JP2008292338A - 漏れ検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 センサーという検出手段を移動させる場合における移動前と移動後の関係を明確にして液体または気体の漏れの位置の検出精度を向上できる漏れ検出装置を提供する。
【解決手段】 漏れを検出する漏れ検出装置２は、それぞれが漏れの位置から生じる波動を検出する複数の振動センサー３と、所定の基準方向と前記複数の振動センサー３との位置関係を特定する方位センサー５と、複数の振動センサー３のそれぞれの検出信号間の相互相関関係と方位センサー５が特定する位置関係とを用いて漏れの位置を推定する測定器１７とを、備える。
【選択図】 図３

Description

本発明は、漏れ検出装置に関し、例えば水道管等の配管の破損等によって生じる漏水の有無を検出して、配管の破損位置を検出するための漏れ検出装置に関するものである。

特許文献１に示されるように、音響信号を受信する二つのセンサーの相互相関によって漏水等の音源の方向を特定する音源方向推定装置が公知である。さらに、特許文献２に示されるように、地中に埋設された配管からの漏水により生じた振動を地表にある三つのセンサーでとらえることにより漏水の有無を検出するための漏水検出装置が公知である。なお、特許文献３に記載のように検出を行う測定地を固定したものや、特許文献４に記載のような漏水位置特定ベクトルを求める手段を有するものがある。

特許第３８６２６８５号公報 特許第３２６２４６９号公報 特開平１０−９０１０６号公報 特開平１１−２４８５９１号公報

しかしながら、特許文献１に記載の従来技術のように二つのセンサーの相互相関によって漏水等の音源の方向を特定するとしても、センサーを固定する形式であれば（特許文献３参照）雑音や音源までの距離の点からその検出精度に限界がある。また、特許文献２に記載の従来技術のように三つのセンサーの相互相関を行えば、３次元的な検出が可能となって方向に加えて深さも検出する面があるが、地中の状態は砂、粘土、石と言った大きさの問題だけでなく、その組成成分も種々であり、地中の状況を把握できていなければその精度に限界があるばかりか、センサーを固定する形式であれば上記したように雑音や音源までの距離の点からその検出精度に限界がある。また、いずれにおいても移動可能にするとすれば、複数箇所における検出により、例えば二つのセンサーの場合であれば３次元的な検出も可能になる反面、その移動前と移動後との関係が検出精度に影響してしまい、誤差が生じてしまう傾向がある。

ゆえに、本発明の目的は、上記問題点を解決するため、センサーという検出手段を移動させる場合における移動前と移動後の関係を明確にして漏水等の漏れの位置の検出精度を向上させた漏れ検出装置を提供することである。

請求項１に係る発明は、液体または気体の漏れを検出する漏れ検出装置において、それぞれが漏れの位置から生じる波動を検出する複数の検出手段と、所定の基準方向と前記複数の検出手段との位置関係を特定する向き特定手段と、前記複数の検出手段のそれぞれの検出信号間の相互相関関係と前記向き特定手段が特定する位置関係とを用いて前記漏れの位置を推定する推定手段とを、備える。

これにより、それぞれの検出信号間の相互相関関係だけでなく所定の基準方向に基づく位置関係も用いられて漏れの位置が推定されるため、装置が移動して検出が行われても基準方向に基づく調整を行える。なお、向き特定手段としては、例えば電子コンパス等の方位センサーが挙げられる。

請求項２に係る発明は、請求項１において、前記推定手段が推定する漏れの位置を経度及び緯度によって特定する経度及び緯度特定手段を備える。なお、経度及び緯度特定手段としては、例えばＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）が挙げられる。

請求項３に係る発明は、請求項１において、前記推定手段が推定する漏れの位置をベクトル演算によって推定し、その結果を出力可能なベクトル演算結果出力手段を備える。

請求項４に係る発明は、請求項２において、前記経度及び緯度特定手段が特定する漏れの位置の経度及び緯度を地図情報上に出力可能な地図表示出力手段を備える。

本発明によれば、装置が移動して検出が行われても基準方向に基づく調整を行えるため、装置自体の簡素化、簡略化を図りつつ、移動による複数箇所の複数の検出出力を統一して検出誤差を抑えて検出精度を向上させることができる。

以下に本発明の実施の形態を図を用いて説明する。

図１は本発明の実施の形態に係る漏れ検出装置の主要構成である検出部を示す図である。

図１に示すように、検出部１は二つの振動センサー３と一つの方位センサー５を備えている。方位センサー５は、例えば電子コンパス等を用いることによって検出部１に基準となる方位を与える。なお、方位センサー５で測定した方位は、図１に示すように表示盤を設けて表示してもよい。

図２は漏水点と図１の二つの振動センサーとの位置関係を模式的に示す図である。

漏水点７の方向の計算は、二つの振動センサー３のうちの第一の振動センサー３ａの位置をＰとし、第二の振動センサー３ｂの位置をＱとし、Ｐから漏水点７への方向角θを以下の式により算出して行なう。

ただし、ｃは音速、δは遅延推定時間（ＦＦＴ相関による）、ｄは二つのセンサー間の距離である。

図３は図１の検出部を備えた漏れ検出装置を使用する状態を示す図である。

漏れ検出装置２では、二つの振動センサー３と一つの方位センサー５で測定されたデータは、ケーブル１５によって測定器１７へ与えられる。

また、測定器１７は、測定器１７に備えられたＧＰＳアンテナ２１によって、検出部１の測定地の緯度データ及び経度データを測定可能である。

二つの振動センサー３で測定されたデータは、測定器１７において音響データに処理され、ケーブル２３によってヘッドホン２５へ与えられる。利用者はヘッドホン２５を使用して漏水による振動の有無を聴覚によって確認することができる。なお、ヘッドホン２５はイヤホン等を用いてもよい。

さらに、二つの振動センサー３と一つの方位センサー５とＧＰＳアンテナ２１によって測定されたデータは、測定器１７において画像データに処理され、ケーブル２７によってモニター２９へ与えられる。モニター２９には、漏水点７の方向や測定地の三次元位置情報などが表示され、利用者はモニター２９を使用して漏水点７に関する位置的情報を視覚によって確認することができる。なお、モニター２９は液晶モニターの他、画像表示機能を有するものであればよい。

なお、測定器１７は、例えば測定器１７に接続するバンド１９を肩にかけることによって移動の際も容易に持ち運ぶことができる。バンド１９はベルト等にしてもよい。

検出部１には支柱３１が繋がっており、ケーブル１５は固定部３３によって支柱３１に係止されながら、測定器１７に接続されている。

また、支柱３１の上部にはハンドル３５が設けられており、利用者はハンドル３５を握って操作することによって測定時の検出部１の移動方向を決定し、移動させることができる。

検出部１の下部側には漏水音を検出する感度を良好にすべく先端に向かって細くなった地表に接する３本の脚部１１が設けられている。地表との接地と検出を考慮すると脚部を３本とするのが好ましく、二つの振動センサー３に対して２本ではなく３本の脚部を設けることで、地表から伝えられる振動信号を取り出し易くしている。なお、各脚部１１の下方先端には複数箇所での測定時の移動を容易にするための車輪１３が設けられてもよい。

図４は図３の測定器の構成の一例を示したブロック図である。

測定器１７は、信号取り出し部４１と音量調節部４５とＧＰＳ部５３とベクトル演算部４３とデータロガ部５９とを備える。

二つの振動センサー３によって検出された振動信号は、増幅器３７とフィルター３９を有する信号取り出し部４１に与えられる。与えられた振動信号は増幅器３７にてフィルタリング可能な帯域に増幅され、フィルター３９によって漏水検知帯域幅を取って漏水音を検知しやすくし、ベクトル演算部４３と音量調節部４５へそれぞれ与えられる。

音量調節部４５は電気抵抗部４７と電力増幅器５１とを備える。音量調節部４５に与えられた振動信号は、音量調節部４５によって音量やヘッドホン２５の左右の音のバランスを調節でき、調節された音響データはヘッドホン２５へ与えられる。利用者はヘッドホン２５を使用して漏水による振動の有無を聴覚によって確認することができる。

ＧＰＳアンテナ２１によって受信された電波受信者の経度・緯度という位置データはＧＰＳ部５３へ与えられ、さらにベクトル演算部４３へ与えられる。

ベクトル演算部４３には、二つの振動信号Ｓ１、Ｓ２と方位センサーによって測定される方位データＮとＧＰＳ５３によって測定される位置データＧが与えられ、振動信号Ｓ１、Ｓ２はベクトル演算部４３においてデータ処理され、ベクトルデータＸ、Ｙとして出力される。これらのデータＸ、Ｙ、Ｎ、Ｇはベクトル演算部４３において画像データに処理された後、モニター２９に与えられる。モニター２９には、漏水点７の方向がベクトル表示され、測定地の経度及び緯度情報などが表示され、利用者は漏水に関する位置的情報を視覚によって確認することができる。

さらに、データＸ、Ｙ、Ｎ、Ｇは、メモリ５５とＣＰＵ５７を有するデータロガ部５９に与えられ指定時間ごとに自動記録される。記録されたデータはパソコン上でも測定地の三次元位置情報として表示でき、さらにデータ解析も可能である。漏水点７の深さを特定する際、実際には測定地の土質なども大きく影響し、このことも漏水点７の検出を一層困難にしているが、過去の測定地と同じ場所であれば過去の蓄積データを解析し活用することで、測定地の土質なども加味して漏水点７の深さの特定などに役立てることができ、漏水点７の検出をよりスムーズに行なうことができる。

図５は図３に示した漏れ検出装置の使用状態によって複数の地点で測定する際の第１の状態を示す図である。

水道管等の配管９の破損等によって漏水が生じている漏水点７を検出する場合、漏水の発生方向は検出できるが、その深さを特定することは難しい。このため、複数の地点で漏水の方向を測定し、ベクトル演算（特許文献４参照）により推定することで漏水の位置をより正確に特定することが好ましい。

ここでは、方位センサー５で測定した方位は漏れ検出装置２に設けられた表示盤で確認することができる。このため、図３に示すように、歩幅データというような測定地間の距離データを得ながら、いずれの測定地においても、表示盤で検出部１の方位を確認して漏水点７の測定を行なうことができる。

しかしながら、人の目で確認して検出部１の方位を合わせるため、各測定地における矢印４に示す検出部１の向きと方位センサー５によって測定された方位には多少の誤差が生じる。そのような場合であっても、本発明にかかる漏れ検出装置２によれば、測定器１７にて、方位センサー５で測定された方位データを用いて誤差を自動修正することが可能である。このようにして誤差の取り除かれた検出部１の方位を基準として、自動的に漏水点７のベクトル演算が行われる。漏水の方向は二つの振動センサー３の相互相関で算出されるため、いずれの測定地点においても検出部１の方位を同じにすれば、二つの振動センサー３の位置関係も一定となり、その結果、測定誤差を少なくし、測定値の精度を上げることができる。

図６は図５とは異なって方位センサーが測定した方位を表示する表示盤が検出部に設けられていない場合であって図３に示した漏れ検出装置の使用状態によって複数の地点で測定する際の第２の状態を示す図である。

ここでは、図５の場合と同様、方位センサー５は検出部１に内蔵されているが、検出部１に方位センサー５で測定した方位を表示する表示盤は設けられていない。この場合でも、方位センサー５によって測定された検出部１の方位を基準として自動的に漏水点７のベクトル計算が行われる。なお、図１及び図５等を用いて方位を示す表示盤により方位を視認できる形態を先に記載した。しかし、これは説明の便宜上であり、図６のような表示盤が設けられていない形としてもよいことはベクトル演算処理が行われた結果が重要であることからすれば明らかである。但し、この場合であっても、図５及び図６の矢印４のように検出部１の方向を明らかにするようなものがあることが好ましい。

なお、検出部１は三以上の振動センサー３を備えるものでもよく、振動センサーの他、音響センサーを用いてもよい。

また、方位センサー５は内臓タイプの他、検出部１の外部に着脱可能なタイプでもよく、従来の検出部に方位センサー５を取り付けて使用してもよい。

さらに、上記では、モニター表示させたが、必ずしもモニター表示させる必要はない。出力するとすれば、プリントアウトによる印字形式でもよい。

さらに、振動センサー３及び方位センサー５と測定器１７間のデータ通信はケーブル１５による有線形式のものの他、無線形式でもよい。また、その他における有線形式のものも無線形式としてもよい。

さらに、これまで漏水を例として実施例の説明をしたが、本発明にかかる漏れ検出装置は、液体の他、ガス等の気体の漏れも検知可能である。

さらに、図３では、測定器１７とモニター２９とを別体としているが、一体型でもよい。ここで、一体型の場合であっても、データロガ部５９によりデータは記録されており、測定中にモニター２９の表示が常にウォッチングされる必要はない。

本発明の実施の形態に係る漏れ検出装置の主要構成である検出部を示す図である。 漏水点と図１の二つの振動センサーとの位置関係を模式的に示す図である。 図１の検出部を有する漏れ検出装置を使用する状態を示す図である。 図３の測定器の構成の一例を示したブロック図である。 図３に示した漏れ検出装置の使用状態によって複数の地点で測定する際の第１の状態を示す図である。 図５と異なって方位センサーが測定した方位を表示する表示盤が検出部に設けられていない場合であって図３に示した漏れ検出装置の使用状態によって複数の地点で測定する際の第２の状態を示す図である。

符号の説明

１ 検出部
３，３ａ，３ｂ 振動センサー
５ 方位センサー
１７ 測定器
５３ ＧＰＳ部

Claims (4)

1. 液体または気体の漏れを検出する漏れ検出装置において、
   それぞれが漏れの位置から生じる波動を検出する複数の検出手段と、
   所定の基準方向と前記複数の検出手段との位置関係を特定する向き特定手段と、
   前記複数の検出手段のそれぞれの検出信号間の相互相関関係と前記向き特定手段が特定する位置関係とを用いて前記漏れの位置を推定する推定手段とを、備えた漏れ検出装置。
2. 前記推定手段が推定する漏れの位置を経度及び緯度によって特定する経度及び緯度特定手段を備えた、請求項１記載の漏れ検出装置。
3. 前記推定手段が推定する漏れの位置をベクトル演算によって推定し、その結果を出力可能なベクトル演算結果出力手段を備えた、請求項１記載の漏れ検出装置。
4. 前記経度及び緯度特定手段が特定する漏れの位置の経度及び緯度を地図情報上に出力可能な地図表示出力手段を備えた、請求項２記載の漏れ検出装置。
   
   
   
   

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