JP2006317172A

JP2006317172A - 漏水検出装置

Info

Publication number: JP2006317172A
Application number: JP2005137400A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Sato; 義之佐藤
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2005-05-10
Filing date: 2005-05-10
Publication date: 2006-11-24

Abstract

【課題】熟練を必要としなくても容易に漏水を検出でき、漏水有無の調査においては短時間で高精度の漏水有無判定を行うことができる漏水検出装置を提供する。
【解決手段】漏水検出装置１０が外部からの同期信号の電波を受信した場合、配管１８の振動を検出を開始し、検出した信号を所定時間の間、漏水検出装置１０が内の記憶手段に記憶する。
【選択図】図１

Description

本発明は、地中に埋没した配管内の物質の漏れを位置を速やかに検出する漏水検出装置に関する。

従来、地中に埋没した配管の漏水位置を検出する場合、配管の弁のような露出している場所で配管上の振動を耳で調べて、配管上のどこかに漏水があることを確認する。その後、地表から配管が地中に埋設されていそうな位置での振動を耳で確かめていき、漏水音が一番良く聞こえる位置を見つけ、そこを堀り、配管を調べる。この方法を行うには熟練が必要である。

また、配管の弁のような露出している２箇所の場所で、配管上の検出信号を同時にとらえ、相互相関処理を用いて漏水位置を推定していたが、この方法は現地で２箇所の信号を同時に取り込んで処理を行うということが条件となっている。

さらに、配管上の検出信号をとらえ、一定レベル以上の信号が単位時間内に占める割合を時間積分として求め、その値が一定レベルを超えた時に漏水の判定を行う方法もあるが、この方法はある一定の単位時間の間測定を行う必要がある。
特開昭６１−２１３６４７号公報。

上述した従来の方法による漏水検出では、熟練した人でないと早く正確に漏水箇所を探すことができない。また、配管が埋まっている現場において、配管上の２カ所の検出信号を同時にとらえる必要がある。

本発明の目的は、従来の問題点に鑑み、熟練を必要としなくても容易に漏水を検出でき、漏水有無の調査においては短時間で高精度の漏水有無判定を行うことができる漏水検出装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本願発明の一態様によれば、地中に埋設された配管の所定の複数箇所に設置された漏水検出装置であって、前記配管の振動を検出するセンサと、前記センサで検出した信号データを記憶する記憶手段と、外部からの同期信号の電波を受信する受信手段とを備え、前記受信手段で前記同期信号を受信した場合、前記センサにより振動の検出を開始し、前記センサで検出した信号を所定時間の間、前記記憶手段に記憶することを特徴とする漏水検出装置が提供される。

このため、熟練を必要としなくても容易に漏水を検出でき、漏水有無の調査においては短時間で高精度の漏水有無判定を行うことができる。

本発明によれば、熟練を必要としなくても容易に漏水を検出でき、漏水有無の調査においては短時間で高精度の漏水有無判定を行うことができる漏水検出装置を提供できる。

（第１実施形態）
以下図面を参照して、本発明の第１実施形態について説明する。

図１は、本発明の第１実施形態に係る漏水検出装置を適用した漏水検出システム示した構成図である。

当該漏水検出システムは、地表１４より下の地中に埋没している配管として、例えば水道の配管１８の漏水箇所１２を検出するものである。配管１８の消火栓等の所定箇所には、複数台の漏水検出装置１０が設置されている。なお、消火栓以外にも止水弁等にも設置可能である。

複数の漏水検出装置１０の間に発生した漏水箇所１２により発生した振動が水道配管１８上を伝わり、漏水検出装置１０の加速度センサ、振動センサ、マイクロホン等によって捕らえられ、その信号から、漏水の有無、位置をとらえることが可能となる。

図２は、漏水検出装置１０の構成を示したブロック図である。漏水検出装置１０は、配管１８の振動等を検出信号として検出するセンサ２０、検出した検出信号を増幅させる増幅部２２、増幅された検出信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部２４、デジタル信号に変換された検出信号等を記憶するデータ記憶部２６、無線、ＧＰＳ等により制御電波を受信するアンテナ部３２および無線受信部３０、無線受信部３０からの制御信号により、Ａ／Ｄ変換部２４を介して検出信号の記憶等を制御する記憶制御部２８から構成されている。

次に、漏水検出装置１０の作用について説明する。

加速度センサ、振動センサ、マイクロホン等のセンサ２０により検出した検出信号は、漏水により発生した振動信号等である。これらの検出信号は、電気信号に変換される。電気信号に変換された検出信号（漏水信号）は、増幅部２２において信号が増幅され、Ａ／Ｄ変換部２４により一定周期でサンプリングされ数値情報となるデジタル信号に変換される。デジタル信号に変換された情報は、データ記憶部２６に記憶される。また、Ａ／Ｄ変換部２４における信号取り込みのタイミングは、アンテナ部３２を介して無線受信部３０によって受信される電波時計の電波、ＧＰＳからの電波等を受信する。無線受信部３０により受信電波が復調されたデータとして記憶制御部２８に渡される。

記憶制御部２８は、受信した電波の時刻データ等から、データ取り込みの同期を取り、ある決められた時刻データを受信した場合に、Ａ／Ｄ変換部２４にデータ取り込みの指令を行うことで、複数の漏水検出装置１０が同じ電波受信により同期して同時にデータの取り込みを行うことが可能となる。

図３は、漏水検出装置１０の動作を説明した模式図である。

電波時計の電波、ＧＰＳからの電波等の受信電波の時刻データや、取り込み指令データ等により、データ取り込みの同期を取る。複数台の漏水検出装置、すなわち、装置０、装置１、装置２、装置ｎの全ての漏水検出装置は、ほぼ同時にデータ（検出信号）を取り込むことができる。電波の速度は光の速度とほぼ同じであるため、離れた位置に設置された複数台の漏水検出装置は千分の１秒以下の誤差で同時にデータを取り込むことができる。

図４は、漏水検出装置１０の動作を説明した模式図である。

漏水検出装置１０の例えばフラッシュメモリ等のデータ記憶部２６に記憶された複数台の漏水検出装置１０が同時に取り込んだデータ（検出信号）は、フラッシュメモリを回収した後、複数台の漏水検出装置１０の内、隣接する２台の漏水検出装置の漏水検出装置１のデータをｙ１(t)とし、漏水検出装置２のデータをｙ２(t)として、以下の式により相互相関処理を行い、相互相関関数φ(τ)を求める。

この相互相関関数φ(τ)が最大値Pとなるときの時間差Δτを求めることにより、配管上で発生した漏水により発生した振動の漏水検出装置１と漏水検出装置２への到達時間差により漏水の位置を検出することができる。

図５は、漏水位置検出の模式図である。

相互相関関数φ(τ)が最大値Pとなるときの時間差Δτから、配管の振動伝播速度をＶとし、漏水検出装置１から、漏水検出装置２までの距離をＬとすることで、漏水検出装置１から漏水までの距離Ａ、即ち漏水位置は以下の式により求められる。

Ａ＝（Ｌ−Ｖ・Δτ）／２
以上より、配管上の複数の箇所に設置されたセンサーで、電波時計用の電波受信、またＧＰＳからの電波受信等をデータ取り込みの同期信号に利用することで、配管上に取り付けておくだけで自動的に相互相関に必要なデータを複数の箇所で千分の１秒以下の誤差で同時に取り込んで、取り込んだデータはデジタル信号に変換した上で記憶できるため、必要に応じて、後に漏水の位置調査が必要になった場合に、記憶されているデータを回収して、デジタル信号の相互相関処理を机上のパソコン等で行うことにより、容易に漏水位置の検出ができる。

また、配管上に設置されたセンサーで、センサーに取り込んだ信号をＡ／Ｄコンバータにより、サンプリング周期でデジタル信号に変換し、一定時間におけるサンプリングしたデジタル信号を加算処理することで、一定時間における漏水信号の占める大きさが求められその加算結果がある決められた一定レベル以上の時に漏水有りの判定を行い、ある決められた一定レベル以下の場合は漏水無し判定を行うことで、簡単に配管上の振動を耳で調べるのと同等の判断を行い、短時間で漏水の有無を検出できる。

また、漏水の計測は１ヶ月毎等の一定間隔で行い、漏水有り判定であった場合は計測間隔を１日毎等に短く設定して複数回の計測を行い、その複数回の計測における最小値から再度漏水の判定を行うことで漏水判定の制度を向上することができる。

（第２実施形態）
図６は、本発明の第２実施形態に係る漏水検出装置を示した構成図である。なお、第１実施形態と同じ箇所は同じ符号を付し、詳しい説明は上述に譲る。第１実施形態との相違点は、演算部３４、漏水判定部３６を漏水検出装置内に備えた点と、アンテナ部３２および無線受信部３０を省いた点である。

漏水検出装置１０−１は、加速度センサ、振動センサ、マイクロホン等のセンサ２０により検出された検出信号は、増幅部２２において信号が増幅され、１秒間等の一定時間Ａ／Ｄ変換部２４により一定周期でサンプリングされ数値情報となるデジタル信号に変換される。デジタル信号に変換された漏水信号データは、演算部３４により絶対値として加算処理される。加算処理された結果は漏水判定部３６により、予め決められた漏水判定値と比較され、加算結果が漏水判定値以上の場合は漏水有り判定とし、加算結果が漏水判定値以下の場合は漏水無し判定を行い、結果をデータ記憶部２６に記憶する。

図７は、本発明の第２実施形態に係る漏水検出装置の演算処理および漏水判定処理を説明した模式図である。

加速度センサ、振動センサ、マイクロホン等のセンサ２０により検出された配管１８上の振動は、漏水が有る場合は漏水振動が継続的に発生することから、連続的に大きな値として捕らえることができる（図７（ａ）参照）。一方、漏水が無い場合は継続的に発生する振動が少ないことから、連続的に小さな値として捕らえられる（図７（ｂ）参照）。

このため、０．１秒、または１秒間等の一定時間内に捕らえた信号を一定周期でサンプリングしてその結果を加算処理することで、相対的な値の大小が求められ、継続的に発生する漏水振動の検出が可能となる。

図８は、漏水検出装置１０の漏水判定部３６の処理の概念を示した模式図である。

漏水検出装置１０の演算部３４による各測定個所の加算結果が、予め決められた漏水判定値以上の場合は、漏水判定部３６により漏水有り判定とし、加算結果が漏水判定値以下の場合は漏水無し判定を行うことで、簡単に漏水判定ができる。

図９は、漏水検出装置の演算処理および漏水判定処理を説明した模式図である。

漏水検出装置１０による漏水検出計測は１ヶ月から、数ヶ月毎等の比較的長い間隔で行われるが、その漏水検出計測で、漏水有り判定が行われた場合は、さらに漏水有り判定の精度を上げるため、漏水検出計測タイミングを１日毎等の短い間隔で数回行い、その加算結果の最小値を漏水判定値と比較することで、最終的な漏水有無判定を行うため、一過性のある雑音振動等により漏水の誤検出を行うことが無くなり、精度の高い漏水検出を行うことが出来る。

（第３実施形態）
図１０は、本発明の第３実施形態に係る漏水検出装置を示した構成図である。なお、第１実施形態と同じ箇所は同じ符号を付し、詳しい説明は上述に譲る。第３実施形態は、第１実施形態と第２実施形態とのハイブリッドである。第１実施形態に演算部３４、漏水判定部３６を漏水検出装置内に備えている。

当該漏水検出装置１０−２は、加速度センサ、振動センサ、マイクロホン等のセンサ２０により検出した検出信号は、漏水により発生した振動信号等である。これらの検出信号は、電気信号に変換される。電気信号に変換された検出信号（漏水信号）は、増幅部２２において信号が増幅され、Ａ／Ｄ変換部２４により一定周期でサンプリングされ数値情報となるデジタル信号に変換される。デジタル信号に変換された情報は、演算部３４により絶対値として加算処理される。加算処理された結果は漏水判定部３６により、予め決められた漏水判定値と比較され、加算結果が漏水判定値以上の場合は漏水有り判定とし、加算結果が漏水判定値以下の場合は漏水無し判定を行い、結果をデータ記憶部２６に記憶する。

また、Ａ／Ｄ変換部２４における信号取り込みのタイミングは、アンテナ部３２を介して無線受信部３０によって受信される電波時計の電波、ＧＰＳからの電波等を受信する。無線受信部３０により受信電波が復調されたデータとして記憶制御部２８に渡される。

また、必要に応じてデータ記憶部２６に記憶されたデータを外部に送信することも可能である。図１１は、本発明の第３実施形態の変形例に係る漏水検出装置を示した構成図である。第３実施形態の無線受信部３０を無線送受信部３８とし、アンテナ部３２も送受信機能を備えたアンテナ部４０とした。データ記憶部２６に記憶された漏水判定データ等を記憶制御部２８により、無線送受信部３８を介し、アンテナ部４０から外部に送信することで、フラッシュメモリ等のデータ記憶部２６の記憶媒体を回収することなく、データを収集することができる。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

本発明の第１実施形態に係る漏水検出装置を適用した漏水検出システム示した構成図。本発明の第１実施形態に係る漏水検出装置の構成を示したブロック図。本発明の第１実施形態に係る漏水検出装置の動作を説明した模式図。本発明の第１実施形態に係る漏水検出装置の動作を説明した模式図。本発明の第１実施形態に係る漏水位置検出の模式図。本発明の第２実施形態に係る漏水検出装置を示した構成図である。本発明の第２実施形態に係る漏水検出装置の演算処理および漏水判定処理を説明した模式図。漏水検出装置の漏水判定部の処理の概念を示した模式図。漏水検出装置の演算処理および漏水判定処理を説明した模式図。本発明の第３実施形態に係る漏水検出装置を示した構成図。本発明の第３実施形態の変形例に係る漏水検出装置を示した構成図。

符号の説明

１０…漏水検出装置、１２…漏水箇所、１４…地表、１８…配管、１８…水道配管、２０…センサ、２２…増幅部、２４…Ｄ変換部、２６…データ記憶部、２８…記憶制御部、３０…無線受信部、３２…アンテナ部、３４…演算部、３６…漏水判定部、３８…無線送受信部、４０…アンテナ部

Claims

地中に埋設された配管の所定の複数箇所に設置された漏水検出装置であって、
前記配管の振動を検出するセンサと、
前記センサで検出した信号データを記憶する記憶手段と、
外部からの同期信号の電波を受信する受信手段とを備え、
前記受信手段で前記同期信号を受信した場合、前記センサにより振動の検出を開始し、前記センサで検出した信号を所定時間の間、前記記憶手段に記憶することを特徴とする漏水検出装置。
地中に埋設された配管の所定の複数箇所に設置された漏水検出装置であって、
前記配管の振動を検出するセンサと、
前記センサで検出した信号データを記憶する記憶手段と、
外部からの同期信号の電波を受信する受信手段と、
前記記憶手段に記憶されたデータに基づいて、相互相関処理の演算を行う演算手段と、
前記演算手段により演算された結果データに基づいて、漏水の有無を判定する判定手段とを具備することを特徴とする漏水検出装置。
請求項２に記載の漏水検出装置において、
前記受信手段で前記同期信号を受信した場合、前記センサにより振動の検出を開始し、前記センサで検出した信号を所定時間の間、前記記憶手段に記憶し、記憶されたデータに基づいて、相互相関処理の演算を行い、演算された結果データに基づいて、漏水の有無を判定することを特徴とする漏水検出装置。
請求項２または請求項３のいずれか１項に記載の漏水検出装置において、
前記演算手段は、前記記憶手段に記憶された信号データをサンプリングしながらデジタル信号に変換し、一定時間におけるサンプリングしたデジタル信号を加算処理し、加算結果が一定レベル以上となった場合に、前記判定手段により、漏水の有無を判定することを特徴とする漏水検出装置。
請求項２または請求項３のいずれか１項に記載の漏水検出装置において、
前記センサにより一定間隔毎に漏水の計測を行い、前記判定手段による判定結果が漏水有りとなった場合は、計測間隔を短くして複数回の計測を行い、複数回の計測結果における最小値から最終的な漏水の判定を行うことを特徴とする漏水検出装置。
請求項１に記載の漏水検出装置において、
前記記憶手段に記憶された信号データを送信する送信手段をさらに具備することを特徴とする漏水検出装置。
請求項２に記載の漏水検出装置において、
前記判定手段による判定結果のデータを送信する送信手段をさらに具備することを特徴とする漏水検出装置。
地中に埋設された配管の所定の複数箇所に設置された漏水検出装置であって、
前記配管の振動を検出するセンサと、
前記センサで検出した信号データを記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶されたデータに基づいて、相互相関処理の演算を行う演算手段と、
前記演算手段により演算された結果データに基づいて、漏水の有無を判定を行い、前記記憶手段に判定結果を記憶する判定手段とを具備することを特徴とする漏水検出装置。