JP2009278549A - 浸水検知システム及びこのシステムを用いた浸水検知方法、並びに導波管 - Google Patents

Abstract

【課題】導波管の金属管と絶縁体との間への水分の浸入を検知することができる浸水検知システム及び浸水検知方法を提供する。
【解決手段】浸水検知システム１は、金属管７の外周と絶縁体１６との間に炭素繊維紙８を介装した導波管２と、炭素繊維紙８を露出させた部分１８と金属管７を露出させた部分１９との間に電圧を印加する電圧印加装置１３と、印加電圧及び電流に基づいて炭素繊維紙８の電気伝導度を測定する測定装置１０と、この電気伝導度の変化の度合いが所定の度合いよりも大きくなると光、音等で警告を発する警報手段１１とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、金属管の外周に絶縁体が被覆されてなる導波管の絶縁体の内側への浸水を検知する浸水検知システム及びこのシステムを用いた浸水検知方法、並びに導波管に関する。

無線機とアンテナとを接続している導波管に、落雷で雷サージ電流が流れると無線機等が破損するため、導波管は接地金具で接地されている。

一般的に、導波管は、管壁にコルゲート状の凹凸の形成された金属管とその外周を覆う絶縁体とからなり、接地金具を接触させる際は、絶縁体の一部を除去して金属管を露出させ、この露出した金属管に接地金具を接触させる。その後、絶縁体を除去した金属管部分、接地金具の接触部及び露出した金属部分の両側に位置する絶縁体の一部を覆うように自己融着テープ等を巻き付けて、雨水等の水分が導波管の金属管に接触しないように防水加工を施している。

しかしながら、上記のように自己融着テープ等を巻き付けるだけでは、経年劣化によるひび割れや粘着力低下によって防水性能が低下して隙間が生じ、その隙間から雨水等の水分が浸入することがある。そして、浸入した水分が導波管内に貯留すると、金属管が腐食したり、無線の受信障害が生じるという問題点があった。

そこで、本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、導波管の金属管と絶縁体との間への水分の浸入を検知することができる浸水検知システム及び浸水検知方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、本発明の浸水検知システムは、金属管の外周に絶縁体が被覆されてなる導波管の前記絶縁体の内側への浸水を検知する浸水検知システムであって、前記金属管の外周と前記絶縁体との間に炭素繊維紙を介装し、前記炭素繊維紙の電気抵抗又は電気伝導度を測定する測定手段を設けたことを特徴とする（第１の発明）。

本発明による浸水検知システムによれば、金属管と絶縁体との間に炭素繊維紙が介装されているので、絶縁体の損傷等により水分が金属管と絶縁体との間に浸入しても炭素繊維紙でその水分を吸収することができる。すなわち、導波管長手方向への水走りを防止することができる。

また、炭素繊維紙の電気抵抗又は電気伝導度を測定可能な測定手段を備えているので、金属管と絶縁体との間に介装されている炭素繊維紙が水分を吸収すると電気抵抗が小さくなること又は電気伝導度は大きくなることを利用し、炭素繊維紙の電気抵抗又は電気伝導度を測定すると同時に、この電気抵抗又は電気伝導度の変化を監視することにより、金属管と絶縁体との間に水分が浸入したことを検知することができる。

炭素繊維紙は切断や曲げ等の取扱いが容易で、金属管の外周を炭素繊維紙で覆う作業に手間や時間がかからないので、炭素繊維紙が介装された導波管の製造コストは、炭素繊維紙を備えていない導波管とほぼ同程度におさえることができる。

第２の発明は、第１の発明において、前記電気抵抗又は前記電気伝導度の変化の度合いが所定の度合いよりも大きくなると光、音等で警告を発する警報手段を更に備えることを特徴とする。
本発明による浸水検知システムによれば、電気抵抗又は電気伝導度の変化の度合いが、所定の度合いよりも大きくなると光、音等で警告を発する警報手段を更に備えるので、水分が金属管と絶縁体との間に浸入したことを素早く把握することができる。

第３の発明の導波管は、金属管の外周に絶縁体が被覆されてなる導波管であって、前記金属管の外周と前記絶縁体との間に炭素繊維紙が介装されていることを特徴とする。
本発明による導波管によれば、金属管と絶縁体との間に炭素繊維紙が介装されているので、絶縁体の損傷等により水分が金属管と絶縁体との間に浸入しても炭素繊維紙でその水分を吸収することができる。すなわち、導波管長手方向への水走りを防止することができる。
炭素繊維紙は切断や曲げ等の取扱いが容易で、金属管の外周を炭素繊維紙で覆う作業に手間や時間がかからないので、炭素繊維紙が介装された導波管の製造コストは、炭素繊維紙を備えていない導波管とほぼ同程度である。

第４の発明の浸水検知方法は、金属管の外周とこの金属管を被覆している絶縁体との間に炭素繊維紙が介装され、マイクロ波を給電する導波管と、前記炭素繊維紙の電気抵抗又は電気伝導度を測定する測定手段とを備えた浸水検知システムを用い、前記電気抵抗又は前記電気伝導度を測定して、前記電気抵抗又は前記電気伝導度の変化の度合いが所定の度合いよりも大きくなると前記金属管と前記絶縁体との間に水分が浸入しているとすることを特徴とする。
本発明による浸水検知方法によれば、金属管と絶縁体との間に介装されている炭素繊維紙が水分を吸収すると電気抵抗が小さくなること又は電気伝導度が大きくなることを利用し、炭素繊維紙の電気抵抗又は電気伝導度を測定すると同時に、この電気抵抗又は電気伝導度の変化を監視することにより、金属管と絶縁体との間に水分が浸入したことを検知することができる。

本発明の浸水検知システム及び浸水検知方法を用いることにより、導波管の金属管と絶縁体との間への水分の浸入を検知することができる。

以下、本発明に係る浸水検知システムの好ましい実施形態について図面を用いて詳細に説明する。

図１は、本発明の第一実施形態に係る浸水検知システム１を示す概略図で、図２は浸水検知システム１に用いられる導波管２の断面図である。
図１に示すように、地上の無線機室３内に設置されている無線機４と鉄塔５に取り付けられているアンテナ６とは、マイクロ波を給電するための導波管２で接続されている。浸水検知システム１は、導波管２の金属管７とこの外周を覆う絶縁体１６との間への水分の浸入を検知するシステムである。
導波管２は、雷が鉄塔５に落ちた際に生じる雷サージ電流を大地に放電するように、接地金具１２で接地されている。

図２に示すように、導波管２は、管壁にコルゲート状の凹凸が形成されている金属管７と、金属管７の外周を隙間無く覆って、かつ、外周面に密着するように接着剤等で接着される炭素繊維紙８と、この炭素繊維紙８の外周を覆うように設けられる絶縁体１６とから構成されている。
本実施形態においては、炭素繊維紙８は、例えば、水分を吸収すると電気抵抗が乾燥状態の約１／２になる阿波製紙株式会社製のものを用いた。

図３は導波管２と無線機４との接続部付近を示す拡大図である。図３に示すように、導波管２の無線機４側端部は、接栓１７を介して無線機４に接続されている。この端部には、絶縁体１６を除去して炭素繊維紙８を露出させた部分１８と、この炭素繊維紙８の端部を更に除去して金属管７を露出させた部分１９とが形成されており、金属管７を露出させた部分１９が接栓１７内に挿入されている。

浸水検知システム１は、炭素繊維紙８の電気伝導度を測定する測定手段９と、電気伝導度の変化の度合いが所定の度合いよりも大きくなると光、音等で警告を発する警報手段１１とを備える。

測定手段９は、炭素繊維紙８を露出させた部分１８と金属管７を露出させた部分１９との間に電圧を印加する電圧印加装置１３と、印加した電圧とこの印加電圧により炭素繊維紙８及び金属管７を流れる電流値とに基づいて電気伝導度を測定する測定装置１０とから構成される。電圧印加装置１３及び測定装置１０は、地上の無線機室３内に設置されている。

電圧印加装置１３は、一端が炭素繊維紙８を露出させた部分１８に巻き付けられた導線１４及び、一端が金属管７を露出させた部分１９に巻き付けられた導線１５を介して、金属管７と炭素繊維紙８との間に一定電圧を印加することができる。

測定装置１０は、導線１４の途中に接続されており、導線１４に流れる電流及び印加電圧に基づいて炭素繊維紙８の電気伝導度を測定する。また、測定装置１０には、電気伝導度の変化の度合いが所定の度合いよりも大きくなると光、音等で警告を発する警報手段１１が接続されている。

そして、炭素繊維紙８の露出している部分１８を完全に覆うように、接栓１７の導波管２側の端部から絶縁体１６の接栓１７側端部までの外周を自己融着テープを巻き付けて絶縁部２０を形成し、接続部分への水分の浸入を防止している。

上述した構成からなる浸水検知システム１では、水分が導波管２の金属管７と絶縁体１６との間に浸入すると、その水分は炭素繊維紙８に吸収されて炭素繊維紙８の電気抵抗が小さくなり、電気伝導度が上昇する。したがって、測定装置１０により測定される炭素繊維紙８の電気伝導度の変化量が所定の度合いよりも大きくなった場合に、金属管７と絶縁体１６との間に水分が浸入したものとして警報手段１１で警報を発する。なお、所定の度合いである電気伝導度の変化量は各現場によって異なる値であり、設計等によって決定される。

以下に、例えば、接地金具１２を導波管２に接続した部分から水分が浸入した場合の浸水検知方法について説明する。

図４は、例えば、大雨や台風等の影響によって金属管７と絶縁体１６との間に水分が浸入したときの電気伝導度の変化の一例を示す概念図である。

図４に示すように、接地金具１２を接続した部分から金属管７と絶縁体１６との間に水分が浸入した場合には、炭素繊維紙８に水分が吸収されて、電気伝導度が急激に上昇する。そして、その電気伝導度が乾燥時、すなわち、平常時よりも上記所定の度合い以上上昇した場合は、金属管７と絶縁体１６との間に水分が浸入しているものとして検知する。

また、本実施形態においては、金属管７と絶縁体１６との間に水分が浸入しているか否かを判定する手法として電気伝導度の変化量（Ｓ／ｍ）を用いた場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、電気伝導度の変化率（ΔＳ／Ｓ、ここで、ΔＳ：炭素繊維紙８の乾燥時の電気伝導度からの電気伝導度の変化量（Ｓ／ｍ）、Ｓ：炭素繊維紙８の乾燥時の電気伝導度（Ｓ／ｍ））や、電気伝導度の変化勾配（ΔＴ／Δｔ、ここで、ΔＴ：炭素繊維紙８の乾燥時の電気伝導度からの電気伝導度の変化量（Ｓ／ｍ）、Δｔ：電気伝導度測定時間間隔（秒））を用いてもよい。

次に、本発明における電気伝導度の測定方法の異なる実施形態を示す。以下の説明において、第一実施形態に対応する部分には同一の符号を付して説明を省略し、主に相違点について説明する。

図５は、本発明の第二実施形態に係る浸水検知システム２２を示す概略図である。
図５に示すように、浸水検知システム２２の電圧印加装置１３は、一端が導波管２のアンテナ６側端部に接続されるアンテナ用導線２４及び、一端が導波管２の無線機４側端部に接続される無線機用導線２５を介して、金属管７と炭素繊維紙８との間に一定電圧を印加することができる。

図６は、導波管２とアンテナ６との接続部付近を示す拡大図である。図６に示すように、アンテナ用導線２４は、導波管２のアンテナ６側端部の絶縁体１６を除去して炭素繊維紙８を露出させた部分１８に巻き付けられている。

図７は、導波管２と無線機４との接続部付近を示す拡大図である。図７に示すように、無線機用導線２５は、導波管２の無線機４側端部の絶縁体１６を除去して炭素繊維紙８を露出させた部分１８に巻き付けられている。

アンテナ６側端部の炭素繊維紙８と無線機４側端部の炭素繊維紙８との間に電圧印加装置１３にて電圧を印加することにより、炭素繊維紙８及び金属管７を電流が通過する。
測定装置１０は、アンテナ用導線２４の途中に接続されており、アンテナ用導線２４に流れる電流及び印加電圧に基づいて、炭素繊維紙８の電気伝導度を測定する。

以上説明した各実施形態における浸水検知システム１、２２によれば、導波管２の金属管７と絶縁体１６との間に炭素繊維紙８が介装されているので、絶縁体１６の損傷等により水分が金属管７と絶縁体１６との間に浸入しても炭素繊維紙８でその水分を吸収することができる。すなわち、導波管長手方向への水走りを防止することができる。

また、電気伝導度を測定可能な測定装置１０を備えているので、金属管７と絶縁体１６との間に介装されている炭素繊維紙８が水分を吸収すると電気伝導度が大きくなることを利用し、電気伝導度を測定するとともに、この電気伝導度の変化を監視することにより、金属管７と絶縁体１６との間に水分が浸入したことを検知することができる。

さらに、電気伝導度の変化の度合いが、所定の度合いよりも大きくなると光、音等で警告を発する警報手段１１を備えるので、金属管７と絶縁体１６との間への水分の浸入を素早く把握することができる。

なお、上述した各実施形態においては、測定装置１０で電気伝導度を測定して金属管７と絶縁体１６との間への水分の浸入を検知する方法について説明したが、これに限定されるものではなく、測定装置１０で電気抵抗を測定して金属管７と絶縁体１６との間への水分の浸入を検知してもよい。この方法では、金属管７と絶縁体１６との間に介装されている炭素繊維紙８が水分を吸収すると電気抵抗が小さくなることを利用し、炭素繊維紙８の電気抵抗を測定するとともに、この電気抵抗の変化を監視して、その電気抵抗の変化量が所定の度合いよりも大きくなると、金属管７と絶縁体１６との間に水分が浸入したと判定する。

本発明の第一実施形態に係る浸水検知システムを示す概略図である。 浸水検知システムに用いられる導波管の断面図である。 導波管と無線機との接続部付近を示す拡大図である。 電気伝導度の変化の一例を示す概念図である。 本発明の第二実施形態に係る浸水検知システムを示す概略図である。 導波管とアンテナとの接続部付近を示す拡大図である。 導波管と無線機との接続部付近を示す拡大図である。

符号の説明

１ 浸水検知システム ２ 導波管
３ 無線機室 ４ 無線機
５ 鉄塔 ６ アンテナ
７ 金属管 ８ 炭素繊維紙
９ 測定手段 １０ 測定装置
１１ 警報手段 １２ 接地金具
１３ 電圧印加装置 １４、１５ 導線
１６ 絶縁体 １７ 接栓
１８ 炭素繊維紙を露出させた部分 １９ 金属管を露出させた部分
２０ 絶縁部 ２２ 浸水検知システム
２４ アンテナ用導線 ２５ 無線機用導線

Claims (4)

1. 金属管の外周に絶縁体が被覆されてなる導波管の前記絶縁体の内側への浸水を検知する浸水検知システムであって、
   前記金属管の外周と前記絶縁体との間に炭素繊維紙を介装し、前記炭素繊維紙の電気抵抗又は電気伝導度を測定する測定手段を設けたことを特徴とする浸水検知システム。
2. 前記電気抵抗又は前記電気伝導度の変化の度合いが所定の度合いよりも大きくなると光、音等で警告を発する警報手段を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の浸水検知システム。
3. 金属管の外周に絶縁体が被覆されてなる導波管であって、
   前記金属管の外周と前記絶縁体との間に炭素繊維紙が介装されていることを特徴とする導波管。
4. 金属管の外周とこの金属管を被覆している絶縁体との間に炭素繊維紙が介装され、マイクロ波を給電する導波管と、前記炭素繊維紙の電気抵抗又は電気伝導度を測定する測定手段とを備えた浸水検知システムを用い、
   前記電気抵抗又は前記電気伝導度を測定して、前記電気抵抗又は前記電気伝導度の変化の度合いが所定の度合いよりも大きくなると前記金属管と前記絶縁体との間に水分が浸入しているとすることを特徴とする浸水検知方法。

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