JP2005233680A - Fluid leakage of pipeline search system and its search method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、パイプラインの流体漏洩探査システムとその探査方法に関し、特に、農業利水施設などの大口径の地中埋設パイプラインに生じた漏水の位置を探査するパイプラインの流体漏洩探査システムとその探査方法に関するものである。 The present invention uses a pipeline fluid leakage exploration system with respect to its exploration method, in particular, the pipeline fluid leakage exploration system to probe the position of the leakage occurring in underground pipelines with a large diameter, such as agricultural water utilization facility that It relates to exploration methods.
農業用水路のパイプライン化は、1960年代に始まり、1990年には整備済み水田の16%にあたる約20万haの用水がパイプライン化された。その後も国営事業だけでも年間100〜150kmの割合でパイプラインの敷設が増加している。整備初期に埋設されたパイプラインは、老朽化し一部で漏水が問題になっている。また、初期のパイプラインの設計では地震に対する対策が十分でなかったために、地震動で変形し漏水が危惧される所がある。使用されているパイプラインの口径は150mm〜300mmに及ぶ。これまで、農業用パイプラインからの漏水量の統計データはないが、上水道などの例から考えて、10%程度の漏水が生じていると推定される。設計段階では、5%の搬送ロスが見込まれているので、漏水により5%以上のロスが生じると計画に支障を来すことになる。しかし、末端での利用実態が正確に把握できないために、漏水量の計測は水収支で評価できない。漏水個所が発見されたときにその規模から試算する方法が採られるが、漏水個所が検出できないことが、漏水実態が把握できない理由となっている。 Agricultural waterways began to be pipelined in the 1960s, and in 1990, approximately 200,000 ha of water, 16% of the developed paddy fields, was pipelined. Since then, state-owned projects alone have increased the number of pipelines installed at a rate of 100 to 150 km per year. Maintenance early in buried pipelines, water leakage in some aging is a problem. In addition, in the design of the initial pipeline for measures against earthquake it was not enough, there is a place where deformed by ground motion leakage is a concern. Pipeline diameters used range from 150 mm to 300 mm. Up to now, there is no statistical data on the amount of water leakage from agricultural pipelines, but it is estimated that about 10% of water leakage occurs in consideration of examples such as waterworks. At the design stage, a 5% transport loss is expected, so if a loss of 5% or more occurs due to water leakage, the plan will be hindered. However, in order to use actual situation at the end it can not be accurately determined, the measurement of the amount of water leakage can not be evaluated in the water balance. When a leak location is discovered, a method is used to calculate from the scale, but the fact that the leak location cannot be detected is the reason why the actual leak location cannot be determined.
従来、漏水を探査する方法として、水道用の埋設配管(口径100mm〜250mmが多い)の漏水調査では、漏水探知器に接続された音聴棒を配管上の地面にあて、漏水箇所から地上に伝播した漏水音により漏水箇所を検知する方法が知られている。漏水音とは、地下に埋設された水道管から水圧によって勢いよく噴出する水に伴う音で、(1)流水音、(2)衝撃音、(3)管との摩擦音、(4)管振動音の4つの要素をもつ複合音である。漏水音は漏水の発生状況、土質、管種、水圧、深度などの条件と、4つの要素とが組み合わされるので、漏水音が一定の周波数分布になることはない。そのため、調査は雑音の少ない深夜に行われ、調査者には熟練の聴音技術が要求される。最近では、漏水音に高低音数種類のフィルターを組み合わせたり、2台の漏水検知器が検知する漏水音のわずかな到達時間差から漏水位置の距離を相関関係で割り出す経験や勘に頼らない方法が行われている。しかしながら、車の騒音などによる漏水擬似音が、漏水音の識別を困難にし、最終的判定は、長年の経験と勘に頼らざる得ないのが実情である。 Conventionally, as a method of exploring water leakage, in water leakage investigation of underground pipes for water supply (many diameters are 100 mm to 250 mm), a sounding rod connected to a water leakage detector is applied to the ground on the piping, and from the water leakage point to the ground There is known a method for detecting a water leak location by a transmitted water leak sound. The leak noise, sound accompanying the water vigorously ejected by pressure from a water pipe is buried underground, (1) running water sounds, (2) impact sound, fricative and (3) tube, (4) pipe vibration it is a complex tone with four sound elements. Since the water leaking sound combines conditions such as the occurrence of water leakage, soil quality, pipe type, water pressure, depth and the four elements, the water leaking sound does not have a constant frequency distribution. For this reason, research is carried out in the middle of the night with less noise, skill of listening technology is required to investigators. Recently, combined or high bass several filter leak noise, how the two leak detection instrument can not rely on the experience and intuition indexing by correlation distance leak position from the small arrival time differences of leak noise detecting row It has been broken. However, it is a fact that the pseudo sound of water leakage due to car noise makes it difficult to identify the water leakage sound, and the final judgment must rely on many years of experience and intuition.
このため、従来から、大口径パイプラインの漏水探査には次の5つの方法が知られている。(1)高圧ガスを封入してパイプ外への漏洩を検出する方法、(2)高圧空気を封入して圧力低下区間を検出する方法、(3)水や封入空気の漏洩音を探知する方法、(4)パイプと地面の電位差を測定する方法および(5)地下レーダで誘電率分布を映像化する方法である(例えば、非特許文献1参照)。
しかしながら、上記(1)、(2)の方法は大容量の大口径パイプラインには適用が困難であり、強引に採用したとしても分解能が低い。(3)の方法は原理的には適用可能であるが、実際に実施した例では的中率が著しく低い。(4)の方法は被覆パイプの損傷に適用可能な原理であるが、現実には人為的ノイズの妨害で満足な結果が得られることは極めて少ない。(5)の方法は浅部に地盤の空洞化を伴う場合のみ適用できるなど、パイプ径が400mm以上の大口径のパイプラインの漏水箇所を検知するには限界がある。また、大口径パイプラインの漏水調査で、人が管内に入り目視で調査するような場合は、トンネル調査や下水道、マンホール、古井戸、貯水槽などの点検で死亡事故が発生している例に見られるように、酸欠事故が懸念される。また、管径が例えば400mm〜900mmの農業利水用パイプラインで漏水個所を特定する場合、人が管内に入ることはできないので、例えば、小型カメラやファイバースコープを排水されたパイプライン内に導入し、作業員が外部のモニターで目視確認するようになっている。しかしながら、パイプライン内部の傷をもって直ちに漏水箇所と特定することはできず、傷が漏水につながるかどうか作業員の経験と勘に基づいて多大の作業時間を要することになる。また、視覚的に捉えきれない微小な傷によって漏水が生じている場合、漏水個所を見落とす畏れもある。 However, the methods (1) and (2) are difficult to apply to a large-capacity large-diameter pipeline, and the resolution is low even if it is forcibly adopted. (3) The method of is in principle applicable, the actually embodiment significantly lower hit rate. The method (4) is a principle that can be applied to damage of a coated pipe, but in reality, satisfactory results are rarely obtained by interference with artificial noise. The method (5) can be applied only when the ground is hollowed in the shallow area, and there is a limit to detecting the water leaking point of a large-diameter pipeline with a pipe diameter of 400 mm or more. In addition, when a large-diameter pipeline leaks water and a person enters the pipe and conducts a visual inspection, a fatal accident may occur due to a tunnel survey or inspection of sewers, manholes, old wells, water storage tanks, etc. as can be seen, the lack of oxygen accident is a concern. Also, if the pipe diameter is to identify the leakage location, for example 400mm~900mm agricultural irrigation pipeline, because people can not enter into the tube, for example, it is introduced into the pipeline that has been drained a small camera and fiberscope , workers are adapted to visually check the external monitor. However, it is not possible to immediately identify a water leak point due to a flaw inside the pipeline, and it takes a lot of work time based on the experience and intuition of the worker whether the flaw leads to water leak. In addition, when water leaks due to minute scratches that cannot be grasped visually, there is a possibility of overlooking the water leak point.
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、簡素な構成でパイプラインにおける流体の漏洩箇所を容易かつ確実に発見することができるパイプラインの流体漏洩探査システムとその探査方法を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a pipeline fluid leak search system and a search method thereof that can easily and reliably find a fluid leak location in a pipeline with a simple configuration. it is an object of the present invention to be.
本発明に係るパイプラインの流体漏洩探査システムは、地下に埋設され流体が流通するパイプラインの流体漏洩探査システムにおいて、流体が排出されたパイプライン内に走行手段を配置し、この走行手段に放射性線源から放出されパイプライン上下の土壌をそれぞれ通過した熱中性子を測定する熱中性子測定手段を設け、この走行手段の走行を制御してパイプライン上の熱中性子測定位置とその位置に対応する各熱中性子の測定データとを割り出し、パイプラインの流体漏洩位置を特定するようにしたものである。 The pipeline fluid leakage exploration system according to the present invention is a pipeline fluid leakage exploration system embedded in the underground and in which a fluid circulates. The traveling means is disposed in the pipeline from which the fluid is discharged, and the traveling means is radioactive. Thermal neutron measurement means for measuring thermal neutrons emitted from the radiation source and respectively passing through the soil above and below the pipeline are provided, and the travel of the travel means is controlled to control the thermal neutron measurement positions on the pipeline and the corresponding positions. indexing the thermal neutron measurement data is obtained so as to identify the fluid leakage position of the pipeline.
本発明に係るパイプラインの流体漏洩探査システムでは、熱中性子測定手段をパイプライン内に配置し、しかも走行手段によりパイプライン内で走行させつつ測定するようにしているので、走行手段を所定速度で走行させつつ熱中性子測定手段によりパイプライン上下の土壌をそれぞれ通過した熱中性子を連続して繰り返し測定すると、測定回と走行速度と走行距離とからパイプライン上の熱中性子測定位置とその位置に対応する各熱中性子の測定データとが割り出される。このため、割り出されたデータに基づきランダムに起こる放射能の変動と流体成分変化の複合された値から流体成分変化の増加する位置が読み取られ、パイプラインの流体漏洩位置が特定される。 The pipeline fluid leakage exploration system according to the present invention, the thermal neutron measuring means disposed in the pipeline, and since so that measured while traveling in the pipeline by the traveling unit, the traveling means at a predetermined speed When measuring thermal neutrons that have passed through the soil above and below the pipeline continuously and repeatedly using the thermal neutron measurement means while traveling, the thermal neutron measurement position on the pipeline and its position correspond to the measurement times, traveling speed, and traveling distance. the measurement data of each thermal neutrons that are indexed. For this reason, the position where the fluid component change increases is read from the combined value of the radioactivity variation and the fluid component change that occur randomly based on the determined data, and the fluid leakage position of the pipeline is specified.
また、請求項2に係るパイプラインの流体漏洩探査システムは、地下に埋設され流体が流通するパイプラインの流体漏洩探査システムにおいて、流体が排出されたパイプライン内部に配置され、外部からの指令信号に基づいて駆動が制御される走行手段と、この走行手段に設けられ、放射性線源を有しこの線源から放出されパイプライン上下の土壌中をそれぞれ通過した熱中性子を所定時間毎測定して外部に出力する熱中性子測定手段と、走行手段に設けられ、走行手段の走行距離を測定して外部に出力する走行距離測定手段と、地上に配置され、入力手段によりモニターを介して走行手段を自在に操作し一定の走行速度で走行させるとともに、熱中性子測定手段と走行距離測定手段とからそれぞれ出力される熱中性子測定値および走行距離測定値と、走行手段の走行速度データとが入力され、これらデータをメモリに記憶させてデータ処理し、熱中性子の測定回毎にパイプライン上の測定位置を走行速度と走行距離とから割り出し、それら測定位置におけるパイプライン上方と下方との各熱中性子のデータを求め、パイプラインの流体漏洩位置を特定する中央演算処理装置とを備えたものである。
The pipeline fluid leakage exploration system according to
請求項2に係るパイプラインの流体漏洩探査システムでは、走行手段を流体が排出されたパイプライン内で所定速度で走行させつつ熱中性子測定手段によりパイプライン上下の土壌をそれぞれ通過した熱中性子を連続して繰り返し測定するとともに、走行距離測定手段により熱中性子測定に要した走行距離を測定すると、これら熱中性子測定データと走行距離測定データとが中央演算処理装置に出力される。中央演算処理装置にこれら入力されたデータに加え、走行速度と走行距離のデータが入力されると、熱中性子の測定回毎のパイプライン上の測定位置が割り出される。そして、測定位置におけるパイプライン上方と下方との各熱中性子のデータに基づき、ランダムに起こる放射能の変動と流体成分変化の複合された値から流体成分変化の増加する位置が読み取られ、パイプラインの流体漏洩位置が特定される。このため、リアルタイムで、かつ、確実に流体漏洩箇所が特定される。
The pipeline fluid leakage exploration system according to
さらに、請求項3に係るパイプラインの流体漏洩探査システムは、走行手段は、複数の車台を互いに折れ曲がり自在に連結した車体を備え、パイプラインのほぼ中央線に沿って走行されるようにしたものである。
Further, in the pipeline fluid leakage exploration system according to
請求項3に係るパイプラインの流体漏洩探査システムでは、たとえパイプラインが曲がっていても車体は屈曲するので、パイプラインの設置形状に制約されることなく漏洩箇所を探査することができる。 In the pipeline fluid leakage search system according to the third aspect, the vehicle body bends even if the pipeline is bent. Therefore, the leakage location can be searched without being restricted by the installation shape of the pipeline.
請求項4に係るパイプラインの流体漏洩探査システムは、熱中性子測定手段は、車体上部中央に上下に変位可能に設けられ、パイプライン上方の土壌を通過したバックグランドの熱中性子を測定する上部水分検出用中性子水分計と、車体下部の左右両側にパイプライン内面と所定の間隔を隔ててそれぞれ設けられ、パイプライン下方の土壌を通過した熱中性子を測定する一対の下部水分検出用中性子水分計とを備えるようにしたものである。
The pipeline fluid leakage exploration system according to
請求項4に係るパイプラインの流体漏洩探査システムでは、上部水分検出用中性子水分計が車体上部の中央上に上下に変位可能に設けられ、下部水分検出用中性子水分計がパイプライン内面と所定の間隔を隔てて設けられているので、測定を行う際に、パイプライン内壁に接触することがなく、摩擦による雑音成分の発生を抑制することができる。また、上部水分検出用中性子水分計は車体上部の中央上に上下に変位可能に設けられているので、管径の異なるパイプラインにも用いることができる。さらに、一対の下部水分検出用中性子水分計は、車体下部の左右両側に設けられているので、たとえパイプラインの底に砂泥が沈積していても避けることができる。
In the
請求項5に係るパイプラインの流体漏洩探査システムは、中性子水分計は、筐体内に速中性子を放射する線源と熱中性子を検出する中性子計数管とを備えて構成されるとともに、この筐体に他の線源からの干渉を抑制し雑音成分の中性子線を低減させる吸収材を設けたものである。
The pipeline fluid leakage exploration system according to
請求項5に係るパイプラインの流体漏洩探査システムでは、吸収材により他の線源からの干渉を抑制し雑音成分の中性子線を低減させることができるので精度が向上する。 In the pipeline fluid leakage exploration system according to the fifth aspect of the present invention, it is possible to suppress interference from other radiation sources and reduce the neutron rays of noise components by the absorber, so that accuracy is improved.
請求項6に係るパイプラインの流体漏洩探査システムは、中央演算処理装置には、各下部水分検出用中性子水分計によりそれぞれ測定される測定値に基づいて増減パターンを求める増減パターン検出手段と、この増減パターン検出手段により検出された両下部水分検出用中性子水分計についての増減パターンを測定回毎に比較し同じ増減パターンの測定回を抽出する同一パターン抽出手段と、同一パターン抽出手段により抽出された同一パターンの測定回のうち同一パターンが連続して所定の回数表れる測定回をさらに抽出し、これら抽出された連続する測定回に対応するパイプライン上の位置を特定し、特定された位置を水分の増加部とみなし漏水個所と判定する判定手段とを備えたフィルター処理手段を設け、パイプラインの仕様に応じてバックグランドの雑音成分を除去するようにしたものである。 Pipeline fluid leakage exploration system it is according to claim 6, the central processing unit, a decrease pattern detecting means for an increase or decrease pattern based on the measured values measured respectively by each of the lower moisture detection neutron moisture meter, this The same pattern extraction means for comparing the increase / decrease patterns of the neutron moisture meters for detecting both lower moisture detected by the increase / decrease pattern detection means for each measurement time and extracting the same increase / decrease pattern measurement times, and extracted by the same pattern extraction means From the measurement times of the same pattern, the measurement times where the same pattern appears continuously a predetermined number of times are further extracted, the position on the pipeline corresponding to the extracted continuous measurement times is specified, and the specified position is determined as moisture. provided filtering means and a determining means and leakage points regarded as increasing portion of, according to the specification of the pipeline It is obtained so as to remove the noise component of the background.
請求項6に係るパイプラインの流体漏洩探査システムでは、パイプラインの仕様、すなわち、管径、管厚および管材質により埋設時のバックグランドの高さが異なり、たとえ下部水分検出用中性子水分計で捉えた熱中性子の測定値が、上部水分検出用中性子水分計で捉えたバックグランドに隠れることがあっても、ランダムに起こる放射能の変動は両下部水分検出用中性子水分計における増減パターンもランダムであるので、増減パターンがある回数以上同じ部分を水分変化の変動部ととらえ、フィルター処理を行うことによりバックグランドの雑音成分を除去することができ、漏水個所を正確に判定することができる。 In the pipeline fluid leakage exploration system according to claim 6, the height of the background at the time of embedment differs depending on the specifications of the pipeline, that is, the pipe diameter, pipe thickness and pipe material. Even if the measured thermal neutron measurement value is hidden in the background captured by the upper moisture detection neutron moisture meter, the fluctuation of the radioactivity that occurs at random is also random in the neutron moisture meter for both lower moisture detection Therefore, the same portion more than a certain number of increase / decrease patterns is regarded as a variation portion of moisture change, and the background noise component can be removed by performing the filter process, so that the location of water leakage can be accurately determined.
請求項7に係るパイプラインの流体漏洩探査システムは、フィルター処理手段は、同一パターン抽出手段により抽出された同一パターンが連続して所定の回数表れる測定回について、それら測定回毎に両下部水分検出用中性子水分計の測定値を合計し、統計処理するようにしたものである。 The pipeline fluid leakage exploration system according to claim 7 is characterized in that the filter processing means detects moisture in both lower portions at each measurement time for measurement times in which the same pattern extracted by the same pattern extraction means appears continuously a predetermined number of times. The measured values of the neutron moisture meter for use are totaled and statistically processed.
請求項7に係るパイプラインの流体漏洩探査システムでは、統計処理されたデータでは、両下部水分検出用中性子水分計の測定値が合計されているので、漏水の可能性の高い部位とその周囲では、漏水の可能性の高い部位ほど視覚的に強調され、その周囲は水成分の存在は認められても漏水の可能性の高い部位に比較して相対的に合計された測定値が低くなるので、漏水の可能性の高い部位をピンポイントできわめて正確に特定することができる。 The pipeline fluid leakage exploration system according to claim 7, in statistical processing data, the measured values of the two lower moisture detection neutron moisture meter is total, and in the surrounding high portion of possible leakage As the area with the highest possibility of water leakage is visually emphasized, the total measurement value is relatively lower compared to the area with high possibility of water leakage even though the presence of water components is recognized in the surrounding area. In addition, it is possible to pinpoint a portion having a high possibility of water leakage very accurately.
請求項8に係るパイプラインの流体漏洩探査システムは、走行手段には、パイプライン内部の様子を写し外部のモニターに無線で映像を送出する撮影装置が設けられるようにしたものである。 In the pipeline fluid leakage exploration system according to the eighth aspect of the present invention, the traveling means is provided with a photographing device that captures the state inside the pipeline and wirelessly transmits an image to an external monitor.
請求項8に係るパイプラインの流体漏洩探査システムでは、外部のモニターでパイプライン内部を観察しながら測定を行うことができるので、漏水にまで及んでいない損傷個所も探査することができる。
The pipeline fluid leakage exploration system according to
請求項9に係るパイプラインの流体漏洩探査システムは、走行手段には、撮影装置からの映像信号および熱中性子測定手段と走行距離測定手段とからのデータとを無線を通じて外部に出力するとともに、外部からの指令信号を走行手段の制御部に送出する無線通信部が設けられるとともに、この無線通信部はパイプライン内部に配置された転送手段を通じて外部と通信するようにしたものである。
In the pipeline fluid leakage exploration system according to
請求項9に係るパイプラインの流体漏洩探査システムでは、地上で撮影装置の映像を通じて走行手段を制御することができるので、作業が効率化される。さらに、パイプライン内の転送手段を通じて外部と通信するので、走行手段を遠距離まで走行させて測定することができ、短時間で多量のデータを得ることができる。 In the pipeline fluid leakage exploration system according to the ninth aspect, since the traveling means can be controlled on the ground through the image of the photographing apparatus, the work is made efficient. Further, since communication is made with the outside through the transfer means in the pipeline, the travel means can be traveled to a long distance and measurement can be performed, and a large amount of data can be obtained in a short time.
本発明に係るパイプラインの流体漏洩探査方法は、地下に埋設され流体が流通するパイプラインの、流体が排出された内部に走行手段を配置し、この走行手段に放射性線源から放出されパイプライン上下の土壌をそれぞれ通過した熱中性子を測定する熱中性子測定手段を設け、この走行手段を所定の速度で走行させつつ熱中性子測定手段によりパイプライン上下の熱中性子を測定し、走行速度と走行距離からパイプライン上の熱中性子測定位置とその位置に対応する各熱中性子のデータとを割り出した後、パイプラインの流体漏洩位置を特定するようにしたものである。 In the pipeline fluid leakage exploration method according to the present invention, a traveling means is disposed inside a pipeline buried in the underground and through which the fluid flows, and the pipeline is discharged from the radioactive ray source to the traveling means. the thermal neutron measuring means for measuring the thermal neutrons and below the soil has passed through each provided, the traveling means thermal neutrons vertical pipeline measured by thermal neutron measuring means while traveling at a predetermined speed, the travel distance and travel speed After determining the thermal neutron measurement position on the pipeline and the data of each thermal neutron corresponding to the position, the fluid leakage position of the pipeline is specified.
本発明に係るパイプラインの流体漏洩探査方法では、走行手段を流体が排出されたパイプライン内で所定速度で走行させつつ熱中性子測定手段によりパイプライン上下の土壌をそれぞれ通過した熱中性子を連続して繰り返し測定した後、測定回と走行速度と走行距離とからパイプライン上の熱中性子測定位置とその位置に対応する各熱中性子のデータとが割り出される。データ割り出し後、割り出されたデータに基づきランダムに起こる放射能の変動と流体成分変化の複合された値から流体成分変化の増加する位置が読み取られ、パイプラインの流体漏洩位置が特定される。 In the pipeline fluid leakage exploration method according to the present invention, the driving means continuously thermal neutrons which have passed through the soil in the vertical pipeline respectively by thermal neutron measuring means while traveling at a predetermined speed in the pipeline fluid is discharged After repeated measurement, the thermal neutron measurement position on the pipeline and the data of each thermal neutron corresponding to the position are determined from the measurement times, travel speed, and travel distance. After the data is determined, the position where the fluid component change increases is read from the combined value of the radioactivity fluctuation and the fluid component change which randomly occur based on the determined data, and the fluid leakage position of the pipeline is specified.
また、請求項11に係るパイプラインの流体漏洩探査方法は、走行手段の進行方向左右両側にそれぞれ設けられた下部水分検出用中性子水分計によりパイプライン下側の熱中性子を測定し、パイプラインの仕様に応じて、パイプライン上下の熱中性子を測定した後、各下部水分検出用中性子水分計によりそれぞれ測定される測定値の増減パターンを求め、両下部水分検出用中性子水分計についての増減パターンを測定回毎に比較し同じ増減パターンの測定回を抽出し、抽出された同一パターンの測定回のうち同一パターンが連続して所定の回数表れる測定回をさらに抽出し、これら抽出された連続する測定回に対応するパイプライン上の位置を特定し、特定された位置を水分の増加部とみなし漏水個所と判定するようにしたものである。 Moreover, fluid leakage exploration method pipeline according to claim 11, the thermal neutrons under the pipeline side was measured by a lower moisture detection neutron moisture meter respectively provided in the traveling direction left and right sides of the traveling means, the pipeline depending on the specifications, after measuring the thermal neutrons vertical pipeline, determine the increase and decrease patterns of the measurement values measured respectively by each of the lower moisture detection neutron moisture meter, a decrease pattern for both the lower water detecting neutron moisture meter Compared every measurement time, extract the measurement times of the same increase / decrease pattern, further extract the measurement times where the same pattern appears continuously for a predetermined number of times, and extract these consecutive measurements The position on the pipeline corresponding to the time is specified, and the specified position is regarded as a water increase part and is determined as a water leak point.
請求項11に係るパイプラインの流体漏洩探査方法では、パイプラインの仕様、すなわち、管径、管厚および管材質により埋設時のバックグランドの高さが異なり、たとえ下部水分検出用中性子水分計で捉えた熱中性子の測定値が、上部水分検出用中性子水分計で捉えたバックグランドに隠れることがあっても、ランダムに起こる放射能の変動は両下部水分検出用中性子水分計における増減パターンもランダムであるので、増減パターンがある回数以上同じ部分を水分変化の変動部ととらえ、バックグランドの雑音成分を除去することができ、漏水個所を正確に判定することができる。 In the pipeline fluid leakage exploration method according to claim 11, the height of the background at the time of embedding differs depending on the specifications of the pipeline, that is, the pipe diameter, pipe thickness and pipe material. Even if the measured thermal neutron measurement value is hidden in the background captured by the upper moisture detection neutron moisture meter, the fluctuation of the radioactivity that occurs at random is also random in the neutron moisture meter for both lower moisture detection Therefore, the same portion more than a certain number of times as an increase / decrease pattern can be regarded as a variation portion of moisture change, the background noise component can be removed, and the location of water leakage can be accurately determined.
さらに、請求項12に係るパイプラインの流体漏洩探査方法は、抽出された同一パターンが連続して所定の回数表れる測定回について、それら測定回毎に両下部水分検出用中性子水分計の測定値を合計した後、統計処理するようにしたものである。
Moreover, fluid leakage exploration method pipeline according to
請求項12に係るパイプラインの流体漏洩探査方法では、図表上で統計処理されたデータは、両下部水分検出用中性子水分計の測定値が合計されているので、漏水の可能性の高い部位とその周囲では、漏水の可能性の高い部位ほど視覚的に強調され、その周囲は水成分の存在は認められても漏水の可能性の高い部位に比較して相対的に合計された測定値が低くなるので、統計処理された図表を見るだけで漏水の可能性の高い部位がピンポイントできわめて正確に特定される。
The fluid leakage exploration method pipeline according to
本発明に係るパイプラインの流体漏洩探査システムでは、地下に埋設され流体が流通するパイプラインの流体漏洩探査システムにおいて、流体が排出されたパイプライン内に走行手段を配置し、この走行手段に放射性線源から放出されパイプライン上下の土壌をそれぞれ通過した熱中性子を測定する熱中性子測定手段を設け、この走行手段の走行を制御してパイプライン上の熱中性子測定位置とその位置に対応する各熱中性子の測定データとを割り出し、パイプラインの流体漏洩位置を特定するようにしているので、簡素な構成でパイプラインにおける流体の漏洩箇所を容易かつ確実に発見することができる。また、走行手段によりパイプライン内を走行させて測定するようにしているので、作業が効率化される。 In the pipeline fluid leakage exploration system according to the present invention, in the pipeline fluid leakage exploration system embedded in the underground and through which the fluid flows, traveling means is disposed in the pipeline from which the fluid has been discharged, and the traveling means is radioactive. Thermal neutron measurement means for measuring thermal neutrons emitted from the radiation source and respectively passing through the soil above and below the pipeline are provided, and the travel of the travel means is controlled to control the thermal neutron measurement positions on the pipeline and the corresponding positions. Since the measurement data of thermal neutrons are determined and the fluid leakage position of the pipeline is specified, the fluid leakage location in the pipeline can be easily and reliably found with a simple configuration. Also, since to measure by running in the pipeline by the traveling means, the work is more efficient.
また、本発明に係るパイプラインの流体漏洩探査方法では、地下に埋設され流体が流通するパイプラインの、流体が排出された内部に走行手段を配置し、この走行手段に放射性線源から放出されパイプライン上下の土壌をそれぞれ通過した熱中性子を測定する熱中性子測定手段を設け、この走行手段を所定の速度で走行させつつ熱中性子測定手段によりパイプライン上下の熱中性子を測定し、走行速度と走行距離からパイプライン上の熱中性子測定位置とその位置に対応する各熱中性子のデータとを割り出した後、パイプラインの流体漏洩位置を特定するようにしているので、効率よく流体の漏洩箇所を発見することができる。 Further, in the pipeline fluid leakage exploration method according to the present invention, the traveling means is disposed inside the pipeline where the fluid is circulated underground and the fluid flows, and the traveling means is discharged from the radioactive radiation source. the thermal neutron measuring means for measuring the thermal neutron passing through each pipeline above and below the soil provided, the thermal neutrons in the vertical pipeline measured by the traveling means a thermal neutron measuring means while traveling at a predetermined speed, the traveling speed after indexing the respective thermal neutrons data from the travel distance and the thermal neutron measurement position on the pipeline corresponding to the position, because so as to identify the fluid leakage position of the pipeline, a leak location efficiently fluid Can be found.
パイプラインの漏洩箇所を迅速かつ正確に特定するという目的を、流体が排出されたパイプライン内に、放射性線源から放出されパイプライン上下の土壌をそれぞれ通過した熱中性子を測定する熱中性子測定手段を配置し、かつ、この熱中性子測定手段を走行手段により走行させつつ熱中性子を測定し、測定データをパイプライン上の位置データと対応させることにより実現した。 The purpose of the leakage location of the pipeline quickly and accurately identified, the fluid pipeline exhausted, thermal neutron measuring means for measuring the thermal neutron passing through respective soil vertical pipeline is released from the radioactive source The thermal neutron was measured while the thermal neutron measuring means was run by the running means, and the measurement data was made to correspond to the position data on the pipeline.
以下、図面に示す実施の形態により本発明を説明する。図1は本発明の一実施の形態に係る探査システムの全体図である。本実施の形態に係る探査システム2は、図1に示すように、農業利水施設に埋設される管径が400mm〜900mmのパイプライン3の内部に出し入れされる探査装置4と、地上に配置されこの探査装置4と無線を通じて制御信号およびデータのやりとりを行うコンピュータ(中央演算処理装置)5とを備えて構成される。
The present invention will be described below with reference to embodiments shown in the drawings. FIG. 1 is an overall view of an exploration system according to an embodiment of the present invention.
探査装置4は、図2の(A)、(B)に示すように、前後の車台11A、11Cを支持台11Bを介して連結した走行車(走行手段)10と、この走行車10に設置された中性子水分計(熱中性子測定手段)20とを備えている。各車台11A、11Cと支持台11Cとはそれぞれ、連結ピン12A、12Bにより連結され、これら3台の車台11A〜11Cは進行方向に対し曲がるようになっている。前側車台11Aと、後側車台11Cには、車輪13A、13Bがそれぞれ設けられる。前側車台11Aの後方側には、バッテリユニット14が取り付けられる。前側車台11A下側には、バッテリユニット14と電気的に接続された駆動モータ15と、この駆動モータ15と駆動伝達部材18を介して連結される駆動輪16とが配設される。
As shown in FIGS. 2A and 2B, the
前側車台11Aの前方側には、高感度無線カメラ17が設けられ、映像信号を外部に無線で送出するようになっている。支持台11Bには、中性子水分計20と走行距離計21とが設けられる。中性子水分計20は、Cf-252等の線源から放出された速中性子が土壌水分(水素)により減速された熱中性子の散乱を測定し、測定値を外部に送出するようになっている。線源は放射線障害防止法の適用除外の3.7MBq以下の線源を用いている。走行距離計21は計測円盤をパイプラインの内面に回動自在に当接させ走行により回動する計測円盤の回転により走行距離D1、D2、…、Dnを計測し、計測値を外部に送出するようになっている。
The front side of the
中性子水分計20は、図2の(B)および図3に示すように、下部検出部(下部水分検出用中性子水分計)20A、20Bと上部検出部(上部水分検出用中性子水分計)20Cとを備えている。各検出部20A〜20Cは、長筒状筐体31内に速中性子を放射する線源RSと熱中性子を検出する2本の中性子計数管32A、32Bとを有している。この筐体32内部には、他の線源RSからの干渉を抑制し雑音成分の中性子線を低減させるため、雑音成分の中性子を補足する吸収材(重金属板)33が貼り付けられる。支持台11Bには、一対のプレートからなる架台34が設けられる。この架台34の上部には、パイプラインの管径のタイプに応じて複数の取り付け孔37が上下に穿設される。これら取り付け孔37には、支持アーム35が取り付けられるようになっている。この支持アーム35には、上部検出部20Cと走行距離計21とがピン36を介して連結される。これら上部検出部20Cと走行距離計21とは、支持台11Bの中央線L1に沿って配置されるようになっている。支持アーム35は、パイプラインの管径のタイプに応じて、上下の取り付け孔37を適宜選択して取り付けられるようになっている。支持アーム35の取り付け位置により、上部検出部20Cをパイプライン3上面の最も高い部位3Aに所定の狭い空隙SP1を隔てて対向させ、かつ、走行距離計21の計測円盤をパイプライン上面3Aに当接させるようになっている。取り付け孔37は、例えば、パイプラインの管径が400mmまたは600mmのタイプに対応するようになっている。
上部検出部20Cは、パイプライン3上方の土壌を通過したバックグランドの熱中性子を測定するようになっている。一対の下部検出部20A、20Bは、支持台11B下部の左右両側にパイプライン3の下側内面と所定の狭い空隙SP2を隔ててそれぞれ設けられ、パイプライン下方の土壌を通過した熱中性子を測定するようになっている。一対の下部検出部20A、20Bを支持台11Bの中央線L1真下から左右両側にずらせて設けたのは、パイプライン3の底に水分を含んだ砂泥が多少堆積している場合、これら土砂の影響を排除するためである。なお、パイプライン内では、閉塞された空間を水が流れるので、開水路のように走行を妨げるほど土砂が堆積することはない。
後側車台11Cには、図2の(A)、(B)に示すように、駆動モータ15と高感度無線カメラ17とに電気的に接続されこれらを外部からの指令信号に基づいて制御する制御部22と、中性子水分計20と走行距離計21とからの計測値をそれぞれ外部に送信するとともに外部からの指令信号を制御部22に伝える無線通信部23とが設けられる。探査装置4は、図1に示すように、パイプライン3の排水を行った後、パイプライン3の空気弁6から出し入れされる。空気弁6は、通常、100mないし300m間隔で配置されている。空気弁6の内部には、無線中継器(転送手段)40が吊り降ろされ、パイプライン3の空間に臨むようになっている。この無線中継器40は地上のインターフェイス41を介してコンピュータ5に電気的に接続される。コンピュータ5はモニター部42を通じて、図示しない入力手段により探査装置4の走行車10および高感度無線カメラ17を制御するとともに、中性子水分計20からの計測データおよび走行距離計21からの計測データを取り込んで記憶し、データ処理するようになっている。なお、高感度無線カメラ17には、図1に示すように、地上に専用のモニター装置43を設けるようにしてもよい。
As shown in FIGS. 2A and 2B, the
コンピュータ5は、図5に示すように、各下部検出部20A、20Bによりそれぞれ測定される測定値に基づいて直前の測定値と比較して増減を判定し、増減パターンを求める増減パターン検出部(増減パターン検出手段)51と、この増減パターン検出部51により検出された両下部検出部20A、30Bについての増減パターンを測定回毎に比較し同じ増減パターンの測定回を抽出する同一パターン抽出部(同一パターン抽出手段)52と、同一パターン抽出部52により抽出された同一パターンの測定回のうち同一パターンが連続して所定の回数(本実施の形態では、例えば4回)表れる測定回をさらに抽出し、これら抽出された連続する測定回に対応するパイプライン上の位置を特定し、特定された位置を水分の増加部とみなし漏水個所と判定する判定部(判定手段)53とを備えたフィルター処理部(フィルター処理手段)50を備えており、パイプラインの仕様、すなわち、管径、管厚および管の材質(構造)に応じてバックグランドの雑音成分を除去するようにしている。そして、フィルター処理部50は、図6に示すように、同一パターン抽出部52により抽出された同一パターンが連続して所定の回数表れる測定回(図5の表では、測定回が第6番目ないし第9番目)について、それら測定回毎に両下部検出部20A、20Bの測定値を合計し、統計処理するようにしている。
As shown in FIG. 5, the
つまり、同時に計測された両下部検出部20A、20Bの測定値は、ランダムに起こる放射能の変動と水分変化の変動の複合された値である。ランダムに起こる放射能の変動は、各下部検出部20A、20Bの増減パターンもランダムであると考えられる。ここでいう増減パターンとは、直前の計測値に対して増加しているか減少しているかをいう。従って、バックグランドの計測値には関係なく、各下部検出部20A、20Bについて、図5に示すように、増減パターンがある回数以上同じとなる計測回の部分(図5の表では、測定回が第6番目ないし第9番目)を水分変化の変動部とみなすようにしている。そして、変動部とみなされた部分については、真の水分値を表しているはずであるので、増減パターンがある回数以上同じとなる計測回について下部検出部20A、20Bのそれぞれの測定値はいずれも真の水分値を表していると考えられる。こうして、フィルター処理では、最終的に各下部検出部20A、20Bのそれぞれの測定値を加算することにより、図6に示すように、統計処理を通じて水成分のピークを表示し、漏水個所を特定するようにしている。パイプライン3は、図10に示すように、掘削された溝70の下部の基床の上に設置されており,その回りは砂または良質の土砂をコンパクタ(締め固め機)、ランマ(rammer)等で締め固めて充填している。
That is, the measured values of the
次に、本発明の探査システムによる探査方法を、上記実施の形態に係る探査システムの作用に基づいて説明する。まず最初に、予め、流量計が取り付けられたパイプラインのある区間から漏水箇所がありそうなパイプライン3の区間を特定する。探査するパイプライン3が特定されると、そのパイプライン3への水の流入を停止し、パイプライン3内の水を排出する。次に、探査対象のパイプライン3の空気弁6近傍の地上に、コンピュータ5、インターフェイス41、さらに必要に応じてモニター装置43を設置し、空気弁6を開く。開いた空気弁6から探査装置4をパイプライン3内に配置し、次に、この空気弁6の開口部から無線中継器40を吊り降ろし、パイプライン3内に配置する。探査装置4は、予めパイプライン3の管径に応じて、支持アーム35が、架台34の所定の取り付け孔37に取り付けられており、探査装置4がパイプライン3内に配置されると、上部検出部20Cは所定の空隙SP1を隔ててパイプライン3上面の最も高い部位3Aに対向し、かつ、走行距離計21は計測円盤がパイプライン上面3Aに当接されるようになっている。探査装置4は、パイプライン3内に配置されると、走行開始位置P0が決められ(図7のステップS1参照)、走行開始位置P0のデータはコンピュータ5に入力される(図7のステップS2参照)。
Next, the search method according exploration system of the present invention will be described with reference to the action of the exploration system according to the above embodiment. First, in advance, to identify the section of the flow meter there is water leakage position from the section with a pipeline attached
次に、測定作業に移る。測定作業では、コンピュータ5からの指令に基づいて、走行車10を予め決められた一定の走行速度(例えば、2.5m/分、10.0m/分)V1で走行させつつ(図7のステップS3参照)、中性子水分計20の各検出部20A〜20Cごとに熱中性子を計測し、計測されたカウントを熱中性子計測データとしてコンピュータ5に出力するとともに、走行距離計21から出力される走行距離D1、D2、…、Dnも、順次、コンピュータ5に出力する(図7のステップS4参照)。コンピュータ5には、上部検出部20Cからパイプライン3上方の土壌を通過したバックグランドの熱中性子の計測データが、下部検出部20A、20Bから、パイプライン下方の土壌を通過した熱中性子の計測データがそれぞれ入力されて記憶される。コンピュータ5は、これら入力されたパイプライン上方の熱中性子の計測データと、パイプライン下方の熱中性子の計測データと、走行開始地点P0からの走行距離Dnと、走行車10の走行速度V1とをデータ処理し(図7のステップS5参照)、図4の(B)、(C)に示すように、x軸y軸にそれぞれパイプライン3の測定位置(m)とカウント(cps)をとったグラフ上に統計処理を行う。この統計処理結果から、バックグランドの水分より大きく変動した位置を漏水個所と判定するようにしている(図7のステップS6参照)。
Then, the process moves to the measurement work. In the measurement work, the traveling
図4の(A)は、仕様(管径、管厚および管の材質(構造))の異なるパイプラインを接続した実験用パイプラインを示し、図4の(B)、(C)に示すグラフは、x軸の測定位置が図4の(A)のパイプラインの位置にそれぞれ対応している。図4の(A)の実験用パイプラインは、左側端部から5m(測定位置0−5m)までが管径φ600mm、管厚50mmの遠心力鉄筋コンクリート管C1で、この5mの遠心力鉄筋コンクリート管の右側端部に、8m(測定位置5−13m)のコア式プレストレスコンクリート管C2(管径φ600mm、管厚69mm(コア式プレストレスコンクリート部の厚さが44mm、モルタルコートの厚さが25mm))が接続されている。コア式プレストレスコンクリート管C2は、コア式プレストレスコンクリートの管にモルタルコートされた構造になっている。各管C1、C2について、パイプライン下方に管軸に対して直角方向から水を含んだ湿潤ローム(粘土)を内部に収容した校正用ボックス(図4の(D)参照)B1、B2を差し入れて実験を行った結果が図4の(B)、(C)のグラフに示されている。校正用ボックスB1、B2はいずれも管軸方向の長さが500mmで、種々の含水比を持つ材料を詰め替えることができるようになっている。図4の(B)のグラフは、走行車10が走行速度V1を2.5m/分で走行した場合、図4の(C)のグラフは、走行車10が走行速度V2を10m/分で走行した場合をそれぞれ示している。
4A shows an experimental pipeline in which pipelines having different specifications (tube diameter, tube thickness, and tube material (structure)) are connected, and the graphs shown in FIGS. 4B and 4C. The x-axis measurement positions correspond to the pipeline positions in FIG. The experimental pipeline in FIG. 4A is a centrifugal reinforced concrete pipe C1 having a pipe diameter of φ600 mm and a pipe thickness of 50 mm from the left end to 5 m (measurement position 0-5 m). 8m (measurement position 5-13m) core type prestressed concrete pipe C2 (pipe diameter φ600mm, pipe thickness 69mm (core type prestressed concrete part thickness 44mm, mortar coat thickness 25mm) ) it is connected. Core type prestressed concrete pipe C2 is adapted to mortar coated structure to the tube of the core-type prestressed concrete. For each pipe C1, C2, calibration boxes (see FIG. 4D) B1, B2 containing wet loam (clay) containing water from the direction perpendicular to the pipe axis are inserted below the pipeline. The results of the experiment are shown in the graphs of FIGS. 4B and 4C. The calibration boxes B1 and B2 are both 500 mm in length in the tube axis direction, and can be refilled with materials having various moisture contents. 4B, the traveling
これら統計処理されたグラフのうち図4の(A)ないし(C)から、管径φ600mm、管厚50mmの遠心力鉄筋コンクリート管C1については、走行速度V1、V2のいずれについても測定位置2mから2.5mの間で下部検出部20A、20Bからの計測値(細い実線は下部検出部20Aの測定値、破線は下部検出部20Bの測定値)が、バックグランドとなる上部検出部20Cの計測値(太い実線)より大幅に上昇していることがわかる。この上昇部分は遠心力鉄筋コンクリート管C1における校正用ボックスB1の位置に合致している。このことから、上記遠心力鉄筋コンクリート管C1については、中性子水分計20によりバックグランドの水分より大きく変動した位置を漏水個所と判定するようにしている。
Among these graphs subjected to statistical processing, from FIGS. 4A to 4C, the centrifugal reinforced concrete pipe C1 having a pipe diameter of 600 mm and a pipe thickness of 50 mm is measured from 2 m to 2 at both the traveling speeds V1 and V2. Measured values from the
ところで、コア式プレストレスコンクリート管C2については、管厚が69mmと厚いのに加え、モルタルコート部にまわりの砂からの水分が集まり、相対的に含水比の高いモルタル層が形成されることになり、バックグランドが高くなり、漏水個所の水分増がバックグランドに隠されてしまっている。すなわち、両下部検出部20A、20Bの測定値(細い実線と破線)が、バックグランドとなる上部検出部20Cの計測値(太い実線)に対して判別しにくくなっている。このため、本実施の形態では、このような単に熱中性子の計測だけでは捉えきれない現象に対し、フィルター処理を行うことにより、バックグランドに対する変動とみなし、かつ、そのみなし変動部分についてバックグランドに対する変動の差を際だたせることにより漏水個所を正確にピンポイントで特定するようにしている。つまり、同時に計測された両下部検出部20A、20Bの測定値は、ランダムに起こる放射能の変動と水分変化の変動の複合された値であり、ランダムに起こる放射能の変動は、各下部検出部20A、20Bの増減パターンもランダムであると考えられるので、各下部検出部20A、20Bについて、図5に示すように、増減パターンがある回数以上同じとなる計測回の部分を水分変化の変動部とみなすようにしている。そして、変動部とみなされた部分については、真の水分値を表しているはずなので、増減パターンがある回数以上同じとなる計測回について下部検出部20A、20Bのそれぞれの測定値はいずれも真の水分値を表しているとみなし、フィルター処理では、各下部検出部20A、20Bのそれぞれの測定値を加算することにより、図5の表の測定回が第6番目ないし第9番目および図6の表の距離8.5mから9mにかけて示されるように、統計処理を通じて水成分のピークを表示し、漏水個所を特定するようにしている。
Incidentally, for the core type prestressed concrete pipe C2, in addition to the pipe thickness that thick and 69 mm, the water gathered from the sand around the mortar coating unit, that relatively high water content ratio mortar layer is formed now, the background is high, moisture increase of the leakage point is they've been hidden in the back ground. That is, the measurement values (thin solid lines and broken lines) of the
フィルター処理は次のようにして行う。まず、各下部検出部20A、20Bでそれぞれ測定される測定値がコンピュータ5に入力されると、増減パターン検出部51により、直前の測定値と比較して増減を判定し、増減パターンを求める(図5の(1)、(2)および図8のステップS11参照)。次に、同一パターン抽出部52により、上記増減パターン検出部51により検出された両下部検出部20A、30Bについての増減パターンを測定回毎に比較し同じ増減パターンの測定回を抽出する(図5の(3)および図8のステップS12参照)。次に、判定部53により、上記同一パターン抽出部52により抽出された同一パターンの測定回のうち同一パターンが連続して所定の回数(本実施の形態では、例えば4回)表れる測定回(図5の測定回が第6番目から第9番目)をさらに抽出し(図8のステップS13参照)、これら二次的に抽出された測定回(図5の測定回第6番目から第9番目)について、これら測定回毎に両下部検出部20A、20Bの測定値を合計し(図5の(4)および図8のステップS14参照)、これら抽出された連続する測定回に対応するパイプライン上の位置を特定して統計処理し(図5の(5)参照)、特定された位置(図6の距離8.5mから9m参照)を水分の増加部とみなし漏水個所と判定する(図8のステップS15参照)。
Filter processing is performed in the following manner. First, when measurement values respectively measured by the
このようにフィルター処理することにより、下部検出部20A、20Bの計測値が上部検出部20Cのバックグランドに隠れる場合でも、容易かつ確実に漏水個所を特定することができる。なお、このフィルター処理は、バックグランドに隠れる場合にのみ適用するものではなく、バックグランドに隠れるかどうか明確でなくとも処理を実行してよいことはいうまでもない。
By performing the filtering process in this manner, even when the measurement values of the
本発明に係る探査方法では、走行車10を、排水されたパイプライン3内で所定速度V1で走行させつつ中性子水分計20によりパイプライン3上下の土壌をそれぞれ通過した熱中性子を連続して繰り返し測定した後、測定回1、2、…、nと走行速度V1(V2)と走行距離D1、D2、…、Dnとからパイプライン3上の熱中性子測定位置とその位置に対応する各熱中性子の計測データとが割り出される。計測データ割り出し後、割り出された計測データに基づきランダムに起こる放射能の変動と水分変化の複合された値から水分変化の増加する位置が読み取られ、パイプライン3の漏水位置が特定される。
The exploration method according to the present invention, the
上記構成に係る探査システム2に基づいて、実際に実物大の模型施設と探査装置4とを作り、パソコン5を用いて実験を行った。実験とその結果について説明する。図9は実物大の模型施設を示す説明図で、図4の(D)にその模型施設の縦断面が示される。図9に示すように、模型施設は大地の一部を2.3mの深度に掘って上部開口から底部に向けてスロープ61が形成された四角錐状の掘削溝60を形成した。Gは地表面で、このスロープ61の一面側61Aに所定の間隔を隔てて、実験用パイプラインC1、C2(図4の(A)参照)を配置した。実験用パイプラインC1、C2は、0.5mの基床厚の砂層の上に敷設した。実験用パイプラインC1、C2の下方には、基礎コンクリートが打設された底部62に校正用ボックスB1、B2(図4の(A)参照)を出し入れする校正用ボックス溝63、64が形成される。校正用ボックス溝63、64は、実験用パイプラインC1、C2の管軸に対して直角方向に設けられる。
Based on the
実験用パイプラインC1、C2は、図4の(A)に示すように、左側端部から5mまでが管径φ600mm、管厚50mmの遠心力鉄筋コンクリート管C1で、この5mの遠心力鉄筋コンクリート管の右側端部には、8mのコア式プレストレスコンクリート管C2(管径φ600mm、管厚69mm)が接続されている。校正用ボックスB1、B2はいずれも管軸方向の長さが500mmで、種々の含水比を持つ材料を詰め替えることができるようになっている。校正用ボックス溝63、64はそれぞれ、校正用ボックスB1を遠心力鉄筋コンクリート管C1の左端部C1Lから2.0m−2.5mの間に、校正用ボックスB2を、コア式プレストレスコンクリート管C2の左端部C2Lから3.5m−4.0m(遠心力鉄筋コンクリート管C1の左端部C1Lから8.5m−9.0m)の間に、配置できるようになっている。スロープ61の一面側61Aには、実験用パイプラインC1、C2の一側面66と両開口端部C1L、C2Rを外部に露出させて鋼製の軸組み65が組まれ、土留め用のアクリル板67が組み付けられている。軸組み65とアクリル板67とが組み付けられた空間SP3内には含水比が自然状態の砂68が投入されている。実験用パイプラインC1、C2の一側面66には、観測用窓69が形成されている。
As shown in FIG. 4A, the experimental pipelines C1 and C2 are centrifugal reinforced concrete pipes C1 having a diameter of 600 mm and a pipe thickness of 50 mm from the left end to 5 m. An 8 m core type prestressed concrete pipe C2 (pipe diameter φ600 mm,
実験用パイプラインC1、C2には、開口端部C1L、C2Rの一方から探査装置4が入れられ走行開始位置P0が決められる。実験では、両校正用ボックス溝63、64を通じてそれぞれ水成分の多い湿潤ロームを詰めた校正用ボックスB1、B2を実験用パイプラインC1、C2の下方に配置して行った(図4の(D)参照)。探査装置4は、図2の(A)、(B)に示す装置と同一の構成を有する実験装置を用いた。実験装置4の全長は、1575mm、幅寸法は310mm、前側車台11A、支持台11B、後側車台11Cのそれぞれの前後方向寸法は、521mm、458mm、375mmで、前側車台11Aと支持台11Bとの連結部寸法および支持台11Bと後側車台11Cとの連結部寸法はいずれも60mmである。実験装置4は、実験用パイプラインC1、C2の管径600mmに対応させ、支持アーム35を架台34の上側取り付け孔37に取り付けている。
The experimental pipeline C1, C2, open end C1L, the traveling start
実験は探査装置4を実験用パイプラインC1、C2内を走行させて行われた。探査装置4の走行とともに中性子水分計20の上部検出部20Cと下部検出部20A、20Bとにより実験用パイプラインC1、C2の上下の土壌をそれぞれ通過した熱中性子を連続して繰り返し測定した後、測定回1、2、…、nと走行速度V1(V2)と走行距離D1、D2、…、Dnとから実験用パイプラインC1、C2上の熱中性子測定位置(実験用パイプラインC1の左側端部C1Lを走行開始位置P0(0m)とし、この位置からの走行距離(m))とその位置に対応する各熱中性子の計測データ(カウント、ここでいうカウントは砂の自然含水比を基準にしたカウント偏差をいう)とを割り出した。図4の(B)は走行速度が2.5m/分で、図4の(C)は走行速度が10m/分で計測した場合を示している。図中の縦軸は,裏ごめ砂の自然含水比からの偏差で示されている。
The experiment was conducted by running the
その結果が、図4の(A)ないし(C)に示されている。図4の(B)、(C)から実験用パイプラインC1、すなわち、長さ5m、管径φ600mm、管厚50mmの遠心力鉄筋コンクリート管については、下部検出部20A、20Bにより計測された測定値(それぞれ細い実線と破線で表示)が、実験用パイプラインC1の左側端部C1Lからの距離が2.0mから2.5mにかけて上部検出部20Cにより計測されたバックグランド(太い実線)に比較して大きな変動を示している。この位置は、校正用ボックスB1の位置に合致しており、実験用パイプラインC1下方の水成分の存在を示していることがわかる。
The results are shown in FIGS. 4A to 4C. 4B and 4C, the measured values measured by the
また、実験用パイプラインC2、すなわち、長さ8m、管径φ600mm、管厚69mm(コンクリート管厚44mm、モルタルコート25mm)のコア式プレストレスコンクリート管については、図4の(B)、(C)から明らかなように、下部検出部20A、20Bにより計測された測定値が、バックグランドに隠れ、判別できなくなっている。このため、実験用パイプラインC1、C2について得られた測定値についてフィルター処理(図5参照)を行った結果、図6に示すような結果が得られた。この図6に示すようにバックグランドの雑音成分を除去した結果、実験用パイプラインC2、すなわち、コア式プレストレスコンクリート管については起点(C1L、P0)からの距離が、8.5mから9.0mにかけて大きく変動しており、この位置は、校正用ボックスB2の位置に合致しており、実験用パイプラインC2下方の水成分の存在を確実に示していることがわかる。また、このフィルター処理により、校正用ボックスB1の位置に合致した実験用パイプラインC1下方の水成分の存在も顕著に表れている。校正用ボックスB1、B2はいずれも、種々の含水比を持つ材料(砂、礫、粘土、等)を詰め替えることができるようになっているので、異なる材料ごとに多数のデータを収集し、パターンを分析することにより、基礎下(図10参照)の土層に左右されることなく確実に漏水個所を特定することができる。
Moreover, experimental pipeline C2, i.e., length 8m, tube diameter Fai600mm,
このように、図4の(B)、(C)に示されるように、測定速度2.5m/分の場合、漏水地点以外の部分のカウント(バックグランド)は,±100で安定している。また、遠心力鉄筋コンクリート管C1の漏水箇所では、下部検出部20A、20Bのカウントが同時に1000以上の増加しているのに対し、上部検出部20Cのカウントはバックグランドの変動内の値を示す。しかし、コア式プレストレスコンクリート管C2の漏水位置では、下部検出部20A、20Bのカウントは150程度までしか上昇せず、ピーク位置がずれていた。測定速度10m/分では、バックグランドが±300になり、遠心力鉄筋コンクリート管C1の漏水はピークとして検出できるが、コア式プレストレスコンクリート管C2の漏水のピークはバックグランドに隠されてしまう。このため、フィルター処理を行うようになっている。実験で行った走査速度2.5m/分について、1秒毎の測定値を、6秒(0.25m)間平均値に変換し,その後,フィルター処理した計算結果が図6に示されており、距離8.8mにあるコア式プレストレスコンクリート管C2の継ぎ目の漏水部が明瞭に検知されている。
Thus, as shown in FIGS. 4B and 4C, when the measurement speed is 2.5 m / min, the count (background) of the portion other than the water leakage point is stable at ± 100. . Moreover, in the leak location of the centrifugal reinforced concrete pipe C1, the counts of the
なお、上記実施の形態では、利水用パイプラインの漏水探査に用いるようにしているが、これに限られるものではなく、中性子水分計により検知できるものであれば他の流体(オイル、液状化学製品、上下水道水、温冷水給排システム内の流通水等)が流通する埋設されたパイプラインにも適用可能であることはいうまでもない。また、上記実施の形態では、走行距離計21により計測された走行距離に基づいて熱中性子の計測値を走行開始地点P0からの距離に対応させるようにしているがこれに限られるものではなく、走行車10の予め決められた一定の走行速度と走行時間とに基づいて熱中性子の計測値を走行開始地点P0からの距離に対応させ、経時的に漏洩箇所の探査をモニターするようにしてもよい。さらに、図10に示すように、上部検出部を2個の中性子水分計20C1、20C2から構成するようにしてもよい。
In the above embodiment, the water use pipeline is used for water leakage exploration. However, the present invention is not limited to this, and any other fluid (oil, liquid chemical product) can be used as long as it can be detected by a neutron moisture meter. Needless to say, the present invention can also be applied to an embedded pipeline through which water and sewage water, circulating water in a hot / cold water supply / discharge system, etc. circulate. In the above embodiment, the measurement value of the thermal neutron is made to correspond to the distance from the travel start point P0 based on the travel distance measured by the
2 流体漏洩探査システム
3 パイプライン
4 探査装置(走行手段)
20 中性子水分計(熱中性子測定手段)
20A、20B 下部検出部
20C 上部検出部
RS 放射性線源
2 Fluid
20 Neutron moisture meter (thermal neutron measurement means)
20A, 20B
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