【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は地中を伝わる水道管の漏水による振動を計測し、水漏れを探知できる漏水探知装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の水道管漏水探知装置においては、前車輪の方向の騒音を２個の前方向騒音マイクロホンにより計測するとともに、後車輪の方向の騒音を２個の後方向騒音マイクロホンで計測し、前方向騒音信号ケーブル及び後方向騒音信号ケーブルを介して、前方向騒音用受信増幅器及び後方向騒音用受信増幅器により演算処理され表示されるものであった。
【０００３】
また、水道管からの水漏れ音は、前方向単一指向性型マイクロホン及び後方向単一指向性型マイクロホンでそれぞれ計測し、前方向単一指向性型マイクロホン用信号ケーブル及び後方向単一指向性型マイクロホン用信号ケーブルを介して、前方向単一指向性型マイクロホン用受信増幅器及び後方向単一指向性型マイクロホン用受信増幅器により演算処理され表示されていた。
【０００４】
計測方法は、距離をおいた前後の複数のマイクロホンに、騒音と水漏れ音の音波をそれぞれ入力させ、外部騒音を遮断する遮断壁を測定時に地面に設置することで、遮音壁内での指向性型マイクロホンに入力される水漏れ音の音波と、遮音壁外の騒音の音波という異なる音波を探知する。
そしてその異なる水漏れ音の音波と騒音の音波とを区別し、各音波の演算処理を行うことにより、水漏れ音のみを判断することが可能となる。
【０００５】
水漏れのない管路においては、管内を流れている水流音と騒音のみの音波しかない為、前後のマイクロホンから入力された音波は管内を流れる水流音のみで一定であり、騒音の音波は強弱を有する同じ測定値となる。
水漏れの有る管路の場合、前部のマイクロホンに入力した音波は、真下にくるほど音波の変動が大きくなる。
【０００６】
距離の遠い後部のマイクロホンに入力される水漏れ音の音波は、前部の音波と比較し音波が弱い為、波長の形態は似ていても強弱の差が異なり、後部のマイクロホンが水漏れ位置に近づくにつれて前後のマイクロホンに入力する音波の強さが逆転していく。
そしてこの時点で水漏れの位置が決定するというものであった（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１−９４６８４号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来の漏水探知装置は、距離をおいた前後の複数のマイクロホンから水道管の水漏れ音を計測し、騒音と水漏れ音を区別及び各音波の演算処理を行うことにより、水漏れ音を判断できるものであるが、複数のマイクロホンが必要であるという問題点があった。
更に、地表で聞こえる音は騒音に比べて非常に小さく、判定が困難であるとともに、水道管の水漏れ位置を決定するのに、前後のマイクロホンの入力した音波が逆転するまで順次計測する必要があり、時間がかかるという問題点もあった。
【０００９】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、水道管の水漏れによる振動を１個の振動センサで計測し、振動信号を周波数成分に分解するとともに、各周波数成分の時系列信号に変換し、その時系列信号の変動量を評価して水道管の水漏れ音の検出を行うようにすることにより、製造コストを低く抑え、更には検査を容易に行なえる漏水探知装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１に係る漏水探知装置は、水道管から水漏れ時に発生する音を計測することができる振動センサと、この振動センサで得られる信号を複数の周波数帯に分離する周波数分離器と、この周波数分離器で分離された単周波数波形のうち判断に必要な周波数のみ合算し、音波形に戻す逆変換装置と、この逆変換装置により出力される特徴集音波形と判定基準値とを比較し、水漏れを判定する判定器とを備えたものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
本発明に係る漏水探知装置は、振動センサを地面に密着させて水道管の水漏れで発生する振動を計測し、計測した振動を信号解析手法としてウェーブレット変換を使用して周波数成分に分解し、各々周波数成分の時系列信号に変換し評価するものである。
水道管内を流れる水流により発生する音と、亀裂や継ぎ目から漏れる水漏れ音では、その音の周波数成分が異なることで判断する。
【００１２】
図１は水道管内を流れる水流により発生する音についてウェーブレット変換を使用して周波数成分に分解し、各々周波数成分の時系列信号に変換した結果得られる波形図であり、図２は水道管に亀裂や継ぎ目がある場合、そこから漏れる水漏れ音についてウェーブレット変換を使用して周波数成分に分解し、各々周波数成分の時系列信号に変換した結果得られる波形図である。
図１，図２において、水道管内を流れる水流により発生する音の周波数成分が矢印Ａ部（上から３段目の波形）に発生しており、ａ点より水量の変化によって波形が大きくなることが判る。しかし、図１の矢印Ｂ部（上から２段目の波形）には発生していないが、図２の矢印Ｂ部において、水道管の亀裂や継ぎ目から漏れる水漏れ音による周波数成分が発生していることが判る。このように、異なる周波数成分を比較することにより水漏れを判断できる。
【００１３】
また、タンク等に貯める時の水道管の水流音は、その音の特徴が水漏れによる音と近似しているが、上述の時系列信号に変換することにより、時間的変動を評価することで判断することができる。
図３はタンク等に貯めるときの水道管の水流音についてウェーブレット変換を使用して周波数成分に分解し、各々周波数成分の時系列信号に変換した結果得られる波形図である。
図３の矢印Ａ部にも、図１，図２の矢印Ａ部と同じ周波数成分が発生していることが判る。
【００１４】
図３の矢印Ｂ部において、その音の特徴が図２の矢印Ｂ部の水漏れによる音と近似していることが判るが時系列信号に変換することにより、ｂ部でタンク等に貯めた時に発生する断片的な周波数が表われており、違いを判断することができる。
このように、非常に小さな水漏れ音も判別することができ、検出精度が向上する。
また、自動車等の突発的な音に対しても、時間的変化を求めている為、除去でき検出精度が向上する。
【００１５】
図４はこの発明の実施の形態１による地中の水道管の漏水探知装置を示す側面図、図５は当該漏水探知装置における処理装置内部を示すブロック構成図である。
図において、台車１上に地中の水道管の漏水探知装置が搭載されており、地中の水道管２から水漏れ時に発生する音３を計測する振動センサ４が台車１の中央部に取付けられている。固定装置５は振動センサ４を計測すべき場所で、地面に設置する。処理装置６は振動センサ４より計測した音を処理するものである。
【００１６】
増幅器７は振動センサ４で検出された振動を電気信号に変換するとともに、増幅する。周波数分離器８は増幅器７で得られる電気信号を、複数の周波数帯に分離するものであり、周波数分離器８で複数の周波数帯に分離された単周波数波形９の例が図５に示されている。逆変換装置１０は、分離された単周波数波形９のうち、判断に必要な周波数だけを合算し、音波形に戻すものであり、特徴集音波形１１がこの逆変換装置１０により出力される。
【００１７】
基準設定器１２には事前に判定基準値を設定しておき、判定器１３は特徴集音波形１１と基準値設定器１２に格納された値とを比較し、評価する。表示器１４は水道管の水漏れ音の判別およびデータを表示するものであり、ヘッドホン１５は特徴集音波形１１を音に変換するものである。
【００１８】
次に動作について説明する。
なお、周波数分離器３は、アナログのＢＰＦでも、その他の周波数分析の機能を有する装置であってもよいが、ここではウェーブレット変換器（Ｗａｖｅｌｅｔ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）を使った手法を基に説明する。
図４において、通常は固定装置５のハンドルを上の位置にセットし、振動センサ４を上部へ持ち上げておく。振動センサ４が上部に持ち上げられているため、台車１を自由に移動させることができる。こうして台車１を検査したい場所に移動させる。
【００１９】
検査する位置に着くと、固定装置５のハンドルを下にセットし、振動センサ４を下降させて、地面に密着させることになり、地面を介して地中の水道管から発生する音を振動として検出することができる。
そして、検出した振動信号を周波数分離器８は、ウェーブレット変換を用いて複数の周波数帯の時系列信号に分解する。
【００２０】
図６（ａ）は図１に示した波形のウェーブレット変換前の原信号による波形図、図６（ｂ）は図２に示した波形のウェーブレット変換前の原信号による波形図、図７はウェーブレット変換により時系列信号に分解したときの周波数波形図であり、図７（ａ）は水道管に水漏れが無い場合の波形図、図７（ｂ）は水漏れがある場合の波形図である。図８はウェーブレット変換により時系列信号に分解したときの水道管を流れる水流の周波数波形図であり、図８（ａ）は水道管に水漏れが無い場合の波形図、図８（ｂ）は水漏れがある場合の波形図である。
図６（ａ），（ｂ）に示すように、原記号で確認しても水漏れを検知することは困難である。しかし、図７（ａ），（ｂ）に示すように、検出した振動信号を周波数分離器８でウェーブレット変換を用いて複数の周波数帯の時系列信号に分解することにより、水漏れを容易に検知することができる。
【００２１】
図５においては、２５０Ｈｚ，５００Ｈｚ，１ｋＨｚ，２ｋＨｚ，４ｋＨｚ，８ｋＨｚの成分を合成しているが、振動信号の特徴に合わせて重ね合わせる周波数を選別するとよい。
振動信号には、水道管の漏水音以外にも多くの振動成分を含んでいるが、特徴周波数の中から漏水音以外の成分を無視し、漏水音に関与する周波数だけを選択し、逆変換装置１０により、それらの時系列信号を重ね合わせ音信号に戻す。
図５においては、２５０Ｈｚ，５００Ｈｚ，１ｋＨｚ，２ｋＨｚ，４ｋＨｚ，８ｋＨｚの成分を分離するようにしているが、この他の複数の周波数に分離しても構わない。
【００２２】
この音信号に戻った信号は、漏水音以外の成分を除去した音になっているため、外部のノイズが除去されており、判定が容易になる。
この合成された特徴集音波形１１を、事前に基準設定器１２に設定した値と比較し、高精度に結果を得ることができる。
判定器１３で判定した結果を表示器１４に表示し、次ぎの検査場所へ移動する。
この時、特徴集音波形１１は、ノイズ成分を除いた音信号となっており、ヘッドホン１５により、音に変換され、人の聴覚でも判断できる。
このことは、判定結果に対して、人がその特徴を簡単に理解するのにも有効である。
【００２３】
本発明は以上のように構成されているので、１個の振動センサで水道管の水漏れ音を計測，判断できる為、コスト面で安くなる。
又、水道管の水漏れ音を周波数帯域ごとの時系列信号に変換して変動を評価することで、人の聴覚と近以な評価ができ、省力化が可能となる。
更に、水道管の水漏れ音を周波数帯域ごとに変換する際に、ウェーブレット変換を用いることで、判定の信頼性を向上でき、装置を小型化することができる。
【００２４】
実施の形態２．
図９はこの発明の実施の形態２による地中の水道管の漏水探知装置における処理装置内部を示すブロック構成図である。
時系列変動器１６は、ウェーブレット変換を使用して各々周波数成分の時系列信号に変換された音に対して時間的変化を求めることにより、評価できるものである。即ち、図６に示されるような計測された振動信号を、図７，図８に示すような時系列信号に変換し、この変換された音に対して時間的変化を求めることにより評価するのである。
【００２５】
主要な動作は、実施の形態１と同様である。
ウェーブレット変換を使用して各々周波数成分の時系列信号に変換された音に対して、図１０に示すように一定時間を区切り、区切られた時間毎に評価し、他の波形と明らかに違う大きな（小さな）波形を検出して除去することにより、より高精度な検査結果を得ることができる。
例えば図１０において、一定時間Ｔを区切って評価し、区間Ｔａ，Ｔｂにおけるように、他の波形より大きな波形を有する区間を除去するものである。
【００２６】
このように本実施形態によれば、振動センサ４で計測した水道管２の計測音に対して時間的変化を求めることにより、自動車等の突発的な騒音（振動）を除去し、水道管２の水漏れ音により発生する音を精度よく評価することができる。
【００２７】
実施の形態３．
図１１〜図１４はこの発明の実施の形態３による地中の水道管の漏水探知装置を示す側面図であり、図において、漏水探知装置には台車１を移動させるタイヤ１７ｂ，１７ｃを設置するとともに、タイヤ１７ｂ，１７ｃと同期して回転するプーリ１７ａ，１７ｄが設けられ、更にはタイヤ１７ｂ，１７ｃの回転をプーリ１７ａ，１７ｄに伝えるベルト１７ｅが設けられている。
そして振動センサ４は、ベルト１７ｅに取付けられている。主要な動作は、実施の形態１と同様である。
【００２８】
振動センサ４は台車１のタイヤ１７ｂ，１７ｃと同期させたベルト１７ｅに取付けられている。
図１１に示すように、振動センサ４の固定部Ｈが、Ｃ〜Ｄ間に存在するときは、振動センサ４が地面と密着し、水道管の水漏れ音３を計測する。
この時、台車１は移動するが、ベルト１７ｅのＣ〜Ｄ間であれば、振動センサ４の固定部Ｈは後方に送られている間、振動センサ４の位置は一定の位置にある為、同一位置で計測を行うことができる。
次に、図１２に示すように、Ｄ〜Ｅ間においては振動センサ４は持ち上げられる。
【００２９】
図１３に示すように、Ｅ〜Ｆ間においては、振動センサ４は前方に移動することになる。
更に図１４に示すように、Ｆ〜Ｃ間においては、振動センサ４を下降させ、地面に密着させる。
この様に台車１のタイヤ１７ａ，１７ｃとベルト１７ｅを同期させることにより、台車１を移動させて一定の距離間隔で水道管の水漏れ音３の計測を自動的に行うことができ、検査作業が容易となる。
【００３０】
【発明の効果】
この発明の請求項１に係る漏水探知装置によれば、水道管から水漏れ時に発生する音を計測することができる振動センサと、この振動センサで得られる信号を複数の周波数帯に分離する周波数分離器と、この周波数分離器で分離された単周波数波形のうち判断に必要な周波数のみ合算し、音波形に戻す逆変換装置と、この逆変換装置により出力される特徴集音波形と判定基準値とを比較し、水漏れを判定する判定器とを備えたので、１個の振動センサで水道管の水漏れ音を計測，判断できる為、コスト面で安くなる。
又、水道管の水漏れ音を周波数帯域ごとの時系列信号に変換して変動を評価することで、人の聴覚と近以な評価ができ、省力化が可能となる。
更に、水道管の水漏れ音を周波数帯域ごとに変換する際に、ウェーブレット変換を用いることで、判定の信頼性を向上でき、装置を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による漏水探知装置の動作を示すための波形図である。
【図２】この発明の実施の形態１による漏水探知装置の動作を示すための波形図である。
【図３】この発明の実施の形態１による漏水探知装置の動作を示すための波形図である。
【図４】この発明の実施の形態１による漏水探知装置を示す側面図である。
【図５】この発明の実施の形態１による漏水探知装置の処理装置内部を示すブロック図である。
【図６】この発明の実施の形態１による漏水探知装置の動作を示すための波形図である。
【図７】この発明の実施の形態１による漏水探知装置の動作を示すための波形図である。
【図８】この発明の実施の形態１による漏水探知装置の動作を示すための波形図である。
【図９】この発明の実施の形態２による漏水探知装置の処理装置内部を示すブロック図である。
【図１０】この発明の実施の形態２による漏水探知装置の動作を示す波形図である。
【図１１】この発明の実施の形態３による漏水探知装置を示す側面図である。
【図１２】この発明の実施の形態３による漏水探知装置を示す側面図である。
【図１３】この発明の実施の形態３による漏水探知装置を示す側面図である。
【図１４】この発明の実施の形態３による漏水探知装置を示す側面図である。
【符号の説明】
１ 台車、２ 水道管、４ 振動センサ、８ 周波数分離器、９ 単周波数波形、１０ 逆変換装置、１１ 特徴集音波形、１３ 判定器、１６ 時系列変動器、１７ａ，１７ｄ プーリ、１７ｂ，１７ｃ タイヤ、１７ｅ ベルト。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a water leak detection device capable of detecting a water leak by measuring vibration caused by water leak of a water pipe running underground.
[0002]
[Prior art]
In a conventional water pipe leak detection device, noise in the direction of the front wheels is measured by two front noise microphones, and noise in the direction of the rear wheels is measured by two rear noise microphones. Through the signal cable and the rearward noise signal cable, the signal was processed and displayed by the forward noise receiver amplifier and the rearward noise receiver amplifier.
[0003]
In addition, the water leakage sound from the water pipe was measured by a front unidirectional microphone and a rear unidirectional microphone, respectively, and a signal cable for the front unidirectional microphone and a rear unidirectional microphone were measured. Through the signal cable for the directional microphone, the signal was arithmetically processed and displayed by the reception amplifier for the forward unidirectional microphone and the reception amplifier for the backward unidirectional microphone.
[0004]
The measurement method is to input the sound waves of noise and water leaking sound to multiple microphones before and after a distance, and install a shielding wall that blocks external noise on the ground at the time of measurement, so that the directivity inside the sound insulating wall is A different sound wave, that is, a sound wave of water leaking sound input to the type microphone and a sound wave of noise outside the sound insulating wall are detected.
Then, by distinguishing the sound waves of the different water leak sounds from the sound waves of the noise, and performing the arithmetic processing of each sound wave, it is possible to determine only the water leak sound.
[0005]
In a pipe without water leakage, there are only water flow sound and noise sound waves flowing in the pipe, so the sound waves input from the front and rear microphones are constant only for the water flow sound flowing in the pipe, and the sound waves of the noise are strong and weak. Will be the same measurement.
In the case of a pipe with water leakage, the sound wave input to the front microphone has a larger fluctuation as it goes directly below.
[0006]
The sound of the water leaking sound input to the far rear microphone is weaker than the front sound wave, so the difference in strength is different even if the wavelength form is similar, and the rear microphone is located at the water leak position. , The intensity of sound waves input to the front and rear microphones reverses.
At this point, the position of the water leak is determined (for example, see Patent Document 1).
[0007]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-94684
[Problems to be solved by the invention]
Conventional leak detection devices measure water leak noise from water pipes from multiple microphones before and after a distance, distinguish between noise and water leak noise, and perform arithmetic processing on each sound wave to determine water leak noise. Although it is possible, there is a problem that a plurality of microphones are required.
Furthermore, the sound heard on the ground surface is very small compared to the noise, making it difficult to judge.In addition, in order to determine the location of water leaks in the water pipe, it is necessary to sequentially measure until the sound waves input by the front and rear microphones are reversed. There was also a problem that it took time.
[0009]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and measures vibration caused by water leakage of a water pipe with a single vibration sensor, decomposes a vibration signal into frequency components, and simultaneously obtains the frequency components. Water leak detection device that converts to time series signals and evaluates the amount of fluctuation of the time series signals to detect water leak noise in water pipes, thereby reducing manufacturing costs and facilitating inspection. The purpose is to provide.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
A water leak detection device according to claim 1 of the present invention is a vibration sensor capable of measuring a sound generated when water leaks from a water pipe, and a frequency separator for separating a signal obtained by the vibration sensor into a plurality of frequency bands. And an inverter for summing up only the frequencies necessary for the judgment among the single-frequency waveforms separated by the frequency separator, and returning to a sound waveform, and a characteristic sound-collecting waveform and a judgment reference value output by the inverter. And a determinator for determining water leakage.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Embodiment 1 FIG.
The water leakage detection device according to the present invention measures vibration generated by water leakage of a water pipe by closely contacting a vibration sensor with the ground, and decomposes the measured vibration into frequency components using a wavelet transform as a signal analysis method, Each is converted into a time series signal of a frequency component and evaluated.
The sound generated by the water flowing in the water pipe and the water leaking sound leaking from the cracks and joints are determined based on the fact that the sound has different frequency components.
[0012]
FIG. 1 is a waveform diagram obtained by decomposing a sound generated by a water flow flowing in a water pipe into frequency components using a wavelet transform and converting the frequency components into time-series signals of the respective frequency components. FIG. 9 is a waveform diagram obtained as a result of decomposing water leaking sound leaking from a seam when a seam is present into a frequency component using a wavelet transform, and converting the frequency component into a time-series signal of each frequency component.
In FIG. 1 and FIG. 2, the frequency component of the sound generated by the water flow flowing through the water pipe is generated in the portion indicated by the arrow A (the third waveform from the top), and the waveform becomes larger than the point a due to the change in the amount of water. I understand. However, a frequency component due to a water pipe crack or a water leaking sound leaking from a seam is generated at an arrow B portion in FIG. It turns out that it is. Thus, water leakage can be determined by comparing different frequency components.
[0013]
In addition, the water flow sound of a water pipe when stored in a tank or the like has a sound characteristic similar to the sound due to water leakage, but is converted into the above-described time-series signal to evaluate temporal fluctuation. You can judge.
FIG. 3 is a waveform diagram obtained by decomposing a water flow sound of a water pipe when stored in a tank or the like into frequency components using a wavelet transform and converting the frequency components into time-series signals of the respective frequency components.
It can be seen that the same frequency component as that of the arrow A in FIGS. 1 and 2 is also generated in the arrow A in FIG.
[0014]
It can be seen from the arrow B part in FIG. 3 that the characteristic of the sound is similar to the sound due to water leakage in the arrow B part in FIG. 2, but by converting it into a time-series signal, the sound was stored in a tank or the like at the part b. The fractional frequency that sometimes occurs is shown, and the difference can be determined.
In this way, a very small water leak sound can be determined, and the detection accuracy is improved.
In addition, since a temporal change is obtained even for a sudden sound of a car or the like, the sound can be removed and detection accuracy is improved.
[0015]
FIG. 4 is a side view showing an underground water pipe water leak detecting device according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 5 is a block diagram showing the inside of a processing device in the water leak detecting device.
In the figure, an underground water pipe leak detection device is mounted on a bogie 1, and a vibration sensor 4 for measuring a sound 3 generated when water leaks from the underground water pipe 2 is attached to the center of the bogie 1. Have been. The fixing device 5 is installed on the ground where the vibration sensor 4 is to be measured. The processing device 6 processes the sound measured by the vibration sensor 4.
[0016]
The amplifier 7 converts the vibration detected by the vibration sensor 4 into an electric signal and amplifies it. The frequency separator 8 separates the electric signal obtained by the amplifier 7 into a plurality of frequency bands. FIG. 5 shows an example of a single frequency waveform 9 separated into a plurality of frequency bands by the frequency separator 8. ing. The inversion device 10 sums up only the frequencies necessary for the judgment among the separated single-frequency waveforms 9 and returns the waveform to a sound waveform. A characteristic sound collection waveform 11 is output by the inversion device 10.
[0017]
A criterion value is set in the criterion setting device 12 in advance, and the determinator 13 compares and evaluates the characteristic sound waveform 11 and the value stored in the criterion value setting device 12. The display 14 is for determining the water leakage sound of the water pipe and displaying data, and the headphones 15 are for converting the characteristic sound-collecting waveform 11 into sound.
[0018]
Next, the operation will be described.
Note that the frequency separator 3 may be an analog BPF or a device having another function of frequency analysis. Here, the description will be given based on a method using a wavelet transformer (Wavelet Transform).
In FIG. 4, the handle of the fixing device 5 is normally set at the upper position, and the vibration sensor 4 is lifted up. Since the vibration sensor 4 is lifted upward, the carriage 1 can be freely moved. In this way, the carriage 1 is moved to a place where inspection is desired.
[0019]
When it reaches the position to be inspected, the handle of the fixing device 5 is set down, the vibration sensor 4 is lowered, and the vibration sensor 4 is brought into close contact with the ground, and the sound generated from the underground water pipe through the ground is vibrated. Can be detected.
Then, the frequency separator 8 decomposes the detected vibration signal into time-series signals of a plurality of frequency bands using wavelet transform.
[0020]
6A is a waveform diagram based on the original signal before the wavelet transform of the waveform shown in FIG. 1, FIG. 6B is a waveform diagram based on the original signal before the wavelet transform on the waveform shown in FIG. 2, and FIG. FIG. 7A is a waveform diagram when there is no water leakage in the water pipe, and FIG. 7B is a waveform diagram when there is water leakage when the signal is decomposed into a time-series signal by conversion. . FIG. 8 is a frequency waveform diagram of a water flow flowing through a water pipe when the water pipe is decomposed into a time-series signal by wavelet transform. FIG. 8A is a waveform chart when there is no water leakage in the water pipe, and FIG. It is a wave form diagram at the time of a water leak.
As shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b), it is difficult to detect a water leak even with the original symbol. However, as shown in FIGS. 7A and 7B, the detected vibration signal is decomposed into time-series signals of a plurality of frequency bands by a frequency separator 8 using a wavelet transform, so that water leakage can be easily performed. Can be detected.
[0021]
Although the components of 250 Hz, 500 Hz, 1 kHz, 2 kHz, 4 kHz and 8 kHz are synthesized in FIG. 5, it is preferable to select the frequency to be superimposed according to the characteristics of the vibration signal.
The vibration signal contains many vibration components in addition to the water pipe water leak noise, but ignores components other than the water leak noise from the characteristic frequencies, selects only the frequencies involved in the water leak noise, and performs inverse conversion. The device 10 returns these time-series signals to a superimposed sound signal.
In FIG. 5, the components of 250 Hz, 500 Hz, 1 kHz, 2 kHz, 4 kHz and 8 kHz are separated, but may be separated into a plurality of other frequencies.
[0022]
Since the signal returned to the sound signal is a sound in which components other than the water leakage sound have been removed, external noise has been removed, and the determination is facilitated.
The synthesized feature sound-collecting waveform 11 is compared with a value set in the reference setting unit 12 in advance, and a result can be obtained with high accuracy.
The result determined by the determiner 13 is displayed on the display 14 and moved to the next inspection place.
At this time, the characteristic sound-collecting waveform 11 is a sound signal from which noise components have been removed, is converted into sound by the headphones 15, and can be determined by human hearing.
This is also effective for a person to easily understand the characteristics of the determination result.
[0023]
Since the present invention is configured as described above, the water leakage sound of the water pipe can be measured and determined by one vibration sensor, and the cost is reduced.
In addition, by converting the water leakage sound of the water pipe into a time-series signal for each frequency band and evaluating the fluctuation, it is possible to perform evaluation closer to human hearing and to save labor.
Furthermore, when the water leakage sound of the water pipe is converted for each frequency band, the reliability of the determination can be improved and the size of the apparatus can be reduced by using the wavelet transform.
[0024]
Embodiment 2 FIG.
FIG. 9 is a block diagram showing the inside of the processing device in the underground water pipe leak detection device according to Embodiment 2 of the present invention.
The time-series variator 16 can be evaluated by obtaining a temporal change with respect to a sound converted into a time-series signal of each frequency component using a wavelet transform. That is, the measured vibration signal as shown in FIG. 6 is converted into a time-series signal as shown in FIGS. 7 and 8, and the converted sound is evaluated by obtaining a temporal change. is there.
[0025]
The main operation is the same as in the first embodiment.
As shown in FIG. 10, the sound converted into the time-series signal of each frequency component using the wavelet transform is divided into a certain period of time, and evaluated at each divided time, and is significantly different from other waveforms. By detecting and removing the (small) waveform, a more accurate inspection result can be obtained.
For example, in FIG. 10, the evaluation is performed by dividing a certain time T, and a section having a waveform larger than other waveforms, such as sections Ta and Tb, is removed.
[0026]
As described above, according to the present embodiment, a sudden change in noise (vibration) of an automobile or the like is removed by obtaining a temporal change with respect to the measurement sound of the water pipe 2 measured by the vibration sensor 4. The sound generated by the water leakage sound can be evaluated with high accuracy.
[0027]
Embodiment 3 FIG.
11 to 14 are side views showing an underground water pipe leak detecting device according to Embodiment 3 of the present invention. In the drawings, tires 17b and 17c for moving the bogie 1 are installed in the leak detecting device. At the same time, pulleys 17a and 17d that rotate in synchronization with the tires 17b and 17c are provided, and a belt 17e that transmits the rotation of the tires 17b and 17c to the pulleys 17a and 17d is provided.
The vibration sensor 4 is attached to the belt 17e. The main operation is the same as in the first embodiment.
[0028]
The vibration sensor 4 is mounted on a belt 17e synchronized with the tires 17b and 17c of the truck 1.
As shown in FIG. 11, when the fixed portion H of the vibration sensor 4 exists between C and D, the vibration sensor 4 comes into close contact with the ground, and measures the water leak sound 3 of the water pipe.
At this time, the carriage 1 moves, but if it is between C and D of the belt 17e, the position of the vibration sensor 4 is at a fixed position while the fixed portion H of the vibration sensor 4 is sent backward. Measurement can be performed at the same position.
Next, as shown in FIG. 12, between D and E, the vibration sensor 4 is lifted.
[0029]
As shown in FIG. 13, between E and F, the vibration sensor 4 moves forward.
Further, as shown in FIG. 14, between F and C, the vibration sensor 4 is lowered and brought into close contact with the ground.
By synchronizing the belts 17e with the tires 17a and 17c of the truck 1 in this manner, the truck 1 can be moved and the water leak sound 3 of the water pipe can be automatically measured at a fixed distance interval, and the inspection work can be performed. Becomes easier.
[0030]
【The invention's effect】
According to the water leak detection device according to claim 1 of the present invention, a vibration sensor capable of measuring a sound generated when water leaks from a water pipe, and a frequency for separating a signal obtained by the vibration sensor into a plurality of frequency bands. A separator, an inverse converter for summing up only the frequencies necessary for determination among the single-frequency waveforms separated by the frequency separator and returning to a sound waveform, and a featured sound waveform output by the inverse converter and a criterion Since there is provided a determiner for comparing the value with the value and determining the water leak, the water leak sound of the water pipe can be measured and determined by one vibration sensor, so that the cost is reduced.
In addition, by converting the water leakage sound of the water pipe into a time-series signal for each frequency band and evaluating the fluctuation, it is possible to perform evaluation closer to human hearing and to save labor.
Furthermore, when the water leakage sound of the water pipe is converted for each frequency band, the reliability of the determination can be improved and the size of the apparatus can be reduced by using the wavelet transform.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a waveform chart showing an operation of a water leakage detection device according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is a waveform chart showing an operation of the water leakage detection device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a waveform chart showing an operation of the water leakage detection device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a side view showing a water leakage detection device according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 5 is a block diagram showing the inside of the processing device of the water leakage detection device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a waveform chart showing an operation of the water leakage detection device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a waveform chart showing an operation of the water leakage detection device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a waveform chart showing an operation of the water leakage detection device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a block diagram showing the inside of a processing device of a water leakage detection device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a waveform chart showing an operation of the water leakage detection device according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a side view showing a water leakage detection device according to Embodiment 3 of the present invention.
FIG. 12 is a side view showing a water leakage detection device according to Embodiment 3 of the present invention.
FIG. 13 is a side view showing a water leakage detection device according to Embodiment 3 of the present invention.
FIG. 14 is a side view showing a water leakage detection device according to Embodiment 3 of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 bogie, 2 water pipes, 4 vibration sensor, 8 frequency separator, 9 single frequency waveform, 10 inverting device, 11 characteristic sound collecting waveform, 13 discriminator, 16 time series variator, 17a, 17d pulley, 17b, 17c Tire, 17e belt.
