JP2006098271A - リーク検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 リークの有無及び位置の検出が可能なリーク検出装置を提供する。
【解決手段】 リーク点Ｌｐから発生し集音手段１２によって集音された超音波を受信し、且つ受信した超音波を超音波信号Ｓ１として合成手段６に送信する超音波検出手段２と、集音手段１２が超音波を集音する方向の画像を撮影し、且つ撮影した画像を画像信号Ｓ２として合成手段６へ送信する画像撮影手段４と、超音波検出手段２及び画像撮影手段４に接続されている合成手段６と、合成手段６に接続されている表示手段８及び記録手段１０とを備えたリーク検出装置１において、合成手段６によって超音波信号Ｓ１と画像信号Ｓ２とを合成し、この合成した信号を合成表示信号Ｓ５として表示手段８及び記録手段１０へ送信し、リーク点Ｌｐから発生する超音波の強弱を表す波形及びリーク点Ｌｐの画像を表示手段８に表示し、且つ表示手段８に表示されている波形及び画像を記録手段１０に記録する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、配管接合部からの空気漏れや電力設備からの漏電等のリークの有無及び位置を検出するリーク検出装置に関する。

従来から、配管接合部からの空気漏れや電力設備からの漏電等のリークが生じた時に、リークにともない発生する超音波等の音響を検出することにより、リークの有無及び位置を検出する装置が用いられている。このような装置の一例としては、例えば特許文献１に記載されているような、稼働中の電力設備のコロナ放電による絶縁劣化等の異常を検出するコロナ放電検出装置が用いられている。

このコロナ放電検出装置２４は、図５に示すように、コロナ放電が生じた時に、コロナ放電の生じた位置（以下、コロナ点Ｃｐと示す）から発生する超音波を集音する集音手段１２と、集音手段１２が集音した超音波を受信する超音波検出手段２と、超音波検出手段２で受信した超音波を信号処理するコロナ放電検出手段２６とを備えている。また、コロナ放電検出装置２４は、搬送及び検出作業が容易となるように、可搬式に構成されている。

超音波検出手段２の検出対象側には、集音手段１２が超音波を集音する方向へレーザ光を照射するレーザポインタ２８が取り付けられている。レーザポインタ２８と超音波検出手段２は、支柱３０によって一体に支持されており、支柱３０と集音手段１２はハンドル３２に取り付けられている。
コロナ放電検出手段２６は、アンプやフィルタ等の信号処理装置と、ブザー等の警報装置とを備えている。

このようなコロナ放電検出装置２４を用いて絶縁劣化等の異常を検出する際は、作業者は、ハンドル３２を手に持ち、コロナ放電の発生が予測される部位を、レーザポインタ２８から照射されるレーザ光で指し示し、その位置を確認しながら各部位を順次測定していく。
そして、超音波検出手段２がコロナ点Ｃｐから発生した超音波を受信すると、コロナ放電検出手段２６が、受信した超音波に対して各種の信号処理を行い、コロナ点Ｃｐから発生した超音波に含まれるコロナ音を抽出する。

コロナ放電検出手段２６によって抽出されたコロナ音が、あらかじめ定めた基準値を超えている場合は、警報装置を作動させ、コロナ放電の発生及びレーザ光が指し示している点がコロナ点Ｃｐであることを、作業者に対して通報する。
特開平１１−１７４１１０号公報

しかしながら、上述したコロナ放電検出装置２４は、昼間の屋外等の明るい環境下においては、レーザポインタ２８から照射されるレーザ光の識別が困難となるため、作業効率が低下するとともに、コロナ点Ｃｐの特定が困難となってしまう。また、レーザポインタ２８から照射されるレーザ光は、人体に対する危険性を有しており、特に目に照射された場合には、一般的に視力低下等の問題が生じるおそれがある。
本発明は、前記のような問題点に着目してなされたもので、昼間の屋外等の明るい環境下においても使用可能であり、作業効率の向上及び作業に伴う危険性の低下が可能なリーク検出装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明のうち、請求項１に記載した発明は、検出対象に生じたリークの有無及び位置を検出するリーク検出装置であって、
特定方向の超音波を集音して受信し且つ前記特定方向を変更可能な超音波検出手段と、前記特定方向の画像を撮影する画像撮影手段と、前記超音波検出手段が受信した超音波を表す表示情報と前記画像撮影手段が撮影した画像情報とを合成して合成情報とする合成手段と、を備えたことを特徴とするものである。
本発明によると、リークの位置から発生する超音波とリークの位置の画像とを、同一次元のデータとして合成することが可能となる。

次に、請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した発明であって、前記合成情報を記録する記録手段を備えたことを特徴とするものである。
本発明によると、リークの位置から発生する超音波を表す表示情報とリークの位置の画像とを合成して記録することが可能となる。
次に、請求項３に記載した発明は、検出対象に生じたリークの有無及び位置を検出するリーク検出装置であって、
特定方向の超音波を集音して受信し且つ前記特定方向を変更可能な超音波検出手段と、前記特定方向の画像を撮影する画像撮影手段と、前記超音波検出手段が超音波を受信したときに前記画像撮影手段が撮影した画像情報を記録する静止画像記録部と、を備えたことを特徴とするものである。
本発明によると、リークの位置の画像を記録することが可能となる。

次に、請求項４に記載した発明は、請求項３に記載した発明であって、前記超音波検出手段が受信した超音波を表す表示情報と前記画像撮影手段が撮影した画像情報とを合成して合成情報とする合成手段を備え、前記超音波検出手段が超音波を受信したときに前記合成手段が合成した合成情報を前記静止画像記録部に記録することを特徴とするものである。
本発明によると、リークの位置の画像とともに、リークの位置から発生する超音波を表す表示情報も記録することが可能となる。

次に、請求項５に記載した発明は、請求項１または４に記載した発明であって、前記合成情報を表示する表示手段を備えたことを特徴とするものである。
本発明によると、画像撮影手段が撮影する画像を参照しながら、リークの有無及び位置の検出を行うことが可能となる。また、リークの位置から発生する超音波を表す表示情報が、画像撮影手段が撮影する画像と合成して表示されるため、リークの有無及び位置の検出が容易となる。
次に、請求項６に記載した発明は、請求項１または４に記載した発明であって、前記表示情報は、前記超音波検出手段が受信した超音波の強弱を表す情報であることを特徴とするものである。
本発明によると、リークの位置から発生した超音波の強弱を表示及び記録することが可能となる。

本発明によれば、リークの有無及び位置の検出を、同一画面上に表示される超音波及び画像を参照しながら行うことが可能となり、昼間の屋外等の明るい環境下における作業が容易となるとともに、作業効率の向上及び作業に伴う危険性の低下が可能となる。

次に、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
まず、図１ないし図３を参照して本発明の実施形態の構成を説明する。なお、図５と同様の構成については、同一符号を付して説明する。
図１に示すように、本実施形態のリーク検出装置１は、超音波検出手段２と、画像撮影手段４と、超音波検出手段２及び画像撮影手段４に接続されている合成手段６と、合成手段６に接続されている表示手段８と、超音波検出手段２及び合成手段６に接続されている記録手段１０とを備えている。また、本実施形態のリーク検出装置１は、上述したコロナ放電検出装置２４と同様に、可搬式に構成されている。

超音波検出手段２は、超音波を受信可能な超音波マイクによって構成され、集音手段１２を備えている。また、超音波検出手段２は、受信した超音波の強弱を表す情報を、超音波信号Ｓ１として合成手段６及び記録手段１０に送信する。集音手段１２は、薄い金属板やプラスティック板等で形成されたパラボラ集音器によって構成され、回転放物面をなす反射面１２ａを有しており、その反射面１２ａの中心が、超音波検出手段２が超音波を受信する方向と対向するように設置されている。反射面１２ａは、反射面１２ａの中心が向いている方向から発生する超音波を集音し、この集音した超音波を一点に集中して反射する形状となっている。また、集音手段１２は、反射面１２ａに反射した超音波が、超音波検出手段２へ受信される位置に設置されている。すなわち、超音波検出手段２が超音波を集音する方向は、反射面１２ａの中心が向いている方向に特定されており、反射面１２ａの中心が向いている方向を変化させることにより、超音波検出手段２が超音波を集音して受信する方向を変更可能となっている。

画像撮影手段４は、ＣＣＤカメラによって構成されており、撮影した画像を、画像信号Ｓ２として合成手段６へ送信する。また、画像撮影手段４は、画像の撮影方向が、集音手段１２が超音波を集音する方向、すなわち、反射面１２ａの中心が向いている方向と平行となり、かつ、反射面１２ａの中心が向いている位置が撮影した画像の任意の位置、例えば画像の中心となるように設置されている。

図２に示すように、合成手段６は、超音波検出手段２に接続された超音波信号処理部１４と、画像撮影手段４に接続された画像信号処理部１６と、超音波信号処理部１４及び画像信号処理部１６に接続された合成部１８とを有している。
超音波信号処理部１４は、超音波検出手段２から送信された超音波信号Ｓ１を受信すると、超音波検出手段２が受信した超音波の強弱を表す表示情報が、表示手段８の画面上に波形の振幅として表示されるように、超音波信号Ｓ１を加工する。そして、この加工した信号を超音波表示信号Ｓ３として合成部１８へ送信する。

画像信号処理部１６は、画像撮影手段４から送信された画像信号Ｓ２を受信すると、画像撮影手段４が撮影した画像情報が表示手段８の画面上に表示されるように、画像信号Ｓ２を加工する。そして、この加工した信号を画像表示信号Ｓ４として合成部１８へ送信する。
合成部１８は、超音波表示信号Ｓ３及び画像表示信号Ｓ４を受信すると、超音波検出手段２が受信した超音波の強弱を表す波形及び画像検出手段４の撮影した画像が、表示手段８において同一画面上に表示されるように、超音波表示信号Ｓ３と画像表示信号Ｓ４とを合成する。そして、この合成した信号（合成情報）を、合成表示信号Ｓ５として表示手段８及び記録手段１０へ送信する。なお、合成部１８は、画像表示信号Ｓ４のみを受信した場合、この画像表示信号Ｓ４を、そのまま表示手段８及び記録手段１０へ送信する。

表示手段８は、ディスプレイによって構成されており、合成表示信号Ｓ５を受信すると、超音波検出手段２が受信した超音波の強弱を表す波形と画像撮影手段４が撮影した画像とを画面上に表示する。また、表示手段８は、画像表示信号Ｓ４を受信すると、画像撮影手段４が撮影した画像を画面上に表示する。
図３に示すように、記録手段１０は、合成手段６に接続された動画記録部２０と、超音波検出手段２及び合成手段６に接続された静止画像記録部２２とを備えている。

動画記録部２０は、合成表示信号Ｓ５を受信すると、表示手段８の画面上に表示されている波形及び画像を連続的に記録し、画像表示信号Ｓ４を受信すると、表示手段８の画面上に表示されている画像を連続的に記録する。
静止画像記録部２２は、画像表示信号Ｓ４を受信している状態で超音波信号Ｓ１を受信すると、超音波検出手段２が超音波を受信した瞬間に表示手段８の画面上に表示されている画像（以下、静止画像と示す）を記録する。なお、動画記録部２０及び静止画像記録部２２は、共に任意のタイミングで記録及び停止を操作可能となっており、動画記録部２０は記録した波形及び画像を、また、静止画像記録部２２は記録した静止画像を、共に再生・消去自在に保存可能となっている。

次に、本実施形態の作用・効果等を説明する。
上述のリーク検出装置１を用いたリークの有無及びリーク点Ｌｐの検出は、以下の手順に沿って行う。
まず、検出対象となる設備に対し、集音手段１２の反射面１２ａを向ける。このとき、画像撮影手段４は、反射面１２ａの中心が向いている位置及びその周辺の画像を撮影し、撮影した画像を画像信号Ｓ２として画像信号処理部１６に送信する。画像信号処理部１６は、画像信号Ｓ２を受信すると、画像信号Ｓ２を加工して画像表示信号Ｓ４を合成部１８へ送信する。

このとき、合成部１８は画像表示信号Ｓ４のみを受信しているため、受信した画像表示信号Ｓ４を、そのまま表示手段８及び記録手段１０へ送信する。表示手段８は、画像表示信号Ｓ４を受信すると、画像撮影手段４が撮影した画像を画面上に表示する。記録手段１０は、画像表示信号Ｓ４を受信すると、この画像表示信号Ｓ４を動画記録部２０及び静止画像記録部２２へ送信する。動画記録部２０は、画像表示信号Ｓ４を受信すると、表示手段８の画面上に表示されている画像を連続的に記録する。

そして、反射面１２ａの中心がリーク点Ｌｐに向けられると、集音手段１２によって集音された超音波を超音波検出手段２が受信し、超音波信号Ｓ１が超音波信号処理部１４及び静止画像記録部２２へ送信される。このとき、静止画像記録部２２は、既に画像表示信号Ｓ４を受信中であるため、超音波信号Ｓ１を受信すると、静止画像を記録する。
超音波信号処理部１４は、超音波信号Ｓ１を受信すると、この超音波信号Ｓ１を加工して、超音波表示信号Ｓ３を合成部１８へ送信する。このとき、合成部１８は、既に画像表示信号Ｓ４を受信中であるため、超音波表示信号Ｓ３を受信すると、この超音波表示信号Ｓ３と受信中の画像表示信号Ｓ４とを合成し、合成表示信号Ｓ５を表示手段８及び記録手段１０へ送信する。

表示手段８は、合成表示信号Ｓ５を受信すると、超音波検出手段２が受信した超音波の強弱を表す波形を、画像撮影手段４が撮影している画像とともに画面上に表示する。
記録手段１０は、合成表示信号Ｓ５を受信すると、この合成表示信号Ｓ５を動画記録部２０及び静止画像記録部２２へ送信する。動画記録部２０は、合成表示信号Ｓ５を受信すると、表示手段８の画面上に表示されている波形及び画像を連続的に記録する。

上述した作業を、検出対象となる設備全体に行い、リークの有無及びリーク点Ｌｐの検出を終了する。
したがって、本実施形態のリーク検出装置１によれば、表示手段８の画面上に表示される画像を参照しながら、検出対象となる設備の任意の部位へ、反射面１２ａの中心を向けることが可能である。このため、例えば昼間の屋外のような明るい環境下であっても、超音波検出手段２が超音波を集音する方向を正確に認識することが可能となり、作業効率が向上する。

また、リークの有無及びリーク点Ｌｐの検出を、表示手段８の画面上に表示される画像を参照しながら行うことが可能となるため、作業効率が向上するとともに、作業に伴う危険性を低下させることが可能となる。
さらに、リーク点Ｌｐを静止画像によって記録することが可能となるため、リークの発生した箇所に対する補修作業の効率が向上する。

なお、図４に示すように、超音波検出手段２と、画像撮影手段４と、静止画像記録部２２とによって、リーク検出装置１を構成してもよい。この場合、静止画像記録部２２は、超音波検出手段２及び画像撮影手段４に接続され、画像信号処理部１６を備えるものとする。このような構成とすることにより、リークの有無及びリーク点Ｌｐの検出を行った後に、静止画像記録部２２に記録されているリーク点Ｌｐの画像を再生し、リークの生じた箇所に対する補修作業の詳細を検討することが可能となるため、検出作業及び補修作業の効率が向上する。

また、特に図示はしないが、超音波検出手段２と、画像撮影手段４と、合成手段６と、表示手段８とによってリーク検出装置１を構成してもよく、超音波検出手段２と、画像撮影手段４と、合成手段６と、記録手段１０とによってリーク検出装置１を構成してもよい。
また、本実施形態のリーク検出装置１は、画像撮影手段４としてＣＣＤカメラを用いたが、これに限定されるものではなく、例えば赤外線カメラを用い、また、画像信号処理部１６の行う処理を赤外線カメラに対応したものとすることにより、夜間の屋外等の暗い環境下において使用可能としてもよい。

さらに、本実施形態では、リーク検出装置１を可搬式に構成したが、リーク検出装置１を固定式とし、反射面１２ａの中心を、遠隔操作によって任意の部位へ向けることが可能な構成としてもよい。この場合、リークの有無及びリーク点Ｌｐの検出を、検出対象となる設備から離れて行うことが可能であるため、検出対象となる設備がリークの発生による危険性が高い設備であっても、作業に伴う危険性を低下させることが可能となる。

また、本実施形態のリーク検出装置１では、リーク点Ｌｐから発生した超音波の強弱を波形の振幅として表示手段８の画面上に表示したが、これに限定されるものではなく、超音波の強弱を数値によって表示してもよい。この場合、リーク点Ｌｐから発生した超音波の強弱を、具体的に示すことが可能となる。また、超音波の強弱を、警報音量の変化や、発光器の明度の変化によって示してもよい。この場合、作業者は、表示手段８の画面を目視せずに作業を行うことが可能となるため、閉所や高所等における作業であっても、作業空間に余裕のある場所と同様に作業を行うことが可能となる。

また、超音波の受信中のみ画面上に表示される記号や、超音波の受信中のみ発せられる警報音、超音波の受信中のみ作業を妨げない程度の振動を発生させて作業者に伝える等の方法によって、超音波の有無のみを示してもよい。
また、集音手段１２を設けず、超音波検出手段２を指向性を有する超音波マイクとし、この超音波マイクが超音波を受信する方向を、画像撮影手段４が画像を撮影する方向と平行としてもよい。

また、本実施形態のリーク検出装置１では、記録手段１０を、動画記録部２０及び静止画像記録部２２を備えた構成としたが、動画記録部２０及び静止画像記録部２２の一方のみを備えた構成としてもよい。また、動画記録部２０及び静止画像記録部２２の一方のみを選択して操作可能な構成としてもよい。
また、静止画像記録部２２と超音波検出手段２とを接続し、静止画像記録部２２が超音波信号Ｓ１を受信し、この超音波信号Ｓ１が予め設定された基準値に達している場合に、静止画像記録部２２が超音波信号Ｓ１を受信した瞬間に、表示手段８の画面上に表示されている静止画像を記録する構成としてもよい。ここで、基準値は、リーク点Ｌｐから発生する超音波の強度が明確に表れる値とし、リーク点Ｌｐから発生する超音波の強度が一定以上減衰した値を含まないものとすると、リーク点Ｌｐの位置がより明確に示される。

また、静止画像記録部２２を、静止画像記録部２２が合成表示信号Ｓ５を受信したときに、表示手段８の画面上に表示されている波形及び画像を記録する構成としてもよい。この場合、リーク点Ｌｐの位置とともに、リーク点Ｌｐから発生している超音波の強弱を記録することが可能となるため、リーク点Ｌｐに関する詳細な記録を得ることが可能となる。

また、表示手段８に、リーク点Ｌｐの位置が特定しやすくなるように、例えば画面上に画面の中心で直交する二本の直線を表示し、これら二直線の直交する点が、反射面１２ａの中心が向いている点と同一となるようにしてもよい。この場合、作業者は、二直線の直交する点を目安にして作業を行うことが可能となるため、作業効率が向上する。
また、動画記録部２０及び静止画記録部２２に記録した画像を再生する際に、この再生される画像に、反射面１２ａの中心が向いている点を容易に特定可能となるような処理、例えば、上記のような直線の表示や、反射面１２ａの中心が向いている点の周辺を囲む枠の表示等を行ってもよい。

本発明のリーク検出装置を示す説明図である。 合成手段の構成を示す模式図である。 記録手段の構成を示す模式図である。 本発明の変形例のリーク検出装置を示す説明図である。 従来のコロナ放電検出装置を示す説明図である。

符号の説明

１ リーク検出装置
２ 超音波検出手段
４ 画像撮影手段
６ 合成手段
８ 表示手段
１０ 記録手段
１２ 集音手段
１４ 超音波信号処理部
１６ 画像信号処理部
１８ 合成部
２０ 動画記録部
２２ 静止画像記録部
２４ コロナ放電検出装置
２６ コロナ放電検出手段
２８ レーザポインタ
３０ 支柱
３２ ハンドル
Ｌｐ リーク点
Ｃｐ コロナ点
Ｓ１ 超音波信号
Ｓ２ 画像信号
Ｓ３ 超音波表示信号
Ｓ４ 画像表示信号
Ｓ５ 合成表示信号

Claims (6)

1. 検出対象に生じたリークの有無及び位置を検出するリーク検出装置であって、
   特定方向の超音波を集音して受信し且つ前記特定方向を変更可能な超音波検出手段と、前記特定方向の画像を撮影する画像撮影手段と、前記超音波検出手段が受信した超音波を表す表示情報と前記画像撮影手段が撮影した画像情報とを合成して合成情報とする合成手段と、を備えたことを特徴とするリーク検出装置。
2. 前記合成情報を記録する記録手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載したリーク検出装置。
3. 検出対象に生じたリークの有無及び位置を検出するリーク検出装置であって、
   特定方向の超音波を集音して受信し且つ前記特定方向を変更可能な超音波検出手段と、前記特定方向の画像を撮影する画像撮影手段と、前記超音波検出手段が超音波を受信したときに前記画像撮影手段が撮影した画像情報を記録する静止画像記録部と、を備えたことを特徴とするリーク検出装置。
4. 前記超音波検出手段が受信した超音波を表す表示情報と前記画像撮影手段が撮影した画像情報とを合成して合成情報とする合成手段を備え、前記超音波検出手段が超音波を受信したときに前記合成手段が合成した合成情報を前記静止画像記録部に記録することを特徴とする請求項３に記載したリーク検出装置。
5. 前記合成情報を表示する表示手段を備えたことを特徴とする請求項１または４に記載したリーク検出装置。
6. 前記表示情報は、前記超音波検出手段が受信した超音波の強弱を表す情報であることを特徴とする請求項１または４に記載したリーク検出装置。

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