を、適切な測定手段と場所特定
手段によって場所を突き止め、続いて漏れを取り除くことができる。このような
方法は例えば、“Z.3Rインターナショナル、15.jg(1976年7月)
第7巻第375〜381頁”、“Z.TUE11(1970年6月)第6号、第
213〜215頁”、“Z.オイル−鉱油経営用定期刊行物(1973年)第2
〜6頁”によって公知である(対応する欧州特許第0009263号公報には最
後の文献個所について、発行年として1973年の代わりに1979年が記載さ
れている)。この文献個所には、上記のすべての流れ特性を検出できるようにす
るための方法または測定へッドが記載されていない。すべての文献個所は、例え
ば量と圧力または方向と圧力のような上記の流れ特性の1つまたは二つに関する
。これにより、石油パイプラインの場合、多大なコストで漏れを検出することが
できるがしかし、無数の分岐部を有する給水系では漏れを検出することができな
い。欧州特許出願公開第0009263号公報では、下位導管網を形成すること
によってこの問題を解決している。この場合、下位導管網を用いないで、給水系
の漏れの位置を確実に特定することができる方法と測定ヘッドが必要である。
分析が可能であり、測定ヘッドが簡単に取付け可能である、冒頭に述べた種類の
方法と、この方法を実施するための測定ヘッドを提供することである。
てゼロ消費に基づいて分析を行い、水圧、流れ騒音、流量および流れ方向に関す
るデータによって漏洩個所への接近を示すために、測定ヘッドが規則的または不
規則的な間隔をおいてあるいは常時、測定個所の流れの測定、すなわち流量、流
れ方向、水圧および流れ騒音の測定を行い、最後に隣接する2個の測定ヘッドの
間で正確な漏洩位置特定を行うために、各測定ヘッドの騒音ピックアップが個別
的に1個の騒音相関器に接続されることによって解決される。
って、3つのパラメータ、すなわち流れ(流量と流れ方向)、水圧および流れ騒
音が各々の測定ヘッドで検出可能である。上記の文献個所で知られている方法で
は、最高でこのパラメータの2つしか評価されない。この場合、パラメータの検
出が同じ測定個所で行われるかどうかは未解決のままである。
コストのかかる多量の飲用水の損失を最小限に抑えることができる。設置のため
、しかも測定と分析を実施するために生じるコストは妥当な額にとどまる。端子
のところで読取り装置によって呼出しが周期的に行われる。各々の測定ヘッドは
接続しないで設置可能であり、必要時にのみあるいは定期測定時にのみデータ収
集装置に直接接続可能である。特に日中および夜間の使用量が少ないときに行わ
れる必要なスイッチオン時間は一般的に30〜60分を超えてはならない。同じ
時点での繰り返し測定は、複数の測定を比較して、水損失、特に“ほとんどゼロ
消費”をきわめて正確に分析を行う。多数の測定ヘッドが互いに適当な間隔をお
いてまたは分岐管で使用されているので、水圧、流れ騒音、流れ方向および流量
を検出することにより、漏洩個所への近接を明らかにすることができる。そして
、一体化された騒音ピックアップまたは音ピックアップと、このピックアップに
適合した騒音相関器によって、2個の測定ヘッドの間で、漏洩個所の位置を正確
に特定することができる。
価機器またはデータ収集装置に接続することができる。この場合、その都度関心
のある測定ヘッドの測定要素が呼出されて評価される。その際、水損失の分析は
推定範囲であるいは定期的に手動でまたは自動的に開始できるように行うことが
できる。すなわち、データを中央にまたは現場で呼び出すために種々の方法があ
る。マンホール蓋、弁蓋等が凍っている冬季では、これは地面の上方に設置され
た端子から問題なく行うことができる。その際、使用される2個の測定ヘッドの
間の漏洩損失個所を正確に特定することだけが重要である。それによって、最終
的に漏洩部を修理するために、狭い範囲だけを掘り起こすだけでよい。
生じる。特に中央に配置された評価装置、例えばデータ収集装置または騒音相関
器において、乱数発生器のように、交互におよび繰り返される時間的間隔をおい
て、水導管網の異なる範囲の水損失と漏洩個所が分析される。それによって、漏
洩損失を防止するためあるいは多量の漏洩損失を迅速に識別できるようにするた
めに、給水網の常時観察が可能である。規則的または不規則的に繰り返えされる
測定による長期間の分析によって、1個または複数の測定ヘッドの測定データの
本質的な偏差に直ちに応答することができる。
値を出力するための測定要素が測定ヘッドに一体化され、これらのすべての測定
要素が無線、モデムまたはケーブル端子を介しての伝送によって評価機器または
データ収集装置に接続可能であることを特徴とする。
可能になる。この場合、入り組んだ漏洩個所も検出可能である。従来は、異なる
システムの使用によって、測定方法を次々と適用することだけしかできなかった
。この場合、ほぼ満足できる結果を得るためには非常に面倒であった。本発明に
より、すべての測定個所に、必要なすべての測定要素を供することが可能になる
。それによって、すべての測定個所ひいては測定方法を組み合わせて、求めてい
る漏洩個所に迅速にかつ位置的に正確に到達することができる。
じスピンドルがタッピングサドルにねじ込まれているかまたはねじ込み可能であ
ると、測定ヘッドをいつでも、すなわち後からでも、圧力下にある導管系に挿置
することができる。そのために、必要なスライド弁等に基づいて常時アクセス可
能でなけれならない特別なシャフトは不要であり、例えば端側表面に対する適当
な配線で充分である。この端側表面において、端子、無線、モデムによる他の接
続あるいは測定ヘッドの完全なコネクタとの他の接続が行われる。
わち、最適な測定や評価にとって有利である必要なすべての測定要素を最小のス
ペースで収納可能である。その際、流れの測定要素は誘導式または容量型の測定
要素とすることができる。
転される、すなわち全圧力下にあるので、ねじスピンドルのおねじが圧力下の水
導管への測定ヘッドの組み込みを可能にするねじまたは細目ねじであると有利で
ある。それによって、反作用する圧力にもかかわらず、測定ヘッドを容易にねじ
込むことができる。
ドルとして形成された測定ヘッドがその一端に、ボルト頭のような工具作用部を
備えている。それによって、必要なトルクを伝達するための工具を簡単に装着す
ることができる。
り、それによって導管の或る個所にとどまるかまたは既存のシャフトにおける組
立ても可能である。従って、データ伝送のために種々の方法がある。そこで、測
定導体のケーブル出口あるいは1個または複数の評価機器を接続するためのプラ
グ装置を、測定ヘッドに設けることが提案される。
じる。そこで、測定ヘッドを給水系特に飲用水給水網(上水道)の設定可能な多
数の測定個所に、特にタッピングサドルを介して設置し、かつこの給水系にその
まま配置することが提案される。水導管の新規敷設の際あるいは既存の導管系の
後付けの際に、測定ヘッドを一度取付けると、給水系を常時最適に分析すること
ができる。
水圧および流れ騒音を出力するための測定要素、すなわち流量測定のためのゾン
デ2、圧力センサ3および騒音ピックアップ4が一体化されている。これらの測
定要素は端子、無線、モデムまたはケーブルコネクタを介して伝送することによ
って評価機器またはデータ収集装置12に接続されているかまたは接続可能であ
り、騒音ピックアップの場合には相関器に接続されているかまたは接続可能であ
る。すなわち、給水網の最適な漏れ位置測定、従って最適な監視および分析のた
めに必要であるすべての測定要素が測定ヘッドに一体化されていることが重要で
ある。つまり、すべての測定個所に、必要なすべての測定値を供給することがで
きる測定ヘッドが供される。
ンドル5はタッピングサドル(装着用継手)6にねじ込まれているかあるいはね
じ込み可能である。従って、給水系が適切な装備を有している場合には、何年後
でも測定ヘッドを簡単に取付けることができる。これによって更に、給水系から
徐々に測定ヘッドを取り外すことができる。というのは、タッピングサドルの取
付けをいつでも任意の個所で行うことができるからである。
圧力センサ3と騒音ピックアップ4はそれ自体公知のアセンブリ装置として形成
可能であるがしかし、ねじスピンドルに一体化可能でなければならない。一体化
された測定要素の正確な実施は重要ではない。製造および作用が異なる測定要素
でもよい。しかし、この測定要素は互いに調和して、必要な分析のために必要な
値を供給することができる。
ねじである。しかし、圧力下にある導管への測定ヘッド1の組み込みを可能にす
る他の種類のねじでもよい。ねじスピンドル5として形成された測定ヘッド1の
取扱操作のために、測定ヘッドはその一端に、ボルト頭のような工具作用部8を
備えている。本発明の範囲内において勿論、工具作用部のすべての他の変形を用
いることができる。測定ヘッドをきわめて細く形成する必要がある場合には、測
定ヘッドの一端に、凹形の工具作用部を設けてもよい。この場合、ケーブルすな
わち測定導線9は側方に案内することができる。
ば頭上の端子まで案内することができる。それによって、マンホール蓋等を先ず
最初に持上げないで、現場で測定データに常時アクセス可能である。しかし、1
個または複数の評価機器またはデータ収集装置12を接続するためのプラグ装置
を、測定ヘッド1自体にあるいはアクセスしやすい端子に設けることができる。
給水網13、特に飲用水給水網の重要な個所10と、設定可能な多数の測定個所
11に設置される。給水網を新しく設置する際測定ヘッドが取付けられていない
ときには、この測定ヘッドはタッピングサドル6を取付けることによって後で配
置することができる。すなわち、測定ヘッド1は給水網13での常時利用のため
に固定された構成部品を形成し、この給水網にそのままま残して配置されている
。測定ヘッド1は測定導線14または無線またはモデムを介して、評価システム
または1個または複数のデータ収集装置12に接続されているかあるいは必要時
に接続可能である。
置を測定するための比較測定を行うために、重要な個所10およびまたは測定個
所11に常時設置された測定ヘッド1に基づいて、流量と圧力の測定が規則的ま
たは不規則的な間隔をおいてまたは常時実施され、その際場合によっては騒音ピ
ックアップ4を部分的にまたは常時接続して行われ、そして評価システムまたは
データ収集装置12による分析が行われ、この場合特に騒音相関器12も設けら
れている。それによって、“ほとんどゼロの消費”を保つことができる。水圧と
流れ騒音と流量と流れ方向に関するデータは、漏洩個所への接近を明示する。各
々の測定ヘッド1内の騒音ピックアップ4は個別的に騒音相関器に接続すること
ができる。それによって最終的に、隣接する2個の測定ヘッド1の間、従って隣
接する重要な個所10およびまたは測定個所11の間で、漏洩個所の正確な位置
を検出することができる。しかし、そのために、騒音ピックアップ4を備えた測
定ヘッドの間隔を短くする必要がある。騒音相関器の実施方法は給水系の導管の
種類に依存する。合成樹脂導管の場合には、鋳物管からなる導管よりも短い間隔
をおいて測定ヘッドを設けなければならない。
またはデータ収集装置12に接続されている。この場合、その都度関心のある測
定ヘッド1の測定要素が呼び出され、評価される。それによって、水損失の分析
を、推定される範囲においてあるいは規則的に手動でまたは自動的に開始可能に
実施することができる。
によって更に、貴重な飲用水を常時監視することができる。従って、乱数発生器
のように、中央に配置された評価機器またはデータ収集装置12で、水導電網1
3の異なる領域の水損失と漏洩個所を交代してかつ繰り返される時間的間隔をお
いて分析することができる。
る。というのは、この飲用水給水系では、漏洩によってあるいは漏れる弁によっ
て給水単位自体(住宅建造物、事務所、工業、営業等)において膨大な水損失を
生じることになるからである。この漏洩個所、ひいては水損失は一般的に、水漏
れによる水害が見えるときにのみ発見される。測定のために、例えば本管の分岐
個所のいろいろな位置、屋内配管等に取付けられた流量計だけでは不充分である
。
多数個配置して使用され、そこに配置されたままである。そして、導管内におけ
る、所定の昼の時間または夜の時間で普通よりも多くの水流または流量(所定の
流れ方向において)あるいは所定の騒音または圧力変化が水損失を示すかどうか
を、比較的に短い導管区間内で検出することができる。すなわち、各々の給水施
設のためのきめ細かなチェックを行うことができる。給水系内の測定ヘッドが多
ければ多いほど、常時監視を正確に行うことができる。
状範囲の導管に多数配置される。導管を新たに敷設する際、接続導管も一緒に挿
置することができる。いかなる場合でも、測定個所は常に使用個所に設けられた
ままである。遠隔呼出しまたは接続が例えばモデムを介して中央の制御ステーシ
ョンに対して可能であるので、場合によっては測定結果のデータを評価するため
の評価ステーションまたはデータ収集装置12は1個だけしか必要としない。更
に、例えば夜間に特別な範囲において、流量が変化しているかどうかを検出する
ために、繰り返しチェックすることができる。理想的な配置構造では勿論、すべ
ての測定個所を中央の制御ステーションから測定のために互いに任意に組み合わ
て使用可能である。
である。このような導管系が異なる管寸法を有するので、適当なドリル工具と協
働して圧力状態または無圧状態で装着される複数のタッピングサドルが設けられ
る。測定ヘッド1は更に、いろいろなタッピングサドルに適合した種々のアダプ
タを用いてねじ込み可能である。測定ヘッド1を組み込んだ後で、飲用水への直
接的なアクセスがもはや不可能であるので、故意のまたは故意でない飲用水汚染
の危険が生じない。
によって常時チェックを行うことが重要である。この常時チェックは本管に制限
されないで、特に主として特別な水損失が発生する狭い導管網内まで行われる。
これに関連して勿論、特別に形成した測定ヘッドが必要である。この測定ヘッド
は導管にしっかりと固定しなければならず、簡単かつ低コストの構造でなければ
ならない。それによって、このような多数の測定点が低コストで実現される。飲
用水が益々貴重になり、そのためどこかで表面に水が出る前に、漏洩個所または
故障した弁を迅速に発見しなければならないとき、このような範囲において是非
とも必要な投資を行うことができる。
図である。
Claims (11)
- 【請求項1】 測定ヘッドを使用して水損失を検出し、給水系内の漏洩個所
の位置を特定するための測定を実施するための方法であって、評価機器(12)
を用いてゼロ消費に基づいて分析を行い、水圧、流れ騒音、流量および流れ方向
に関するデータによって漏洩個所への接近を示すために、測定ヘッドが規則的ま
たは不規則的な間隔をおいてあるいは常時、測定個所(11)の流れの測定、す
なわち流量、流れ方向、水圧および流れ騒音の測定を行い、最後に隣接する2個
の測定ヘッド(1)の間で正確な漏洩位置特定を行うために、各測定ヘッド(1
)の騒音ピックアップ(4)が個別的に1個の騒音相関器に接続されることを特
徴とする方法。 - 【請求項2】 乱数発生器のように交代しておよび繰り返えされる時間的間
隔をおいて、給水網(13)のいろいろな範囲の水損失と漏れ個所が分析される
ことを特徴とする請求項1記載の方法。 - 【請求項3】 流量、圧力および流れ騒音に関する測定値を出力するための
測定要素が測定ヘッドに一体化され、これらのすべての測定要素が無線、モデム
またはケーブル接続部による伝送によって評価機器またはデータ収集装置(12
)に接続可能であることを特徴とする請求項1または2記載の方法を実施するた
めの測定ヘッド。 - 【請求項4】 測定要素がスリーブ状のねじスピンドル(5)に挿入され、
このねじスピンドル(5)がタッピングサドル(6)にねじ込まれているかまた
はねじ込み可能であることを特徴とする請求項3記載の測定ヘッド。 - 【請求項5】 3個の測定要素がねじスピンドル(5)に一体化されている
ことを特徴とする請求項4記載の測定ヘッド。 - 【請求項6】 ねじスピンドル(5)が圧力下の水導管への測定ヘッドの組
み込みを可能にするねじまたは細目ねじであることを特徴とする請求項4または
5記載の測定ヘッド。 - 【請求項7】 ねじスピンドル(5)として形成された測定ヘッド(1)が
その一端に、ボルト頭のような工具作用部(8)を備えていることを特徴とする
請求項4〜6のいずれか一つに記載の測定ヘッド。 - 【請求項8】 流量用の測定要素が誘導式測定要素(2)であることを特徴
とする請求項3〜7のいずれか一つに記載の測定ヘッド。 - 【請求項9】 流量用測定要素が容量型測定要素であることを特徴とする請
求項3〜7のいずれか一つに記載の測定ヘッド。 - 【請求項10】 測定導体(9)用のケーブル出口あるいは1個または複数
の評価機器を接続するためのプラグ装置が測定ヘッド(1)に設けられているこ
とを特徴とする請求項3〜9のいずれか一つに記載の測定ヘッド。 - 【請求項11】 前記測定ヘッド(1)が給水系(13)のセット可能な多
数の測定個所(11)に特にタッピングサドル(6)を介して設置され、かつこ
の給水系にそのまま配置されていることを特徴とする請求項3〜10のいずれか
一つに記載の測定ヘッド。
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