JP2009243994A

JP2009243994A - 配管補修後液密性検査装置

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Publication number: JP2009243994A
Application number: JP2008089146A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Suzuki; 哲也鈴木; Hisaya Ito; 久也伊藤
Original assignee: NIHON SUIKO CONSULTANT KK; Nihon University
Current assignee: NIHON SUIKO CONSULTANT KK; Nihon University
Priority date: 2008-03-31
Filing date: 2008-03-31
Publication date: 2009-10-22
Anticipated expiration: 2028-03-31
Also published as: JP5211379B2

Abstract

【課題】配管補修後の充液過程における配管の排気及び漏液検査による液密性の評価が可能な液密性検査装置を提供する。
【解決手段】配管の漏液の補修後の液密性検査を行う装置は、配管補修後の充液過程の配管からの弾性波を測定するためのＡＥセンサ１０と、ＡＥセンサからの信号を解析し、充液過程の配管に接続される空気弁の動作及び再漏液の評価を行う解析部２０とを具備する。解析部２０は、ＡＥセンサ１０からの信号を用いてＡＥエネルギをモニタし、ＡＥエネルギが急上昇して急下降した後、一旦微小上昇してから略ゼロになる変化が検出されれば、空気弁が動作したと判断する。
【選択図】図１

Description

本発明は液密性検査装置に関し、特に、配管補修後の充液過程における気泡排出完了及び再漏液有無の検査が可能な液密性検査装置に関する。

地中に埋設される配管の漏液現象に関する探知技術は、古典的な漏水探知から圧電型センサを用いて漏水波を検出するものまで種々の装置が提案されている。例えば、特許文献１や特許文献２に開示のものは、複数の超音波センサを用い、配管中の異常箇所から発生する漏液音が超音波センサに届くまでの伝播時間差を求めて異常箇所の有無及び位置を検出するものが開示されている。

また、漏液があった配管に対して補修を行う場合には、漏液場所を見つけ出し、一旦配管内の液体を強制排出して配管の漏液箇所を補修する。そして補修完了後、配管に充液を開始する。充液中の配管内は、空気と液体が混在する気液二相流という状態となっている。そして、液体が満たされていくと、配管に接続されている空気弁から空気が排出され、混入している空気は最終的に完全に排出される。ここで、空気弁とは、配管の途中に設けられているものであり、空気弁の下部に配管への接続部を有すると共に、上部に大気に通じる排気用開口を有するものである。そして流入液位の上昇に伴い上昇する浮球が内部に設けられており、浮球が排気用開口に固定されることで排気が完了すると共に満液状態となる。

特開２００６−００３３１１号公報特開２００６−０８４４４３号公報

上述の特許文献１や特許文献２に開示のものにおいては、２地点間での伝播時間差を求める必要があるため、超音波センサを離れた２地点にそれぞれ設置する必要があった。このため、一般的には配管経路の途中途中に設けられる付帯工の２つに、それぞれ超音波センサを設けていた。しかしながら、付帯工の間隔が数百メートルになってしまうような大口径の幹線水路においては、超音波センサ間の距離が長すぎるため、検出波の時間差を評価することは難しかった。また、異なる付帯工の２地点で計測する必要があるため、測定作業が大がかりとなっていた。

さらに、特許文献１や特許文献２は、伝播時間差を測定することで位置を検出する方式であるが、漏液音は通常連続波であるため、２地点の測定位置における漏液波の共通の立ち上がり部分を検出することは困難であった。また、漏液波として測定されている波形には、漏液音起源の成分と通液音起源の成分とが合成されたものであり、漏液波を評価するのは困難であった。さらに、通常、配管は地中に埋設されているため、地上を走る自動車等による環境ノイズの影響等により、漏液波を測定するのが困難な場合もあった。

また、配管補修後に充液する過程で、漏液が再度起こっている場合、上述の特許文献１や特許文献２に開示のものでは、改めて２地点で計測する必要があり、作業が非常に煩雑となっていた。また、排液・充液を行うことにより空気弁が動作することになるが、これに伴って空気弁が故障する場合もある。このとき、空気弁から液体がオーバフローすることになるが、従来では目視によりオーバフローの有無を確認するしか無かった。

本発明は、斯かる実情に鑑み、配管補修後の充液過程における空気弁動作及び再漏液検査による液密性の評価が可能な液密性検査装置を提供しようとするものである。

上述した本発明の目的を達成するために、本発明による液密性検査装置は、配管補修後の充液過程の配管からの弾性波を測定するためのＡＥセンサと、充液過程におけるＡＥセンサからの信号を解析し、配管に接続される空気弁の動作又は再漏液の評価を行う解析部と、を具備するものである。

ここで、解析部は、ＡＥセンサからの信号を用いてＡＥエネルギをモニタし、ＡＥエネルギが急上昇して急下降した後、一旦微小上昇してから略ゼロになる変化が検出されれば、空気弁が動作したと判断するものであれば良い。

また、ＡＥセンサは高帯域共振型ＡＥセンサ及び低帯域共振型ＡＥセンサからなり、解析部は、高帯域共振型ＡＥセンサ及び低帯域共振型ＡＥセンサからの信号を用いてＡＥ発生頻度をモニタし、高帯域共振型ＡＥセンサからのＡＥ発生頻度が減少し、低帯域共振型ＡＥセンサからのＡＥ発生頻度が増加する変化が検出されれば、空気弁が動作したと判断するものであっても良い。

また、解析部は、ＡＥセンサからの信号を用いてＡＥ発生頻度をモニタし、ＡＥ発生頻度が急増加して急減少した後に略ゼロになる変化が検出されれば、配管の再漏液無しと判断するものであっても良い。

またさらに、解析部は、ＡＥセンサからの信号を用いて周波数スペクトルを解析し、漏液音起源の成分が検出されれば、配管の再漏液有りと判断するものであっても良い。

解析部は、さらに、周波数スペクトルの通液音起源の成分に対する漏液音起源の成分の相対振幅値を用いて、配管の漏液位置の推定も行っても良い。

また、ＡＥセンサは、空気弁の近傍に装着されれば良い。

本発明の液密性検査装置には、配管補修後の充液過程において、空気弁の動作及び再漏液の評価が可能であるという利点がある。また、漏液位置の推定を行う場合でも、１地点での計測のみで評価可能であるため、測定作業も簡便であるという利点もある。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図示例と共に説明する。図１は、本発明の液密性検査装置の計測時の概略を説明するための図である。本発明の液密性検査装置は、配管１の漏液補修後の液密性を検査するために用いられるものであり、図示のように、ＡＥセンサ１０と解析部２０とから主に構成されるものである。配管１には、空気弁２が接続されており、通常、付帯工３が設けられているところに空気弁２が位置している。空気弁２は、空気弁の下部に配管１への接続部を有すると共に、上部に大気に通じる排気用開口を有するものである。そして配管内の流入液位の上昇に伴い上昇する浮球が内部に設けられており、浮球が排気用開口に固定されることで排気が完了すると共に満液状態となる。なお、空気弁２は、通常、配管のジョイント部や配管が湾曲する角部等に設けられている。

本発明のＡＥセンサ１０は、配管１の補修後の充液過程の配管１からの弾性波であるアコースティックエミッション（ＡＥ）を検出するためのものである。ＡＥとは、物体中に生ずる小さな変化により放出される弾性波のことである。ＡＥセンサ１０は、ピエゾ素子等の圧電素子からなるものである。弾性波は配管１を伝わってくるため、配管１にＡＥセンサ１０が装着されていれば良い。なお、詳細は後述するが、ＡＥセンサ１０は空気弁２からの弾性波も測定するため、空気弁２の近傍に装着されることが好ましい。これにより高感度に空気弁２からの弾性波を測定可能となる。また、ＡＥセンサは１つに限らず、複数個のセンサを組み合わせて用いても良い。さらに、必要によりアンプを設けてＡＥセンサの出力信号を増幅しても良い。

解析部２０は、パーソナルコンピュータ等の電子情報機械器具により構成されれば良い。解析部２０では、ＡＥセンサ１０からの信号を解析し、充液過程における空気弁の動作及び再漏液の評価を行うものである。以下、解析部２０のより具体的な動作について説明する。

図２は、本発明の液密性検査装置の解析部における動作を説明するためのフローチャートである。まず、配管補修後にＡＥセンサにより弾性波の測定を開始する（ステップ２０１）。なお、本発明は、配管の補修後から測定を開始するものには限定されず、配管の補修前から継続的に測定を続けていても良い。そして、本発明の液密性検査装置では、ＡＥセンサからの信号を解析するにあたり、ＡＥエネルギ解析（ステップ２０２）、ＡＥ発生頻度解析（ステップ２０３）、周波数スペクトル解析（ステップ２０４）を行う。なお、これらのステップ２０２〜ステップ２０４については、各ステップを単体で実行しても良いし、何れかを組み合わせて実行しても良い。

以下、各解析ステップの説明の前に、漏液がある場合や空気弁が動作している場合等におけるＡＥエネルギ及びＡＥ発生頻度の変化特性について検討する。図３は、実際に漏液が確認された位置と漏液が確認されていない位置でのＡＥエネルギ及びＡＥ発生頻度の変化特性を説明するためのグラフである。また、図４は、配管の補修のために配管内を排液している段階でのＡＥエネルギとＡＥ発生頻度の変化特性を説明するためのグラフである。さらに、図５は、配管補修後に配管内に充液している段階でのＡＥエネルギとＡＥ発生頻度の変化特性を説明するためのグラフである。なお、測定条件としては、空気弁直下に漏液が確認されている空気弁側面部（漏液部）にＡＥセンサを設置し、３０（秒／計測）を１５分間隔で行った。同時に、通常管理下で不具合が生じていない人孔部（通常部）においても同一条件で測定を行った。また、閾値４５ｄＢ、プリアンプとメインアンプで６０ｄＢの増幅を行い、共振型ＡＥセンサ（１５０ｋＨｚ共振型及び３０ｋＨｚ共振型）により計測を行った。

図３から分かる通り、補修工が行われていない段階における漏液部でのＡＥ発生頻度は高く、通常部におけるＡＥ発生頻度は低い。測定データの一例を挙げると、漏液部は通常部の約８倍の数値を記録している。これは、空気弁直下の欠損の影響が顕著に確認されたものと考えられる。なお、ＡＥ発生頻度とは、所定振幅以上のＡＥの数を単位時間当たりで数えたものである。

また、ＡＥエネルギの特性については、ＡＥ発生頻度とは異なり、通常部では計測値が０となった。これは、測定された弾性波が、漏液部においては漏液に起因する連続波が確認されたのに対して、通常部では自動車走行等の環境ノイズに起因する信号が確認されたのみであったことによる。ここで、ＡＥエネルギとは、１０Ｖのピーク値が１ｍｓｅｃ連続したときに１０００カウントエネルギを持つと定義された相対値である。このことから、環境ノイズ等の継続時間の短い突発型のＡＥでは、環境ノイズ起源のＡＥは計測されるがＡＥエネルギは０となることが分かった。換言すると、環境ノイズと漏液現象との識別は、ＡＥエネルギを用いて行うことが可能であることが同図から明らかとなった。

次に、図４から分かる通り、補修のため排泥工から強制排液を行った場合、当初、４：４０ＡＭに計測を開始した時点では、漏液の影響によりＡＥ発生頻度が図３の状態と同様に確認されている。排泥工において強制廃液が行われ始めた４：５０ＡＭ以降は、水位低下に伴うＡＥ発生頻度の低下が確認されたが、ＡＥエネルギは高い値を記録し（例えば約７，０００）、配管内の排液音や振動が伝播してきたものと考えられる。５：４５ＡＭには空気弁の浮球が低下し、空気弁工位置での排液が完了したことからＡＥ発生頻度及びＡＥエネルギ共に０となった。

補修作業が完了し、再度充液する段階でＡＥ計測を行ったときの結果が図５である。図示の通り、充液作業の開始直後（８：４５ＰＭ）から０：３０ＡＭまでの、空気弁近傍まで水位が上昇していない段階では、ＡＥは確認されなかった。配管内の液位が空気弁近傍まで上昇した０：３０ＡＭから空気弁が完全に充液された１：１０ＡＭの時間帯に特徴的な変化を確認した。空気弁浮球が水位の上昇に伴い移動した０：３０ＡＭから１：０１ＡＭまではＡＥエネルギが急上昇した。その後、ＡＥエネルギは急下降するが、空気弁浮球が完全に固定される段階（１：０４ＡＭ）で、浮球の高い金属の摩擦音に起因すると考えられる微小上昇が一旦あり、その後略ゼロとなる変化が確認された。一方、ＡＥ発生頻度は、ＡＥエネルギの変化と同様に、１：０１ＡＭまでは急上昇し、その後急下降する変化が確認されたが、急下降後、ＡＥエネルギのように一旦微小上昇することはなく、そのまま略ゼロとなる変化が確認された。

一方、配管補修後に充液したときに再漏液や空気弁の不具合でオーバフローした場合のＡＥエネルギ及びＡＥ発生頻度の変化特性について説明する。なお、測定条件は図３〜図５のグラフの場合と同様である。図６は、配管補修後に配管内に充液した段階で再漏液が発生したときのＡＥエネルギとＡＥ発生頻度の変化特性を説明するためのグラフである。同図から分かる通り、充液過程において１２：５に充液が完了するが、再漏液があると、ＡＥエネルギ及びＡＥ発生頻度の急上昇後の急下降は一時的であり、再漏液に伴うＡＥエネルギ及びＡＥ発生頻度の増加が確認できる。これは、内液圧が配管内に作用した段階で、漏液音起源の弾性波が検出され、内液圧が徐々に上昇することに伴う漏液現象の規模の拡大が影響していると考えられる。

また、再漏液がある場合、ＡＥエネルギについては、図５に示されるような空気弁浮球が固定される段階での微小上昇は見られない。これは、再漏液のため浮球が固定されず、浮球の摩擦音に起因する変化が得られなかったため、若しくは浮球は固定されたが漏液起源のＡＥエネルギが大きいため見えなかったと考えられる。

次に、図７に、配管補修後に配管内に充液した段階で空気弁不良により空気弁が動作せずオーバフローした場合のＡＥエネルギとＡＥ発生頻度の変化特性を説明するためのグラフを示す。同図から分かる通り、充液過程において９：１５に充液が完了するが、充液後の空気弁からのオーバフローによる流液音の関係でＡＥエネルギ及びＡＥ発生頻度は十分に急下降していないことが確認できる。なお、同図では、９：３０において上流部の制液弁の止液作業によりオーバフロー量が低下すると共に、ＡＥエネルギ及びＡＥ発生頻度も低下していくことが分かる。

したがって、これらの結果から、図２のフローチャートに戻ると、ステップ２０２でＡＥエネルギを解析するときには、空気弁動作起源の変化が検出されれば、即ち、図５に示されるようなＡＥエネルギが急上昇して急下降した後、一旦微小上昇してから略ゼロになる変化が検出されれば（ステップ２０５）、空気弁浮球が完全に固定されたことになり、気泡排出が完了して液密性が確保されたことが判断できる（ステップ２２０）。一方、ステップ２０５で空気弁動作起源の変化が検出されず、例えば図７に示されるようなＡＥエネルギの変化が検出されれば、空気弁が不良であることが判断できる（ステップ２２１）。さらに、漏液音起源の変化が検出されれば、即ち、例えば図６に示されるようなＡＥエネルギの変化が検出されれば（ステップ２０６）、再漏液があったと判断できる（ステップ２２２）。

一方、ステップ２０３でＡＥ発生頻度を解析するときには、漏液音起源の変化が検出されれば、即ち、例えば図６に示されるようなＡＥ発生頻度の変化が検出されれば（ステップ２０７）、再漏液があったと判断できる（ステップ２２２）。一方、ステップ２０７において、例えば図５に示されるようなＡＥ発生頻度の変化が検出されれば、液密性が確保されたことが判断できる（ステップ２２０）。また、ＡＥ発生頻度が十分に急下降していなければ空気弁が不良であることが判断できるため、ステップ２０８において、例えば図７に示されるようなＡＥ発生頻度の変化が検出されれば、空気弁が不良であると判断できる（ステップ２２１）。さらに、ステップ２０８において、例えば図５に示されるようなＡＥ発生頻度の変化が検出されれば、液密性が確保されたことが判断できる（ステップ２２０）。

次に、充液開始から充液完了までの間の、空気と液体が混在する気液二相流の状態の変化の影響が、ＡＥ発生頻度及びＡＥエネルギの特性の変化にどのように現れるか実験した結果を説明する。実験モデルとして、配管内を水圧７．８ｋＰａで満たし、そこに空気混入圧９８．１ｋＰａ〜６８６．５ｋＰａ（１ｋｇｆ・ｃｍ^２〜７ｋｇｆ・ｃｍ^２）で空気を混入し、気液二相流の状態（流動様式：気泡流）を作り、このときの弾性波を測定した。なお、気液二相流が配管内で発生する際のＡＥ源としては、気泡と管壁との衝突、複数の気泡衝突、気泡の破裂等が考えられる。弾性波計測を行うＡＥセンサとしては、共振する帯域の異なる複数のＡＥセンサを用いた。より具体的には、高帯域共振型ＡＥセンサとして１５０ｋＨｚ共振型ＡＥセンサを用い、低帯域共振型ＡＥセンサとして３０ｋＨｚ共振型ＡＥセンサを用いた。さらに、６０ｋＨｚ共振型ＡＥセンサも用いて測定した結果を図８及び図９に示す。図８は、本発明の液密性検査装置において帯域の異なる複数のＡＥセンサを用いて測定した場合の空気混入圧の変化に対するＡＥ発生頻度の変化を示したグラフであり、図９はそのＡＥエネルギの変化を示したグラフである。

図８から分かる通り、流液のみで空気混入が行われていない場合には、３０ｋＨｚ共振型ＡＥセンサのみが反応し、他の帯域のセンサは反応しなかった。液圧一定条件下で空気混入量が増加するに従い、１５０ｋＨｚ共振型ＡＥセンサ及び６０ｋＨｚ共振型ＡＥセンサのＡＥ発生頻度が顕著に増加した。一方、３０ｋＨｚ共振型ＡＥセンサについては、空気混入量が増加するに従い、ＡＥ発生頻度が低下した。平均周波数では、流液のみの場合、９．３ｋＨｚ（広帯域型センサ平均値）であるのに対して、空気混入圧６８６．５ｋＰａの場合、４９．２ｋＨｚ（平均値）と５．２９倍に増加した。その際の標準偏差は、流液のみの場合７．９ｋＨｚであるのに対して、気泡を混入した場合、２９．５ｋＨｚと検出波特性の変質が示唆された。即ち、検出波の周波数帯域の上昇は、高い共振周波数を持つ共振型ＡＥセンサによるＡＥ発生頻度の増加を裏付ける結果となった。

また、図９から分かる通り、ＡＥエネルギの観点から空気混入現象を検討すると、空気混入圧の増加に従い、各帯域のセンサは何れもＡＥエネルギが増加した。

したがって、これらの結果から、図２のフローチャートに戻ると、ステップ２０３において、ＡＥセンサとして、高帯域共振型ＡＥセンサ及び低帯域共振型ＡＥセンサを用い、ＡＥ発生頻度をモニタし、ステップ２０９において高帯域共振型ＡＥセンサからのＡＥ発生頻度が減少し（ゼロ）、低帯域共振型ＡＥセンサからのＡＥ発生頻度が増加する変化が検出されれば、空気の混入がなくなった、即ち、空気弁が動作し、液密性が確保されたことが判断できる。

次に、配管補修後の弾性波の検出波の周波数スペクトル解析について説明する。図１０は、漏液がない状態での通液時の配管からの検出波を示すグラフであり、図１０（ａ）が検出波自体、図１０（ｂ）がその周波数スペクトルである。また、図１１は、漏液がある状態での通液時の配管からの検出波を示すグラフであり、図１１（ａ）が漏液点からの距離０ｍでの検出波自体、図１１（ｂ）がその周波数スペクトルであり、図１１（ｃ）が漏液点からの距離２ｍでの検出恥じたい、図１１（ｃ）がその周波数スペクトルである。これらの図から分かる通り、検出波自体はいずれの状態も連続波である。また、図１０（ｂ）から分かる通り、漏液がない通液のみの状態では、１４ｋＨｚ〜１７ｋＨｚの成分がピークとなった。これは、配管内での通液音起源の成分であると考えられる。一方、図１１（ｂ）や図１１（ｄ）に示されるように、漏液がある場合には、２０ｋＨｚ〜３２ｋＨｚ付近にもピークが存在していることが分かる。これは、漏液音起源の成分であると考えられる。

したがって、これらの結果から、図２のフローチャートに戻ると、ステップ２０４で周波数スペクトルを解析するときには、ステップ２１０において漏液音起源の成分が検出されれば、即ち、図１１（ｂ）に示されるように、通液音起源の成分以外に、２０ｋＨｚ〜３２ｋＨｚ付近にもピークが存在することが検出されれば、再漏液有りと判断することが可能となる（ステップ２１１）。また、ステップ２１０において通液音起源の１４ｋＨｚ〜１７ｋＨｚの成分のみしか検出されなければ、液密性が確保されたと判断できる（ステップ２２０）。

ここで、通液条件が変化しない場合、配管内での通液音起源の成分である１４ｋＨｚ〜１７ｋＨｚの検出波強度は一定であると考えられる。一方、漏液音起源の成分である２０ｋＨｚ〜３２ｋＨｚの検出波強度については、ＡＥセンサを設けた位置、即ちＡＥ測定位置から漏液位置までの距離に応じて変化することが、図１１（ｂ）と図１１（ｄ）の２０ｋＨｚ〜３０ｋＨｚ付近のピークの変化から明らかとなった。

図１２に、ＡＥ検出位置と漏液位置との距離に対する、周波数スペクトルの通液音起源の成分に対する漏液音起源の成分の相対振幅値の変化を表すグラフを示す。図中、横軸はＡＥ検出位置から漏液位置までの距離であり、縦軸は検出波の通液音起源の成分に対する漏液音起源の成分の相対振幅値の比であるＵ_{２０ｋＨｚ}／Ｕ_{１５ｋＨｚ}であり、描いた曲線は実際に測定された相対振幅値を近似した近似曲線である。図示の通り、ＡＥ測定位置から漏液位置が近ければ近いほど、相対振幅値の比が大きくなることが分かる。

したがって、これらの結果から、図２のフローチャートに戻ると、ステップ２０４で周波数スペクトルを解析し、漏液音起源の成分が検出され（ステップ２１０）、再漏液有りと判断された場合（ステップ２１１）、図１２に示されるような変化曲線を用いれば、漏液位置を推定することが可能となる（ステップ２１２）。即ち、相対振幅値の比であるＵ_{２０ｋＨｚ}／Ｕ_{１５ｋＨｚ}の大きさから、ＡＥ検出位置から漏液位置までの距離がある程度推測できるようになる。

ここで、ステップ２０４の周波数スペクトル解析については、配管の補修後、充液過程における時間経過をモニタせずに、定常状態における弾性波計測からの解析のみで足りるため、配管補修前後に関わらず、漏液の有無判断に用いることが可能である。

次に、ＡＥパラメータ解析による充液過程の定量的評価について説明する。配管施設の補修効果を照査するためには、補修工事が終了した後に行われる充液作業において、再び漏液が発生するか否かが重要な検証課題となる。ここでは、図５に示される補修後充液過程において検出されたＡＥの特性を、ＲＡ値と平均周波数の関係から考察する。なお、ＲＡ値とは、検出されたＡＥ波の波形の特徴を「立ち上がり時間」と「最大振幅値」で表現するものであり、以下のように定義される。
ＲＡ値＝立ち上がり時間／最大振幅値
また、平均周波数とは、ＦＦＴ解析等から求められる周波数とは異なり、検出波形の「カウント数」と「継続時間」の関係から対象とするＡＥ波の平均的な周波数を算出したものであり、以下のように定義される。
平均周波数＝カウント数／継続時間

これら、ＲＡ値と平均周波数の関係を、充液過程ごとにプロットしたものが図１３〜図１５である。図１３は、図５における０：４５ＡＭにおけるＲＡ値と平均周波数の関係を示すグラフであり、図１４は１：０１ＡＭにおけるＲＡ値と平均周波数の関係を示すグラフであり、図１５は１：０４ＡＭにおけるＲＡ値と平均周波数の関係を示すグラフである。図１３に示されるように、補修工事後の充液過程では、測定位置で流液が確認された０：４５ＡＭにおいて、約２ｓｅｃ／Ｖ以下のＲＡ値を示すＡＥが計測された。充液過程が進行した結果、ＡＥ発生頻度の増加と共に、図１４に示されるように、指標値の計測範囲の拡大が確認された。これは、配管内の自由水面挙動が影響しているものと考えられる。充液が完了し、空気弁浮球が固定された段階では、図１５に示されるように、平均周波数が約１０ｋＨｚでＲＡ値が１ｓｅｃ／Ｖ〜７ｓｅｃ／Ｖを示すＡＥが３ヒットのみ計測された。このように、各過程において、ＲＡ値と平均周波数の関係は明確に区別できることが分かる。したがって、ＲＡ値と平均周波数の関係を用いても、配管の漏液の補修後の液密性検査を行うことが可能である。

以上のことから、配管施設の通液状況を踏まえた漏液後の補修効果は、ＡＥ計測を実施することにより定量的に照査できることが、既設ＰＣ管路（プレストレストコンクリート管路）の補修前後の強制排液・充液過程におけるＡＥパラメータ解析からも明らかになった。

なお、本発明の液密性検査装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、本発明の液密性検査装置において、漏液音起源の変化が得られたときに再漏液有りと判断しているが、これは補修を行った箇所が再度漏液する場合に限らず、他の箇所が新たに漏液した場合も含まれるものである。また、種々のＡＥ解析については、個別に行っても構わないし、複数組み合わせて行っても構わない。複数組み合わせて解析を行うことにより、液密性検査精度はより高くなる。さらに、空気弁についても浮球方式のものに限定されず、弁が閉じるときの弾性波が計測できる構造のものであれば他の方式のものであっても構わない。

図１は、本発明の液密性検査装置の計測時の概略を説明するための図である。図２は、本発明の液密性検査装置の解析部における動作を説明するためのフローチャートである。図３は、実際に漏液が確認された位置と漏液が確認されていない位置でのＡＥエネルギとＡＥ発生頻度の変化特性を説明するためのグラフである。図４は、配管の補修のために配管内を排液している段階でのＡＥエネルギとＡＥ発生頻度の変化特性を説明するためのグラフである。図５は、配管補修後に配管内に充液している段階でのＡＥエネルギとＡＥ発生頻度の変化特性を説明するためのグラフである。図６は、配管補修後に配管内に充液した段階で再漏液が発生したときのＡＥエネルギとＡＥ発生頻度の変化特性を説明するためのグラフである。図７は、配管補修後に配管内に充液した段階で空気弁が故障により動作せずオーバフローした場合のＡＥエネルギとＡＥ発生頻度の変化特性を説明するためのグラフである。図８は、本発明の液密性検査装置において帯域の異なる複数のＡＥセンサを用いて測定した場合の空気混入圧の変化に対するＡＥ発生頻度の変化を示したグラフである。図９は、本発明の液密性検査装置において帯域の異なる複数のＡＥセンサを用いて測定した場合の空気混入圧の変化に対するＡＥエネルギの変化を示したグラフである。図１０は、漏液がない状態での通液時の配管からの検出波を示すグラフである。図１１は、漏液がある状態での通液時の配管からの検出波を示すグラフである。図１２は、ＡＥ検出位置と漏液位置との距離に対する、周波数スペクトルの通液音起源の成分に対する漏液音起源の成分の相対振幅値の変化を示すグラフである。図１３は、図５における０：４５ＡＭにおけるＲＡ値と平均周波数の関係を示すグラフである。図１４は、図５における１：０１ＡＭにおけるＲＡ値と平均周波数の関係を示すグラフである。図１５は、図５における１：０４ＡＭにおけるＲＡ値と平均周波数の関係を示すグラフである。

符号の説明

１配管
２空気弁
３付帯工
１０ＡＥセンサ
２０解析部

Claims

配管の漏液の補修後の液密性検査を行う装置であって、該液密性検査装置は、
配管補修後の充液過程の配管からの弾性波を測定するためのＡＥセンサと、
充液過程における前記ＡＥセンサからの信号を解析し、配管に接続される空気弁の動作又は再漏液の評価を行う解析部と、
を具備することを特徴とする液密性検査装置。
請求項１に記載の液密性検査装置において、前記解析部は、ＡＥセンサからの信号を用いてＡＥエネルギをモニタし、ＡＥエネルギが急上昇して急下降した後、一旦微小上昇してから略ゼロになる変化が検出されれば、空気弁が動作したと判断することを特徴とする液密性検査装置。
請求項１又は請求項２に記載の液密性検査装置において、
前記ＡＥセンサは高帯域共振型ＡＥセンサ及び低帯域共振型ＡＥセンサからなり、
前記解析部は、高帯域共振型ＡＥセンサ及び低帯域共振型ＡＥセンサからの信号を用いてＡＥ発生頻度をモニタし、高帯域共振型ＡＥセンサからのＡＥ発生頻度が減少し、低帯域共振型ＡＥセンサからのＡＥ発生頻度が増加する変化が検出されれば、空気弁が動作したと判断することを特徴とする液密性検査装置。
請求項１乃至請求項３の何れかに記載の液密性検査装置において、前記解析部は、ＡＥセンサからの信号を用いてＡＥ発生頻度をモニタし、ＡＥ発生頻度が急増加して急減少した後に略ゼロになる変化が検出されれば、配管の再漏液無しと判断することを特徴とする液密性検査装置。
請求項１乃至請求項４の何れかに記載の液密性検査装置において、前記解析部は、ＡＥセンサからの信号を用いて周波数スペクトルを解析し、漏液音起源の成分が検出されれば、配管の再漏液有りと判断することを特徴とする液密性検査装置。
請求項５に記載の液密性検査装置において、前記解析部は、さらに、周波数スペクトルの通液音起源の成分に対する漏液音起源の成分の相対振幅値を用いて、配管の漏液位置の推定も行うことを特徴とする液密性検査装置。
請求項１乃至請求項６の何れかに記載の液密性検査装置において、前記ＡＥセンサは、空気弁の近傍に装着されることを特徴とする液密性検査装置。