JP2009002873A - 漏洩探知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 埋設流体管路における漏洩の有無及び漏洩位置を正確かつ確実に探知することができると共に、漏洩探知作業にそれほど熟練した者でなくとも使用することができる漏洩探知装置を提供する。
【解決手段】 圧電素子を内蔵したピックアップ６を有する振動検出装置２と、出力信号を電圧増幅する電圧増幅器３１，３７及び出力信号から雑音を除去する複数種類の雑音除去手段３３，３４，３５を内蔵した探知装置本体４と、ヘッドフォン５と、から漏洩探知装置１を構成する。探知装置本体４は、探知した振動音データを所定画面に表示する表示装置１５を有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、地中に埋設した水道管路、ガス管路等の流体管路内を流動する水、ガス等の流体の漏洩の有無及び漏洩位置を探知する漏洩探知装置に関する。

従来、地中に埋設した水道管路、ガス管路等の流体管路内を流動する水、ガス等の流体の漏洩の有無及び漏洩位置を探知する装置として、図８に示すように、ピックアップ８３及びコード８４より成る振動検出装置８２と、電圧増幅装置８５と、ヘッドフォン８６とから構成される音聴式漏洩探知装置８１が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平１０−３２５７７８号公報

この漏洩探知装置８１を使用して水道管路における漏水の有無及び漏洩位置を探知する場合には、図９に示すように、作業者は、電圧増幅装置８５をベルトによって腰部に保持すると共に、ベルトによって首部から吊下げ、ヘッドフォン８６を頭部に装着する。そして、コード８４の適宜部所を片手で把持し、ピックアップ８３を地表面に載置する。

電圧増幅装置８５の電源をＯＮにすれば、水道管路の漏水点で発生し、地中を伝播してきた微小振動である漏水音は、地表面に載置したピックアップ８３によって捕捉され、電気信号に変換される。そして、電圧増幅装置８５によって音聴可能なレベルにまで電圧増幅され、ヘッドフォン８６から音声出力される。

作業者は、水道管路に沿って０．５〜１．０ｍｍ間隔でピックアップ８３を地表面に載置し、ヘッドフォン８６からの出力音を聴き取る。そして、その強弱、高低等によって漏水の有無を判断し、出力音のレベルが極大値になった時に、その直下の水道管路に漏水点が存在すると判断する。

ここで、水道管路の漏水点で発生した漏水音は、地中を伝播して地表面に到達するまでに相当程度減衰して微小振動となる。よって、上記のような漏水探知作業は、通常、自動車、歩行者等による交通騒音、工場、建設現場等による産業騒音、店舗内機器、自動販売機等による生活騒音が極めて小さくなる夜間に実施される。

しかし、夜間であっても、実際には、自動車、歩行者等による交通騒音が一時的に発生することもあるし、深夜営業する店舗内機器、自動販売機等による生活騒音も小さいながらも定常的に発生している場合もある。このような場合、従来の漏洩探知装置８１では、これらの騒音をピックアップ８３が捕捉してしまい、ヘッドフォン８６からの出力音に雑音として混在することになるから、漏洩の有無及び漏洩位置を正確かつ確実に探知するのは困難であった。

又、従来の漏洩探知装置８１を使用した漏洩探知作業では、作業者がヘッドフォン８６からの出力音を聴き取り、その微妙な強弱、高低等によって漏洩の有無を判断し、その微小なレベルが極大になった時を漏洩点と判断するから、現実的に、漏洩探知作業に相当熟練した者でなければ実施することができなかった。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みて為されたものであって、自動車、歩行者等による交通騒音が一時的に発生し、深夜営業する店舗内機器、自動販売機等による生活騒音が定常的に発生する場合にあっても、埋設流体管路における漏洩の有無及び漏洩位置を正確かつ確実に探知することができる漏洩探知装置を提供することを目的とする。

本発明は、又、漏洩探知作業にそれほど熟練した者でなくとも、埋設流体管路における漏洩の有無及び漏洩位置を正確かつ確実に探知することができる漏洩探知装置を提供することをも目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の漏洩探知装置は、圧電素子を内蔵したピックアップを有する振動検出装置と、出力信号を電圧増幅する電圧増幅器及び出力信号から雑音を除去する複数種類の雑音除去手段を内蔵した探知装置本体と、ヘッドフォンと、から構成したことを特徴とする。

かかる構成によれば、漏洩探知を実施する環境下に発生している騒音を考慮した上で、最適な雑音除去手段を適宜選択することができるから、埋設流体管路における漏洩の有無及び漏洩位置を正確かつ確実に探知することができる。

前記複数種類の雑音除去手段は、適宜組合せて適用でき、設定条件を変更できることが好ましい。

前記探知装置本体は、探知した振動音データを所定画面に表示する表示装置を有することが好ましい。

かかる構成によれば、振動検出レベルを音聴できるだけでなく、数値表示、グラフ表示によって視覚化されるから、漏洩探知作業にそれほど熟練した者でなくとも、埋設流体管路における漏洩の有無及び漏洩位置を正確かつ確実に探知することができる。

前記振動検出装置は、信号出力コードにゴム製塊状体の雑音吸収部材を装着したものであるのが好ましい。

前記振動検出装置を保持する把持部材を設け、この把持部材に音聴スイッチを配設すれば、作業者は手元で音聴スイッチを押下することができ、操作性が格段に向上する。

以下、本発明の漏洩探知装置の好適な実施形態について、図面を参照して具体的に説明する。
図１は、本発明の漏洩探知装置の構成を示す斜視図、図２は、振動検出装置及び把持部材の正面図、図３は、雑音吸収部材の断面図、図４は、探知装置本体の（Ａ）は前面図、（Ｂ）は左側面図、（Ｃ）は上面図及び（Ｄ）は右側面図である。

本発明の漏洩探知装置１は、図１に示すように、振動検出装置２、把持部材３、探知装置本体４及びヘッドフォン５から構成される。

振動検出装置２は、図１及び図２に示すように、ピックアップ６、コード７及び雑音吸収部材８から成る。

ピックアップ６は、図２に示すように、載置部９、本体部１０、接続部１１から成り、載置部９は、金属製の板材を折曲して複数の脚体を形成してある。本体部１０は、金属製の振動体及びこれに固着した圧電素子を内蔵し、ゴム製のカバーで被覆してあり、接続部１１は、コネクタを内蔵し、ゴム製のカバーで被覆してある。

コード７は、図２に示すように、前記圧電素子のハーネスと接続した導体線を塩化ビニル製の保護材で被覆してあり、その下部において巻き回してループ部７ａを形成し、ループ部７ａにおいて重合するコード部分をゴム製の結束部材１２，１２で結束してある。

雑音吸収部材８は、図２及び図３に示すように、球状を呈するゴム製塊状体であり、その内部には、コード７の外径と略同一の内径を有する略Ｕ字状のコード嵌挿路８ａを形成してある。
そして、ループ部７ａより下方のコード７の下端部をコード嵌挿路８ａに嵌挿させ、コード７のピックアップ６近傍に装着してある。

漏洩探知作業時には、コード７は空中で不安定な状態にあるが、振動検出装置２では、コード７の下部にループ部７ａを形成し、重合するコード部分を結束部材１２，１２で結束したから、コード７の下部では風が当たっても水平方向に微小振動することが少なく、又、手が動いても垂直方向に微小振動することが少ない。よって、コード７において風切音、摩擦音が発生し難くなる。

さらに、コード７のピックアップ６近傍にゴム製塊状体である雑音吸収部材８を装着したから、コード７に風切音、摩擦音が発生した場合にも、雑音吸収部材８の材質自体の作用及び慣性質量としての作用によって微小振動が吸収され、風切音、摩擦音による雑音を効果的に除去することができる。

又、略Ｕ字状のコード嵌挿路８ａにコード７を嵌挿させ、コード７を少なくとも２箇所において大きく屈曲させ、コード７の保護材を硬化させて振動吸収特性を高めたから、これら屈曲部において水平方向及び垂直方向の微小振動が吸収され、風切音、摩擦音による雑音を効果的に除去することができる。

把持部材３は、図１及び図２に示すように、角柱状を呈し、筐体の下面先端部に下方突出させたゴム製ブッシュを介して前記コード７の一端部を接続すると共に、後面部に後方突出させたゴム製ブッシュを介してコード１４を接続してある。
又、筐体の下面前側部には音聴スイッチ１３を配設してあり、作業者が把持部材３を把持した状態で、人差指等によって音聴スイッチ１３を押下できるようになっている。

このように、把持部材３の下面前側部に音聴スイッチ１３を配設しておけば、漏洩探知作業時に、作業者は、把持部材３を把持した状態で音聴スイッチ１３を操作することができ、一々探知装置本体４に片手を移動させ、探知装置本体４に配設した音聴スイッチ２３を確認して押下する必要がなく、極めて操作性に優れる。

探知装置本体４は、図１及び図４に示すように、上面中央部にＬＣＤから成る表示装置１５を配設し、表示装置１５の周囲に、フィルター高域設定キー１６、フィルター低域設定キー１７、コムフィルター設定キー１８、遅延処理雑音除去モード設定キー１９、表示画面切替キー２０、データ保存キー２１、バックライトキー２２を配置してある。
そして、上面右上端部には音聴スイッチ２３を、上面左上端部には感度設定ダイヤル２４を配置してある。

探知装置本体４の左側面部には電源スイッチ２５及び通信ポート２６を、右側面部には振動検出装置接続コネクタ２７及びヘッドフォンジャック２８を配設してある。
又、左側面部及び右側面部の中央上端部に、探知装置本体４を吊下げるバンドの下端部を係止する係止溝部２９，２９を形成してあると共に、後面両側部には、探知装置本体４を保持するバンドを挿通する掛止部材３０，３０を固着してある。

探知装置本体４は、図５及び図６に示すように、電圧増幅器３１、Ａ／Ｄ変換器３２、
複数種類の雑音除去手段、Ｄ／Ａ変換器３６及び電圧増幅器３７を内蔵してある。
本実施例では、複数種類の雑音除去手段として、バンドパスフィルター３３、コムフィルター３４及び遅延処理雑音除去手段３５を採用してある。

バンドパスフィルター３３は、特定範囲の周波数成分のみを通過させ、それ以外の周波数成分は減衰させるものである。
バンドパスフィルター３３の通過帯域は、フィルター高域設定キー１６、フィルター低域設定キー１７を操作することによって適宜設定することができる。

探知装置本体４では、フィルター高域設定キー１６によって４００，６００，８００，１２００，２２００Ｈｚという高域周波数を設定でき、フィルター低域設定キー１７によって０，１００，２００，４００Ｈｚという低域周波数を設定できる。
例えば、フィルター高域設定キー１６によって８００Ｈｚという高域周波数を設定し、フィルター低域設定キー１７によって２００Ｈｚという低域周波数を設定すれば、通過帯域を２００〜８００Ｈｚとするバンドパスフィルター３３を設定できる。

コムフィルター３４は、特定周波数間隔おきの周波数成分を減衰させ、それ以外の周波数成分は通過させるものである。
コムフィルター３４の減衰帯域は、コムフィルター設定キー１８を操作することによって適宜設定することができる。

探知装置本体４では、コムフィルター設定キー１８によって基本周波数を５０Ｈｚ又は６０Ｈｚに設定でき、各々５次高調波までの周波数成分を減衰できる。
例えば、コムフィルター設定キー１８によって基本周波数を５０Ｈｚに設定すれば、５０，１００，１５０，２００，２５０Ｈｚという周波数成分を減衰させるコムフィルター３４を設定できる。

遅延処理雑音除去手段３５は、漏洩音及び外来雑音が混在した信号を周波数成分から成る信号に変換し、サンプリング時点の異なる信号の周波数成分同士のパワーを比較し、パワーの小さい方の周波数成分を全域に亘って選択し、その周波数成分によって外来雑音を除去した信号を生成するものである。
サンプリング時点の相違、すなわち遅延時間は、遅延処理雑音除去モード設定キー１９を操作することによって適宜設定することができる。

探知装置本体４では、遅延処理雑音除去モード設定キー１９によってＬＥＶＥＬ１（遅延時間０．２ｓ）、ＬＥＶＥＬ２（遅延時間１．０ｓ）、ＬＥＶＥＬ３（遅延時間３．０ｓ）に設定できる。
例えば、遅延処理雑音除去モード設定キー１９によってＬＥＶＥＬ２を選択すれば、サンプリング時点が１．０ｓ異なる信号同士を比較し、パワーの小さい方の周波数成分を全域に亘って選択し、外来雑音を除去した信号を生成できる。

遅延処理雑音除去手段３５は、具体的には、図６に示すように、信号を周波数成分に変換する高速フーリエ変換処理部３８、周波数成分とした信号を格納すると共に、遅延信号を生成する信号格納部３９、サンプリング時点の異なる信号の周波数成分同士を比較してパワーの大小を判定する信号判定部４０、適宜端子と接続して、適宜周波数成分とした信号を選択するスイッチング手段４１、選択された周波数成分から信号を生成する高速逆フーリエ変換処理部４２とから構成される。

水、ガス等の漏洩音は定常的に発生しているのに対して、夜間における自動車、歩行者等による交通騒音は一時的に発生するものであるから、ある時点における出力信号の特定周波数成分のパワーが大きいということは、その時点において外来雑音が発生していると考えられる。従って、遅延処理雑音除去手段３５によって、特定周波数成分のパワーの小さい時点における信号を選択すれば、外来雑音の少ない出力信号を抽出できると言える。

電源スイッチ２５を押下すれば、表示装置１５には初期画面が表示された後、１〜２秒後に、図７に示すように、レベル表示画面４３が表示される。
そして、表示画面切替キー２０を押下する毎に、図７に示すように、レベル表示画面４３、ファイルリスト表示画面４４、グラフ表示画面４５というように、順次表示画面が切り替わるようになっている。
尚、夜間等において表示装置１５の画面が見えなくなった場合には、バックライトキー２２を押下すれば、表示装置１５のバックライトを点灯でき、確実に画面を見ることができる。

レベル表示画面４３では、音聴時のサンプリングデータ中の最小振動検出レベル値が表示される。この最小振動検出レベル値は、「ＭＩＮ９９９」というように、０００〜９９９までの相対的数値として表示され。
又、音聴レベルバー４６によって振動検出レベルの変動が視覚化されると共に、音聴レベルバー４６の変動は、「９９」というように、００〜９９までの相対的数値として表示される。

ファイルリスト表示画面４４では、内部メモリ（図示しない）内の所定のファィルに保存できるファイルデータとして、ファイルＮｏ．最小振動検出レベル値、年月日、時刻が表示される。

グラフ表示画面４５では、ファイルＮｏ．及びその最小振動検出レベル値が数値表示されると共に、選択された１０点のファィルデータにについて、ファイルＮｏ．に対応させた最小振動検出レベル値がグラフ４７によって表示される。

レベル表示画面４３において、把持部材３の音聴スイッチ１３又は探知装置本体４の音聴スイッチ２３を押下してＯＮにした状態でデータ保存キー２１を押下すると、画面上に保存先のファイルＮｏ．が点灯する。
そして、音聴スイッチ１３又は音聴スイッチ２３を押下してＯＦＦにした時、探知中の最小振動検出レベル値が内部メモリ内の所定のファイルに保存され、画面上から保存先のファイルＮｏ．が消灯する。

又、探知装置本体４の通信ポート２６にパーソナルコンピュータのケーブルのコネクタを接続すれば、パーソナルコンピュータからのデータ転送命令によって、探知装置本体４の内部メモリに保存されたファイルデータが転送されるようになっている。

ヘッドフォン５は、図１に示すように、ヘッドバンド４８の両端部に左右のイヤパッド４９，５０を配設してあり、一方のイヤパッド４９からコード５１を導出してある。

次に、本発明の漏洩探知装置１の使用方法及び作用を、地中に埋設された水道管路における漏水探知に適用した場合について説明する。

先ず、振動検出装置２、把持部材３及びヘッドフォン５を探知装置本体４に接続し、探知装置本体４の電源スイッチ２５を押下して電源をＯＮにする。そして、フィルター高域設定キー１６、フィルター低域設定キー１７、コムフィルター設定キー１８、遅延処理雑音除去モード設定キー１９を操作して、漏洩探知を実施する環境下において最適な雑音除去手段を適宜選択し、設定する。

次に、ヘッドフォン５を頭部に装着し、探知装置本体４をバンドによって首部から吊下げると共に、バンドによって腰部に保持する。そして、把持部材３を片手で把持して、ピックアップ６を水道管路が埋設されている地表面に載置し、把持部材３の音聴スイッチ１３又は探知装置本体４の音聴スイッチ２３を押下してＯＮとして、ピックアップ６から検出信号が出力されるようにする。

ピックアップ６によって検出された漏洩音は、探知装置本体４内の電圧増幅器３１によって信号増幅され、適宜選択、設定した所定のフィルター３３，３４、遅延処理雑音除去手段３５によって雑音を除去された後、ヘッドフォン５に振動音として出力される。

作業者は、ヘッドフォン５から出力される振動音の強弱、高低を聴き、さらに、水道管路に沿って地上を移動し、適宜間隔で地表面にピックアップ６を載置し、出力される振動音の強弱、高低を聴く作業を継続する。
そして、出力される振動音の強弱、高低から、水道管路に漏水が発生しているか否かを判断し、漏水が発生していると判断した場合には、振動音のレベルが極大になる地点を探索して、その直下を水道管路における漏水点と判断する。

電源スイッチ２５を押下すれば、表示装置１５の画面上に所定の画面表示がされ、音聴時のサンプリングデータ中の最小振動検出レベル値が表示され、音聴レベルバー４６によって振動検出レベルの変動が視覚化される。又、ファイルデータとして、ファイルＮｏ．最小振動検出レベル値、年月日、時間が表示され、ファイルＮｏ．に対応させた最小振動検出レベル値がグラフ４７によって表示される。

このように、本発明の漏洩探知装置１では、振動検出レベルを音聴できるだけでなく、
数値表示、グラフ表示によって視覚化されるから、漏洩探知作業にそれほど熟練した者でなくとも、埋設流体管路における漏洩の有無及び漏洩位置を正確かつ確実に探知することができる。又、漏洩探知作業に熟練した者にとっても、より正確かつ確実に探知することができる。

本発明の漏洩探知装置１によれば、深夜営業する店舗内機器、自動販売機等による所定の周波数を有する定常的な生活騒音、自動車、歩行者等による一時的な交通騒音、犬の鳴き声等の不規則的な騒音が種々重なり合っている場合には、バンドパスフィルター３３、コムフィルター３４、遅延処理雑音除去手段３５を全て適用することによって、雑音を除去しつつ漏洩音を確実に捕捉することができる。

又、自動車、歩行者等による一時的な交通騒音、犬の鳴き声等の不規則的な騒音が重なり合っている場合には、バンドパスフィルター３３、遅延処理雑音除去手段３５を適用することによって、雑音を除去しつつ漏洩音を確実に捕捉することができる。

さらに、郊外等で騒音が小さい場合には、バンドパスフィルター３３のみを適用することによって、雑音を除去しつつ漏洩音を確実に捕捉することができる。

以上のように、本発明の漏洩探知装置１によれば、漏洩探知を実施する環境下に発生している騒音の種類を考慮した上で、最適な雑音除去手段を適宜選択し、設定することができるから、埋設流体管路における漏洩の有無及び漏洩位置を正確かつ確実に探知することができる。

本発明の漏洩探知装置の構成を示す斜視図である。 振動検出装置及び把持部材の正面図である。 雑音吸収部材の断面図である。 探知装置本体の（Ａ）は前面図、（Ｂ）は左側面図、（Ｃ）は上面図及び（Ｄ）は右側面図である。 探知装置本体内部の概略構成図である。 遅延処理雑音除去手段の概略構成図である。 探知装置本体の表示装置に表示される画面を示す説明図である。 従来の漏洩探知装置の概略構成図である。 音聴式漏洩探知装置によって漏洩探知する場合の説明図である。

符号の説明

１ 漏洩探知装置
２ 振動検出装置
３ 把持部材
４ 探知装置本体
５ ヘッドフォン
６ ピックアップ
７ コード
８ 雑音吸収部材
１３ 音聴スイッチ
１５ 表示装置
３３ バンドパスフィルター
３４ コムフィルター
３５ 遅延処理雑音除去手段

Claims (6)

1. 圧電素子を内蔵したピックアップを有する振動検出装置と、出力信号を電圧増幅する電圧増幅器及び出力信号から雑音を除去する複数種類の雑音除去手段を内蔵した探知装置本体と、ヘッドフォンと、から構成される漏洩探知装置。
2. 前記複数種類の雑音除去手段は、適宜組合せて適用できることを特徴とする請求項１に記載の漏洩探知装置。
3. 前記複数種類の雑音除去手段は、設定条件を変更できることを特徴とする請求項１又は２に記載の漏洩探知装置。
4. 前記探知装置本体は、探知した振動音データを所定画面上に表示する表示装置を有することを特徴とする請求項１乃至３に記載の漏洩探知装置。
5. 前記振動検出装置は、信号出力コードにゴム製塊状体の雑音吸収部材を装着したものであることを特徴とする請求項１乃至４に記載の漏洩探知装置。
6. 前記振動検出装置を保持する把持部材を設け、この把持部材に音聴スイッチを配設したことを特徴とする請求項１乃至５に記載の漏洩探知装置。

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